Навіщо люди літають у космос? Ми пишаємося тим, що Україна — космічна країна, що чимало космонавтів колишнього Союзу — з наших теренів, що десять років тому в космос полетів Леонід Каденюк, що перша жінка-астронавтка Хайдемарі Стефанишин-Пайпер — наполовину українка. Але на цьому політ нашої думки закінчується. Дійсно, навіщо вони літають, а держави-гіганти — вкладають в підготовку польотів та тренування космонавтів величезні кошти? Для того, щоб проводити досліди. Наприклад ті, котрі українські науковці готують для екіпажу тут, на Землі, в Україні, в Києві, — в Інституті ботаніки та в Національному ботанічному саду ім. Гришка й отримують за них державні премії. Експеримент, про який піде мова, проводять лише в Україні та США. Йому — десять років, і вперше у світі його виконав Леонід Каденюк: під час свого поки що єдиного польоту йому вдалося запилити рослини.
ВСЕ — НА БЛАГО ЛЮДИНИ
Як правило, всі досліди, особливо на клітинному рівні, розтягуються на десятиліття — наука, як відомо, не терпить поспішності та неточності. Тому експеримент Леоніда Каденюка, який провів його під керівництвом групи науковців Інституту ботаніки, — зовсім молодий. Загалом колектив авторів цього наукового дослідження, який складають вчені Інституту ботаніки, Національного ботанічного саду та Інституту екології Карпат, працює в галузі космічної біології 30 років. Власне, тоді й зародилася така наука, зародилася саме в Україні.
— Починаючи з 70-х років, значна частина вчених, які брали участь в розробці космічних досліджень в СРСР, були українцями. Тоді космонавти провели дуже багато експериментів на орбіті, які, власне, готували співробітники нашого інституту. Не дивно, що за цей час у нас утворилася ціла школа космічної біології. Нині ми продовжуємо роботу, в ній бере участь близько 20 інститутів, — пояснила автор проекту, завідувачка відділу клітинної біології та анатомії Інституту ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент Національної академії наук України Єлизавета Кордюм. Вона започаткувала космічну біологію в Україні, та нині є керівником національної космічної програми з біології, яка успішно розвивається.
Найголовніше питання — навіщо нам, на Землі, ці запилені в космосі рослини рапсу, які, до речі, в лабораторіях NASA дали не одне покоління?
— Нині Земля зазнає великого антропогенного навантаження. Тож ми думаємо над тим, як вирощувати рослини, які переноситимуть стрес, та над тим, якими мають бути грунти, на яких можна буде вирощувати культури (політ у космосі — це суцільний стрес, що дає можливість вивчати поведінку живих організмів). Ми шукаємо механізми, які дадуть змогу рослинам розвиватися, розмножуватися та жити в умовах стресу. Звісно, ми спостерігаємо за процесами, які відбуваються з живими організмами. Наприклад, окислення. Це один із факторів, який викликає передчасне старіння, є фактором ризику для розвитку багатьох хвороб. Тобто, якщо знайти механізми усунення чи запобігання йому в космосі, то можна долучити їх і в земних умовах. Також дивимося, як поводиться генна система, застосовуємо новітні технології для досліджень, — розповіла науковий співробітник Інституту ботаніки Галина Шевченко.
МОДЕЛЮВАННЯ НА ЗЕМЛІ
Перед тим як експеримент проведуть у космосі, його багато разів проведуть в інституті, в умовах, наближених до космічних, — тобто в умовах відсутності гравітації (сили тяжіння). Унікальність експерименту українських вчених — у тому, що до цього часу на орбіті космонавти проводили досліди тільки з тваринами. За словами науковців, саме тому, що ніхто не міг отримати життєздатне насіння в космосі (пилок не літає, неможливо полити рослину, яка ще й переживає стрес).
— Це доводить, що всі процеси, які відбуваються на Землі, можуть бути виконані в космосі. Тому в умовах польоту важливо проводити експерименти. Нині космічна біологія в Україні розвивається, тому що ми маємо співпрацю з міжнародними корпораціями, маємо гранти, публікації. Наше космічне агентство останнім часом виділяє на ці дослідження гроші, в нас є добра база, створено наукові школи. По цьому проекту в нас продовжується співпраця — американці були в нас у квітні, вони виявили зацікавленість в кількох проектах, подали заявки — частину фінансує наше агентство, частину — американське. Вся надія — на таку кооперацію, — каже Галина Шевченко.
Вчені нагадують, що в живих організмах відбуваються процеси, які ще мало вивчені. Наприклад, давно помітили, що дернини моху, які на Землі ростуть вверх, на орбіті ростуть спіралевидно. Це говорить про те, що багато процесів на Землі формуються під дією сили тяжіння. Якщо її вилучити, то можна відкрити завісу над процесами в живих організмах — те, чого на Землі ми не бачимо, стверджують ботаніки.
— Тобто в цьому плані мова може йти про пошук механізмів зміцнення імунної системи, лікування раку. Наприклад, вчені не можуть зрозуміти, як себе поводять ті клітини, які пожирають ракові, але якщо зняти силу тяжіння, то, можливо, щось відбуватиметься по-іншому. Це дає вченим можливості для пошуків, — пояснила Галина Шевченко.
Як кажуть фахівці Інституту ботаніки, «індустрія запустилася». Наразі у світі існує міжнародна робоча група з космічної біології та медицини, в яку входять вісім членів, в тому числі з 2000 року — й Україна, а ще — США, Франція, Німеччина, Японія, Європейське космічне агентство, Канада, Італія. Група контролює профільні дослідження у міжнародному масштабі й ставить їх на дуже високий рівень.
— Завдання космічної біології — з’ясувати, як гравітація впливає на живі системи. Це дуже потрібно, оскільки без того неможливо розробляти технології контрольованих екологічних систем життєзабезпечення. Нині ведуться плани польоту на Місяць, на Марс, а там мають працювати такі системи. Тому ці знання потрібні для практичних цілей — для розробки технологій. По-друге, нам потрібно знати, як впливає сила тяжіння на життя на Землі, що не є вивченим, оскільки можна вивчати вплив фактору, якщо його можна змінювати, — уточнила Єлизавета Кордюм.
Нині космічна біологія в Україні продовжує досить упевнено розвиватися. У вчених Інституту ботаніки є декілька масштабних наукових проектів, тому існує велика ймовірність, що досліди, започатковані нашими науковцями, продовжуватимуть проводити на орбіті космонавти США, Китаю, Росії чи Японії.
Робота ж авторів інституту «Рослини в космосі: гравічутливість та технології вирощування» номінується на Державну премію України в галузі науки і техніки.
