2000 №4

Фантастический шницель

Кандидат биологических наук Л. ПОПОВ.

Есть основания предполагать, что в недалеком будущем биотехнология станет использовать культуры соматических (телесных) клеток в качестве сырья для производства искусственного мяса.

Напомним читателям, что такое культура (культивирование) клеток или тканей. Это выращивание клеток (в нашем случае — животных) вне организма, в специальной культуральной среде, а проще говоря, в питательном бульоне, где клетки, взятые из живого организма, размножаются, растут, развиваются и в конце концов образуют белковую биомассу, обладающую нужными человеку свойствами. Она используется для широкого круга научных и практических целей, главным образом в области медицины и биологии. Это получение и ядерной ДНК, и различных белков и вакцин, и лимфоцитов, и макрофагов для иммунной защиты организмов и выращивание трансплантатов кожи и других тканей и т. п. Идея же применения культуры клеток животных в качестве сырья для искусственного мяса пока нигде даже не сформулирована, не говоря уж о разработке. Дело тут, думаю, в сложнейших проблемах, которые надо преодолеть для ее реализации.

Первая из них и, пожалуй, самая важная — необходимость наделить клетку способностью к безграничному размножению (или, как говорят ученые, сделать клетку бессмертной). Это путь к выращиванию больших объемов биомассы клеток, что и нужно для производства искусственного мяса.

Как долго продолжается жизнь отдельных клеток у высокоорганизованных организмов? Однозначного ответа на этот вопрос нет, ибо все зависит от типа клеток: лимфоциты человека вне организма живут 1–2 суток, эритроциты — 3 месяца, нервные клетки могут жить до 100 лет, а стволовые клетки относятся к бессмертным клеткам, они способны к неограниченному делению.

Стволовые клетки играют особую роль: они пополняют в организме запас клеток, обновляющихся после их естественной возрастной, физиологической или травматической гибели (клетки крови, кожи, мышц и других тканей). В частности, миобласты — тоже стволовые клетки — служат в организме как источник мышечных волокон. После деления миобласта одна из дочерних клеток остается стволовой, а другая участвует в образовании скелетных мышц (то есть таких, которые прикреплены к костям скелета).

Среднее время удвоения клеток животных в культуре — от 20 до 40 часов. Миобласты делятся каждые 12–18 часов. Стало быть, клетки мускулатуры от природы обладают способностью очень длительного размножения. Но ведь мясо состоит не только из мышечной ткани, в нем есть также соединительная ткань, нервная и эпителий (покровная ткань). Клеток для них нужно тоже очень много — речь ведь идет о массовом производстве. А эти клетки долго размножаться не могут.

Но существует возможность искусственно сделать клетку бессмертной. Для этого нужно ввести в ее геном соответствующий участок ДНК, его так и называют — ген бессмертия. Такие участки имеются в вирусных онкогенах, которые живут в каждом высшем организме. Из них можно выделить необходимую последовательность ДНК, ввести в геном клетки избранного вида и заставить там работать — производить белок, делающий деление клетки непрерывным. Интересно, что в гене бессмертия закодирован термочувствительный белок, который синтезируется при температуре культуральной среды 33 °C и делает клетку бессмертной. При повышении температуры примерно до 40 °C синтез быстро прекращается, и клетка возвращается в нормальное состояние. Стало быть, регулируя температуру, можно управлять процессом и сроками размножения. Это один путь к бессмертию клеток, проверенный на практике и вполне надежный.

Схемы получения бессмертных клеток. Сначала конструируют молекулу, содержащую ген бессмертия, под контролем подходящего промотора (регулятора деятельности гена), который позволил бы ему работать в большинстве животных клеток. Рядом с этим геном может быть пристроен чужеродный ген — для получения необходимого человеку белка из этих же клеток.

Такие конструкции вводятся в оплодотворенные яйцеклетки — зиготы (левая схема) или в соматические клетки животного, обладающие диплоидным набором хромосом, например в фибробласты (правая схема), а затем сливают их с яйцеклеткой, у которой удалено ядро с гаплоидным набором хромосом. Подготовленные таким образом зиготы и яйцеклетки с ядром фибробластов вводят в матку приемной матери, в которой развивается трансгенное потомство. Затем из определенных органов родившегося трансгенного животного берут клетки и выращивают в культуральной среде.

Другой путь лежит через трансгенез. Напомним читателям, что трансгенез — это область генной инженерии, имеющая целью наделять животных признаками и свойствами, которых у них нет от природы. Для этого гены одних животных пересаживают другим, и если это, например, ген роста, то получившее его животное начинает быстрее расти. Коровам в клетки молочной железы вводят гены лекарственных белков, и они вместе с молоком вырабатывают лекарства. Таким же способом можно ввести в геном нужных нам клеток той же коровы ген бессмертия, и эти клетки получат способность безграничного деления.

Таким образом, в арсенале ученых есть две надежные стратегии вызывать непрерывное размножение клеток. По первой из них гены бессмертия вводят в клетки, взятые из какой-либо ткани организма, и запускают процесс их бесконечного размножения. К сожалению, эта стратегия не относится к легкому пути, хотя на первый взгляд прельщает простотой.

Вторая стратегия создания бессмертных клеток — получение трансгенных животных. Тут тоже можно использовать два метода. Первый из них традиционный — микроинъекция чужеродного гена (гена бессмертия) в зиготу (оплодотворенную клетку). Хотя он широко используется, но оказался малопродуктивным, потому что обычно чужеродный ген наследуется только у 5—10 процентов родившихся трансгенных животных.

По-видимому, более перспективным будет иной метод. В нем для получения трансгенных животных используют яйцеклетки, у которых ядра с гаплоидным (одинарным) набором хромосом заменяют ядрами из соматических клеток с диплоидным (двойным) набором хромосом и с предварительно введенным в них геном бессмертия. Или сначала культивируют клетки из молочной железы беременного животного (в этот период в железе активируется много стволовых клеток), потом в них встраивают конструкцию из необходимого гена и яйцеклетки с диплоидным набором и вводят в матку приемной самки.

В настоящее время интенсивно развивается еще один метод трансгенеза, при этом заметен вклад российских исследователей. Суть проста: берут у самца сперматозоиды, вводят в них ДНК с необходимым геном и осеменяют самку. Во всех трех случаях рождаются трансгенные животные, способные наследовать чужеродные гены бессмертия.

Итак, клетки с приобретенным свойством бессмертия способны размножаться неограниченно долго. Это обеспечивает более дешевый и простой способ получения большого количества биомассы клеток. К тому же такие клетки обладают преимуществами перед нормальными. Это, например, и более высокая скорость роста, и меньшая зависимость от питательной сыворотки, и даже возможность развития в более простых — бессывороточных средах.

Сыворотка — основной компонент питательной среды, обеспечивающий наилучшие условия для роста и развития клеток. Это чрезвычайно сложная смесь множества мелких и крупных молекул веществ, способных как стимулировать, так и тормозить рост клеток, а также обеспечивать другие их функции. В составе сыворотки различные факторы роста, гормоны, белки, а также минеральные вещества, липиды, аминокислоты, витамины и т. д. Но сыворотка — это дорогостоящий продукт, выделяемый из эмбрионов животных (чаще — теленка). Ее стоимость достигает 90 % стоимости среды. Для промышленного выращивания громадного количества биомассы клеток это неприемлемо. Поэтому и созданы бессывороточные среды.

Стадии формирования скелетных мышц: миобласты. делятся в культуре клеток и растут (А), выстраиваются в ряды (Б), сливаются, образуя многоядерные мышечные клетки-волокна (В). Микрофотография (Г) сделана при большем увеличении: на ней указана длинной стрелкой поперечная исчерченность, свойственная скелетным мышцам, и видны, скопления множества ядер в одной клетке (короткие стрелки).

Что дает их применение? Вот некоторые из преимуществ: стабильность состава сред (разные партии сывороток отличаются одна от другой, и это может привести к нестабильности сред); снижение риска заражения культуры клеток вирусами, грибами, микоплазмой; упрощение выбора среды для определенного типа клеток, а также выделения из культуры нужных белков; и, наконец, снижение стоимости. Но все равно необходимые для роста клеток вещества, которые присутствуют в сыворотке, приходится добавлять в бессывороточные среды. А стоимость этих веществ в настоящее время исчисляется тысячами и десятками тысяч долларов за миллилитр! Сейчас предложено много различных способов удешевления, однако мировое производство культуральных сред пока растет медленно, и стоимость его почти не снижается. Думается, что прогресс тут зависит от дальнейшего развития биотехнологии и фундаментальных наук. Поэтому оставим экономику и перейдем к самому производству искусственного мяса, каким оно представляется сегодня.

Промышленный рост культуры клеток животных производят (уже сегодня) в биореакторах. Это громадные баки, расположенные в стерильном помещении и опутанные изрядным количеством различных труб, по которым подается все необходимое для поддержания жизни и размножения клеток. Они растут в стерильной бессывороточной среде при постоянном перемешивании. Большая часть трубок отходит от биореактора к системам автоматизированного анализа процессов, протекающих в биореакторе. Результаты анализов выводятся на экраны пульта управления. В любой момент там можно увидеть данные о поступлении и расходе углекислого газа, кислорода, питательных веществ, о плотности биомассы клеток и т. д.

Автоматы же управляют и работой реакторов. Если, например, плотность биомассы в реакторе окажется ниже заданного уровня, то поступление среды в реактор автоматически приостанавливается, чтобы дать возможность увеличиться числу клеток. Как только снова установится необходимая плотность биомассы выросших клеток, автомат отведет часть среды с клетками в специальный резервуар, в котором клетки осаждаются. Одновременно в биореактор добавляется такое же количество свежей среды, и он продолжает работать.

Клетки скелетных мышц (мышечные волокна) могут иметь в длину до полуметра. В такой большой клетке «собирается» много ядер, и это мешает клетке делиться.

Выращивают мясо в виде клеток мускулатуры тела (или, иначе, скелетных мышц). Эти клетки могут иметь огромные размеры (до полуметра в длину и 100 микрометров в диаметре), поэтому их называют мышечными волокнами. Это то самое мясо, которое используется в нашем обычном рационе. Каждое такое волокно представляет собой слияние многих клеток-предшественников — эмбриональных миобластов и соответственно содержит много ядер в общей цитоплазме. Поэтому клетки скелетных мышц не способны делиться. Миобласт же имеет одно ядро и может делиться, то есть новые клетки могут образоваться только в результате возобновления процесса формирования скелетных мышц, каким он бывает в период эмбрионального развития. И процесс этот — деление миобластов. Таким образом, мышечное волокно можно вырастить в биореакторе при использовании одних только миобластов, которые размножаются, как все клетки. Разница лишь в том, что миобласты и вне организма делятся неограниченно, как это присуще всем стволовым клеткам. При определенных условиях в культуральной среде миобласты синхронно сливаются друг с другом и образуют зрелое мышечное волокно.

Схема универсального комплексного производства искусственного мяса.

Внешний вид современного биореактора объемом 200 литров, выпускаемого фирмой Applikon, Нидерланды (снимок слева). По заказу покупателя фирма изготовляет биореакторы и большего размера. В середине — пульт управления биореактором. На правом снимке — стерилизатор с отдельным пультом.

Искусственное мясо будет содержать не только клетки скелетных мышц, но, как и обычное мясо, еще и клетки эпителия, соединительной и нервной тканей. Эти клетки будут выращивать отдельно. Потом специалисты-технологи соединят все поставляемое сырье в таком соотношении, какое соблюдается в природе. Не исключено, что это соотношение будут менять, чтобы изготавливались, скажем, колбасы ароматнее и вкуснее, чем сейчас можно купить в магазинах.

Технология приготовления мясных продуктов из клеточных культур будет, скорее всего, такой же, как и из природного мяса. По-видимому, поначалу из них будут делать фарш как для колбас, так и для пельменей, различных паштетов и т. п. Со временем на прилавках магазинов можно будет увидеть мясные полуфабрикаты не только из говядины, но также из кур, индейки и т. д.

Поначалу, конечно, такие фантастические мясные продукты люди встретят настороженно (как, впрочем, и всякую новинку генетики), но, думаю, постепенно распробуют и станут покупать, не задумываясь.

Такова идея. Сейчас еще трудно сказать, когда и как она будет реализована. Но уже сегодня можно назвать некоторые очевидные преимущества использования культуры клеток в качестве пищевого сырья. Так, вместо большей части животноводческих ферм с пастбищами появятся стерильные автоматизированные предприятия, занимающие значительно меньшую площадь и требующие примерно втрое меньше кормов. Вытаптывание земли, повреждение лесов и лугов, необходимость утилизировать жизненные отходы скота — все это многократно уменьшится в масштабах и тем самым оздоровит экологическую обстановку на планете. А главное — откроется новый источник продовольствия для людей.

Конечно, чтобы воплотить эту идею в жизнь, потребуется немало труда ученых, экономистов, инженеров… Пока мы к этому не готовы. Но все необходимые заделы уже есть, и это позволяет взяться за работу. Правда, одному государству одолеть эту проблему, видимо, не под силу. Но вполне возможно объединение специалистов разных стран, создание международного центра по разработке проблемы искусственного мяса наподобие Европейского центра ядерных исследований. Важно не медлить. Эта «овчинка» стоит выделки.

_{ЛИТЕРАТУРА}

_{Альберте Б., Брей Д., Льюинс Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. — М.: Мир, 1987.}

_{Культура животных клеток. — М.: Мир, 1989.}

_{Попов Л. С., Эшкинд Л. Г. Трансгенные животные. — «Наука и жизнь» № 1, 1987.}

_{Попов Л. С. Аптечное вымя. — «Наука и жизнь» № 7, 1994.}

_{Попов Л. С. Стадо для чеддера. — «Наука и жизнь» № 8, 1999.}

_{Parmjit Jat. Transgenic rodents as a source of conditionally immortalised cell lines. — Presented by Heury Stewart conference studies Russel Youse. 29 november 1996. Cafe Royal, London W1.}

Чаепитие в Академии

Владимир ГУБАРЕВ.

Директор Главного ботанического сада Российской академии наук, член-корреспондент РАН Лев Николаевич Андреев на «Чаепитии в Академии». Февраль 2000 года.

Между двумя встречами, о которых пойдет речь, прошло тридцать пять лет. Но мне кажется, что их разделяют не годы, а всего лишь дни, и это ощущение не обманчиво: так всегда бывает, когда перед тобой Учитель и Ученик, а следовательно, научная школа, в которой ростки неведомого прорастают… Особенно это важно для тех областей науки, где результат приходится ждать подчас десятилетиями. Вот почему судьбы двух ученых для меня слились воедино.

Оба они — директора Главного ботанического сада Академии наук: первый — академик Николай Васильевич Цицин, второй — член-корреспондент РАН Лев Николаевич Андреев.

Мы встретились с Львом Николаевичем на «Чаепитии в Академии» в феврале нынешнего года, вскоре после его сенсационного доклада на Президиуме Академии наук России. Выступление Андреева поразило участников заседания тем, что перед ними зримо предстала та борьба, которую ведут сотрудники Главного ботанического сада, борьба не только за новое в науке, но и просто за выживание уникального научного центра России.

И на Президиуме, и на «чаепитии» Лев Николаевич начал издалека… Он сказал:

— Есть один листок бумаги, который я не могу читать без волнения, потому что он во многом определил судьбу не только моего учителя — академика Цицина, но и мою собственную. Эта «бумага» — постановление правительства за подписью И. В. Сталина, в котором идет речь о переезде научных учреждений в Москву, о строительстве зданий для них, о закупке мебели и оборудования, а также о выделении тысячи пар нательного белья членам Академии наук… Читаешь этот документ и понимаешь, насколько жестокой была жизнь: ученым уже нечего было надеть, и правительство выделило им белье… И в то же время уже думали о том, что через пару десятков лет людям потребуется Красота…

— Красота с большой буквы?

— Именно так, потому что этим постановлением, принятым в апреле 1945 года, предусматривалось создание в Москве Главного ботанического сада Академии. Я был тогда еще мальчишкой, но хорошо помню, как тяжело жили люди в послевоенные годы. И такое решение правительства вызывает уважение. Одновременно с созданием сада сразу же организуются экспедиции по стране — 10–15 в год!

— А сейчас сколько?

— Сегодня средств на экспедиции у нас нет… А в те годы из них привозили много интересных растений, существовал широкий обмен с другими ботаническими садами страны. Тогда они жили очень трудно, и это понятно, но тем не менее обмен информацией и материалами был весьма интенсивный… Кстати, огромная заслуга Главного ботанического сада Академии наук в том, что он объединил все ботанические сады страны, а их до распада Советского Союза было 125…

— А сразу после войны?

— Около пятидесяти… В 1952 году была создана сеть ботанических садов СССР, и Главный сад Академии наук стал своеобразным координирующим центром научных исследований в этой области.

Мы встретились с академиком Николаем Васильевичем Цициным в его лаборатории, что находилась в Главном ботаническом саду АН СССР. Он вспомнил, как еще студентом побывал в саду у И. В. Мичурина. Великий ботаник сказал тогда: «Скрестить пшеницу с пшеницей всякий может. Вот если бы найти для нее более сильного производителя, тогда другое дело…»

— Слова Мичурина, сказанные вскользь, натолкнули меня, молодого агронома, на поиски такого растения. Пырей — дикий сорняк, обладающий необычайной «природной силой» и названный в народе «огонь полей», привлек мое внимание. Однажды в совхозе «Гигант» я обнаружил не виданную раньше форму пырея. И вскоре в Сальских степях родились первые пшенично-пырейные гибриды.

С тех пор прошло много лет. Академика Н. В. Цицина давно уже называют «академиком пшеницы». В его лаборатории вдоль стен стоят снопы. Их много. Они прижимаются друг к другу, будто им тесно здесь…

— Это, — показывает Николай Васильевич, — новые сорта, которые мы сдали в государственное сортоиспытание. Вот, например, яровая пшеница «восток». В 1963 году в Кустанае ее высадили на площади две тысячи гектаров, а в 1964 году — уже на двадцати тысячах гектаров. По скороспелости ей нет равных в тех районах. Она созревает на 10–12 дней раньше, чем другие сорта. Урожаи хорошие.

На своих полях мы получали до 35 центнеров с гектара. А вот пшеница ППГ-48 — озимая. Она отличается крупным зерном. Рядом снопы крупнозернистых пшениц ППГ-172 и ППГ-173. Они испытываются на целине.

Фондовая оранжерея Главного ботанического сада РАН им. Н. В. Цицина.

Николай Васильевич показывает два мешочка. В них крупные, прозрачные зерна. На этикетке написано: ППГ-391 и ППГ-374. Это гибриды, которые относятся к «сильным» пшеницам.

— Мы ежегодно можем сдавать один-два сорта в госсортоиспытание, — говорит ученый.

— И ничего удивительного в этом нет. У нас в «Снегирях» апробируются сотни готовых сортов… Нас, селекционеров, призывали к тому, чтобы мы выводили сорт за два-три года. Я уверен, что создать по-настоящему хороший сорт за это время невозможно. Иногда нужно работать десятки лет. Другое дело, если есть большой задел. С пшенично-пырейными гибридами у нас дело налажено. Одни сорта сдаются в госсортоиспытание, с другими проводятся эксперименты, третьи только начинают зарождаться… У селекционера должен быть конвейер. Задел — вот что главное!

— Лев Николаевич! Когда-то академик Цицин высказал мысль о том, что в научной работе очень важен задел, который формируется общими усилиями ученых, работающих в одной области. Наверное, поэтому совместная работа ботанических садов так необходима?

— Конечно. Ведь мы помогаем друг другу. За последние годы два раза в Ростове и Донецке отключали электроэнергию. Все оранжерейные растения там гибли. Общими усилиями нам удалось восстановить коллекции. Когда такие трагедии случаются, конечно же, мы делимся своими растениями… Я пришел в Главный ботанический сад в 1954 году. Тогда его строительство шло весьма активно. Наша комсомольская организация насчитывала человек сто пятьдесят. Мы постоянно организовывали субботники. Все были уверены, что, когда посетители увидят красоту нашего сада, на душе у них станет лучше, светлее. Мы были молоды, нас захлестывал энтузиазм, а потому для каждого было истинным счастьем, когда сад открылся. Это случилось в 1959 году. Всего 14 лет потребовалось, чтобы создать этот уникальный научный комплекс…

Насекомоядное растение непентес гибридный.

— Но наука не только создает красоту, пожалуй, даже не это главное. Впрочем, кто-то из великих сказал, что если гипотеза недостаточно красива, то она не может быть верной!

— Что такое ботанический сад: искусство или наука? Этот вопрос регулярно ставится на конгрессах, которые проводит ассоциация ботанических садов мира. Кстати, на нашей планете их около двух с половиной тысяч.

— А в России?

— Восемьдесят… Сразу после распада СССР мы создали Совет ботанических садов России. Он и позволяет нам поддерживать друг друга… Итак, искусство или наука? Подчас случаются весьма бурные дискуссии, и год от года они не утихают, но вывод всегда неизменен: ботанический сад — и искусство и наука!

— И вы можете это подтвердить?

— Вспомним академика Цицина. У него был отменный художественный вкус, и это сказалось на его подходе к строительству сада. Был, например, запланирован архитекторами квадратный бассейн «в английском стиле». Цицин же помнил о наших традициях. Посмотрев проект, он взял карандаш и нарисовал круглый пруд с островком. Бесспорно, это место в нашем саду одно из самых красивых! Нам повезло, что первым руководителем и создателем сада был такой крупный ученый и понимающий в искусстве человек, как Николай Васильевич Цицин. С самого начала в саду были заложены разные направления исследований, и благодаря этому он стал ведущим научным центром. Основатели сада поставили перед сотрудниками задачу: находить в природе ценные растения, переносить их в сад, здесь выращивать и вводить в разряд культурных. Могу даже привести пример последних лет: у нас прекрасная коллекция абрикосов, которые плодоносят… К сожалению, собрать урожай очень трудно…

— Почему?

— Посетители все съедают!

— По-моему, вас это не очень огорчает! Неужели абрикосы вызревают в наших условиях?!

— Приходите — увидите! В Подмосковье можно выращивать прекрасные абрикосы… А с похитителями все-таки мы боремся: часть коллекции перенесли в один из монастырей, деревья там в безопасности. Хочу еще раз подчеркнуть: авторитет Главного ботанического сада поднимался в первую очередь благодаря большим исследовательским работам, которые велись и ведутся.

— Начинал их, наверное, академик Цицин?

— Бесспорно! Он работал в области отдаленной гибридизации. В литературе иногда можно встретить утверждения, что при Сталине академик Цицин обещал создать многолетнюю пшеницу и на этом поднялся. Но подобное могут утверждать лишь те, кто мало знаком с нашими работами. Я пришел в аспирантуру в 1954 году. Уже тогда были сорта М-2 и М-4. К сожалению, они плохо зимуют, в первый год вымерзают на 40–50 процентов. Тем не менее создан новый вид, который в природе не существовал.

В розарии выращивается 2,5 тысячи сортов роз.

— И все же в практике этих сортов нет?

— У нас появились «промежуточные» гибриды. Их можно использовать на корм скоту, но к осени растения все равно дают зерно!.. Это весьма необычные сорта, и то, что они появились, конечно же, заслуга нашего первого директора. Когда я слышу обвинения в его адрес, то мне обидно.

— Цицин работал в «эпоху Лысенко», который, как известно, поначалу поддерживал работы по ветвистой пшенице?

— Возможно, какая-то доля правды в упреках Цицину и есть, но в тридцатые годы многие поддерживали идеи Лысенко, в том числе и Николай Иванович Вавилов. Цицин тоже какое-то время увлекался этими идеями, но потом совершенно отошел от них. В последние годы Лысенко и Цицин участвовали в заседаниях экспертного совета ВАКа, но садились так, чтобы не видеть друг друга… Мало кто знает, что у Николая Васильевича в Горках Ленинских были посевы пшениц. Однако, когда отношения с Лысенко обострились, тот приказал запахать поля Цицина, и его двадцатилетний труд был уничтожен. Так что Лысенко расправлялся со своими противниками весьма жестко, а подчас и жестоко… Николаю Васильевичу пришлось создавать новое опытное хозяйство «Снегири», которое действует у нас и сегодня… В Отделе отдаленной гибридизации, созданном Цициным, работают его ученики и последователи…

Цветет мединилла великолепная.

— Из крохотного зернышка вырастает яблоня. Год за годом она приносит плоды. Это нас не удивляет. А почему одно зерно пшеницы не может несколько лет давать урожай?

— Главная причина: пшеница очень плохо переносит морозы, — говорит академик Цицин. — По-настоящему зимостойкой пшеницы нет. И тем не менее нам удалось сделать то, на что природа неспособна!

Николай Васильевич протянул мне колос многолетней пшеницы.

— В 1961 году ее посеяли, она благополучно перезимовала, и следующим летом был получен первый урожай. На второй год перезимовало 85 процентов посевов, а в минувший — более шестидесяти. Три раза одно зерно давало колос! Это совершенно новый вид пшеницы. У нее 56 хромосом, а не 42, как у обычной «мягкой» пшеницы. Многолетняя пшеница — близкая родственница зернокормовой пшеницы. Нами выведено много сортов, лучшие из них — ППГ-1336 и ППГ-1338. У них в первую очередь созревает колос, а стебель — несколько позже. Сначала такая пшеница дает зерно, а потом ее можно косить на сено. После уборки урожая и покоса стерня вновь отрастает — можно пасти скот… Пшеница превратилась из чисто зерновой культуры в зерно-кормовую…

Дерево какао в оранжерее дает много крупных плодов.

— А сколько всего растений на Земле?

— На планете 300 тысяч видов высших растений, из них определено порядка 250 тысяч. Тем не менее эксперты считают, что если сейчас не принять экстренные меры по сохранению биоразнообразия планеты, то в ближайшие сто лет две трети существующих высших растений исчезнет… Не забывайте, что мы еще не изучили 50 тысяч видов, не знаем, полезны они или нет… Профессор Головкин, к примеру, считает, что каждое десятое растение, то есть 30 тысяч, обладает лекарственными свойствами. Поэтому потеря любого вида может быть невосполнимой.

Питомник многолетней пшеницы.

— Какие работы в ботаническом саду, на ваш взгляд, наиболее интересны?

— Мне трудно выделить какое-то одно направление. У нас осуществляется целый комплекс исследований, и каждое из них необходимо. Причем эти работы трудные, очень тонкие. То, над чем природа трудилась столетиями, ученым иногда приходится делать за несколько лет. К примеру, «перенос» растений из дикой природы в культурную среду. Надо внимательно следить, как меняется фотосинтез и так далее… У меня лаборатория иммунологии растений. Это изучение защитных свойств растений. В общем, то же, что и у человека… И не менее сложно!

— Вы произнесли такую фразу: «Мы работаем с природой». А есть ли у вас растения, которых уже нет в природе? Сохраняете ли вы редчайшие растения, как в инкубаторе?

— Конечно. У нас есть коллекция «редких исчезающих».

— Необычное название!

— Но точное… Наша коллекция «редких исчезающих» насчитывает 300 видов. Это те растения, которые растут в естественных условиях. Есть еще тропические растения из Африки и Латинской Америки, которые находятся в оранжереях. В природе вы их уже не встретите, а найдете только где-то в заповедниках. Они занесены в Красную книгу. Но надо иметь в виду, что сохранение таких растений в условиях ботанического сада все-таки искусственное. Ботаники говорят: «Нужно держать растения внутри природы», — ив этом, бесспорно, одна из главных задач сохранения окружающей среды. Два года назад в Кейптауне прошел конгресс ботанических садов, на котором ставился вопрос о сохранении видов. Там была названа любопытная цифра. Оказывается, во всех ботанических садах сегодня хранится порядка трети существующих на Земле видов растений, то есть около 100 тысяч. Эту цифру нужно увеличить в три раза, чтобы вся флора планеты сохранялась в искусственных условиях.

— Разве это возможно?

— Любую задачу можно решить, если ее разумно поставить… На конгрессе в Кейптауне разгорелся спор на эту тему. Противники заключения всех растений в ботанические сады утверждали, что нельзя вырывать растения из естественных условий… Впрочем, есть еще одно направление сохранения растений, оно родилось лет двадцать назад. Речь идет о биотехнологии. Вы можете хранить растения в «банках семян» при низких температурах.

— Этакие инкубаторы семян?

— Да, и они у нас есть. Мы закладываем «семена на будущее». При этом необходимо вести тщательные исследования: полежали семена при низких температурах, нужно проверить, насколько всхожесть у них сохранилась…

— Холод не убивает все живое?

— Нет, семена сохраняются… Ну и, наконец, третье направление «заботы о будущем» — это культуры тканей.

— Поясните, пожалуйста.

— Сохранение генофонда в культуре тканей в пробирках. Но опять-таки нужно их изучать: нет ли мутационных процессов, сохраняется ли жизнеспособность?

— Природа в пробирках?!

— Ничего не поделаешь: если хочешь заботиться о будущем, о сохранении зеленого покрова нашей планеты, надо развивать все направления. Тут ошибки непоправимы… А проблемы очень сложные. Представим, что мы двадцать лет храним растение в пробирке, потом пытаемся ввести его в природную среду, а популяция уже изменилась. Растение может погибнуть… Так что методы сохранения видов, которые мы используем, это все-таки резервный вариант, а главный — сохранение природной среды.

Экспозиция декоративных растений. Цветут дельфиниумы.

— Мне кажется, что круг научных проблем, которыми занимается ваш сад, очень широк.

— Именно поэтому он вошел в число лидеров!.. Мне приходится часто разговаривать с чиновниками. К примеру, правительству Москвы я доказываю, что нужно выделять средства нашему ботаническому саду. А в ответ слышу: «Переходите из Академии наук к нам, тогда и будем финансировать!» Я объясняю, что этого нельзя делать. И привожу в пример ботанический сад Токио, который находится на полном обеспечении города, а это большие деньги. Я видел, какую там построили оранжерею, — нам такая только может присниться! В общем, прекрасный сад, и он пользуется большим успехом… Но в Токио есть еще один небольшой ботанический сад при университете. О нем почти никто не знает, однако именно его директор избран президентом Ассоциации ботанических садов планеты, потому что здесь ведется большая научная работа и обучаются студенты…. Вот я и говорю московским чиновникам: «Вы станете давать деньги, но однажды скажете: зачем вам хранить гербарий с полумиллионными образцами? Или предложите сделать экспозицию розария не из двух тысяч сортов, а из трехсот».

— Почему такие цифры?

— Триста сортов мы показываем посетителям. Разумный руководитель скажет, что нужна вся коллекция, а чиновник потребует оставить всего два десятка сортов, мол, этого вполне хватит.

— Можно не продолжать: чиновник в России не должен стоять над наукой!

— Но он старается… Сейчас создается заповедный округ в нашем районе Москвы, и сад в него входит. Ко мне обращается чиновник и требует, чтобы я дал план на перспективу. Я спрашиваю: «А что вы подразумеваете под понятием «перспектива»?» Он отвечает: «Мне нужно знать, какие площади у вас трогать нельзя, а какие можно». Я понимаю, что речь идет о строительстве коттеджей.

— Неужели к вам приходили с такими предложениями?!

— И не раз! Был случай, когда мы попросили помощи у банков. Они откликнулись сразу же, но с одним условием: денег дадим, но по периметру сада построим коттеджи. Когда же я объяснял «спонсорам», что подобное невозможно, у них сразу интерес к нам пропадал. Да и у чиновников тоже… Я прекрасно понимаю, что стоит уступить хотя бы чуть-чуть, меня тут же «раздавят». Ведь нечто подобное случилось с ВВЦ. Когда-то это был единый ансамбль. И Главный ботанический сад и Выставка достижений народного хозяйства СССР создавались Николаем Васильевичем Цициным, он был директором и там и тут… Недавно на заседании правительства обсуждалась ситуация с ВВЦ, и каждый второй выступающий говорил, что Главный ботанический сад свое лицо сохранил, а ВВЦ превратился в торговую ярмарку.

Экскурсия в Главном ботаническом саду.

— Мне кажется, сам факт торга: «Мы вам поможем, если вы дадите место под коттеджи» — многое говорит о времени, в котором мы живем, и об отношении чиновников и новой русской элиты к науке, не так ли?

— В позапрошлом году случился ураган, тогда около 400 деревьев в саду вырвало с корнем. До сих пор мы ликвидируем последствия той беды… А в 1999 году пережили еще одну напасть. 7 июля в нашем районе выпал град размером с куриное яйцо. Оранжереи у нас занимают два гектара, приблизительно треть верхних стекол в них разбилась. Это была трагедия… Как восстанавливать? Откуда брать деньги? Погибала фондовая оранжерея с шестью с половиной тысячами наименований растений, некоторым из которых было по несколько сотен лет. Я тут же обратился к руководству Академии наук, к ее президенту и первому вице-президенту. Академики Осипов и Месяц, конечно же, меня сразу поняли. В Академии наук еще в советские времена непременно подчеркивали, что нужды ботанического сада — это «святое дело». И сейчас такое же отношение, иногда даже могут «попридержать» академические институты, а нам стараются помочь. И тут родная Академия дала нам два миллиона. Но чтобы закрыть оранжереи, надо было три с половиной. Мы написали письма и в правительство, и в министерство финансов, и Лужкову… Но ждать ответа не стали, сразу же начали восстанавливать оранжереи. Я с ужасом думал: чем расплачиваться буду? Но все-таки Академия и Министерство науки дали деньги, и это спасло ботанический сад.

— А федеральное правительство и Москва?

— К сожалению, они денег не дали… Но произошел трогательный случай. О нашей беде рассказал один из телеканалов. Показали разбитую крышу оранжереи и взяли у меня интервью. Я сказал, что деньги нужны сейчас, чтобы до октября восстановить оранжереи, а позже я смогу только нанять бульдозер, чтобы снести их… На следующий день ко мне пришел пожилой мужчина, сказал, что они с дочкой решили помочь саду, и протянул сто долларов. Это был рабочий с завода «Серп и молот». Я попытался отказаться, но он все-таки настоял на своем…

— Других поступлений не было?

— Нет. Но этот случай меня очень тронул. А ведь ни один чиновник не поинтересовался нашими делами. В октябре в ответ на мое письмо Лужкову раздался звонок из мэрии — интересовались, что с оранжереями. Сказал, что уже восстановили, но я весь в долгах, нужно полтора миллиона. Мне перечислили пятьсот тысяч с условием, что эти деньги я имею права потратить только на посадку растений, а не на ремонт оранжерей. Но как я буду сажать растения в ноябре?!

Экспозиция культурных растений. Красная смородина.

— Неужели никто так и не пришел на помощь?

— Когда Главному ботаническому саду было 50 лет, я разослал письма в сорок банков, ни один из них не откликнулся. Ни одна коммерческая организация не помогла нам. Так что, когда говорят о «благородном» бизнесе в России, я не верю в это!

— Но что греха таить, и к ученым немало претензий: вы тоже часто свои обещания не выполняете, чем очень расстраиваете чиновников, причем самых высших. К примеру, обещали вырастить такие чудо-гибриды, которые полностью обеспечат страну хлебом. Где же они?

— Очевидно, вы имеете в виду тритикале?

— Простите, а что это такое?

— Гибрид пшеницы и ржи: «тритикум» по-латыни — пшеница, а «кале» — рожь (об этой культуре см. «Наука и жизнь» № 5, 1974 г. — Прим. ред.).

— Точно! На пленумах ЦК КПСС слово «тритикале» звучало чаще, чем «коммунизм»!

— Тритикале есть в нашем хозяйстве. Очень продуктивная культура. Мы получали урожай по 120 центнеров с гектара. К сожалению, зимостойкость тритикале пониженная, поэтому выращивать ее нужно южнее. Но для этого необходимо наладить семеноводство… А что касается обещаний, то чаще всего селекционеры и ученые верно прогнозируют будущее, в том числе и создание новых сортов, но, к сожалению, редко их достижения используются в практике. И это уже беда общества, в котором они живут и работают.

Уголок Японского сада.

В рабочем кабинете академика Цицина опять-таки много снопов по стенам, а на столе — ящики с колосьями.

— Хотите еще одно «чудо»? — улыбается ученый и протягивает мне колос, похожий на метелку пырея. — Не смотрите, что он такой невзрачный, это действительно чудо-колос, сорт «усатая пшеница». Очень уж мягкие у нее усы, поэтому и название такое. Если высевать три с половиной центнера зерна на гектар, то на поле вырастает зеленая щетка. Она закрывает землю, сорняки забиваются, гибнут. Урожай очень высокий!

… Свой репортаж из Главного ботанического сада АН СССР я завершил тогда такими словами:

«Сорок лет своей жизни посвятил Николай Васильевич отдаленной гибридизации. Его работы — гордость нашей биологической науки. Нужно отдать должное труду ученого. Но этого мало. Надо помочь ему, помочь не только в кадрах, в оборудовании, но и в организации нескольких опорных пунктов в стране. Тогда созданные в Главном ботаническом саду новые сорта и формы сельскохозяйственных культур будут быстрее перекочевывать на поля».

Много лет прошло с тех пор, а эти слова столь же актуальны и сегодня!

— Лев Николаевич, если можно, приведите примеры того, как вы чисто научные исследования реализовали в практике.

— За почти полувековую историю Главного ботанического сада Академии наук таких примеров было, конечно же, много. Я даже не смогу перечислить их. Остановлюсь лишь на тех, которые, на мой взгляд, дают представление о работе наших сотрудников. Обязательно нужно упомянуть о пшенично-пырейных гибридах. Они широко пошли от Прибалтики на юг и по всей Нечерноземной зоне. Это большое достижение. У нас есть, к примеру, сливо-алычевые гибриды. Плоды достаточно вкусные. Но половину коллекции растащили. В «Снегирях», где она выращивалась, не было охраны. Хищения у нас очень большие… Другой пример. Из Средней Азии привезли люцерну. Оказалось, что здесь она более продуктивна, чем там! Начали разбираться: как такое может быть? Выяснилось, что когда-то эту культуру «перенесли» на юг из средней России, но забыли об этом. Люцерна вновь возродилась у нас… Кстати, многие кормовые культуры начинали свой путь на поля из нашего сада. Плюс к этому лекарственные растения… Нет, невозможно даже перечислить все!

— А Москве вы помогаете? Столица вправе требовать от вас участия в ее озеленении, не правда ли?

— Я выступал на заседании правительства Москвы и привел такой пример. Все, конечно, видели тюльпаны у стен Кремля. Они — результат нашего сотрудничества с ассоциацией голландских цветоводов. 15–20 сортов тюльпанов в Голландии носят русские имена — это все совместные работы. К сожалению, теперь связи между нашими странами практически прекратились. За экспертной оценкой к нам не обращаются, а потому закупают наиболее дешевый, а значит, плохой посевной материал, даже зараженный разными болезнями… Раньше мы не имели права привезти без проверки ни одной луковицы, или ее надо было выдерживать в карантине два года. А теперь разве кто-нибудь контролирует этот поток? Итак, мы дали Москве прекрасные тюльпаны. То же самое можно сказать и о розах. Наша коллекция — две с половиной тысячи сортов роз. К сожалению, теперь она будет уменьшаться. Дело в том, что раньше мы укрывали их лапником, делали металлический каркас, обтягивали его вощеной бумагой, сверху накрывали поролоном и полиэтиленом. Сейчас еле-еле хватает денег на лапник. Если будет крепкий мороз, то такое укрытие не спасет, и полколлекции погибнет… Так что молимся, чтобы сильных морозов в Москве не было.

— А надо ли держать такую большую коллекцию в Москве, ведь в России есть более теплые южные районы?

— Очень хорошая коллекция роз была в Никитском ботаническом саду. Но она сильно пострадала от засухи… Конечно, можно куда-то «переправить» нашу коллекцию, но, честно говоря, многие ботанические сады занялись коммерцией, и я думаю, что в нынешних условиях надежнее все-таки держать ее у себя. Недавно приезжали к нам немцы и очень удивлялись, что такая большая коллекция роз существует в столь суровых условиях. На самом деле — это еще одно достижение нашей науки…

— Мы говорили об озеленении Москвы…

— В Москве сейчас растет порядка ста видов растений, мы же рекомендуем в шесть раз больше! Однако наши работы не востребованы. Питомники предпочитают «гнать» привычные тополя и березы, а наши саженцы чаще всего отправляются на дачи и в правительственные особняки. Мы предлагали правительству Москвы создать в «Снегирях» питомник нашего элитного материала, но пока этого нет… Я понимаю, что проблем в Москве хватает, но если город располагает таким прекрасным ботаническим садом, то нужно им пользоваться и заботиться о нем по-настоящему.

— Академия наук поддерживает научные исследования Главного ботанического сада, а город должен обеспечивать его жизнедеятельность?

— У нас только поливочный водопровод длиной 50 километров, и половина его уже гнилая. Три километра кабелей были проложены в 1953 году, они нуждаются в замене. Дороги в ухабах и рытвинах, их тоже нужно ремонтировать. Так что «болячек» очень много, и город должен помогать их ликвидировать.

— Но вы ведь можете и сами зарабатывать?!

— Самофинансирование идет за счет продажи билетов и посадочного материала. У нас есть небольшой питомник, где растения на продажу выращивают в контейнерах… В общей сложности приблизительно 20 процентов от нашего бюджета мы зарабатываем сами. В основном за счет продажи кустарников, пионов, тюльпанов…

— А цены?

— Мы не можем поднимать их, потому что Главный ботанический сад — государственное учреждение. Очень часто у нас скупают материал разные коммерческие организации, а затем перепродают его.

— Может быть, вам стоит расширить эту деятельность?

— Не имеет смысла, так как в любом случае мы не сможем конкурировать со специализированными фирмами. Они занимаются монокультурой, а у нас сотни видов растений, и с каждым из них надо повозиться. Если я начну участвовать в рыночной борьбе, то загублю сад. Человек слаб, а искушений много… Пару лет назад, проводя «воспитательную работу» среди сотрудников, я напомнил им о том, как в блокадном Ленинграде спасали коллекцию Н. И. Вавилова. А потом подумал: что же это я говорю? В Ленинграде люди знали, во имя чего погибают… А сейчас? Наш сотрудник получает шестьсот рублей в месяц, а рядом воруют миллионы. Как его убедить, что продать одно растение за пятьсот рублей новому русскому — это грех! Наверное, сейчас у людей вырабатывается иная мораль, и, где провести грань между «нельзя» и «дозволено», сказать очень трудно. Нет, в обществе не должно быть двойной морали, от этого множество наших бед.

— Значит, самофинансирование не получается? Я хочу это подчеркнуть для чиновников, которые почему-то убеждены, что все остальные должны зарабатывать деньги, а они только их получать.

— Чтобы Главный ботанический сад перешел на полное самофинансирование, надо не косить газоны, а засаживать их картошкой! Но в этом случае сада уже не будет…

— Оставим эту тему. Скажите, как у вас нынче развивается международное сотрудничество?

— До 1990 года были очень тесные контакты с американцами. Мы обменивались экспедициями, привозили из-за океана колоссальные гербарии и живые растения. А они ездили по Сибири, очень хотели попасть на Дальний Восток, но их не пускали из-за закрытости тех мест. После 1990 года начался так называемый «безвалютный обмен», но вскоре и он прекратился, так как средств у нас нет. Было хорошее сотрудничество с немцами, французами. Сейчас мы встречаемся только на международных конференциях, да и то каждая такая поездка проблематична: ведь деньги приходится собирать по разным фондам, ассоциациям. А полностью прерывать контакты с зарубежными коллегами нельзя, их отсутствие гибельно для науки.

— Бытует представление, что ботаник — это герой XIX века. Обычно его изображают с сачком в руках. В XX веке эта профессия перешла в разряд непрестижных, она, говорят, удел чудаков. У вас есть возможность выступить в защиту ботаники, объяснить, почему она будет нужна в XXI веке?

— Одно время в аспирантуру никто из молодых людей не шел. Сейчас ситуация изменилась к лучшему, хотя до «хорошего» еще очень далеко… Итак, слово о ботанике. Вся биология, в том числе и молекулярная, и биотехнология, основана на ботанике. Она — древо жизни… Разве к этому надо что-либо добавлять?!

— Пожалуй, этого вполне достаточно.

ГЛАВНЫЙ БОТАНИЧЕСКИЙ САД РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИМЕНИ Н. В. ЦИЦИНА

* * *

На Земле около двух с половиной тысяч ботанических садов, в России — восемьдесят, Главный ботанический сад Российской академии наук — один из самых красивых.

Главному ботаническому саду Российской академии наук 14 апреля 2000 года исполняется 55 лет. Заложен он был в победный 1945 год на границе Выставки достижений народного хозяйства СССР и Останкинского лесопарка. По возрасту этот сад самый молодой из всех ботанических садов на территории Москвы, а по площади и по количеству растений назван Главным. Первым руководителем его на протяжении 35 лет был академик Николай Васильевич Цицин, его имя и сегодня с честью и гордостью носит Главный ботанический сад.

Время безжалостно и необратимо. Уходит старшее поколение сотрудников, которые отдали созданию сада свои знания, тепло сердец. На смену приходят молодые. Как светлую память о Великой победе они сохраняют коллекции и экспозиции, сохраняют Главный ботанический сад. В наше трудное время, когда опускаются руки и не хватает веры в лучшее будущее, люди работают, ухаживают за растениями, лечат их и всеми правдами и неправдами пополняют коллекции новыми экспонатами. Большая заслуга в этом принадлежит директору — члену-корреспонденту РАН Льву Николаевичу Андрееву. Его жизненный опыт, человеческая стойкость помогают коллективу выжить. А пока работают люди, жив и ботанический сад. Память о людях — в их делах. Мы помним всех. Мы помним то время, когда Главный ботанический сад Академии наук СССР был ведущим научно-исследовательским центром, в котором готовили научные кадры для всех республик страны. И сегодня мы верим, что несколько поколений ученых работали не напрасно, мы верим, что красота бессмертна. Посмотрите, как прекрасен этот мир, созданный руками человека. С днем рождения, Главный ботанический сад!

Л. ТРЕЙВАС.

Фото автора.

В цветнике.

Урожай груш в плодовом саду.

В фондовой оранжерее поспевают бананы.

Наша Вселенная не одинока

Фантастическое изображение космической «пены» — конгломерата множества вселенных: слева — наше сообщество галактик, справа — примыкающие к нему иные миры.

Всего двадцать лет назад астрономы с помощью телескопов в лучшем случае могли обозревать не более двух процентов объема нашей Вселенной. Так говорит А. Ренцини, сотрудник одной из крупнейших в мире обсерваторий — Европейской Южной. «А сегодня, — продолжает он, — мы в состоянии осматривать девять десятых объема нашей Вселенной. Мы видим почти все, что можно увидеть. И этот прорыв в космические дали есть не что иное, как путешествие в глубь времен».

Телескопы и в самом деле — машины времени. Когда астрономы с помощью орбитального телескопа Хаббла наблюдают галактики, удаленные от нас на 12 миллиардов световых лет, они видят ту эпоху, в которой Вселенная была, можно сказать, в младенческом возрасте — всего три миллиарда лет. Это было время, когда галактики только что возникли после Большого взрыва частицы, меньшей, чем атомное ядро.

Ученые убеждены, что период младенчества Вселенной и сам породивший ее взрыв должны были оставить своего рода «эхо». Оно и в самом деле не исчезло. В космосе блуждают электромагнитные колебания, которые и в наши дни пронизывают все пространство. Правда, сейчас они уже не обладают той чудовищной энергией, при которой родилось мироздание.

Для исследования этих колебаний в космос были направлены спутники «Прогресс» (запущен в СССР), оснащенный специальным прибором «Реликт-2», и «Cosmic Backgraund Explorer» (США), сокращенно его называют «Кобе». Спутники установили, что реликтовое первичное излучение — удивительно равномерный поток, пронизывающий космос во всех направлениях. Лишь тысячные доли процента составляют в нем некую неравномерность.

Квазары, служащие центрами галактик. Снимки сделаны телескопом Хаббла.

Анализ этого феномена показывает, что Вселенная в свою раннюю фазу должна была расширяться со скоростью, превышающей скорость света. В миллиардные доли секунды она из частицы, меньшей, чем атомное ядро, достигла астрономических размеров. И здесь нет противоречия с теорией относительности, с ее постулатом о предельной скорости света. Эйнштейн утверждал, что скорости не могут выйти за пределы световой, когда тела движутся в пространстве, но в момент взрыва само исчезающе малое пространство также расширялось вместе с продуктами взрыва.

Еще до того, как спутники определили особенности реликтового излучения, многие астрофизики, в их числе доктор физико-математических наук Андрей Дмитриевич Линде, работающий сейчас в США, в Калифорнии, пытались представить себе, что же происходило в то исчезающе малое время, когда возникала Вселенная.

А. Линде, как показали дальнейшие исследования, удалось, пожалуй, глубже других проникнуть в тайну рождения космоса. (Статью А. Линде «Раздувающаяся Вселенная», в которой популяризируется сложная теоретическая конструкция, вобравшая в себя новейшие достижения физики высоких энергий, см. «Наука и жизнь» № 8, 1985 г.)

«Теперь я знаю, как сотворил Бог Вселенную!» — воскликнул Андрей Дмитриевич в 1983 году, когда он нашел ключ к механизму «хаотической инфляции» — так называют теперь это событие. Под инфляцией в данном случае подразумевается расширение с ускорением. На научных конгрессах, когда он в те годы докладывал свои соображения, многие выслушивали его с ироническими улыбками. «Часто я чувствовал себя полным идиотом», — говорит о тех временах А. Линде. И тут невольно вспоминаются слова Нильса Бора о том, как оцениваются новые идеи в науке.

Прошло совсем немного лет, и спутниковые эксперименты показали правильность теории инфляции Вселенной. И вот уже логика рассуждений А. Линде никого не удивляет. В своем развитии она дала ключи к осмыслению того, почему космос так необъятно велик, помогла представить, как из хаотической материи возникли звезды и галактики: здесь тоже причиной стала случайная инфляция.

Спектральный анализ квазаров позволил графически представить облака воды в молодой Вселенной. Этот хаос размещен в кубе (белые линии) со сторонами, равными 30 миллионам световых лет.

В самом начале, когда Вселенная была телом, меньшим, чем атомное ядро, там господствовали, согласно А. Линде, те же законы, что существуют в мире элементарных частиц, в котором не бывает покоя. Волнуется энергия, как волны в море. При этом иногда возникают флуктуации — случайные отклонения от средних величин. Неожиданное расширение космоса, считает Андрей Дмитриевич, связано с тем, что флуктуации неимоверно выросли и стали зачатками галактик и звезд.

Такое расширение привело к образованию немыслимо большого космоса, который представляет собой отражение немыслимо маленького первоначального ядра. Самое большое и самое малое повторяют друг друга.

Анализ и осмысление измерений, проведенных спутником «Кобе», подтверждают модель, предложенную А. Линде: в космическом реликтовом излучении (мы его назвали «эхо Большого взрыва») обнаружены тончайшие завихрения. Эти неравномерности — отражение того разделения облаков первичной материи, которое возникло после начала расширения. Завихрения действительно похожи на волны, которые должны были быть в мини-вселенной — во взорвавшемся ядре, породившем нашу большую Вселенную.

Реликтовое излучение (в кружке). Пойманные радиоволны излучения. В овале (внизу) — температурные отклонения при рождении реликтовых лучей. Нормальное излучение — зеленый цвет, красно-оранжевый — флуктуации.

Первые образования в космосе получили структуру благодаря «темной материи», которая сама по себе остается пока еще довольно загадочным объектом для астрономии. А уж в какой связи эти невидимые массы, заполняющие, как теперь считают, все пространство космоса, находятся с образованием космических структур — и вовсе загадка.

Однако самые современные исследования подтверждают, что такая бестелесная «темная материя» действительно существует и именно она составляет большую часть Вселенной. Мнения астрономов расходятся: одни считают — на долю «темной материи» приходится 90 процентов, а другие — 95 или даже 99 процентов всей массы космоса.

Галактические спирали и скопления, звезды и планеты, которые сияют на ночном небе, можно сравнить с легкой декорацией, с украшением из крема на темном шоколадном торте. То есть на фоне «темной материи».

То, что «темная материя» определяет структуру формы космических объектов, астрофизики выяснили, проведя многочисленные измерения во Млечном Пути. Звезды, находящиеся на периферии этой галактики, так быстро вращаются вокруг ее центра, что давно должны были под действием центробежных сил разлететься, если бы галактика состояла лишь из той массы, которая светится. Но поскольку «темная материя» — это основной источник сил притяжения, то именно она позволяет сохранить Млечному Пути свою форму. «Темная материя» выступает в роли вещества, цементирующего галактики.

Звездные скопления, отдельные звезды со спутниками, белые карлики, кометы, черные дыры — их суммарная гравитация может быть лишь малой частью той огромной силы, которая скрепляет галактики. Они не могут создать столь могучего тяготения, какое господствует в галактиках. Некоторые астрофизики предполагают, что существует еще особая форма материи — «тяжелый свет». Разрешить загадку должен помочь новый ускоритель, который недавно введен в строй в Швейцарии в ЦЕРНе. Физики возлагают большие надежды на этот ускоритель, считают, что он откроет двери в мир не известных доселе элементарных частиц.

Новый телескоп, находящийся в штате Нью-Мексико. Он предназначен для астрономических измерений. Ученые, в частности, с его помощью смогут определить расстояние до миллиона галактик и построить пространственное их размещение в объеме, в сто раз большем, чем удавалось до сих пор.

Новейший ускоритель элементарных частиц в ЦЕРНе, близ Женевы. Физики надеются, что он откроет им двери в мир не известных доселе элементарных частиц.

И еще одну загадку задает нам природа: не известная до недавнего времени сила — антигравитация. В чем она проявляется? Астрофизики определяют возраст нашей Вселенной в 15 миллиардов лет. Скорость разлетания галактик во Вселенной так велика, что пока невозможно даже предположить, что они затормозятся и повернут вспять. Напротив, скорость, с которой разлетается наша Вселенная, все время возрастает. И словно где-то есть ускоритель, особо действующий на все удаленные от центра Вселенной объекты. Какая-то причина заставляет космос все быстрее расширяться.

Эту непонятную силу, действующую на невообразимо огромных расстояниях, назвали антигравитацией. О том, что это такое, пока есть только предположения. Одно из них принадлежит немецкому астрофизику Лейбундгуту. Он считает, что в межгалактическом пространстве есть внутренняя энергия, она заполняет вакуум и стремится к расширению занимаемого ею объема. Исследователь из Италии Марио Ливио, который сначала весьма скептически отнесся к такому толкованию, вынужден был в конце концов признать:

«Если верить числам, вакуумная сила должна существовать». Последние изыскания показывают, что почти три четверти совокупной энергии космоса принадлежат таинственной силе, связанной с вакуумом, то есть с «ничто».

Интересно, что А. Линде свою гипотезу о происхождении Вселенной тоже связал с этим самым «ничто». В его предположениях оно играет ведущую роль: весь космос возник из «ничто». Наполняющая вакуум энергия при содрогании, встряске, по его мнению, вызвала тот Большой взрыв, от которого пошел мир галактик, звезд и газовых облаков, словом, вся наша Вселенная. Затраты энергии на такую «встряску», судя по расчетам, были не столь уж грандиозны. И поэтому можно полагать, что дело не ограничилось рождением одной Вселенной. Их могло образоваться множество!

Как рассказывает сам А. Линде, вынашивание мысли о множественности вселенных было долгим и мучительным. Ученый впадал в депрессию, перед ним глухой стеной вставали, казалось, неразрешимые противоречия. Потом, порой неожиданно для самого себя, он начинал ясно понимать механизм «хаотической инфляции», которая могла объяснить, как произошел Большой взрыв. Исходным моментом рассуждений А. Линде стала молния из «ничего» — так называемые флуктуации. (Впервые они были обнаружены в ЦЕРНе.) Поскольку вакуум заряжен энергией, в некоторые моменты возникают ее сгустки. Их существование длится ничтожную долю секунды (дробь, в которой единица делится на 10¹⁵).

Временами, утверждает автор гипотезы, концентрация и напор в вакууме могут действовать сообща и расширяться. При этом вступает в игру эффект роста снежного кома, начинается космическая инфляция, и ничтожный объем в вакууме мгновенно вырастает до астрономических размеров. А. Линде оценивает температуру, при которой родилась Вселенная, в 10 миллиардов градусов.

Связь энергии с массой показал еще Эйнштейн. Примерно как водяной пар при остывании конденсируется в капли, так и в нашем случае часть начальной энергии из лучевой конденсировалась в элементарные частицы и атомы — вначале водорода и гелия.

Поскольку флуктуации (то есть случайные отклонения от средних величин), с одной стороны, — это начало всех начал, а с другой — отклонения в вакууме должны повторяться. И первоначальный взрыв — не единственный. Каждый раз, когда случайно сталкиваются частицы энергии, возникает новая вселенная. Поэтому их «бесконечно много», уверяет А. Линде. Мы живем в одной из вселенных — в одном из пузырей неимоверно большой космической «пены». Свои идеи ученый многократно проверил математическими расчетами.

Астрономы, астрофизики, математики, посвятившие себя изучению жизни космоса, говорят, что буквально последние месяцы принесли им такое огромное количество новых знаний, что «человечество в целом стало много умнее», а Вселенная оказалась «много загадочнее», чем еще недавно представлялась ученым.

А. Линде говорит, что последние открытия в астрономической науке можно сравнить с коперниковской революцией. Раньше центром мироздания считалась Земля, затем — Солнце, потом — Галактика, Вселенная. Теперь и с этим покончено. Возможно, и опять кто-то из последователей Коперника задумается: может ли быть центр у космической «пены»?

Среди невообразимого количества вселенных могут быть различные, совсем не схожие с нашей. Возможно, там где-то существуют иные виды жизни, а в их природе главенствуют иные законы. Но что касается модели, предложенной А. Линде, то она полностью согласуется с теми законами природы, которые действуют в нашем мире.

Взгляды, высказанные Андреем Дмитриевичем, встретили и критические высказывания, и неподдельный интерес у специалистов. Многие сходятся на том, что все эти гипотезы не поддаются проверке. Но надо думать, что здесь они ошибаются.

Большие надежды А. Линде возлагает на новые спутниковые исследования, они продолжат те, что начаты в восьмидесятые годы, когда было зарегистрировано «первичное излучение».

Старт нового усовершенствованного космического аппарата намечен на 2006 год. Предполагается, что благодаря особо высокой чувствительности он сможет уловить излучение, идущее с границ нашего космоса. А. Линде надеется еще и на то, что удастся поймать лучи, идущие от примыкающего космического пространства, то есть от другой — соседней вселенной.

Будущее, теперь уже недалекое, вероятно, позволит науке окончательно утвердиться в ответе на вопросы: как возникла Вселенная и есть ли у нее сестры? И тогда наступит пора разрешить другой важнейший вопрос: почему она возникла?

Г. НИКОЛАЕВ.

ЛИТЕРАТУРА

_{О проблемах, затронутых в статье, читайте в журнале «Наука и жизнь»:}

_{Гинзбург В., акад. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас, на пороге XXI века, особенно важными и интересными? — №№ 11 и 12, 1999 г.}

_{Ройзен И. Вселенная между мгновением и вечностью. — №№ 11 и 12, 1996 г.}

_{Скулачев Д. Градусник для Вселенной. — № 5, 1994 г.}

_{Скулачев Д. Золотая маска Вселенной. — № 12, 1993 г.}

_{Шишлова А. В лаборатории — десять микросекунд после Большого взрыва. — № 3, 2000 г.}