ISSN 0032—874X

ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ
ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Издается с января 1912 года
Главный редактор академик А.Ф.АНДРЕЕВ
Первый заместитель главного редактора А.В.БЯЛКО
Заместители главного редактора:
А.А.ГУРШТЕЙН (история естествознания),
А.А.КОМАР (физика),
А.К.СКВОРЦОВ (биология),
А.А.ЯРОШЕВСКИЙ (науки о Земле)
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
И.Н.АРУТЮНЯН (редактор отдела физико-математических наук), О.О.АСТАХОВА (редактор
отдела биологии и медицины), кандидат химических наук Л.П.БЕЛЯНОВА (редактор отдела
экологии и химии), член-корреспондент РАН Н.А.БОГДАНОВ (геология), член-корреспондент
РАН В.Б.БРАГИНСКИЙ (физика), член-корреспондент РАН А.Л.БЫЗОВ (физиология), доктор
географических наук А.А.ВЕЛИЧКО (палеогеография), академик АМН А.И.ВОРОБЬЕВ (медицина),
доктор биологических наук Н.Н.ВОРОНЦОВ (охрана природы), академик М.Е.ВИНОГРАДОВ
(биоокеанология), член-корреспондент РАН С.С.ГЕРШТЕЙН (физика), доктор географических
наук Н.Ф.ГЛАЗОВСКИЙ (география), академик Г.С.ГОЛИЦЫН (физика атмосферы), кандидат
физико-математических наук Ю.К.ДЖИКАЕВ (ответственный секретарь), академик Г.В.ДОБРО-
ВОЛЬСКИЙ (почвоведение), академик В.А.ЖАРИКОВ (геология), член-корреспондент РАН
Г.А.ЗАВАРЗИН (микробиология, экология), М.Ю.ЗУБРЕВА (редактор отдела географии и
океанологии), академик В.Т.ИВАНОВ (биоорганическая химия), академик В.А.КАБАНОВ (общая и
техническая химия), Г.В.КОРОТКЕВИЧ (редактор отдела научной информации), академик
Н.П.ЛАВЕРОВ (геология), доктор ^биологических наук Б.М.МЕДНИКОВ (биология),
Н.Д.МОРОЗОВА (научная информация), доктор геолого-минералогических наук Л.Л.ПЕРЧУК
(геология), доктор технических наук Д.А.ПОСПЕЛОВ (информатика), член-корреспондент РАН
В.А.СИДОРЕНКО (энергетика), академик В.Е.СОКОЛОВ (зоология), академик В.С.СТЕПИН
(философия естествознания), академик В.Н.СТРАХОВ (геофизика), Н.В.УЛЬЯНОВА (редактор
отдела геологии, геофизики и геохимии), Н.В.УСПЕНСКАЯ (редактор отдела философии, истории
естествознания и публицистики), академик Л.Д.ФАДДЕЕВ (математика), доктор биологических
наук М.А.ФЕДОНКИН (палеонтология), доктор биологических наук С.Э.ШНОЛЬ (биология,
биофизика), О.И.ШУТОВА (редактор отдела охраны природы), доктор физико-математических
наук А.М.ЧЕРЕПАЩУК (астрономия, астрофизика).
НА ПЕРВОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ. Пестик НА ЧЕТВЕРТОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ,
трубчатого цветка трансгенного подсол- Смолевка бесстебельная — типичный
нечника. См. в номере: Гапоненко А.К., представитель арктической флоры.
Долгов С.В. От гибридных растений к См. в номере: Глаэоа М.В., Горячкин С.В.
трансгенным.	Изменение природных зон Российской Арктики.
Фото А. К. Гапоненко
Фото М.В.Глазова
Издательство «Наука» РАН
© Российская академия наук
журнал «Природа» 1997

№ 5 (981) МАЙ 1997
В НОМЕРЕ
3	Гинцбург А.Л, Романова Ю.М.
СТРАТЕГИЯ ВЫЖИВАНИЯ ПАТО¬
ГЕННЫХ БАКТЕРИЙ ВО ВНЕШ¬
НЕЙ СРЕДЕ
Эпидемии не длятся долго — вспыхнув, они
сходят на нет. Погибают ли вызвавшие их
бактерии, или сохраняется природный очаг
возбудителей? Оказывается, многие патоген¬
ные бактерий переживают неблагоприятные
условия в состоянии «анабиоза».
8	Репинский С.М.
МИКРОЭЛЕКТРОНИКА: ОТ КРИС¬
ТАЛЛА К ОРГАНИЗОВАННОМУ
МОЛЕКУЛЯРНОМУ АНСАМБЛЮ
Микроэлектроника оказала влияние на раз¬
витие нашего общества, сравнимое по
последствиям с изобретением древним че¬
ловеком колеса. Однако в настоящее время
технология изготовления интегральных схем
приближается к своему пределу. Ее даль¬
нейший прогресс связан с созданием
организованных молекулярных ансамблей.
19 Найденов В.И., Швейкина В.И.
ЗЕМНЫЕ ПРИЧИНЫ ВОДНЫХ
ЦИКЛОВ
В чем причина глобального 1 потепления
климата Земли и подъема уровня Мирового
океана? Существует ли альтернатива парни¬
ковому эффекту? На эти и другие вопросы
можно попытаться ответить, предложив ги¬
потезу о существовании водных циклов.
32 Глазов М.В., Горячкин С.В.
ИЗМЕНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ЗОН
РОССИЙСКОЙ АРКТИКИ
Экспедиция «Экология тундры-94»
Жизнь в высоких широтах во многом
зависит от загрязнения индустриально раз¬
витых территорий Северного полушария. Для
сохранения природы Арктики необходимы
совместные усилия многих стран, располо¬
женных в разных частях земного шара.
48 ВЕСТИ ИЗ ЭКСПЕДИЦИЙ
Тимофеев С.Ф., Иванов В.В.
«ПОЛЯРШТЕРН» В СЕВЕРНОМ
ЛЕДОВИТОМ ОКЕАНЕ
52 Гапоненко А.К., Долгов С.В.
ОТ ГИБРИДНЫХ РАСТЕНИЙ К
ТРАНСГЕННЫМ
Достижения генной инженерии растений,
история которой насчитывает менее 15 лет,
позволяют направленно изменять метаболи¬
ческие пути в растениях и создавать новые
виды, не существующие в природе.
66 Чумаков Н.М.
ТЕПЛАЯ БИОСФЕРА
На протяжении 2.5 млрд лет на Земле
периоды ледникового климата сменялись
безледниковыми. На долю холодных эпох
приходится менее 12—18% этого геологичес¬
кого интервала. Таким образом, ледниковые
эпохи, в одной из которых мы живем, не
типичны для Земли. Палеогеографические
реконструкции мелового периода дают пред¬
ставление о безледниковой Земле и теплой
биосфере.
81 ЛЕКТОРИЙ
Блох А.М.
НОБЕЛЕВСКИЙ ФЕСТИВАЛЬ 1996
ГОДА (81)
Сульман М.
ЭКОНОМИКА НОБЕЛЕВСКОГО
ФОНДА (89)
94 КРАСНАЯ КНИГА
Виноградова Т.Н.
КАЛИПСО — НИМФА ЗАМШЕЛЫХ
ЛЕСОВ
99 ЗАМЕТКИ И НАБЛЮДЕНИЯ
Булавинцев В.И.
НЕ СМОТРИТЕ СВЫСОКА НА
ПРОСТОГО ЧЕРВЯКА
1 01 Н°В0СТИ НАУКИ (93)
КОРОТКО (18, 31)
1	1 6РЕЦЕНЗИИ
Полян П.М.
«НА ЗАПАСНОМ ПУТИ»
1	18в КОНЦЕ НОМЕРА
ФИЗТЕХ: ИГРА В БИСЕР
1 Природа № 5

Ns 5 (981) MAY 1997
02	Gaponenko A.K. and Dolgov S.V.
FROM HYBRID TO TRANSGENETIC
CONTENTS
2	Ginzburg A.L. and Romanova
Yu.M.
SURVIVAL STRATEGY OF PATHO¬
GENIC BACTERIA IN THE ENVI¬
RONMENT
Epidemics are short-lived: they vanish as
rapidly as they break out. Do the bacteria that
cause them die, or Is the natural focus of
Infecting agents preserved? It turns out that
many pathogenic bacteria survive unfavorable
conditions In a state of •anabiosis.»
о Replnskl S.M.
MICROELECTRONICS: FROM A
CRYSTAL TO AN ORGANIZED
MOLECULAR ENSEMBLE
The Impact of microelectronics on human
society has been very nearly as powerful as
that of the Invention of the wheel. At present,
however, Integrated-clrcult technology Is ap¬
proaching Its limit. Us further progress
depends on the development of organized
molecular ensembles.
.• q Naldenov V.l. and Shvelklna V.l.
la TERRESTRIAL CAUSES OF WATER
CYCLES
What Is the cause of global warming and
sea-level rise on earth? Is there an alternative
to the greenhouse effect? These and other
questions might be answered by assuming the
existence of water cycles.
nn Glazov M.V. and Goryachkin S.V.
^ CHANGES IN THE NATURAL
ZONES OF THE RUSSIAN ARCTIC
«Tundra ecology-94» expedition
Ufe In high latitudes Is heavily affected by the
pollution of Industrially developed territories of
the Northern hemisphere. Preserving the Arctic
environment requires concerted efforts of many
countries situated In different parts of the
globe.
48 NEWS FROM EXPEDITIONS
Timofeev S.F. and Ivanov V.V.
«POLARSTERN» IN THE ARCTIC
OCEAN
PLANTS
Genetic engineering of plants, a field that Is
less than 15 years old, Is capable of
controlling the metabolic pathways In plants
and creating new species, not encountered In
nature.
00 Chumakov N.M.
WARM BIOSPHERE
In the course of 2.5 ЫШоп years, glacial
periods alternated with Interglaclal. Cold
epochs account for less than 12—18% of this
geologic Interval. Thus, glacial epochs, such as
the one we live In, are not typical for the
earth. Paleogeographlcal reconstructions of the
Cretaceous Period provide Insight Into Intergla¬
clal earth and warm biosphere.
81 LECTURES
Blokh A.M.
1996 NOBEL FESTIVAL (81)
Sulmen M.
ECONOMICS OF THE NOBEL
FOUNDATION (89)
94 RED DATA BOOK
Vinogradova T.N.
CALYPSO: THE NYMPH OF MOSS-
COVERED FORESTS
gg NOTES AND OBSERVATIONS
Bulavlntsev V.l.
DON’T LOOK DOWN ON WORMS
101 SCIENCE NEWS (93)
IN BRIEF <18> 31>
1 1 fiBOOK REVIEWS
Polyan P.M.
•ON THE SIDE TRACK»
1	1 8END OF ISSUE .
PHYSTECH: THE GLASS BEAD
GAME

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА
Природа, 1997, Ns 5 3
Стратегия выживания патогенных бактерий
во внешней среде
А.	Л. Гинцбург, Ю. М. Романова
МИКРОБИОЛОГИ давно отметили
одну странность: прямой подсчет
под микроскопом числа бактери¬
альных клеток в профе воды или
образце почвы дает большие значе¬
ния, чем «титр бактерий»1, с помощью
которого определяют санитарно-гигие¬
ническое состояние внешней среды.
Кроме того, микробиологам-эпиде-
миологам давно не давал покоя вопрос о
том, куда деваются и где «зимуют» возбу¬
дители массовых инфекций, таких, напри¬
мер, как сальмонеллы, шигеллы (возбу¬
дители дизентерии) или холерные виб¬
рионы. рутинными микробиологическими
методами, а именно постоянными высе¬
вами проб воды и почвы, перечисленные
микробы в зимнее время не обнаружива¬
лись даже в эпидемически неблагополуч¬
ных районах.
© А.Л.Гинцбург, Ю.М.Романова
1	Титр бактерий — это максимальное разведение
исследуемой пробы (воды, почвб), при котором
микрофлора образует колонии при выращивании
на питательной среде.
Александр Леонидович Гинцбург, доктор биологи¬
ческих наук, заведующий лабораторией генной
инженерии патогенных бактерий Научно-иссле-
дователъского института эпидемиологии и
микробиологии им.Я.Ф.Гамалеи РАМН. Научные
интересы связаны с изучением молекулярных
основ патогенности бактерий.
Юлия Михайловна Романова, кандидат биологи¬
ческих наук, старший научный сотрудник той
же лаборатории. Область научных интересов —
генетика патогенности бактерий.
В конце 1970-х годов для опре¬
деления жизнеспособных клеток в
бактериальных популяциях был разра¬
ботан ряд методов, не требующих
культивирования бактерий. Благодаря
этим методам удалось количественно
подтвердить несоответствие разных
.способов оценки численности жизне¬
способных бактерий. Было доказано
также, что многие клетки, присутст¬
вующие в популяциях, в действитель¬
ности живы и сохраняют активный
метаболизм2. В дальнейших исследо¬
ваниях выяснилось, что многие бакте¬
рии в ответ на неблагоприятные для
них условия, например понижение
температуры и концентрации питатель¬
ных веществ, могут терять способ¬
ность расти на питательных средах.
Первое экспериментальное дока¬
зательство способности бактерий на¬
2	Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. // Мол.
генетика. 1993. N? 6. С.34-—37; Oliver J.D.
Formation of viable but nonculturable cells //
Starvation in bacteria. New York, 1993.

4
А. Л. Гинцбург, Ю. М. Романова
ходиться в таком некультивируемом
состоянии было получено в лаборато¬
рии Р. Колуэлл. С помощью новых
методов подсчета бактерий исследова¬
тели установили, что как клетки
холерного вибриона (Vibrio cholerae),
так и клетки кишечной палочки (Esche¬
richia coli) после инкубации в морской
воде сохраняют свою жизнеспособ¬
ность, но не образуют колоний на
средах, исконно используемых для
культивирования этих микроорганиз¬
мов. С тех пор подобное состояние
получило название «некультивируемо-
го», а сами бактерии, метаболически
активные, но не способные непрерыв¬
но делиться в жидких или на плотных
средах, обозначаются как «некультиви-
руемые» формы3. Что еще характерно
для некультивируемых форм? При
смене неблагоприятных условий суще¬
ствования на благоприятные такие
клетки вновь обретают способность к
размножению на лабораторных средах.
Феномен некультивируемости осо¬
бенно важно учитывать при эпидемио¬
логическом слежении за патогенными
бактериями, которые в своем жизнен¬
ном цикле имеют длительную сапрофит¬
ную фазу существования, т.е. долгое
время сохраняются в окружающей
среде, вне организма чувствительного к
ним хозяина. Переход таких бактерий в
некультивируемое состояние, по-води-
мому, обеспечивает им возможность
переживать неблагоприятные условия в
межэпидемические периоды. Со време¬
ни открытия этого явления в мире пато¬
генных бактерий интерес исследовате¬
лей к нему неизменно возрастал. Одна¬
ко констатации перехода бактерий в
такое обратимое состояние покоя без¬
условно недостаточно для эпидемиоло¬
гических целей. Нужны были биохими¬
ческие, физиологические и тем более
молекулярно-генетические характерис¬
тики этого явления.
Мы занялись исследованиями, в
которых пытались понять, как генети¬
чески контролируется переход бакте¬
рий в некультивируемое состояние. К
3	Colwell R.R., Brayton B.R., Grimes D.J. et
al. // BicVTechnology. 1995. V.3. P.817—820.
этому побудила нас эпидемиологичес¬
кая значимость таких форм, выделен¬
ных сотрудниками лаборатории генной
инженерии патогенных бактерий наше¬
го института совместно с сотрудника¬
ми Ставропольского противочумного
института. Чтобы идентифицировать
некультивируемые формы патогенных
бактерий в объектах внешней среды,
мы использовали метод полимеразной
цепной реакции (ПЦР), за открытие
которого К.Муллис был удостоен Но¬
белевской премии4. Диапазон приме¬
нения этого метода благодаря его
высокой разрешающей способности и
специфичности необычайно широк.
ПЦР используется сейчас в разных
областях науки и практики — от
диагностики возбудителей и генно-ин-
женерных исследований до судебно-
медицинской экспертизы и генотера-
пии. Этот метод позволяет найти в
исследуемом образце специфичный
фрагмент нуклеиновой кислоты (ДНК
или РНК) среди огромного количества
других участков и далее многократно
размножить (амплифицировать) его. За
счет такого копирования удается уве¬
личить уровень специфичной последо¬
вательности в реакционной смеси в
10®—108 раз5. Таким образом, диагнос¬
тический метод на основе ПЦР позво¬
ляет обойти основную трудность, свя¬
занную с идентификацией некультиви¬
руемых форм, так как дает возмож¬
ность заменить размножение бактерий
как таковых, амплификацией видоспе¬
цифичного для исследуемой бактерии
фрагмента ДНК.
В нашей лаборатории разрабаты¬
вались амплификационные тест-систе-
мы для обнаружения бактерий, находя¬
щихся как в обычном культивируемом,
или вегетативном, состоянии, так и в
некультивируемом. Одну из таких сис¬
тем мы использовали для выявления в
природных водных образцах фрагмен¬
тов генов, которые кодируют синтез
4	Лауреаты Нобелевской премии 1993 года. По
химии — М.Смит и К.Муллис // Природа. 1994. №
1.	С.104—110.
5	Аксенов М.Ю., Гинцбург А.Л.// Мол.
генетика. 1993. № 4 С.З—9; Белохвостов АС.
// Мол. генетика. 1995. № 2. С.21—26.

Стратегия выживания патогенных бактерий во внешней среде
5
холерного токсина — важнейшего фак¬
тора вирулентности возбудителя холе¬
ры. Оказалось, что холерные вибрионы
способны длительно существовать в
водоемах неблагополучных по холере
районов в межэпидемические периоды,
находясь в некультивируемом состоя¬
нии6. Гены холерного токсина выявля¬
лись в природных источниках в районе
нижнего течения рек Аракса и Куры с
октября по сентябрь следующего года.
В холодное время, судя по данным
ПЦР, содержание ДНК в пробах
соответствовало концентрации клеток,
равной 103—104 кл/л. Хотя такая
концентрация вполне достаточна для
выявления холерного вибриона тради¬
ционными микробиологическими мето¬
дами, активный возбудитель не был
обнаружен. Это свидетельствует о
присутствии эпидемически значимых
штаммов V.cholerae в тотальной мик¬
рофлоре обследованных водоемов в
некультивируемой форме.
В настоящее время роль этой
формы в сохранении вирулентных штам¬
мов возбудителей сапронозов7 в объектах
внешней среды в межэпидемические пе¬
риоды доказана не только для холерного
вибриона. Аналогичные фбрмы присущи
возбудителю иерсиниозов Yersinia
pseudotuberculosisP. Итак, эндемичность
многих природно-очаговых сапронозных
инфекций может объясняться способнос¬
тью их возбудителей образовывать не-
культивируемые формы.
Имея все эти данные о неизвест¬
ном ранее некультивируемом состоя¬
нии грамотрицательных бактерий и
памятуя об эпццемиологической значи¬
мости перехода активной формы воз¬
будителей в некультивируемую, мы и
приступили к исследованию генетичес¬
кого контроля этого процесса. В
качестве объекта мы выбрали хорошо
6	Четина Е.В., Гинцбург А.Л., Грижебов-
ский Г.М. // Мол. генетика. 1993. № 2. С. 18—22.
7	К сапронозам относят инфекции, возбудители
которых могут длительное время существовать во
внешней среде, вне организма чувствительного
хозяина — человека или животного.
8	Аксенов М.Ю., Мисуренко Е.Н., Шустро-
ва Н.М. и др. // Журн. микробиологии,
эпидемиологии и иммунобиологии. 1995. № 2.
С.80—83.
известные патогенные бактерии вида
Salmonella typhimurium, которые вызы¬
вают обширную группу заболеваний,
объединяемых понятием «сальмонелле¬
зы». Почему именно сальмонелла
стала объектом исследований? По
трем причинам: в ее жизненном цикле
есть длительная сапрофитная фаза
существования; по сравнению с други¬
ми патогенными бактериями сальмо¬
неллы очень хорошо изучены в генети¬
ческом отношении; к ним применимы
все современные микробиологические,
генетические и молекулярно-биологи-
ческие методы исследования. Мы раз¬
работали лабораторную модель для
индукции некультивируемого состояния
у клеток S.typhimurium, т.е. выбрали
штамм сальмонелл и нашли условия, в
которых клетки возбудителя теряют
способность формировать колонии на
плотных питательных средах через 21
день инкубации и становятся некульти-
вируемыми. Для этого в питательной
среде должны были отсутствовать
основные источники биогенных эле¬
ментов — фосфора, углерода и азота.
В столь жестких для сальмонеллы
условиях ее некультивируемые формы
выявлялись в течение длительного
времени — до пяти месяцев — с
помощью ПЦР (в качестве специфи¬
ческого праймера использовался ха¬
рактерный только для сальмонелл
фрагмент гена, кодирующего синтез
сальмонеллезного токсина).
Для изучения генетического конт¬
роля любого процесса чаще всего
выделяют большое количество мутан¬
тов, у которых нарушена та или иная
его стадия. Мы прибегли к этому
распространенному подходу и исполь¬
зовали метод инсерционного (вставоч¬
ного) мутагенеза. Мутагеном нам слу¬
жил мигрирующий генетический эле¬
мент — транспозон TnPhoA (несколько
лет назад такие участки генома назы¬
вались «прыгающими» генами). Как и
многие другие известные в настоящее
время транспозоны, он может встро¬
иться в любой ген и вызвать его
мутацию за счет нарушения нуклеотид¬
ной последовательности. Используя
эту генетическую систему, мы получи¬

6
А. Л. Гинцбург, Ю. М. Романова
ли около тысячи так называемых
инсерционных мутантов исходного
штамма сальмонеллы.
Чтобы выбрать из этой коллекции
интересующие нас мутанты с нарушен¬
ным процессом перехода в состояние
«анабиоза», нам пришлось проверить
их все на способность к образованию
некультивируемой формы. Это потре¬
бовало довольно долгого времени и
больших усилий, однако наши стара¬
ния были вознаграждены: у нескольких
мутантов параметры процесса измени¬
лись по сравнению с исходным кон¬
трольным штаммом. Выделенные му¬
танты различались между собой. У
одних был укорочен период существо¬
вания в вегетативном (культивируе¬
мом) состоянии; у других — наоборот,
он длился дольше, чем у исходного
штамма; третьи вовсе теряли способ¬
ность к образованию некультивируе¬
мой формы, т.е. погибали; наконец,
группа мутантов характеризовалась
более длительным пребыванием в
некультивируемом состоянии9.
Далее предстояло определить,
какие гены оказались нарушенными у
этих мутантов и какова их функция в
генетическом контроле образования не¬
культивируемой формы. Для этого пона¬
добилось клонировать фрагменты му¬
тантных генов в плазм идном векторе,
т.е. перенести эти фрагменты из «хро¬
мосомы» сальмонеллы в специально по¬
добранный вектор. Чтобы среди боль¬
шого количества бактериальных клонов
отобрать тот, в котором находится
транспозон, а следовательно, и переме¬
щаемый ген, необходимо как-то «поме¬
тить» транспозон, маркировать его. Это
было сделано еще до нас: встраивание
транспозона в геном бактерий объеди¬
нено с таким свойством бактериальных
клеток, как устойчивость к антибиотику
канамицину. Поэтому, когда в питатель¬
ную среду мы добавляли канамицин,
вырастали лишь те клетки, которые в
результате • генетических манипуляций
приобрели искомый ген с встроенным
транспозоном.
9	Романова Ю.М., Терехов А.А., Гинцбург
А.Л. // Генетика. 1995. T.31. № 8. С. 1071-1078.
Поскольку нуклеотидная последо¬
вательность этого широко применяе¬
мого в генетических исследованиях
транспозона TnPhoA известна, мы
выбрали участок в 21 нуклеотид,
расположенный недалеко от одного из
концов транспозона — от границы его
соединения с исследуемым нами
геном. Мы синтезировали этот участок,
т.е. 21-членный олигонуклеотид, а
затем, опять применив всемогущий
метод ПЦР, получили небольшие фраг¬
менты наших генов (матрицей для
этого служили выделенные плазмид-
ные геномы с клонированными в них
генами). После того как были опреде¬
лены нуклеотидные последовательнос¬
ти синтезированных фрагментов наших
мутантных генов, мы обратились в
банк данных, где имеются сведения об
уже известных первичных структурах
ДНК разных организмов — от вирусов
до человека. Сравнив наши последова¬
тельности с таковыми кишечных бакте¬
рий (именно к ним относятся сальмо¬
неллы), мы идентифицировали четыре
гена, которые участвуют в контроле
перехода клеток S.typhimurium в не¬
культивируемое состояние10. Три из
четырех мутантных генов (glgC, pqi и
Ipf) мы нашли в банке данных, а
аналога четвертого там не оказалось.
Интересно, что твердо установле¬
на только функция гена glgC: он кодиру¬
ет синтез АДФ-глюкозопирофосфорила-
зы, т.е. фермента, принимающего учас¬
тие в синтезе гликогена (основного
запасного вещества клетки). Функция
генов pqi и Ipf до конца не выяснена.
Свойства полученных нами мутан¬
тов и структура генов в некоторых из
них говорят о сложности генетического
контроля образования некультивируе-
мых форм сальмонеллы. На наш
взгляд, большой интерес представляет
ген pqi. Хотя его _ функция, как
упоминалось, до конца не выяснена,
установлено, что он кодирует транс¬
мембранный белок. Подобные белки
«прошивают» клеточную мембрану так,
10	Романова Ю.М., Кириллов М.Ю., Тере¬
хов А.А., Гинцбург А.Л. // Генетика. 1996. №
9. С. 1184—1190.

Стратегия выживания патогенных бактерий во внешней среде
7
что один их конец находится внутри
клетки, а второй — снаружи. Хорошо
известно, что белки этого класса
играют решающую роль в регуляции
активности генов при адаптации бакте¬
рий к неблагоприятным условиям.
Иначе говоря, включение и выключе¬
ние генов связано с сигналами внеш¬
ней среды (изменением концентрации
источников питания, кислорода, темпе¬
ратуры, pH и т.п.). Своей внеклеточной
частью (доменом) трансмембранные
белки воспринимают и передают эти
сигналы другим белкам, которые за¬
пускают или, напротив, останавливают
работу генов11.
Оказалось, что и при попадании
сальмонелл в фагоцитарные клетки
человека — первый барьер на пути
инфекционного процесса при сальмо¬
неллезах — стимулируется синтез
белка, кодируемого геном pqi. Индук¬
тор, который активирует функцию
этого гена, известен. Это викасол, —
окислительно-восстановительное со¬
единение. Подобные ему соединения в
избытке имеются в клетках млекопита¬
ющих и часто выступают как индукто¬
рами, так и блокаторами активности
генов. К этому же класс^ принадлежит
и витамин К. Он накапливается в
высших растениях и водорослях и
поэтому вполне может быть кандида¬
том на роль индуктора гена pqi, а
возможно, и всего процесса перехода
бактерий в некультивируемое состоя¬
ние, когда они из организма попадают
в окружающую среду.
Итак, теперь нет сомнений, что
неспорообразующие бактерии способ¬
ны переходить в некультивируемое
состояние, которое обеспечивает им
выживание в течение длительного
времени в условиях, неблагоприятных
для активного роста и размножения.
Белого пятна в циркуляции пато¬
генных бактерий не осталось. Попав в
окружающую среду из организма чело¬
века, с наступлением холодов они не
11	Gross R. // FEMS Microbiology Reviews. 1993.
V.104. P.301—326.
скрываются под покровом плотной спо¬
ровой оболочки, а как бы впадают в
спячку — метаболизм замедляется,
клетки перестают делиться. Однако
жизнь бактерий в естественных водо¬
емах или почвах теплится и зимой' —
подо льдом и под снегом. Меняется
даже форма бактерий: если в активном
состоянии многие из них (к примеру —
кишечная палочка, палочка Коха и др.)
похожи, как видно из названия, на
палочки, то в некультивируемом стано¬
вятся шарообразными (кокковидными).
Но, находясь в некультивируемой
форме, клетки сохраняют свой патоген¬
ный потенциал и в благоприятных усло¬
виях вновь обретают способность расти
и размножаться. Стало быть, возникает
угроза эпидемической вспыШки.
Существование в некультивируе¬
мой форме впервые было установлено в
1982 г. для кишечной палочки (кстати,
излюбленного объекта исследований
молекулярных биологов и биотехноло¬
гов) и холерного вибриона. С тех пор
тезис «раз не размножаются, значит, не
живут» опровергнут еще для 21 вида
микрофлоры. Внешние факторы, побуж¬
дающие разные веды бактерий к «скры¬
той жизни», сильно отличаются. Но
переход из активного состояния в не¬
культивируемое и обратно, похоже, кон¬
тролируется многими генами.
Работа по изучению перехода бак¬
терий в некультивируемую форму про¬
должается. Мы пытаемся понять, как
регулируется активность уже обнару¬
женных нами генов; как влияют на этот
процесс известные гены, кодирующие
жизненно важные функции клетки; ищем
новые мутанты. Нас не оставляет на¬
дежда, что удастся расшифровать меха¬
низм взаимодействия генетических сис¬
тем, индуцирующих временный «анаби¬
оз» и работу «генов патогенности».
Тогда можно будет прогнозировать и
этот временный «анабиоз» и, напротив,
активацию патогенных бактерий во
внешней среде. Для эпидемиологии это
чрезвычайно важно.
Работа выполнена при поддержке Меж¬
дународного научного фонда; гранты
41000, 41300.

ФИЗИКА. ТЕХНОЛОГИЯ
Природа, 1997, № 5
Микроэлектроника: от кристалла
организованному молекулярному ансамблю
С. М. Репинский
Технология — божий дар.
Ф.Дайсон
Сергей Маркович Репинский,
доктор химических наук, заве¬
дующий лабораторией физичес¬
кой химии поверхности полу¬
проводников Института физи¬
ки полупроводников СО РАН,
профессор кафедры химии
твердого тела Новосибирского
государственного университета
Область научных интересов —
физика и химия поверхности
твердых тел, молекулярная
электроника. Автор более 120
научных работ, в числе кото¬
рых монография «Введение в
химическую физику поверхнос¬
ти твердых тел» (Новоси¬
бирск, 1993); соавтор моногра¬
фии «Silicon Nitride in Electro¬
nics» (Amsterdam, 1988).
В 1989 г. крупнейший технолог
фирмы «Texas Instruments» Кен
Бин, получивший у специалистов
почетное прозвище «мистер Силикон»
(что означает «господин Кремний»),
утверждал, что возникновение электро¬
ники и развитие полупроводниковой
отрасли оказали на человечество воз¬
действие, сравнимое по последствиям
с изобретением древним человеком
колеса.
Микроэлектроника — это сфера
деятельности, отражающая и опреде¬
ляющая научно-технический прогресс
современного общества. Атомная и
космическая техника, средства теле¬
коммуникации и компьютерные систе¬
мы базируются на микроэлектронных
устройствах. Начиная с 1958 г. наблю¬
дался устойчивый рост мирового про¬
изводства интегральных схем. Так, в
США ежегодный прирост производства
активных элементов схем, составляв¬
ший до изобретения транзистора при¬
мерно 10%, после создания полупро¬
водниковой технологии достиг 105%,
так что общий выпуск активных эле¬
ментов к 1990 г, превысил 5 трлн
(рис,1). При такой динамике роста в
высокоиндустриальных странах произ¬
водительность труда работников, заня¬
тых в промышленных отраслях, где на
каждого из них приходится по не¬
скольку миллионов активных элемен¬
тов, возрастает в среднем в 30 раз
(рис.2). В период 1950—1977 гг. для
таких стран, как США, Англия, Герма¬
ния, Италия, Франция и Япония,
корреляция между производительнос¬
тью труда и реальным валовым нацио-
© С. М. Репинский

Микроэлектроника: от кристалла к организованному молекулярному ансамблю
9
нальным продуктом составила 0.97>
(рис.З). В отсутствие инфляции произ¬
водительность труда — это движущая
сила экономического развития общест¬
ва, а экономический рост — залог его
социальной стабильности1.
В нашей стране развитие науки о
полупроводниках связано с именами
А.Ф.Иоффе, О.В.Лосева и И.Е.Тамма.
Но ни пионерские работы Лосева в
1926 г., относящиеся к исследованию
карбида кремния, ни работы школы
Иоффе по термоэлектрическим явле¬
ниям в полупроводниках, ни разработ¬
ка теории таммовских состояний не
привели к созданию государственной
программы, хотя жизнь и выдвигала
прекрасных ученых-организаторов (в
этой связи можно вспомнить Ф.Г.Ста-
роса — человека поразительной судь¬
бы2). В те годы технические и научные
ресурсы страны были направлены
главным образом на развитие ядерной
и космической отраслей.
ТРАНЗИСТОР
СХЕМЕ
В
ИНТЕГРАЛЬНОЙ
Ключевой элемент любой интег¬
ральной схемы (ИС) — , транзистор —
был создан в 1947 г. Промышленное
производство первых точечноконтакт¬
ных транзисторов началось в 50-е
годы. Более совершенный сплавной
транзистор впервые был изготовлен на
кристалле германия в 1951 г. Совре¬
менная технология ИС определилась
не сразу. Хотя первый транзистор был
выполнен на германии, ожидалось, что
на других полупроводниковых материа¬
лах удастся построить более сложные
структуры. Так, предпринимались на¬
стойчивые усилия по созданию ИС на
основе поликристаллических слоев
сульфида кадмия при использовании
вакуумной технологии. Казалось, с
изобретением туннельного диода от¬
кроется перспектива широкого исполь-
1	Jones М.Е, Holton W.C., Stratton R.
Semiconductors: The Key to Computational Plenty //
Proc. IEEE. 1902. V.70. N® 12. P.1380.
2	Завадинский В.Г. Человек из другого мира
// Вестн. ДО РАН. 1993. № 1. С.5.
Рис. 1. Динамика роста производства в США
логических элементов и элементов памяти на
протяжении нескольких десятилетий. (Jones
М.Е. et al, 19S2.)
х
т
I
число активных элементов
на одного работника
Рис.2. Рост производительности труда в 37
областях промышленности и управления США
в зависимости от числа активных элементов
интегральных схем, приходящихся на одного
работника. (Jones М.Е. et al., 19S2.)
рост производительности
труда, %
Рис.З. Взаимосвязь роста производительности
труда и валового национального продукта для
высокоиндустриальных стран в период 1950—
1977 гг. (Jones М.Е. et al., 19S2.)

10
С. М. Репинский
зования соединений А3В5, например
GaAs, и будет реализована идея
создания вычислительной среды. Сей¬
час ясны физические причины, почему
эти направления поисков не получили
дальнейшего развития, а остались
лишь достоянием историков науки.
Кристаллы кремния, используемо¬
го в качестве полупроводникового
материала, уникальны в отношении как
электрофизических свойств, так и
возможности технологического вопло¬
щения в приборных структурах. Два
основных фактора способствовали со¬
зданию сложных полупроводниковых
приборов. Это, во-первых, концепция
ИС, состоящая в том, что и активные
(транзисторы), и пассивные (резисто¬
ры, конденсаторы и др.) элементы
могут быть выполнены в полупровод¬
никовом виде при использовании не¬
которого стандартного набора техноло¬
гических операций. Во-вторых, удалось
реализовать вариант планарной техно¬
логии, когда с помощью тонкого слоя
диоксида кремния (Si02) как маскирую¬
щего покрытия диффузия легирующих
примесей проводится локально в оп¬
ределенные участки кристаллической
пластины и все структуры формируют¬
ся в тонком слое вблизи поверхности
кристалла. В дальнейшем была созда¬
на групповая технология, обеспечиваю¬
щая изготовление ИС одновременно
на большом наборе кристаллических
пластин кремния, которая определила
высокую производительность отрасли.
Соединение нескольких транзис¬
торов и пассивных элементов образует
ИС — функциональный прибор, изго¬
товленный на одном кристалле крем¬
ния. Современные ИС имеют примерно
миллион активных элементов на крис¬
талле размером 0.7 см2. Существуют
два основных типа транзисторов —
биполярный и полевой. Биполярный
управляется током, т.е. вариации
малого тока одного из электродов
приводят к большим изменениям тока
между двумя другими электродами.
Полевой транзистор управляется на¬
пряжением: потенциал одного электро¬
да управляет током между двумя
другими.
Биполярный транзистор состоит
из трех последовательно расположен¬
ных областей: эмиттера (э), базы (б) и
коллектора (к) и бывает л — р — л-
или р — л — p-типа (рис.4). Эти
области создаются путем легирования
кремния соответствующими примеся¬
ми: область л-типа образуется при
введении доноров, которые увеличива¬
ют концентрацию свободных электро¬
нов в полупроводнике, приводя к
избытку отрицательных носителей за¬
ряда и неподвижных положительно
ионизованных доноров. Аналогично об¬
ласть p-типа формируется при введе¬
нии акцепторов, приводящих к избытку
дырок (т.е. к дефициту валентных
электронов). В материале л-типа (от
английского слова negative) основными
носителями заряда являются электро¬
ны, а неосновными — дырки; для
материала p-типа (positive) ситуация
обратная. В случае приложения напря¬
жения между эмиттером и базой
биполярного транзистора происходит
инжекция неосновных носителей заря¬
да из эмиттера в область базы,
например электронов для л — р —
л-транзистора, которая возрастает с
увеличением напряжения. Почти все
неосновные носители диффундируют
сквозь узкую область базы к коллекто¬
ру, за исключением малого количества
носителей, которые рекомбинируют с
основными. В результате небольшие
изменения тока базы вызывают значи¬
тельно большие изменения токов
эмиттера и коллектора, т.е. происхо¬
дит усиление.
У полевого транзистора (рис.5)
также три электрода: сток (с), исток
(и) и находящийся между ними затвор
(з). Проводящий канал между стоком и
истоком представляет собой узкую
область полупроводника вблизи его
поверхности, расположенную непо¬
средственно под электродом затвора.
Напряжение на затворе, задаваемое
выше некоторого порогового значения,
управляет концентрацией носителей
заряда в канале и, следовательно,
током между стоком и истоком. На
рис.5 показан транзистор с каналом,
обогащаемым электронами. При воз-

Микроэлектроника: от кристалла к организованному молекулярному ансамблю
11
Рис.4. Структура биполярного п-р—п-тран-
зистора и его вольт-амперная характерис¬
тика (ток базы управляет током коллек¬
тора).
растании положительного потенциала
на затворе повышается концентрация
электронов в канале, улучшается его
проводимость и увеличивается ток
между стоком и истоком.
Описанные два типа транзисто¬
ров позволяют создавать цифровые и
аналоговые ИС. На цифровых схемах
базируются устройства памяти и логи¬
ки — основные компоненты вычисли¬
тельных систем. Аналоговые схемы
используются в устройствах ввода и
вывода информации.
ОТ КРИСТАЛЛА ДО ^ИНТЕГРАЛЬНОЙ
СХЕМЫ
Созданию любой ИС предшеству¬
ет получение больших (диаметром до
200 мм) монокристаллов кремния вы¬
сокой чистоты. В этих кристаллах
содержание примесей не должно пре¬
вышать 1014 см3, а структурных
Рис. 5. Структура палевого транзистора с
каналом п-тияа и его вольт -амперная харак¬
теристика (потенциал затвора управляет
током в канале).
дефектов, например дислокаций, —
103 см-2. Интегральную схему изготав¬
ливают на пластине кремниевого крис¬
талла толщиной 500 мкм. Следует
иметь в виду, что при размере
активных элементов ~3 мкм отношение
площади элемента к его объему
велико, поэтому необходима такая
последовательность технологических
операций, чтобы электрически актив¬
ные дефекты и примеси на поверхнос¬
ти не свели на нет усилия, затрачен¬
ные при выращивании монокристалла.
Изготовление ИС — довольно длитель¬
ная процедура. На рис.6 показана
схема изготовления полевого транзис¬
тора с каналом электронного типа.
Исходную пластину кремния р-типа
(рис.6,а) окисляют до образования
слоя SiOz толщиной 500 нм (рис.6,6).
Далее на поверхность этой структуры
наносят слой светочувствительного ма¬
териала — фоторезиста (рис.6,в), кото¬
рый в соответствии с фотошаблоном
выделяет при экспозиции отдельные
участки слоя оксида, подлежащие
травлению (рис.6,г). С помощью рас¬
твора плавиковой кислоты из этих
участков удаляют слой оксида (рис.6,д)
и после снятия фоторезиста (рис.6,е)
проводят операцию диффузии леги¬
рующей примеси л-типа, например

12
С. М. Репинский
Рис. 6. Основные этапы изго¬
товления палевого транзисто¬
ра с каналом п-тияа.
р- SI
Г
TZZZZ
ксид
фоторезист
vzzzaI	шш	шж
УА
фосфора, в открытые участки кристал¬
ла кремния (рис.6^). Затем опять
выращивают оксид (рис.б.з), с помо¬
щью фоторезиста наносят новый рису¬
нок, локально удаляют оксид (рис.6,и)
и вновь выращивают тонкий слой
оксида там, где предстоит сформиро¬
вать электрод затвора (рис.6,к). Далее
на оксид наносят новый рисунок для
образования электродов стока и исто¬
ка путем диффузии из газовой фазы
(рис.6,л). На пластину напыляют слой
металла (рис.б.м), как правило алюми¬
ния, и проводят новую операцию
фотолитографии для создания контак¬
тов к электродам и внутренних соеди¬
нений. Рассмотренный набор операций
—	окисление, диффузия примесей,
фотолитография, травление, напыление
металлов — при использовании в
различной последовательности и раз¬
ных комбинациях материалов и приме¬
сей позволяет изготавливать ИС высо¬
кой степени сложности.
ПРЕДЕЛ МИНИАТЮРИЗАЦИИ
В основе механизма работы ИС
лежат физические процессы управле¬
ния транспортом коллектива носите¬
лей заряда электрическим полем.
Пространственное разрешение актив¬
ных областей ограничивается де-
бройлевской длиной волны электрона
в пространственно-когерентной среде
(величиной порядка 10 нм). Указанное
фундаментальное ограничение и опре¬
деляет предельный размер миниатю¬
ризации ИС. Однако ряд эффектов
лимитирует степень миниатюризации
уже на уровне десятых долей микро¬
метра. Так, при длине канала полево¬
го транзистора 250 нм толщина слоя
диэлектрика под затвором должна
составлять 3 нм, но уже на расстоя¬
нии 5 нм между кремнием и метал¬
лическим электродом возникает пря¬
мое туннелирование электронов и
транзисторный эффект исчезает. Не¬

Микроэлектроника: от кристалла к организованному молекулярному ансамблю
13
возможно и существенное уменьше¬
ние управляющего напряжения, по¬
скольку оно ограничено величиной
встроенного потенциала р — л-пере-
хода (-0.15 В). Кроме того, при
размерах затвора 250x250 нм в
канале содержится лишь 600 атомов
легирующих примесей и примерно
1000 электронов. На таком уровне
становятся существенны флуктуации
неоднородности распределения по
кристаллу легирующих примесей и
неоднородности концентрации носите¬
лей заряда, в том числе за
счет генерации их космическим излу¬
чением.
По существу в настоящее время
микроэлектроника подошла к пределу
сложности ИС в рамках современной
технологии. В последнее десятилетие
освоены процессы создания искусст¬
венных кристаллов, называемых обыч¬
но полупроводниковыми гетерострукту¬
рами или модулированными решетками
типа GaAs — AlAs или GaAs — InAs, с
заданными последовательностью и
толщиной чередующихся слоев. Такие
структуры удается получать в высоком
вакууме, используя метод направлен¬
ных молекулярных пучков. Существую¬
щая техника позволяет изготовить
системы пониженной размерности
(дву-, одно- и нульмерные), так что,
пользуясь современными методами ис¬
следования, физики могут изучать
поведение единичных электронов в
электрическом и магнитном полях.
Данное направление получило назва¬
ние наноэлектроники. Пока не ясно,
приведут ли эти исследования к
созданию новой технологической базы
средств информатики или же останут¬
ся объектами эксперимента в физике
низкоразмерных систем.
САМООРГАНИЗАЦИЯ В СИСТЕМЕ
КРЕМНИЙ—КИСЛОРОД
Особенность изготовления ИС на
кремнии состоит в том, что при
выполнении набора технологических
операций реализуются условия, когда
поверхность кристалла кремния и гра¬
ницы раздела с оксидом проходят в
определенной последовательности
набор стационарных состояний. Эти
состояния можно описать некоторыми
формами организации поверхностей
разрыва и реакционных зон3.
Система кристалла кремния т и
кислорода в камере термического
окисления в микромасштабе характе¬
ризуется пространственно-временной
структурой, определяемой особеннос¬
тями процессов, протекающих в этой
системе, и можно выделить пороговые
состояния, переход через которые
ведет к качественному изменению ее
организации. Эволюция такой системы
как последовательность переходов от
одного кваэистабильного состояния к
другому, характеризуемых определен¬
ными параметрами организации, назы¬
вается самоорганизацией.
На поверхности кристаллов полу¬
проводников, таких как кремний и
германий, помещенных в атмосферу
окислителя (например, кислорода),
многостадийно протекают химические
реакции с образованием адсорбцион¬
ных комплексов, летучих монооксидов
или с возникновением новой фазы
диоксидов. Начальная стадия соответ¬
ствует одноцентровой форме адсорб¬
ции, когда молекула кислорода утрачи¬
вает поступательные степени свободы
движения и сохраняет одну степень
свободы — вращательную. Эта форма
организации поверхности разрыва со¬
ответствует снижению энтропии на
80—160 Дж/(град-моль). Стадия, пред¬
шествующая десорбции молекулы мо¬
нооксида, характеризуется реконструк¬
цией поверхности разрыва кристалла
полупроводника с образованием дваж¬
ды координированного односторонне
связанного с кислородом атома Si или
Ge. При изменении условий процесса
(давления кислорода, температуры) по¬
верхность разрыва кристалла полупро¬
водника видоизменяется таким обра¬
зом, что на слое реконструированных
односторонне окисленных атомов
кремния возникает слой адсорбирован¬
3	Репинский С.М. О самоорганизации межфаз-
ных границ кристаллов полупроводника // Поверх¬
ность. 1995. № 7-8. С. 12.

14
С. М. Репинский
ных молекул кислорода. Форма орга¬
низованных структур на поверхности
характеризуется состоянием обратимой
сверхмонослойной адсорбции молекул
кислорода, обладающих определенной
степенью двумерной подвижности; при
этом энтропия понижается на 40
ДжДград моль). На данной стадии
возникает такая форма молекулярной
организации поверхности (пороговое
состояние), когда меняется маршрут
химического превращения и становит¬
ся возможным образование зародышей
новой фазы оксида.
Термическое оксидирование полу¬
проводников сводится в основном к
механизму реакций растворения полу¬
проводников в конденсированной
фазе. Особенность процесса оксиди¬
рования Si заключается в том, что
энергия активации этой стадии по
сравнению с реакцией образования
газообразного монооксида занижена
на величину энергии реорганизации
кремнекислородной сетки Si02. Анализ
показывает, что в ряду возможных
систем полупроводник — диэлектрик
именно Si — Si02 выделяется макси¬
мальным эффектом самоорганизации.
Количественно эффект выражается в
уменьшении энтропии на 120
ДжДград моль).
В свое время надежды многих
физиков на получение совершенной по
электрофизическим свойствам поверх¬
ности полупроводников были связаны
с использованием техники высокого
вакуума, и до недавнего времени
оставались не осмысленными резуль¬
таты по получению практически ли¬
шенной поверхностных электронных
состояний границы раздела полупро¬
водник-электролит4. Сейчас стало
ясно, что именно эффекты самоорга¬
низации границ раздела полупровод¬
ник-электролит и полупроводник—ди¬
электрик лежат в основе технологии
получения совершенной по электрофи¬
зическим свойствам поверхности полу¬
проводника. Отсутствие поверхностных
электронных состояний, в том числе и
4	Мямлин В.А., Плесков Ю.В. Электрохимия
полупроводников. М., 1965.
рекомбинационных в системе Si—Si02
есть фундаментальное свойство, кото¬
рое и определило современный уро¬
вень технологии ИС. Отсюда следует,
что для этой системы степень самоор¬
ганизации оказывается наивысшей в
ряду многих возможных систем. Вот
почему из большого числа химических
соединений и элементов, обладающих
полупроводниковыми свойствами, уда¬
лось использовать в производстве ИС
только кремний.
ОРГАНИЗОВАННЫЙ МОЛЕКУЛЯРНЫЙ
АНСАМБЛЬ
Возможный путь обойти ограни¬
чения твердотельной электроники стал
обсуждаться несколько лет назад.
Ф.Л.Картер предложил подход к по¬
строению электронных устройств на
молекулярном уровне5. Наиболее веро¬
ятные физические явления, которые
можно использовать для создания
переключающих элементов, — туннели¬
рование электронов в одномерных
периодических структурах и транспорт
солитонов в системах с сопряженными
двойными связями.
В 1962 г. Е.А.Пшеничное6, рас¬
сматривая задачу о туннельном про¬
хождении частиц через систему перио¬
дически расположенных потенциальных
барьеров, разделенных потенциальны¬
ми ямами, показал, что при наличии
квазистационарных состояний имеют
место резонансные эффекты, приводя¬
щие к аномально высоким значениям
коэффициента прохождения. Любое
локальное отклонение потенциала сни¬
жает коэффициент прохождения экспо¬
ненциально по отношению к числу
барьеров. На рис.7 приведен пример
молекулярного переключателя, исполь¬
зующего этот эффект. На рис.8 пока¬
зан солитонный переключатель. Соли-
тон осуществляет перенос возбужде¬
5	Carter F.L The molecular device computer: point
of departure for large scale cellular automata //
Physica. V.10D. 1984. P. 175.
6	Пшеничное E.A. О туннельном прохождении
через систему одинаковых потенциальных барье¬
ров // Физика твердого тела. 1962. Т.4. № 5.
С.1113.

Микроэлектроника: от кристалла к организованному молекулярному ансамблю
15
а	а	а	а Et =(СНЭСН2-)
Рис. 7. Структура организованного ансамбля, способного выполнять функцию переключения на
основе эффекта резонансного туннелирования. Молекулы цианинового красителя встроены в
систему посредством цепочек нитрида серы (молекулярных проводов) и образуют последователь¬
ность потенциальных ям, прохождение электрона через которые управляется зарядом в
контрольных группах.
Рис. 8. Ансамбль, способный
выполнять функцию переклю¬
чения на основе эффекта
распространения солитона
(переход структуры слева на¬
право).
ния в конденсированной среде в виде
уединенной волны. В отличие от
обычных волн, которые можно рас¬
сматривать как периодическое повто¬
рение в пространстве отклонений от
среднего значения физической величи¬
ны (например, плотности), солитоны
представляют собой единичное уплот¬
нение, распространяющееся как еди¬
ное целое с некоторой скоростью7.
Движение солитона влево в ансамбле,
показанном на рисунке, ориентирует
диполь в водородной связи положи¬
тельным зарядом вверх, при движении
солитона вправо происходит перегруп¬
пировка и диполь ориентируется отри¬
цательным концом вверх. Энергетичес¬
кий барьер для такого переключателя
7	Давыдов А.С. Солитон в молекулярных
системах. Киев, 1988.
составляет 1.5 эВ, т.е. примерно в 60
раз больше тепловой энергии при
комнатной температуре. Быстродейст¬
вие такого ансамбля не выходит за
границы субнаносекундного диапазона.
Эффект запоминания в молекулярных
структурах можно реализовать, исполь¬
зуя конформационные преобразования
структур под воздействием поля или
света. Это направление исследований
известно как молекулярная электроника.
Х.Кун сформулировал концепцию
молекулярной инженерии8, основным
понятием в которой является органи¬
зованный молекулярный ансамбль, об¬
ладающий функциональной возможнос¬
тью создавать соответствующий отклик
на данное возмущение. Ансамбли
8	Kuhn Н. Molecular engineering: facts and alms //
J. Chim. Phys. 1988. № 11/12. P.991.

16
С. М. Репинский
CieH37-fCM3N_C18H37
Рис. 9. Организованный молекулярный ансамбль на основе слоев Лэнгмюра—Блоджетт,
имитирующий функцию ячейки фотосинтеза.
представляют собой надмолекулярные
образования, в которых исходные
молекулы связаны между собой опре¬
деленным образом. Такие ансамбли
формируют искусственно либо они
могут быть продуктом самоорганиза¬
ции некоторых химически реагирующих
сред. Их яркий пример — ячейка
фотосинтеза, получаемая с помощью
метода Лэнгмюра—Блоджетт, когда
путем последовательного переноса с
поверхности жидкой фазы на твердую
подложку мономолекулярных слоев ам-
фифильных молекул можно организо¬
вать относительно простой ансамбль
(рис.9). Другие методы создания моле¬
кулярных ансамблей — процессы пос¬
ледовательной адсорбции нескольких
компонент (молекулярное наслаива¬
ние), совместной коагуляции с участи¬
ем полисилоксанов (золь-гель-техноло-
гия) и т.д. Организованные молекуляр¬
ные ансамбли по своей природе —
метастабильные образования, и их
структура определяется ближним и
средним порядками. Такие ансамбли
могут быть получены как нуль-, одно-,
дву- и трехмерные системы. В послед¬
нем случае ее характеристикой должна
быть функция пространственного рас¬
пределения ансамблей в матрице.
Структурные единицы, предложенные
Р.Л.Мюллером для описания физико¬
химических свойств стеклообразных
твердых веществ, — по существу
пример трехмерной системы организо¬
ванных молекулярных ансамблей9. О
разнообразии таких ансамблей дает
представление таблица.
8	Мюллер Р.Л. Материал близкого будущего //
Природа. 1964. № 8. С.31.

Микроэлектроника: от кристалла к организованному молекулярному ансамблю
17
Таблица
Функциональность молекулярных ансамблей, различающихся характером отклика
на вид воздействия
Воздействие
Отклик
Химическое
Фотоны
1
Электрическое поле
Химический
катализатор
ячейки фотосинтеза
ионный насос
Изменение
ячейка памяти
вентиль,
конфигурации
переключатель,
рецептор
преобразователь
молекулярные
Перенос заряда
запаха,
энергии
провода
химическии
нелинейно¬
излучатель света
Фотоны
сенсор
оптический
преобразователь
Функциональность ансамбля оп¬
ределяется его способностью созда¬
вать отклик на то или иное воздейст¬
вие. Так, если при химическом воздей¬
ствии фиксируется изменение состава
среды, то ансамбль выполняет функ¬
цию катализатора. Если химическое
воздействие сопровождается измене¬
нием поля или переносом заряда, он
работает как рецептор запаха, или
химический сенсор. В том случае,
когда при воздействии ,фотонов на¬
блюдается изменение химического со¬
става среды, ансамбль выполняет роль
ячейки фотосинтеза. Эти примеры
позволяют понять характер других
ансамблей, приведенных в таблице.
Необходимо подчеркнуть, что по¬
нятие организованного молекулярного
ансамбля есть обобщение понятия
химического соединения и должно
быть объектом пристального внимания
специалистов в области теоретической
химии.
ПРИНЦИП ЭВОЛЮЦИИ В ТЕХНОЛО¬
ГИИ
Молекулярная инженерия — это,
конечно, новый уровень препаративной
химии, но, что крайне важно, — это и
система понятий, привносящих в тех¬
нологию новую культуру.
В этом смысле главная проблема
обсуждаемого подхода заключается в
создании сценария реально разумных
условий, начиная с выбора возможных
микроструктур и определения эволю¬
ции системы через последователь¬
ность экспериментально контролируе¬
мых стадий. Существенно при этом,
чтобы продукты превращения началь¬
ных стадий содержали информацию,
допускающую ее воспроизводство на
последующих циклах сценария.
В настоящее время эта проблема
лишь сформулирована. Но, как гово¬
рят, правильно сформулировать задачу
—	это уже полдела. Сейчас опреде¬
лился довольно обширный набор со¬
единений, претендующих на роль
фрагментов молекулярных ансамблей,
способных осуществлять функции про¬
водников, ключей, ячеек памяти.
В работах Картера были исследо¬
ваны проблемы молекулярной электро¬
ники и сделан прогноз создания
устройств с плотностью элементов
1016 см“э. Если это удалось бы
осуществить, то вживленное в мозг
человека устройство снабдило бы его
всей совокупностью знаний, накоплен¬
ных человечеством.
Комментировать данный прогноз
оставим писателям-фантастам. Мы же
обратим внимание на то, что пробле¬
мы электроники будущего смыкаются с
проблемой воссоздания жизни как
явления, находящегося в цепи событий
химической и биологической эволю¬
ции. Известный биолог академик
Д.К.Беляев отмечал: «К началу XXI

18
С. М. Репинский
века будет искусственно синтезирова¬
на жизнь. Я имею в вицу не
воспроизведение клетки на генно-ин¬
женерном уровне, а как бы повторе¬
ние того уникального процесса, кото¬
рый начался когда-то в природе: вот
еще не жизнь, — а вот уже жизнь»10.
Тем самым мы хотим сказать, что
решение проблем электроники как
отрасли накопления и переработки
информации должно следовать эволю¬
ционному принципу. Это не предпола¬
гает дублирования процессов, когда-то
приведших к возникновению сознания,
10	Беляев Д.К. Эволюция и технология // Наука
в Сибири. 1985. № 46 (1227). С.2.
тем более что мы можем себе их
представить лишь в общих чертах. Но
оптимизм для деятельности в этом
направлении вполне уместен, если
вспомнить тот факт, что живой орга¬
низм преодолел силу земного притя¬
жения в процессе естественного эво¬
люционного развития за сотни милли¬
онов лет, а за несколько тысячелетий
существования цивилизации человек,
опираясь на свой интеллект, сумел
подняться в воздух.
Работа выполнена при поддержке Рос¬
сийского фонда фундаментальных ис¬
следований.
КОРОТКО
•
Изучив данные 20-лет-
них наблюдений на установ¬
ке Девиса, что находится в
заброшенной шахте Хоумс-
тейк в штате Южная Дако¬
та, США, астрофизики
П.Старрок и Г.Уолтер
(P.Sturrock, G.Walther; Стан-
фордский университет, штат
Калифорния) пришли к вы¬
воду, что поток нейтрино,
рождающихся в недрах Со¬
лнца, обладает цикличнос¬
тью с периодом 21.3 сут.
Если регулярные ва¬
риации в потоке солнечного
нейтрино окончательно под¬
твердятся, это будет иметь
важные последствия. Воз¬
можно, солнечное ядро вра¬
щается с периодом 21.3
сут., и нейтрино на своем
пути вступает во взаимо¬
действие с магнитным
полем, «вмороженным» в
недра Солнца. Но из этого
следует, что нейтрино, во¬
преки мнению ряда физи¬
ков, все же обладают мас¬
сой (на это уже указывали
некоторые эксперименты на
ускорителях частиц). Воз¬
можно также, что термоя¬
дерные реакции в ядре
Солнца протекают не рав¬
номерно, а циклически. Но
для этого различные части
внутренней области Солнца
должны вращаться с разной
скоростью, вызывая перио¬
дическое перемешивание
вещества в ядре.
Ряд астрофизических
коллективов ведет незави¬
симую проверку результатов
Старрока и Уолтера, в част¬
ности, на предмет обнару¬
жения у них возможной
статистической ошибки.
Mew Scientist. V.l51. № 2048.
Р.20 (Великобритания).
•
Новый автоматический
метод определения количе¬
ства растворенного в океа¬
не органического углерода
предложили М. Абдулла и
Е.Эек (М.Abdullah, E.Eek).
Он позволит дать более
строгую оценку компонентов
глобального цикла углерода.
Проба воды, пропускае¬
мая по узкой трубке, облу¬
чается ультрафиолетом в
присутствии катализатора
диоксида титана; суммарное
содержание образующегося
диоксида углерода измеря¬
ется на инфракрасном
спектрометре. Результаты,
полученные новым спосо¬
бом, показали, что при
использовании стандартного
(бескатализаторного) метода
фотоокисления не учитыва¬
лось около 5% растворен¬
ного органического углеро¬
да океанских вод. Такая
оценка хорошо согласуется
с результатами валового
анализа углерода.
Environmental science and Tech¬
nology. 1997. V.31. № 1. P.9A
(США).

ГИДРОЛОГИЯ
Природе, 1997, № 5 19
Земные причины водных циклов
В.	И. Найденов, В. И. Швейкина
Вячеслав Иосифович Найденов,
доктор физико-математичес¬
ких наук, заведующий лабора¬
торией режима поверхностных
вод Института водных про¬
блем РАН. Область научных
интересов — теплофизика, ме¬
ханика жидкостей и газов,
тепломассообмен в водных сре¬
дах. В настоящее время зани¬
мается нелинейными задачами
гидрологии. Неоднократно пуб¬
ликовался в «Природе».
Валентина Ивановна Швейкина,
кандидат географических наук,
старший научный сотрудник
того же института. Занима¬
ется статистическим анали¬
зом многомерных временных
рядов, возникающих в задачах
климатологии и гидрологии.
А круговое движение первее прямоли¬
нейного: оно проще и более совер¬
шенно.
Аристотель
В ЧЕМ причина глобального потеп¬
ления климата Земли и подъема
уровня Мирового Океана? Сущест¬
вует ли альтернатива парниковому
эффекту? На эти и другие вопросы
авторы попытаются ответить с позиции
гидрологии суши, предложив гипотезу
о существовании водных циклов: авто¬
колебаний речного стока, запасов
влаги, осадков, альбедо материков и
среднегодовой температуры приземно¬
го слоя атмосферы.
Циклическая изменчивость гидро¬
сферы Земли обсуждается в много¬
численных статьях и монографиях,
посвященных исследованию колебаний
уровней бессточных озер и грунтовых
вод, расходов воды в реках. Циклы
переходов от холодных и влажных
годов к теплым и сухим продолжи¬
тельностью 35 лет впервые были
описаны еще в XIX в. Э.Брикнером.
Хорошо известен феномен о.Чаны
(Новосибирская область), уровень ко¬
торого периодически меняется. Прак¬
тически все бессточные озера мира
(Каспийское и Аральское моря, Боль¬
шое Соленое озеро, озера Балхаш и
Чад) обнаруживают сложные непосто¬
янные колебания уровня.
Периоды водных циклов самые
различные, например, периоды много¬
летних изменений стока рек Волжского
бассейна составляют 3, 6, 10, 14 и 19
лет. Особой пестротой отличаются
колебания уровня подземных вод: в
грунтовых водах Прибалтики наблюда¬
ется 5-летняя цикличность, средней
полосы — 5- и 12—14-летняя, на
Северном Кавказе — 7-летняя и т.д.
По выборкам стока реки Невы, про-
© В.И.Найденов, В.И.Швейкина

20
В. И. Найденов, В. И. Швейкина
Зависимость испаряемости
(потенциального испарения)
от высоты местности в
северо-восточных, сравнитель¬
но влажных районах Армении
(показано крестом), и во
внутренних засушливых райо¬
нах (показано кружками).
Римскими цифрами обозначе¬
ны календарные месяцы. В
периоды максимального суточ¬
ного и годового хода темпера¬
тур (апрель—октябрь), когда
очень велика роль теплоемкос¬
ти суши, испаряемость с
увлажненных районов заметно
меньше, чем с засушливых
(расслоение кривых наблюда¬
ется очень отчетливо). В
период низких температур
(ноябрь—март) эффект от¬
сутствует. (По: Тр. Закав¬
казского НИГМИ. Л., 1974.
Вып. 59(65). С.257.)
испаряемость, мм
должительностью 60 лет, средний
период колебаний составляет 16 лет.
Предпринимаются упорные попыт¬
ки объяснить возникновение таких пери¬
одов солнечно-земными связями, одна¬
ко это не всегда убедительно1. Действи¬
тельно, трудно понять, что солнечной
активностью можно объяснить такой фе¬
номен, как изменение цикличности ко¬
лебаний многолетнего стока Волги
после слияния ее с Камой. Крупные 14-
и 15-летние колебания возникают
вследствие 15-летней вариации много¬
летних изменений стока рек бассейна
Камы, и спектрограммы Верхней и Ниж¬
ней Волги сильно различаются. Иногда
между гидрологами возникают ожесто¬
ченные дискуссии на тему: содержат ли
многолетние колебания стока рек де¬
терминированные (определяющие) цик¬
лические компоненты?
Очевидно, победить в этой дискус¬
сии, опираясь только на данные статис¬
1	Монин А. С. Прогноз погоды как задача
физики. М. 1969.
тики, невозможно. Здесь необходимы
«отказ от традиционных представлений
о названном процессе (многолетних ко¬
лебаниях речного стока. — Примеч. авт.)
как абстрактно вероятностном и призна¬
ние его физической основы»2.
Одним из авторов статьи обнару¬
жен тепловой механизм неустойчивос¬
ти режима испарения с поверхности
суши и мелководных водоемов, кото¬
рый позволяет подойти к решению
этой интригующей проблемы климато¬
логии и гидрологии3.
ТЕПЛОВАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ РЕЖИ¬
МА ИСПАРЕНИЯ РЕЧНЫХ БАССЕЙНОВ
Центральным логическим стерж¬
нем нелинейного механизма возникно-
2	Дружинин И.П., Смага В.Р., Шевнин А.Н.
Динамика многолетних колебаний речного стока.
М. 1991.
3	Найденов В.И. // Мат. моделирование. 1992.
Т.4. № 6. С.50-64; Найденов В.И., Кожевни¬
кова И.А., Крутова Н.М. // Наука и техно л. в
России. 1995. № 9—10 (15-16). С.9-10.

Земные причины водных циклов
21
влагозапас, отн. ед.
Зависимость испаряемости от влагозанаса.
Цифрами обозначены кривые, полученные для
различных значений амплитуды годового радиа¬
ционного баланса: 1 — 210-103 кДж/м2-год, 2
— 17Q103, 3 — 120-103. Достаточно четко
просматривается область влагозанаса (Х>0.4),
где испарение практически постоянно (область
насыщения). При Х<0.4 X ~ 0.5 годг1 (именно
поэтому параметр X в уравнении (2) выбирался
в этих пределах).
вения водных циклов является тепло¬
влагообменная неустойчивость испаре¬
ния с поверхности речных бассейнов.
Нами была рассмотрена задача4
по определению годового (суточного)
хода температуры поверхности хорошо
увлажненной суши и мелководных
бассейнов с учетом годового (суточно¬
го) хода радиационного баланса и
затрат солнечного тепла на испарение
и теплообмен между поверхностью
суши и атмосферой. Принималась
нелинейная зависимость коэффициен¬
тов теплоемкости, теплопроводности и
температуропроводности от влагозапа-
са почв и грунтов.
В результате учета этих, в
основном теплофизических, факторов,
был рассчитан внутригодовой (суточ¬
ный) ход температуры для поверхности
суши. Далее, по широко известной
формуле Магнуса определялся внутри¬
годовой (суточный) ход абсолютной
влажности воздуха и по разности
4	Найденов В.И., Юшманова 0.0. // Изв.
АН. Физика атмосферы и океана. ТЭ96. Т.32. № 1.
С.125—132.
полученной величины и влажности
воздуха на некоторой высоте (обычно
2 м) — перепад упругости водяного
пара у поверхности суши. Произведе¬
нием этой величины на коэффициент
влагообмена определялось испарение.
По существу это испарение являетбя
потенциальным (максимально возмож¬
ным при избытке влаги в почве).
Подчеркнем, что мы не ставили своей
целью подсчитать количественные ха¬
рактеристики испарения (на современ¬
ном уровне гидрометеорологии теоре¬
тический расчет этой величины невоз¬
можен), а пытались показать механизм
влияния влагозапаса на скорость испа¬
рения, связанный с существенной
разностью в теплофизических свойст¬
вах воды и сухих компонентов почво-
грунтов.
Оказалось, что температура по¬
верхности суши сильно зависит от
влагозапаса ее деятельного слоя,
размер которого обусловливается глу¬
биной проникновения тепловых волн, и
примерно равен 10 м. Теплопровод¬
ность и теплоемкость суши существенно
увеличиваются с ростом влагозапаса:
теплопроводность сухих пористых грун¬
тов составляет 0.24—0.40 Дж/(м • с • К),
их теплоемкость — 0.80 Дж/(г • К), а
для воды эти же термодинамические
характеристики соответственно равны
0.60 Дж/(м • с • К) и 4.19 Дж/(г* К). При
увлажнении почвы малотеплоемкий и
малотеплопроводный воздух вытесня¬
ется водой; такой слой суши медлен¬
но нагревается и медленно остывает,
причем амплитуда температурных ко¬
лебаний уменьшается с ростом увлаж¬
ненности. Упругость водяных паров
экспоненциально зависит от температу¬
ры, поэтому эффекты нагрева более
существенны, чем эффекты охлажде¬
ния, и средняя упругость водяного
пара (суточная или годовая) оказыва¬
ется возрастающей функцией амплиту¬
ды температурных колебаний. Анало¬
гичным образом ведет себя и испаре¬
ние. Таким образом, континенталь-
ность климата ведет к сильному
испарению воды с поверхности суши,
рост испарения уменьшает запас влаги
и еще больше увеличивает континен-

22
В. И. Найденов, В. И. Швейкина
Стационарные зависимости стока от «лагоза-
наса, полученные соответственно из первого
уравнения (показано цветом) и второго
системы (1). Точка пересечения этих кривых
(Х^р, Ycp) является неустойчивым состоянием
равновесия, и в окрестности его возникают
автоколебания.
тальностъ. Такая положительная обрат¬
ная связь приводит к тепловой неус¬
тойчивости испарения. Физически это
означает, что при определенном запа¬
се влаги речной бассейн может
прогрессирующе накапливать воду при
неизменном количестве осадков. Дей¬
ствительно, рост влагозапаса увеличи¬
вает теплоемкость и теплопроводность
водосбора, в результате при неизмен¬
ном количестве поступаемого солнеч¬
ного тепла водосбор слабев разогре¬
вается, испарение уменьшается и воды
становится больше. Прогрессирующее
развитие такого процесса во времени
ограничивают многочисленные отрица¬
тельные обратные связи, например
отвод излишков воды в виде речного
стока, уменьшение альбедо увлажнен¬
ной поверхности суши. Исключительно
сильный механизм стабилизации —
испарение воды растениями. В самом
деле, с ростом влагозапаса развивает¬
ся растительный покров, поверхность
которого может существенно превосхо¬
дить поверхность занимаемой им
почвы (до 10 раз), и суммарное
испарение резко увеличится.
Проведенные теоретические ис¬
следования позволили нам выдвинуть
гипотезу о том, что в достаточно
широком диапазоне испарение может
уменьшаться с ростом влагозапаса,
так как значительная часть солнечного
тепла будет уходить не только на
испарение, но и на нагрев увеличива¬
ющегося объема воды.
Многочисленные эксперименталь¬
ные исследования зависимости испа¬
ряемости (потенциального испарения)
от степени увлажненности территории
подтверждают нашу гипотезу. Наблю¬
дения также показывают, что испаре¬
ние с поверхности насыщенной влагой
суши на 50% больше, чем с поверх¬
ности рядом расположенного мелкого
водоема (хотя на первый взгляд
должно быть наоборот). Подчеркнем,
что при малых влагозапасах почвы
данная гипотеза, конечно, неверна, так
как в этом случае просто нечему
испаряться.
Покажем, что с учетом зависи¬
мости испаряемости и, следовательно,
испарения от влагозапаса, система
уравнений водного баланса и движе¬
ния воды в речном бассейне оказыва¬
ется существенно нелинейной, что
приводит к автоколебательным реше¬
ниям этих динамических уравнений.
ВОДНЫЕ ЦИКЛЫ — АВТОКОЛЕБАНИЯ
ЗАПАСОВ ВЛАГИ И РЕЧНОГО СТОКА
Мы предполагаем, что читателям
«Природы» хорошо известны основные
понятия нелинейной теории динами¬
ческих систем, так как журнал неодно¬
кратно публиковал интересные статьи
по этой проблеме5.
Для возникновения автоколебаний
необходима система, описываемая
двумя уравнениями. Введем следую¬
щие переменные состояния: X —
влагозапас в речном бассейне (запасы
поверхностных и подземных вод, поч¬
венная и растительная влага, вода
озер и болот), Y — речной сток
(расход воды, приведенный к площади
бассейна). Уравнения водного баланса
и движения воды в бассейне запишем
в простейшей форме:
5	См. например: Ланда П.С., Розенблюм М.Г.
Автоколебания в живых организмах // Природа.
1992. № 8. С.18—27.

Земные причины водных циклов
23
время, годы
Автоколебания вшгтагшеа (а), эффективных осадков
(б) и стока (в). Решения системы (1) показаны при
следующих значениях параметров: Р ” 0.6 м/год;
X “ 0.5 годг1; р = 7.0 год/м, X = 035 (м/м, или в
долях от единицы); G ™ 0.1 м/год2; £, ** 0.325
м/год; It, ш 2.95 года;решение при - 2.785 года
наказано цветом, остальные параметры те же.
Значения параметров соответствуют климати¬
ческим условиям Восточно-Европейской равнины.
§ --р-т-у.	in
где Р — осадки, Е(Х) — испарение, G
—	ускорение сил тяжести в направле¬
нии движения воды в замыкающий
створ бассейна, 1//С(Х) —. коэффициент
сопротивления этому движению (со¬
противление склоновому и подземному
стоку и движению почвенной влаги).
К(Х) тесно связан с гидрогеологичес¬
кими особенностями строения бассей¬
на. Например, одно и то же количест¬
во атмосферных осадков — 0.50—0.55
м/год — собирают бассейны рек Онеги
и Оки, однако их стоки резко различа¬
ются между собой. Сток Онеги состав¬
ляет 50—70% годовых атмосферных
осадков, а Оки — только 30—40%. Это
вполне объясняется различными физи¬
ко-географическими характеристиками
бассейнов. Коэффициент К(Х) ввиду
указанных особенностей изменяется в
очень широких пределах, а испарение
Е(Х) — более стабильная характеристи¬
ка. В соответствии с тепловым меха¬
низмом будем считать, что Е(Х) —
убывающая функция влагозапаса, а
К(Х) — возрастающая, так как рост
влагозапаса в бассейне приводит к
сильному увеличению речного стока
(«сухой» бассейн оказывает большое
сопротивление переводу осадков в
сток: большая часть может уйти на
увлажнение почвы, заполнение неров¬
ностей поверхности земли, переход
этих осадков в бессточные области,
где они испарятся в атмосферу и т.д.).
Многочисленными статистическими ис¬
следованиями показано, что водопро¬
ницаемость ненасыщенных грунтов
экспоненциально увеличивается с рос¬
том влажности.
Величина влагозапаса X сильно
зависит от географического района.
Некоторое представление об этой
величине дают запасы влаги в метро¬
вом слое почвы: в лесной зоне они
занимают 0.65—0.30 м, лесостепной —
0.616—0.552 м, степной — 0.387—0.235
м, полупустынной — 0.256—0.120 м и
пустынной — 0.05—0.26 м.
Для простоты примем, что суще¬
ствуют две области влагозапасов с

24
В. И. Найденов, В. И. Швейкина
РПх<хр ,
Устойчивость предельного цикла (показан цве¬
там) системы (1): траектории, соответст¬
вующие малым амплитудам колебаний, нама¬
тываются на цикл изнутри, а большим —
снаружи.
характерными испарением и коэффи¬
циентом сопротивления, разделенные
некоторым значением влагозапаса ХР.
В первой области Е(Х) и К(Х) —
линейны, а во второй, в которой уже
проявляются эффекты насыщения, они
—	постоянны. Таким образом,
Е(Х>=ЕР - \(Х-ХР)1
К(Х^КРЩХ-ХР) f
Ф0=ЕЛх>у	Л
к(Х)=кр[ ^ ■
Величину Хр приближенно можно
оценить по пористости грунта, которая
меняется в очень широких пределах:
от 0.3 до 0.8. Значения X в основном
зависят от климатических параметров
(радиационного баланса, скорости
ветра, влажности и температуры воз¬
духа), а также от теплофизических
свойств грунтов бассейна. Например,
песчаники, суглинки, торфяники имеют
различную пористость, коэффициенты
тепло-, влаго- и температуропровод¬
ности. Параметр р существенно зави¬
сит от вязкости воды, пористости
почв, наличия трещинно-карстовых от¬
ложений и т.д.
По существу второе уравнение в
системе (1) представляет собой хоро¬
шо известное в гидрологии уравнение
многолетних колебаний речного стока,
записанное в дифференциальной
форме и дополненное нелинейной
связью его с влагозапасами бассейна.
Параметры G и К могут быть прибли¬
женно оценены через среднее много¬
летнее значение речного стока Уср и
коэффициент корреляции г между
смежными значениями стока
G = YJK; К = 1/(1 -г).
Например, при г = 0.5, Уср = 0.2
м/год; К = 2 года, a G = 0.1 м/год2.
Именно вариациями коэффициента со¬
противления и испарения (для разных
бассейнов эти величины могут отли¬
чаться на порядок) объясняется боль¬
шой разброс коэффициента корреля¬
ции речного стока по регионам.
Стационарные точки системы (1)
и УсР определяются из условий
dX/dt = 0, dY/dt = 0. При определен¬
ных условиях эта система уравнений
имеет устойчивое автоколебательное
решение с различными периодами и
амплитудами, определяемыми собст¬
венными внутренними нелинейными
свойствами природной системы «атмо¬
сфера—суша». Периоды и амплитуды
зависят от соотношения параметров X
и р G, соотношения осадков и испаре¬
ния, т.е. определяются как климати¬
ческими, так и гидрогеологическими
особенностями речного бассейна.
Именно этими факторами объясняется
пестрота периодов циклов уровня
подземных вод. Например, при \0=
=К{Хср)~\ система (1) может быть
сведена к уравнению колебаний гар¬
монического осциллятора
0 + ^(У-УСр)=О.
В этом случае период автоколе¬
баний влагозапаса и стока может быть
оценен по простой формуле:
2я
При X. = 0.5 год-1, p-G = 0.55
год1 (т.е. при увеличении влагозапаса
на 1 см испарение уменьшается на 0.5
см/год, а сток увеличивается — на

Земные причины водных циклов
25
Зависимость спектра случайного процесса
колебаний речного стока от частоты (ввер¬
ху) и его корреляционная функция, полученные
путем решения уравнения (3) при р = 7.0
год/м, G “ 0.1 м/го<Й и Уср =■ 0.2 м/год
(цветные кривые) и р “ 15.0, G “ 0/1 и
Уср - 0.2.
0,55 см/год) период автоколебаний
стока и влагозапаса Т равен 38 годам.
Состояние равновесия системы
(1) при Х«Х. является устойчивым
фокусом, а при Х>>Х. — неустойчивым,
т.е. происходит бифуркация (от bifur¬
cation — раздвоение) рождения пре¬
дельного цикла из сложного фокуса
(бифуркация Андронова—Хопфа).
Исследование уравнений (1) по¬
казали, что при прочих равных услови¬
ях амплитуда и период предельных
циклов увеличиваются с ростом
—	зависимости испарения и ко¬
эффициента сопротивления от влаго¬
запаса;
—	разности осадков ц испарения
(эффективных осадков) в речном бас¬
сейне.
С точки зрения указанного меха¬
низма автоколебаний легко объясняет¬
ся следующий хорошо известный гид¬
рогеологам факт: чем выше уровень
подземных вод, тем короче цикл их
колебаний. Действительно, верхний
деятельный слой суши при высоком
уровне подземных вод более насыщен
влагой, чем при низком; расстояние
между неустойчивым стационарным со¬
стоянием и состоянием насыщения
мало, в результате этот слой быстро
насыщается, и фаза автоколебательно¬
го цикла заканчивается.
Устойчивость предельных циклов
по отношению к конечным возмущени¬
ям их амплитуд позволяет надеяться,
что такие автоколебания встречаются в
природе.
Механизм возникновения автоко¬
лебаний влагозапаса и речного стока
можно показать и с несколько другой
стороны. В самом деле, нелинейность
и неустойчивость процесса испарения,
запаздывание потенциально стабилизи¬
рующего элемента системы речного
стока — необходимые атрибуты авто¬
колебаний в системах с запаздывани¬
ем. Например, натурные исследования6
определили, что речные воды пред¬
ставляют собой смесь из разновоз¬
растных, преимущественно подземных
вод: 50% составляют воды с «возрас¬
том» 10—12 лет. Математически это
означает, что описывать такое явление
необходимо с помощью нелинейных
дифференциальных (или дискретных)
уравнений с запаздывающим аргумен¬
том.
Отметим, что система (1) может
иметь несколько автоколебательных и
непериодических решений, т.е. фазо¬
вый портрет системы может быть
достаточно сложным.
РЕЗОНАНСЫ В ГИДРОЛОГИИ
Тепловая неустойчивость испаре¬
ния с поверхности водосбора исключи¬
тельно важна для возникновения авто-
*	Соколов Б.Л., Завилейский С.В., Мору-
нич С.В. // Метеорология и гидрология. 1994.
№ 10. С.82-91.

26
В. И. Найденов, В. И. Швейкина
Спектры колебаний годового стока Днепра у
пос. Лоцманка (1818—1962') (1), среднегодовой
скорости изменения уровня Каспийского моря
(1830—1995, гидропост Баку) (2), амплитуды
колебаний температуры воздуха (1750—1989,
Ленинград) (3).
колебаний, однако колебательные ре¬
жимы возможны и при постоянном
слое испарения, т.е. при Х=0. В этом
случае стохастическое возбуждение
системы (1) белым шумом (в котором
колебания разной частоты представле¬
ны в равной степени) ^(f) может
привести к нетривиальным результа¬
там. В окрестности стационарного
состояния (Х=Хср, У=УСр) уравнение
колебания речного стока описывается
хорошо известным в физике уравнени¬
ем колебания маятника с трением под
действием случайной силы
cPY G dY р • G2 .....
dt2 + Y dt+ Уср ( ср) “ ^ ( *
Тогда спектр процесса колебаний
стока имеет максимум на циклической
частоте уравнения (3), а корреляцион¬
ная функция этого процесса затухает с
осцилляциями. И.Л.Антоновым доказан
удивительный факт: даже при малом
изменении случайной величины £(f)
амплитуда колебания процесса Y(t)
около равновесного состояния может
достигать больших величин. Значит,
речной сток и влагозапас речного
бассейна изменяются в очень широких
пределах. Соответственно должны
резко меняться климатические характе¬
ристики бассейна. Действительно, при
малом запасе влаги бассейн летом
из-за малой его теплоемкости и
теплопроводности будет сильно разо¬
греваться. Физическая причина коле¬
баний регионального климата — силь¬
ная зависимость коэффициента сопро¬
тивления речного бассейна от влагоза-
пасов. Если колебания осадков и
испарения происходят с некоторой
частотой, то при совпадении этой
частоты с циклической частотой собст¬
венных колебаний речного стока (т.е.
возникновении резонанса) амплитуда
его колебаний будет максимальна.
Таким образом, небольшой реч¬
ной бассейн представляет собой ос¬
циллятор, генерирующий колебания
запасов влаги и речного стока опреде¬
ленной частоты. Если представить, что
бассейны не взаимодействуют друг с
другом, то при слиянии рек этих
бассейнов (например, Верхней Волги и
Камы) в спектре колебаний расходов
воды главной реки (Нижней Волги)
будут содержаться колебания, как
минимум, на двух частотах. Следова¬
тельно, спектр колебаний уровня боль¬
шого бессточного водоема, например
Каспийского моря, должен содержать
характерные частоты колебаний стока
рек его бассейна (Оки, Камы, Вятки,
Ветлуги, Белой, Урала, Терека и т.д.).
Уровень моря, являясь интегрирующим
показателем увлажненности своего
бассейна, может обнаруживать слож¬
ное нестационарное колебание с не¬
сколькими частотами. Без выяснения
физической природы этих колебаний
невозможен дальнейший прогресс в
прогнозировании уровня Каспия.
Можно представить и другую
ситуацию. Допустим, что несколько
водосборов генерируют колебания
стока близкой частоты, тогда водо¬
сбор, генерирующий колебания стока
иной частоты, может настроиться на
колебания суммарного стока этих не¬
скольких водосборов за счет атмо¬
сферного переноса тепла и влаги
(явление затягивания частоты). Именно
таким механизмом можно объяснить
засухи, поражающие обширные терри¬
тории. Физический смысл этого явле-

Земные причины водных циклов
Спектры колебаний годичных колец сосны
(показано цветом) и дуба (Воронежский
заповедник, 1826—1989). Совпадение периодов
колебаний для годичных колец деревьев (керны
брались в одно и то же время в одном и том
же месте) свидетельствует о колебаниях
влагозапаса почвы и исключает случайность в
образовании циклов. На всех рисунках с
уровнем доверия 90% выделяются циклы
небольших периодов.
ния следующий. Предположим, что в
течение ряда лет количество атмо¬
сферных осадков невелико. Тогда,
влагозапас деятельного слоя суши
резко упадет, прогреваемость ее из-за
уменьшения эффективной теплоемкос¬
ти сильно увеличится. Это приведет к
еще большему процессу диффузии
влаги в атмосферу. Может возникнуть
ситуация, когда раскаленная поверх¬
ность суши будет превращать выпа¬
дающие осадки в пар еще в атмосфе¬
ре, т.е. реакция суши на выпадение
малого количества осадков окажется
существенно нелинейной.
Именно описанными выше автоко¬
лебательными режимами мы объясняем
200-летние периоды миграции и втор¬
жений азиатских кочевников в 300—
1600-е годы, а не долгопериодическим
колебанием солнечной активности7. Ука¬
занный механизм также естественным
образом объясняет асинхронность и
синхронность колебаний речного стока:
7	Гончаров Г.А. Вторжения азиатских кочевни¬
ков и солнечные циклы Ц Природ^. 1994. N? 2.
С.26—29; Бялко А.В. Солнце — Земля: клубок
гипотез // Природа. 1994. Ne 2. С.43—48.
два различных притока одной и той же
реки могут колебаться в противофазе, а
несколько бассейнов, генерирующих ко¬
лебания одинаковой частоты, образовы¬
вать центры маловодья или многоводья,
которые способны мигрировать по об¬
ширным территориям, например от Вос¬
точной Европы до Дальнего Востока.
Подобным механизмом можно
объяснить и цикличность колебаний
прироста деревьев, загадочность воз¬
никновения которой давно волнует
дендрологов. Со времени первых при¬
ближенных представлений о взаимо¬
связи факторов среды и прироста
деревьев выполнено огромное количе¬
ство оригинальных исследований, но
по-прежнему этот вопрос — один из
наиболее дискуссионных в экологичес¬
кой анатомии, физиологии, лесоведе¬
нии и других научных дисциплинах,
где годичные кольца деревьев исполь¬
зуются в качестве индикаторов.
На закономерную повторяемость
прироста широких и узких колец
обратил внимание еще в конце про¬
шлого века Ф.Шведов. Он попытался
прогнозировать засухи на территории
черноземной полосы России. Несколь¬
ко позднее американский астроном
А.Дуглас на материале годичных колец
деревьев разработал теорию климати¬
ческих циклов.
Исследования Н.В.Ловелиуса по¬
казали, что рост хвойных деревьев
имеет волновой характер. Закономер¬
но повторяющиеся максимумы и мини¬
мумы внутривекового ритма проявля¬
ются на фоне восходящей волны
ритма значительно большей продолжи¬
тельности.
Попытки выявить причинную сто¬
рону изменчивости прироста деревьев
предпринимались давно, но получае¬
мые результаты были противоречивы и
не позволяли удовлетворительно ре¬
шить эту проблему. Интересно сужде¬
ние о том, «что ритмика ландшафтной
оболочки — это не гипотеза, а закон»®.
Учитывая широкую область изменения
теплофизических свойств водосборов,
6	Колесник С.В. Общие географические законо¬
мерности Земли. М., 1970.

28
В. И. Найденов, В. И. Швейкина
в которых наблюдаются колебания
влагозапаса, влияющие на скорость
прироста деревьев, можно предполо¬
жить, что именно эти автоколебания
регистрируются дендрохронологией.
Указанный механизм объясняет и «па¬
радокс опережения на год пульсации
прироста деревьев по отношению к
пульсации водности рек и засух»9.
Нами установлено, что экстремумы
влагозапаса в бассейне реки на
один-два года отстают от экстремумов
стока. Именно аномально большое
количество таких экстремумов обнару¬
живается во временных рядах стока.
Этим эффектом можно объяснить на¬
блюдаемый последние 20 лет феномен
резкого подъема уровня Каспия. Каза¬
лось бы, ничто не предвещало его
подъема, так как сток Волги в 70-х
годах был даже меньше, чем в 30-е
годы, и страна готовилась к переброс¬
ке северных рек. Однако из данных
Государственного гидрологического ин¬
ститута Госкомгидромета, полученных
на 50-ти станциях в заповедниках (там
сельскохозяйственная деятельность не
оказывала влияния на влагозапас)
следовало, что в последние десятиле¬
тия содержание влаги в метровом
слое почвы имело устойчивую тенден¬
цию к росту. Для европейской терри¬
тории страны запас влаги увеличивал¬
ся всюду и во все сезоны со
скоростью до 3 см за 10 лет10.
Одновременно уменьшалось испарение
с бассейна Волги. Все было готово к
природному катаклизму, и, накопив
влагу, бассейн Каспия начал отдавать
ее морю, что и выразилось в увели¬
ченном стоке Волги в последние
десятилетия и, следовательно, в
подъеме уровня воды.
До сих пор в модели (1)
среднегодовое количество осадков
считалось постоянным, и мы по
существу рассмотрели «черно-белый»
9	Полюшкин Ю.В., Ларионов Н.В., Марты¬
нов В.Д. Периодичность засух и колебаний
прироста деревьев на юге Тюменской области //
Долгосрочные прогнозы природных явлений. Но¬
восибирск, 1977. С.83—92.
10	Голицын Г.С. Парниковый эффект и измене¬
ние климата // Природа. 1990. № 7. С.17—24.
вариант развития событий на водосбо¬
ре. Однако реально эта величина
отличается достаточно большой измен¬
чивостью в пространстве и во време¬
ни. Если предположить, что колебания
осадков можно описать белым шумом,
то циклы, генерируемые системой (1),
будут искажены различными шумами и
выглядеть не такими правильными, как
на рисунках. Высокочастотный белый
шум будет подавлять амплитуды гар¬
моник высокой частоты, меньше он
будет сказываться на амплитудах гар¬
моник низкой частоты. Если предполо¬
жить, что количество осадков цикли¬
чески меняется, то при совпадении
периодов автоколебаний и циклов
осадков возможны резонансные явле¬
ния: амплитуды колебаний влагозапаса
и стока резко возрастут. Действитель¬
но, большое количество выпавших
осадков увеличивает запас влаги и,
следовательно, уменьшает интенсив¬
ность испарения. Оба эти фактора
действуют совместно, что приводит к
взрывообразному накоплению влаги в
бассейне. Именно этот резонансный
эффект ответствен за современный
подъем Каспийского моря.
Общепризнанными фактами со¬
временных изменений климата счита¬
ется повышение среднегодовой темпе¬
ратуры приземного слоя атмосферы на
0.5°С и подъем уровня Мирового
океана на 15 см за последние 100
лет. Климатологи эти процессы припи¬
сывают росту концентрации двуокиси
углерода (одному из парниковых
газов), происходящему в результате
хозяйственной деятельности человека.
Попытаемся взглянуть на пробле¬
му изменения климата глазами гидро¬
лога. Хорошо известно, что альбедо
суши больше альбедо океана (это
подтверждается измерениями с амери¬
канских искусственных, спутников
Земли в период 1962—1970 гг.) и
сильно уменьшается с ростом влагоза¬
паса. Поэтому увлажнение суши ведет
к уменьшению глобального альбедо
Земли и росту среднегодовой темпе¬
ратуры атмосферы за счет большего
поглощения солнечного излучения. Де¬
тальными расчетами (с учетом общей

Земные причины водных циклов
29
циркуляции атмосферы) показано, что
глобальное потепление на 1°С увели¬
чивает среднее количество атмосфер¬
ных осадков на 1.6—2.6%, или в
абсолютных единицах — на 2—3
см/год, причем связь между изменени¬
ем средней температуры и среднего
количества осадков существенно нели¬
нейна. Таким образом, возникает ме¬
ханизм мощной положительной связи:
рост увлажненности материков сопро¬
вождается уменьшением планетарного
альбедо Земли, что в среднем увели¬
чивает температуру воздуха и количе¬
ство осадков над континентами и
ведет к дальнейшему росту увлажнен¬
ности. Но рост влагозапаса не может
происходить неограниченно: сопротив¬
ление суши переводу влаги в речной
сток резко уменьшается, и она пере¬
стает увлажняться. Далее процесс
происходит в обратном направлении.
Сухие материки хорошо отражают
солнечную радиацию, температура ат¬
мосферы и осадки уменьшаются, на
планете наступает холодная и сухая
эпоха. Но уменьшившееся количество
осадков начинает хорошо задерживать¬
ся сушей, влагозапас начинает расти и
далее цикл повторяется. *
Итак, подведем некоторые итоги.
Если гипотеза автоколебательного ре¬
жима гидросферы верна, то из нее
следуют любопытные выводы:
—	уровень Каспийского моря даже
при стационарном климате будет и в
дальнейшем претерпевать резкие цикли¬
ческие изменения, те отметки, которые
были характерны для последних 2000 лет,
будут наблюдаться и в будущем;
—	наступит повышение уровня
Аральского моря. Придет время, вла¬
гозапас бассейна рек Средней Азии
увеличится, летние температуры упа¬
дут, испарение уменьшится, пересох¬
шие русла Амударьи и Сырдарьи
наполнятся живительной влагой, и
Арал восстановит свой уровень. Но
неизбежны также и будущие исчезно¬
вения Арала.
*
Таким образом, учет взаимного
влияния климатических и гидрологи¬
ческих процессов показал, что поведе¬
ние средних значений запасов влаги,
речного стока, испарения, амплитуды
температурных колебаний поверхности
суши за многолетний период времени
имеет автоколебательный характер.
Этот факт находится в резком проти¬
воречии с существующими постулата¬
ми стохастической гидрологии. Описа¬
ние многолетних колебаний речного
стока и уровней водоемов простыми
цепями Маркова (или их усложненны¬
ми модификациями), т.е. линейными
уравнениями, совершенно неудовле¬
творительно с физической точки зре¬
ния, так как их решения единственны
и глобально устойчивы. С точки
зрения термодинамики необратимых
процессов это означает, что гидроло¬
гическая система во всем диапазоне
изменения своих параметров (темпера¬
туры, скорости и влажности воздушных
масс и т.п.) находится на термодина¬
мической ветви и никогда не теряет
устойчивость. Это очень сильное пред¬
положение, так как большинство ре¬
альных физических систем при доста¬
точном удалении от состояния термо¬
динамического равновесия демонстри¬
руют сложное поведение. Нет никаких
оснований предполагать, что неустой¬
чивости с существенно нелинейными
эффектами, свойственные движению
воздушных масс, движению воды в
речном бассейне, процессам кристал¬
лизации, конденсации и испарения
воды, при усреднении таинственным
образом исчезают и гидрологическая
система все время находится в устой¬
чивом состоянии.
Классическим примером беспер¬
спективности такого подхода стала
известная ситуация с прогнозом уров¬
ня Каспийского моря. Возьмем, напри¬
мер, работу В.Е.Привальского11, вы¬
полненную в 1980 г. (длительный и
резкий подъем уровня Каспийского
моря был еще впереди), и оценим ее
предсказательную силу.
Оптимальный вероятностный про¬
гноз колебаний уровня моря, сделанный
11	Привальский В.Е. // Вод. ресурсы. 1981.
№ 5. C.S—21.

30
В И. Найденов, В. И. Швейкина
на основе линейного стохастического
уравнения водного баланса, показал,
что с отметки -26.07 м (по данным
гидропоста в Баку, 1930 г.) уровень к
1940 г. должен был понизиться на 5 см
и составить -26.12 м. На самом деле в
том году уровень Каспийского моря
из-за катастрофического падения стока
Волги в 30-е годы был -27.79 м (ошибка
на 1.67 м!). Автор добросовестно оце¬
нил вероятность такого падения уровня
моря. Она оказалась ничтожно малой,
равной 0.0007. Однако через 40 лет
ошибка повторилась. Из его статьи сле¬
довало (прогноз действительно был
прогнозом, так как автор не знал его
результатов), что уровень Каспия в 1995
г.	должен был бы равняться -29.00 м.
Однако вопреки предсказанию уровень
моря оказался на 2.5 м выше.
Причина такого промаха — в
отсутствии физически обоснованных
моделей колебаний стока рек, испаре¬
ния и осадков. Некоторые новые
подходы к проблеме колебаний уровня
Каспия были опубликованы и на
страницах «Природы»12.
12	Найденов В.И. Почему меняется уровень
Каспия // Природа. 1992. № 1. С.68—74;
Найденов В.И., Кожевникова И.А. Предска¬
зуем ли уровень моря? // Природа. 1994. N5 5.
С.4—12.
Основная идея нашей статьи за¬
ключается в том, что реки — не только
пассивный продукт климата. Они играют
важную климатообразующую роль, регу¬
лируя влагозапас суши и, следователь¬
но, одну из важнейших климатических
характеристик — испарение. Климати¬
ческая изменчивость гидрологических
процессов — фундаментальный фактор,
который должен явным образом присут¬
ствовать в физико-математических мо¬
делях гидрологии, а не в веде формаль¬
ных статистических характеристик
(средних дисперсий, корреляционных
функций и т.п.).
На наш взгляд, описание поведе¬
ния водных объектов должно опирать¬
ся на современные достижения синер¬
гетики, т.е. необходимо учитывать
неравновесность термодинамических
процессов обмена теплом и влагой и
их существенно нелинейный характер.
Авторы признательны научному
сотруднику Института географии РАН
М.М.Чернавской, любезно предоста¬
вившей данные по серии годичных
колец деревьев.
Работа финансирована РФФИ. Грант
96-05-65043.

КОРОТКО
31
По прогнозам Междуна¬
родного института приклад¬
ного системного анализа
(Лаксенбург, Австрия) насе¬
ление земного шара, увели¬
чившееся за последние 80
лет в четыре раза, вероят¬
но, уже никогда не удвоит¬
ся.
Сейчас	население
Земли насчитывает 5.8
млрд человек. Предполага¬
ется, что к 2020 г. оно
достигнет 7.9 млрд, к 2050 г.
—	9.9 млрд и к 2100 г.
10-1 млрд. Вместе с тем в
некоторых регионах, вклю¬
чая Западную и Восточную
Европу и европейскую часть
бывшего СССР, население
уже к 2050 г. начнет сокра¬
щаться. Ожидается, что в
Северной Африке и на
Среднем Востоке население
к 2050 г. может вырасти
соответственно со 162 и
151 млн до 439 и 517 млн. ,
В Северной Америке также
предполагается небольшой,
но устойчивый рост — с 297
до 405 млн человек.
International Institute for Applied
Systems Analysis. News Release
9 oct. 1996 (Австрия).
жение Солнца: в левой
части диска четко различа¬
ется яркое пятно, которое
свидетельствует о весьма
интенсивном излучении в
ультрафиолете, что может
быть связано с внезапным
мощным выделением маг¬
нитной энергии. Если это
подтвердится, значит, начи¬
нается новый 11-летний
цикл солнечной активности.
New Scientist. 1996. V.l51. №
2041. Р.13 (Великобритания).
Государственный центр
контроля и профилактики
эпидемических заболеваний
США, расположенный в Ат¬
ланте (штат Джорджия),
опубликовал данные о рас¬
пространенности курения в
стране.
Установлено, что после
12 лет неуклонного сниже¬
ния количество курящих в
последнее время практичес¬
ки не меняется. В начале
1996 г. число приверженных
этой вредной привычке со¬
ставляло около четверти
взрослого населения. А вы¬
куривает среднестатистичес¬
кий взрослый гражданин
США по 2538 сигарет в год.
На борту американско¬
го искусственного спутника
Земли «SOHO» («Solar He¬
liospheric Observatory») уста¬
новлен «EUIT» («Extreme Ul¬
traviolet Imaging Telescope»).
Он обладает весьма высо¬
кой разрешающей способ¬
ностью и получает изобра¬
жения в крайней ультрафио¬
летовой части спектра. В
конце июля 1996 г. с его
помощью получено изобра¬
New Scientist 1996. V.151. №
2039. Р.13 (Великобритания).
•
С июля 1996 г., после
вспышки геморрагической
лихорадки эбола, начавшей¬
ся вблизи Либревилля
(Габон), под наблюдением
находится 167 чел,, имев¬
ших контакты с 58 ранее
■заболевшими, из которых
46 чел. (77%) уже умерли.
Вирус эбола передается
при личных контактах й
через бытовые предметы.
Тяжелое течение болезни
(внезапная слабость, лихо¬
радка, энтериты с кровавым
поносом, боли в горле,
почечная и печеночная не¬
достаточность), а также вы¬
сокая смертность (до 90%)
делает заболевание очень
опасным и приводит к не¬
обходимости жесткого купи¬
рования очага инфекции.
World Health Organization. Press
Release. 1997. № 1. 10 January
(Швейцария).
•
Что женщины плачут
чаще, чем мужчины, не
новость Но наука требует
цифр, и вот они получены.
Психолог	А.Вингерхутс
(A.Vingerhoets; Тилбургский
университет, Нидерланды)
установил с коллегами, что
представительница слабого
пола плачет в среднем 2.76
раза в неделю, а мужчина
лишь 1.06 раза. Слово
«лишь» выглядит несколько
странно, ибо рыдающий
мужчина встречается доста¬
точно редко.
На разосланные более
чем в 30 стран на всех
континентах анкеты поступи¬
ло около 4 тыс. ответов. Из
них следует, что чаще всего
плачут турчанки, чилийки и
гражданки США (в порядке
убывания). Среди предста¬
вителей сильного пола наи¬
более редко глаза увлажня¬
ются у испанцев, перуанцев
и болгар. Оба пола обычно
склонны рыдать у себя
дома и по вечерам.
New Scientist. 1996. V.152. №
2057. P. 15 (Великобритания).

32 ГЕОГРАФИЯ. ЭКОЛОГИЯ
Природа, 1997, № 5
Изменение природных зон Российской Арктики
Экспедиция «Экология тундры-94»
М. В. Глазов, С. В. Горячкин
Михаил Васильевич Глазов, кандидат географи¬
ческих наук, старший научный сотрудник
лаборатории биогеографии Института географии
РАН. Область научных интересов — экология
наземных сообществ, роль гетеротрофов в
биологическом круговороте, влияние на биоту
глобальных изменений и антропогенного загрязне¬
ния.
Сергей Викторович Горячкин, кандидат геогра¬
фических наук, заведующий лабораторией геогра¬
фии и эволюции почв того же института.
Специалист по географии и экологии почв,
геохимии ландшафтов и динамике экосистем в
Арктике.
СО ВРЕМЕНИ экспедиции, о кото¬
рой пойдет речь, прошло уже два
с половиной года. Казалось бы,
что толку вспоминать о прошлогоднем
снеге, если бы он неминуемо не
© М.В.Глазов. С.В.Гооячкин
превратился в многолетний. Это ли не
обычная судьба недавних экспедицион¬
ных исследований, выполненных на
деньги зарубежных спонсоров. Уже нет
надежды, что Российская академия
наук выделит финансы на дорогостоя¬
щие анализы, завершающие комплекс-

Изменение природных зон Российской Арктики
33
Колюченская
губа j
о. Врангеля
Шпицберген
Земля Франца-
\ ft.. Иосифа
Новосибирские
о-ва
л Северная
Земля
Баренцево море
Мурма!
Земля
м. Челюскин,
/7карсКое *оре
Маршрут экспедиции *Экология тундры-94*.
Кружками показаны места высадок.
ные работы такого масштаба. Вот
почему мы решили обнародовать
предварительные результаты.
Идея проведения экспедиции для
изучения экологии тундры Российской
Арктики принадлежала шведским уче¬
ным. Евразийское побережье гораздо
протяженнее американского. А самое
главное, именно здесь неоднократно
высаживались участники знаменитых
экспедиций А.-Э.Норденшельда в 70-х
годах прошлого столетия.
ЭКСПЕДИЦИЯ НОРДЕНШЕЛЬДА В
РУССКОЙ АРКТИКЕ
Во второй половине XIX в., когда
большая часть территории Арктики
была исследована, оставалось неяс¬
ным: возможно ли сквозное плавание
из Атлантического в Тихий океан
вокруг берегов России. Открытие се¬
веро-восточного прохода сулило боль¬
шие экономические выгоды.
В 1878 г. известный шведский
полярный исследователь Адольф Эрик
Норденшельд на шхуне «Вега» впервые
прошел из Атлантики в Тихий океан с
зимовкой в Колючинской губе. Экспе¬
диция Норденшельда сыграла важную
роль в понимании условий плавания в
Северном Ледовитом океане и геогра¬
фическом описании плохо исследован¬
ных побережий арктических морей.
Успех экспедиции был связан с
тщательностью ее подготовки Норден-
шельдом, который пользовался финан¬
совой поддержкой русского золотопро¬
мышленника А.М.Сибирякова и швед¬
ского капиталиста О.Диксона.
Построенная из дуба китобойная
шхуна «Вега» водоизмещением 357 т
была снабжена специальной ледовой
обшивкой. На ней была установлена
паровая машина в 60 л.с., кроме того,
она имела и паруса. «Вегу» сопровож¬
дали в плавании три вспомогательных
судна, закупленных Сибиряковым в
Швеции для плавания по Енисею и
Лене. До Енисея следовали пароход
«Фразер» и парусное судно «Экс¬
пресс», а до Лены — небольшой
специально построенный пароход
«Лена».
В экспедиции приняли участие
зоологи Стуксберг и Нордквист, бота¬
ник Чельман и врач Альмквист. Гидро¬
логическими, метеорологическими и
магнитологическими работами занима¬
лись помощник капитана Брузевиц,
штурман Бовэ и лейтенант Говгард.
Экипаж парохода состоял из 16
матросов и трех китобоев.
В первых числах августа флоти-
2 Природа № 5

34
М. В. Глазов, С. В. Горячкин
Научно-экспедиционное судно
*Академик Федоров» во льдах
Восточно-Сибирского моря.
Скорость хода — несколько
сотен метров в час.
Здесь и далее фото
М. В. Глазова
Подзолистый горизонт (свет¬
лая полоса) в почвах на
м. Челюскин.
Мхи и лишайники — основная
растительность арктической
тундры (п-ов Таймыр).

Изменение природных зон Российской Арктики
35
Лагерь экспедиции в низовьях Яны. На связи — «Академик Федоров».
Начало июля. Низовья Индигирки.
лия достигла гавани Диксон, которую
открыл Норденшельд в свою предыду¬
щую экспедицию в 1875 г. Пополнив
запасы угля с уходящих по Енисею
судов, «Вега» в сопровождении «Лены»
вышла в море. 19 августа 1878 г.
экспедиция достигла м.Челюскин, а
27-го «Вега» вошла в дельту Лены и
продолжила свой путь к берегам
Чукотки. В конце сентября, находясь в
Колючинской губе, «Вега» вмерзла в
лед, не дойдя до Берингова пролива
200 км. Зимовка и ледовый плен
продолжались 294 дня. Всего двое
суток понадобилось ей, чтобы достичь
Берингова пролива. Пройдя его, экспе¬
диция Норденшельда обследовала по¬
бережья Чукотки и Аляски, сделала

36
М. В Глазов, С В. Горячкин
Пути переноса поллютантов
с аэрозолями в Арктику (по:
Rahn К.А., Show G.E., 1982).
На скалистых берегах о. Бель -
ковский гнездятся тысячи
морских птиц.
остановку у о.Беринга, затем направи¬
лась к берегам Японии, побывала на
Цейлоне, в Сингапуре и Суэце. Обо¬
гнув Европу с юга, 24 апреля 1879 г.,
после двухлетнего отсутствия, «Вега»
вошла в Стокгольмский порт. В конце
декабря 1880 г. Норденшельда чество¬
вали в Петербурге в Русском геогра¬
фическом обществе, а Российская
академия наук избрала ученого своим
почетным членом.
ПО ПУТИ НОРДЕНШЕЛЬДА
Сто с лишним лет спустя по пути
легендарной «Веги» на научно-экспе¬
диционном судне «Академик Федоров»
(капитан С. Масленников) отправилась
российско-шведская экспедиция «Эко¬
логия тундры-94». За одну навигацию
она прошла путь от Санкт-Петербурга
до Чукотки и обратно, совершив с
помощью вертолетов Ми-8 (Диксонско-
го авиаотряда) более 30 высадок на
материк и арктические острова.
Маршрут экспедиции должен был
повторить путь Норденшельда. Судно
ледового класса «Академик Федоров»
прекрасно оборудовано специально для
работ в высоких широтах. Водоизмеще¬
ние корабля 16,5 тыс. т, длина корпуса
141 м, мощность двигателей 16 тыс. л.с.
Он преодолевает метровые льды, а его
средняя скорость по чистой воде 14
узлов. На борту судна могут находиться
два вертолета Ми-8, здесь имеется 12
хорошо оснащенных лабораторий, где
одновременно могут работать до 70
различных специалистов. Для «Академи¬
ка Федорова» и его экипажа этот поход
в Арктику был первым.
Подготовка экспедиции заняла 2.5
года. Все бремя организационной рабо¬
ты взяли на себя Шведский секретариат
полярных исследований, Институт проб¬
лем экологии и эволюции им.А.Н.Север-
цова РАН, Арктический и антарктичес¬
кий научно-исследовательский институт
Роскомгидромета. Основное финанси¬
рование осуществила Шведская Коро¬
левская академия наук, а многие рос¬
сийские специалисты выступили в роли
таранов, которые пробили «окно» в Рос¬
сийскую Арктику для зарубежных кол¬
лег. В состав экспедиции входили уче¬
ные из 10 стран. Специально для участ¬

Изменение природных зон Российской Арктики
37
ников рейса был подготовлен путеводи¬
тель, в котором подробно описывались
особенности климата, геоморфологии,
почвенного и растительного покрова,
животного мира каждого района пред¬
полагаемых высадок1. На конкурсной
основе разрабатывались научные про¬
екты будущих совместных исследова¬
ний.
Около 60 специалистов из науч¬
ных центров Москвы, Санкт-Петербур¬
га, Екатеринбурга, Барнаула, Якутска
представили проекты исследований в
области зоогеографии и экологии,
ихтиологии и гидробиологии, гидрогра¬
фии и метеорологии. Основной зада¬
чей экспедиции было изучение тундр
Евразии. Все проекты по этой темати¬
ке условно разделялись на несколько
тематических блоков. К первому
можно отнести проекты, связанные с
исследованием биогеографии расти¬
тельных сообществ и экологии отдель¬
ных групп или видов растений. Второй
блок посвящен вопросам биогеогра¬
фии и популяционной экологии живот¬
1	Diversity of natural ecosystems in the Russian
Arctic. Russian Swedish Expedition «Tundra Ecology-
94 / Eds, S.Goryachkin, P.ZIotin, G.Tertitsky. Loond,
1994,
ных: изучению фауны, зоогеографии
арктических птиц Евразии, млекопита¬
ющих (леммингов, северных оленей),
ихтиофауны, почвенных беспозвоноч¬
ных и шмелей. Особое внимание было
уделено исследованию популяционных
циклов отдельных видов животных
тундр. Третий блок связан с изучени¬
ем генетического разнообразия живот¬
ных и растений тундр Евразии.
Несколько проектов было посвя¬
щено изучению географической зо¬
нальности и структуры тундровых эко¬
систем и их возможной трансформа¬
ции в связи с изменениями климата,
вопросам загрязнения и геоморфоло¬
гии тундровых ландшафтов, истории
освоения Арктики.
Специальные работы проводились
по исследованию современного состо¬
яния особо охраняемых территорий и
проблем, связанных с созданием
новых резерватов для сохранения
дикой природы Арктики.
Со шведской стороны в экспеди¬
ции участвовало 70 специалистов,
причем 55 изучали наземные экосисте¬
мы, а 15 — морские. В работе по 33
проектам приняли участие специалис¬
ты из Дании, Исландии, Нидерландов,

38
M. S. Гпазов, С В. Горячкин

Изменение природных зон Российской Арктики
39
Белощекие казарки — обита¬
тели тундр и арктических
островов — улетают на
зимовку в Западную Европу.
Включены в Красную книгу.
Кайры и моевки, питаясь
рыбой, накапливают в своих
тканях высокие концентрации
хлорорганических соединений.
Песец — типичный обитатель тундр.
почвенного покрова. Существуют два
основных подхода к районированию
растительности и почв Российской
Арктики. Флористы говорят о сущест¬
вовании подзоны обедненных и разре¬
женных высокоширотных тундр и не
считают арктические пустыни отдель¬
ной зоной3. Геоботаники же выделяют
зону арктических или полярных пус¬
тынь4. Что касается тундры, то ее
Белая сова выкармливает
своих птенцов леммингами.
Норвегии, Великобритании и США.
Большов внимание уделялось вопро¬
сам взаимодействия различных групп
организмов в экосистемах тундр, гене¬
тического разнообразия популяций от¬
дельных групп организмов, миграции
птиц, загрязнения морских экосистем,
биогеохимическим циклам отдельных
элементов. Некоторые проекты выпол¬
нялись совместными коллективами
российских и шведских ученых. Напри¬
мер, по проблеме миграции арктичес¬
ких птиц, учету морских птиц и
кольцеванию. Кроме того, проводился
сбор коллекционного материала для
музеев и ботанических садов.
На протяжении всего срока экс¬
педиции в ее составе работали рос¬
сийско-шведская творческая телевизи¬
онная группа, корреспонденты инфор¬
мационных агентств и журналов, ху-
дожники-анималисты. , В настоящее
время уже опубликованы краткие отче¬
ты по всем проводившимся в экспеди¬
ции проектам2.
Мы коснемся проблем, которые
входили в круг интересов авторов
статьи.
ЗОНАЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ РОССИЙСКОЙ
АРКТИКИ
Главные признаки природных зон
—	это особенности растительности и
2	Swedish-Russian Tundra Ecology-Expedition-94 // A
Cruise Report. Stocholm, 1995.
3	Юрцев Б.А., Толмачев А.И., Ребристая O.B.
Флористическое ограничение и разделение Аркти¬
ки // Арктическая флористическая область. Л ,
1978 С.9—104.
4	Александрова В.Д. // Ботан. журн. 1971.
Т 56. № 1. С.З—21.

40
М. В. Глазов, С. В. Горячкин
расстояние от комбината Печенганикель, км
Концентрация никеля в чернике (слева) и
печени землеройки. Данные 1991—1992 гг.
выделяют практически все и подразде¬
ляют на подзоны арктических, типич¬
ных и южных тундр.
В географии почв всегда выделя¬
лась зона или подзона арктических
пустынь. Правда, понималась она по-
разному. В 60-х годах отмечалась ее
гумидность в противоположность ан¬
тарктической. Характерными особен¬
ностями считались преобладание поч¬
венных пленок и разреженность поч¬
венного покрова5.
После работ американского поч¬
воведа Дж.Тедроу по северу Канадско¬
го архипелага и Гренландии возобла¬
дали представления об аридности,
засоленности и карбонатности почв в
высоких широтах6, в том числе и на
территории России, где почвоведы не
работали уже десятилетия. Кроме того,
во всей арктической зоне отмечалось
снижение активности процессов оглее-
ния7 с юга на север и выделялись в
качестве зональных бурые дерново¬
арктические почвы.
5	Таргульян В.О., Караваева Н.А. Опыт
почвенно-геохимического разделения полярных
областей // Проблемы Севера. Вып.8. М.; Л.,
1964. С.213—224; Михайлов И.С. Почвы // Сов.
Арктика. М., 1970. С.236-249.
6	Ted row J.C.F. Soils of the polar landscapes.
Rutgers, 1977.
7	Оглеение — процесс восстановления железа из
трехвалентного в двухвалентное в условиях
переувлажнения, что придает почве зеленовато-
сизый оттенок.
Полевые данные 1994 г. несколь¬
ко изменили наши представления о
почвенном покрове Российской Аркти¬
ки. На картах северных Новосибирских
о-вов показаны дерновые арктические
почвы, мы же отмечали здесь почвы с
яркими признаками оглеения в виде
сизой окраски. На песчаных отложени¬
ях о.Айон нам встретились явно
оподзоленные иллювиально-гумусовые
почвы. Почти такие же,- может быть с
чуть менее мощным осветленным го¬
ризонтом, мы описали и на м.Челюс¬
кин, где на всех картах, в том числе и
школьных, показаны арктические пус¬
тыни. Проявление карбонатности отме¬
чены на юге аркто-тундровой подзоны,
на низкой гряде Прончищева (границе
Красноярского края и Якутии).
Ознакомившись с литературными
данными, мы нашли упоминания о
солевых корках в почвах Югорского
п-ова, расположенного в гумидном
секторе юга арктической зоны8. Основ¬
ной приверженец концепции зоны
полярных пустынь Дж.Тедроу даже
внутри ее границ отмечал широкое
распространение слабокислых тундро¬
вых и болотных, т.е. сильно переув¬
лажненных (!) почв. Таким образом,
оказалось, что зональное подразделе¬
ние Севера — далеко не полностью
исчерпанная проблема, и здесь имеет¬
ся целый ряд противоречивых данных
и нерешенных задач.
8	Игнатенко И.В. // Почвоведение. 1963. № 5.
С.26—40.

Изменение природных зон Российской Арктики
41
Свежая оленина — источник витаминов. Здоровье малых народов во многом зависит от
накопления поллютантов в трофической цепи лишайники—олень—человек.

42
М. В Глазов, С. S. Горячкин
Даже поверхностный анализ гео¬
логических материалов показывает, что
в большинстве арктических и субарк¬
тических районов мира преобладают
специфические, часто засоленные,
морские и озерно-аллювиальные отло¬
жения, прошедшие длительную гидро-
морфную стадию (т.е. они находились
в условиях постоянного переувлажне¬
ния). В условиях короткого лета
Арктики, низких температур и малого
протаивания выщелачивание и преоб¬
разование минеральной массы весьма
невысоки. Поэтому почвы высоких
широт не относятся к сильно кислым.
При составлении почвенных карт тунд¬
ровой зоны за сизые глеевые образо¬
вания могли быть приняты мокрые
суглинки, которые на самом деле
представляют собой продукты разру¬
шения сизоватых сланцев складчатых
структур, прошедших в виде озерно¬
речных отложений гидроморфную ста¬
дию. В тех же случаях, когда такой
материал попадает в резко окисли¬
тельные условия, например на верши¬
ну остаточно-мерзлотного бугра —
байджераха, он начинает окисляться и
буреть из-за перехода железа из двух-
в трехвалентную форму. Затем, при
полном разрушении байджераха, такие
образования формируют бурые дерно¬
вые арктические почвы, которые
встречаются в виде пятен среди
тундровых глеевых почв и описаны как
зональные.
Карбонатные почвы высоких
широт могли образовываться в резуль¬
тате привноса сильными арктическими
ветрами карбонатных пород, встречаю¬
щихся в ряде районов севера России,
Канады и Гренландии.
Говоря о классификациях почв
Арктики, следует отметить, что в связи
с высокой ролью литологического
наследия, т.е. широкого распростране¬
ния сизых сланцев, такой устойчивый
почвенный признак, как оглеение, не
всегда может служить основой для
выделения высоких таксономических
рангов, а соответственно — зон и
подзон.
Мы предприняли попытку зональ¬
ного разделения почвенного покрова
Российской Арктики и Субарктики на
основе характера верхних почвенных
горизонтов, так как они в наибольшей
степени отражают экосистемные взаи¬
модействия.
Самая северная подзона в Аркти¬
ке — высокоширотный тундровый
почвенный покров, включающая поч¬
венные покровы «полярных пустынь» и
северной части арктических тундр,
которые характеризуются более высо¬
кими скоростями обновления субстрата
по сравнению с почвообразованием, а
также присутствием дерновых, иллюви-

Изменение природных зон Российской Арктики
43
Мерзлотные бугры — байджа-
рахм — характерны только
для Северо-Востока России.
Родиола арктическая среди
глинистых сланцев побережья.
ально-гумусовых, опсдзоленных и
маломощных торфянистых почв в по¬
нижениях, где успевает стаять снег.
Локально может проявляться субаэ-
ральная или остаточная карбонатиза-
ция и засоление, связанные с характе¬
ром почвообразующих пород, постоян¬
ной ветровой денудацией, «срезаю¬
щей» верхние выщелачиваемые гори¬
зонты почв, привносом солей с моря и
окружающих обнаженных поверхностей,
а вовсе не с характером увлажнения.
Следующая подзона — собствен¬
но тундровый почвенный покров —
включает основную часть традиционно
выделяемых подзон арктической и
северную часть типичной тундры. Она
характеризуется преобладанием тунд-
рово-глеевых перегнойных и перегной¬
но-торфянистых почв и торфяников.
Подзона южнотундрового поч¬
венного покрова объединяет южную
часть типичной тундры, всю южную
тундру и северную лесотундру. Взаи¬
модействие почвы и биоты приводит к
образованию подстилки. Здесь замет¬
но возрастает интенсивность почвен¬
ных процессов. На дренированных
песках формируются AI-Fe-гумусовые
подзолы, а на дренированных суглин¬
ках — почвы с подстилкой и дерново¬
грубогумусовым горизонтом. Как на
суглинках, так и на песках преоблада¬
ют тундровые элювиально-глеевые
торфяные и торфянистые почвы.
Конечно, данная схема зонального
разделения не полная. Необходимо в
дальнейшем иметь в виду, что Высокая
Арктика — это главным образом остро¬
ва, которые характеризуются большим
разнообразием локальных условий и
почв. Здесь для выделения почвенных
зон и подзон целесообразнее выбирать
иные критерии, чем те, что обычно
используются для равнин.
ЕСЛИ КЛИМАТ НА ЗЕМЛЕ
ПОТЕПЛЕЕТ...
Выделение различных подзон
тундр в Российской Арктике позволяет
более точно прогнозировать, что про¬
изойдет, если климат на Земле изме¬
нится. Существует много различных
климатических сценариев, разброс ко¬
торых настолько велик, что можно
говорить о противоположных тенденци¬
ях — как потепления, так и похолода¬
ния климата. Мы рассмотрим вариант,
при котором предполагается потепле¬
ние на 1—2 градуса летом и до 5—6 —
зимой. Это соответствует приблизи¬
тельно сдвигу каждой подзоны тундр
на одну на север, т. е. современная
типичная тундра по климату будет
соответствовать южной, а арктическая
—	типичной. Конечно, абсолютно по¬
нятно, что за обозримое время (50—
150 лет) на месте типичной тундры не
будет находиться южная, так как

44
М. В. Глазов, С. В. Горячкин
биомы формируются длительное
время, а не одно два-столетия. Однако
сравнительно-географический аналого¬
вый подход с учетом знаний о
скоростях появления и стирания при¬
знаков, обратимости (необратимости)
процессов, возникновения неожидан¬
ных эффектов позволяет на основе
сопоставления экосистем различных
подзон с одинаковым геологическим
строением и рельефом давать прогноз
их изменений при глобальных клима¬
тических переменах9. Особенно это
важно для оценки потоков углерода в
биосфере, так как его соединения —
метан и углекислый газ — могут
усиливать или ослаблять парниковый
эффект на Земле.
На основании проведенного нами
анализа можно предложить следующую
модель изменения тундры Российской
Арктики.
В высоких широтах потепление вы¬
зовет увеличение биопродуктивности,
расширение площадей, покрытых расти¬
тельностью и почвами, увеличение мощ¬
ности торфяных горизонтов, что позво¬
ляет рассматривать эти территории как
зоны накопления атмосферного углеро¬
да в почвах и многолетних растениях.
В собственно тундровой подзоне
экосистемы будут вести себя по-разно-
му. В дренированных условиях увели¬
чатся мощности подстилок и запасы
гумуса, что обусловит накопление атмо¬
сферного углерода в почвах. Однако в
заболоченных условиях более теплые
зимы и связанные с ними промерзания
и оттаивания будут приводить к разви¬
тию торфяных бугров — зон мощной
минерализации торфа и выделения уг¬
лекислого газа в атмосферу.
В южной тундре будет наблю¬
даться ускорение биологического кру¬
говорота, уменьшение мощности под¬
стилок, развитие торфяных бугров и
их минерализация, что также увеличит
выделение углекислого газа из почв.
9	Goryachkin S.V., Targulian V.O. Climate-in-
duced changes of the boreal and subpolar soils //
Proceedings of an International Workshop on Effects
of Expected Climate Change on Soil Processes in
the Tropics and Sub-tropics. Nairobi, 1990. P. 191—
209.
В целом можно скорректировать
имеющиеся представления, рассматри¬
вающие Север как источник потенци¬
альной опасности при глобальном
потеплении. Арктика будет не только
источником, но и зоной аккумуляции
атмосферного углерода.
ВЛИЯНИЕ ГЛОБАЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕ¬
НИЯ НА БИОТУ ТУНДР РОССИЙСКОЙ
АРКТИКИ
Арктические территории наиме¬
нее освоены на Земном шаре, но в
последние десятилетия и они испыты¬
вают все возрастающее антропогенное
воздействие. Это связано с разработ¬
кой полезных ископаемых, испытания¬
ми ядерного оружия, глобальным за¬
грязнением атмосферы и океана.
Экспедиция предоставила уникаль¬
ную возможность за один полевой сезон
обследовать огромную территорию при¬
брежных тундр от Кольского п-ова до
Чукотки и собрать большой фактический
материал о влиянии локального и гло¬
бального загрязнения на ландшафты и
биоту тундровых экосистем.
Арктика связана с другими геогра¬
фическими зонами и материками мно¬
жеством абиотических и биотических
потоков вещества и энергии. Основной
источник воздушного загрязнения — ме¬
таллургические предприятия, места до¬
бычи и переработки углеводородного
сырья, расположенные на Кольском п-
ове, севере Западной Сибири, в ряде
промышленных центров — Архангельске,
Воркуте, Норильске и др. Как правило,
они воздействуют на атмосферу10 в
радиусе 80—100 км, а иногда и до 250
км. В виде аэрозолей из освоенных
регионов Северного полушария в Аркти¬
ческий воздушный бассейн поступают
различные поллютанты. Это объясняет¬
ся особенностями циркуляции атмосфе¬
ры: арктический воздушный бассейн
10	Yevseev A.V., Krasovskaya T.M., Petruk-
hin V.A. Ecologic-geographic phundam entals of the
background monitoring in the Soviet Trans-Polar
region // Proceedings of the Conference of Arctic
and Nordic Countries on Coordination of Research in
the Arctic. Leningrad, 1988. Part 1. М., 1990.
P. 255—262.

Изменение природных зон Российской Арктики
45
служит как бы огромной воздушной
воронкой, засасывающей тропосферные
потоки из более южных широт11.
Исследования последних лет по¬
казали, что основные потоки воздуха в
Северном полушарии перемещаются
по спирали от средних широт к центру
полярного воздушного бассейна. При¬
чем интенсивность передвижения воз¬
душных масс имеет сезонный характер
и поллютанты попадают в Арктику из
всех освоенных зон средних широт12.
Распространение поллютантов
происходит за счет адвекции тропо¬
сферных потоков. В наземные и
водные экосистемы они поступают с
осадками. Получены многочисленные
данные о составе и концентрации
основных видов поллютантов, накоп¬
ленных в снеге и во льдах. Специаль¬
ные исследования на станциях «Север¬
ный Полюс» показали, что тяжелые
металлы и хлорорганические пестици¬
ды в зависимости от синоптической
ситуации попадают в Российскую Арк¬
тику из Европы, Юго-Восточной Азии и
Северной Америки13.
Все сильнее происходит загряз¬
нение и Северного Ледовитого океана,
где захораниваются отходы * различных
видов производств14.
Были рассчитаны различные мо¬
дели переноса аэрозолей в арктичес¬
ком воздушном бассейне, которые
выявили районы повышенного накопле¬
ния поллютантов в осадках, выпадаю¬
щих над различными территориями, в
первую очередь над морями. К сожа¬
лению проверка этих моделей на
наземных экосистемах проводилась в
ограниченных областях. Мы приведем
11	Rahn К.A., Show G.E. Sources and transport
of arctic pollution aerosols, a chronicl of six years of
ONR research // Naval Research Rev. 1982. March.
P.2-26.
12	Barteneva O.D., Voskresensky A.I. et al.
Atmospheric aerosol, trace gases and atmospheric
transparency in the Arctic // Proceedings of the
Conference of Arctic and Nordic Countries on
Coordination of Research in the Arctic. Leningrad,
1988. Part 1. М., 1990. P.203-212.
13	Smagin V.M., Kouzin A.I. et^al. // Ibid.
P. 229-236.
14	Израэль Ю.А., Цибань А.В. // Вестн. АН
СССР. 1988. № 9. С.29—39.
предварительные результаты наших
работ по исследованию закономернос¬
тей распределения и миграции основ¬
ных видов поллютантов антропогенного
происхождения в наземных экосисте¬
мах Российской Арктики.
К основным видам загрязнителей,
по классификации Международной
программы арктического мониторинга
(Arctic Monitoring and Assessment Pro¬
gramme), относятся тяжелые металлы,
радионуклиды,	хлорорганические,
полиароматические и нефтяные угле¬
водороды. Каждая из этих групп
химических веществ имеет свои осо¬
бенности поступления, миграции и
накопления в ландшафтах и трофичес¬
ких цепях арктических экосистем. Тя¬
желые металлы — свинец, никель,
кадмий, хром, медь, цинк и ртуть —
представляют собой обычные элемен¬
ты биогеохимического круговорота
арктических экосистем. Концентрация
их в почве, растениях и животных
зависит от ландшафтно-геохимических
особенностей территории, геохимичес¬
кой специализации отдельных видов
растений и животных, а также антро¬
погенного загрязнения экосистем.
Проследить накопление и мигра¬
цию тяжелых металлов в природных
средах и трофических цепях легче в
зонах металлургических комбинатов
(например, на Кольском п-ве или в
районе Норильска). Наши исследова¬
ния в зоне промышленных выбросов
комбината «Печенганикель» показали,
что ощутимые концентрации тяжелых
металлов в почвах, растениях и
позвоночных животных регистрируются
в радиусе 25—30 км. По мере
удаления от источника эмиссии кон¬
центрация тяжелых металлов в почве и
биоте быстро снижается, а на рас¬
стоянии 40 км приближается к фоно¬
вой15. Хорошими биоиндикаторами ат¬
мосферного загрязнения тяжелыми ме¬
таллами в этих условиях могут служить
мхи и лишайники, кустарнички, а также
некоторые оседлые виды позвоночных
15	Glazov M.V., Karaban R., Leontyeva О.,
Gytarsky M. // Archiwum ochrony srodowiska.
№ 2. P.53—62.

46
М. В. Глазов, С. В. Горячкин
животных: белая куропатка, лемминги
и полевки, землеройки16. Концентрация
тяжелых металлов в тканях позвоноч¬
ных животных обычно на порядок
меньше, чем в растениях. Но посколь¬
ку животные поглощают только по¬
движные формы химических элемен¬
тов, мы можем определить фактичес¬
кую загрязненность экосистем.
Была определена специфика на¬
копления отдельных химических эле¬
ментов разными видами растений и
животных, их органами и тканями. Эти
материалы могут служить основой для
разработки системы биоиндикации за¬
грязнения арктических экосистем.
Концентрация радионуклидов свя¬
зана с испытаниями ядерного оружия,
авариями на объектах и захоронением
отходов. В наземные экосистемы ра¬
дионуклиды поступают с осадками,
может осуществляться и межэкосис-
темный обмен море—суша. Большая
часть радиоактивных осадков надолго
захоранивается в донных отложениях и
почвах, но часть их мигрирует по
трофическим цепям. Таким образом
происходит накопление некоторых ра¬
дионуклидов в живых организмах.
Обследование более 20 районов Рос¬
сийской Арктики обнаружило присутст¬
вие изотопов стронция-90 и цезия-137
во всех наземных экосистемах, а
наиболее высокие их концентрации
отмечены в растениях и животных
тундр Кольского п-ова, Ямала и
Таймыра. Максимальные концентрации
радионуклидов во мхах, лишайниках и
мышцах оленей были зарегистрирова¬
ны в 1964—1965 гг. после наземных
испытаний ядерного оружия17.
В настоящее же время содержа¬
ние стронция-90 и цезия-137 в лишай¬
никах снизилась в 5—10 раз, а в
мышцах оленей — в среднем в 100
18	Glazov M.V., Leontyeva О. The influence of
air pollution on vertebrate animals in Pechenga-Nikel
region // Effects of air pollutants on terrestrial
ecosystems in the border area between Norway and
Russia. Trondheim, 1995. № 8. P.84—88.
17	Нижников А.И., Невструееа M.A., Рам¬
заев П.В. и др. Цезий-137 в цепочке лишайник-
олень—человек на Крайнем Севере СССР (1962—
1968 гг.). М., 1969.
раз. Загрязнение почв и биоты тундр
на обследованной территории практи¬
чески всюду приближается к фоновым
значениям. Минимальная концентрация
стронция-90 во мхах и лишайниках
составляет 10—20 Бк на килограмм
сухой массы, а максимальная —
100—130 Бк/кг. Концентрация цезия-
137 варьирует от 20—50 Бк/кг до
150—350 Бк/кг. Сейчас происходит
уменьшение содержания этих радио¬
нуклидов в мохово-лишайниковом по¬
крове и верхних почвенных горизонтах,
что связано с естественными процес¬
сами распада радиоактивных продук¬
тов, миграцией радионуклидов в ланд¬
шафте и снижением их поступлений с
атмосферными осадками) Следует от¬
метить, что концентрация Цезия-137 в
растительности и мышцах оленей на
территории от п-ова Канин до Чукотки
в среднем в 100 раз меньше, чем в
Норвегии и Финляндии18. Это обстоя¬
тельство связано с особенностями
выпадений радионуклидов после Чер¬
нобыльской аварии.
Иначе обстоит дело с хлороргани-
ческими углеводородами, многие из ко¬
торых запрещены к применению в Рос¬
сии, странах Западной Европы и Север¬
ной Америки. Эта группа химических
соединений (пестициды, ДДТ и его про¬
изводные, и полихлорбифенилы) до сих
пор остается одним из главных антропо¬
генных загрязнителей трофических
цепей Крайнего Севера, отрицательно
действующим на многие процессы ме¬
таболизма у позвоночных животных и
человека. В Российской Арктике такие
вещества практически не применяются,
и их включение в трофические цепи
связано с осаждением аэрозолей и био¬
тическим переносом за счет сезонных
миграций птиц.
Обследование тундровых сооб¬
ществ на протяжении всего побережья
Северного Ледовитого океана (от
Кольского п-ва до Чукотки, включая
18	Espelien I.S., Strand О., Scogland T.et al.
A study of exposure and genotoxic effects of
radiation and metals on reindee — preliminary results
// Effect of air pollutants on terrestrial ecosystems in
the border area between Norway and Russia.
Trondheim, 1995. P.89—93.

Изменение природных зон Российской Арктики
47
многие арктические острова) выявило
широкое распространение хлороргани-
ческих веществ. Они были обнаружены
в почвах, растениях и тканях птиц и
млекопитающих всех трофических
уровней. Общее содержание этих ве¬
ществ во мхах и лишайниках, имею¬
щих атмосферный тип питания, воз¬
растает с юга на север и с запада на
восток. Наиболее высокие концентра¬
ции хлорорганических соединений об¬
наружены нами на северо-востоке
Таймыра и Новосибирских о-вах, где
эти вещества никогда не применялись.
Последнее подтверждает модели тро¬
посферного переноса и осаждения
аэрозолей, поступающих в Арктику из
низких широт, в том числе из районов
Юго-Восточной Азии.
Концентрации хлорорганических
пестицидов в почвах и растениях боль¬
шинства районов Российской Арктики в
среднем на порядок ниже, чем в сред¬
них широтах Западной Европы19. Вместе
с тем их концентрация в тканях, органах
птиц и млекопитающих может быть
очень высокой. Наблюдается эффект
аккумуляции хлорорганических соедине¬
ний в печени и жировой ткани некото¬
рых трофических групп животных. Жиро¬
вая ткань многих видов птиц, занимаю¬
щих высшие трофические уровни (яст¬
ребиные, соколиные, поморниковые,
чайковые, чистиковые) содержит до 18—
20 мг на кг живой массы производных
ДЦТ и полихлорбифенилов, что на три-
четыре порядка превышает их содержа¬
ние в почве и растительном покрове.
Такие высокие концентрации хлорорга¬
нических соединений оказывают отри¬
цательное воздействие на жизненно
важные функции животных, что может
сопровождаться снижением численнос¬
ти их популяций. Следует отметить, что
накопление этих соединений в организ¬
ме рыбоядных и хищных птиц происхо¬
дит не только в Арктике, но в период
зимовок и в других частях земного
шара.
19	Jaworowski Z. Pollution of the Norvegian
Arctic. A review, № 55. Oslo, 1989. '
В последнее время частыми за¬
грязнителями Арктики становятся поли-
ароматические углеводороды: нафта¬
лин, пирен и др. Многие из них
обладают сильными мутагенными и
канцерогенными свойствами. Эти ве¬
щества образуются при работе двига¬
телей внутреннего сгорания, сжигании
топлива и как побочные продукты
различных видов производств. Распро¬
странение и влияние их на биоту
Арктики еще не исследовано. Оказа¬
лось, что полиароматические углеводо¬
роды присутствуют в пробах почв и
растительности всех обследованных
нами территорий. Повышенные кон¬
центрации нафталина, фенантрена и
др. обнаружены в лишайниках, мхах и
кустарничках п-ова Ямал, севера Тай¬
мыра и Новосибирских о-вов. В то же
время содержание в почвах и расти¬
тельности тундр бенэопирена, как
минимум, на порядок меньше, чем в
индустриально развитых регионах Ев¬
ропейской части России. Вместе с тем
в печени морских арктических птиц
(кайр, чаек) и некоторых перелетных
(куликов) обнаружены его высокие
концентрации (15—30 нг/r). Последнее
связано с загрязнением трофических
цепей океана, а также накоплением
этих поллютантов на местах зимовок
птиц.
Наше исследование загрязнения
наземных экосистем тундрового биома
в пределах Российской Арктики показы¬
вает, что проблема сохранения биологи¬
ческого разнообразия и устойчивого
развития этого региона не может быть
решена только с помощью создания
сети особо охраняемых территорий и
регламентации хозяйственной деятель¬
ности. Жизнь в высоких широтах в
настоящее время во многом зависит от
индустриально развитых и освоенных
областей Северного полушария. Для
сохранения природы Арктики и других
северных территорий необходимы со¬
вместные усилия многих стран, распо¬
ложенных в разных частях земного
шара. Это хорошо продемонстрировала
российско-шведская экспедиция.

48 ВЕСТИ ИЗ ЭКСПЕДИЦИЙ
«Полярштерн» в Северном Ледовитом океане
С. Ф. Тимофеев,
доктор биологических наук
Мурманский морской биологический институт
Мурманск
В.	В. Иванов,
кандидат физико-математических наук
Арктический и антарктический научно-исследовательский институт
Санкт-Петербург
ИЮЛЯ 1996 г. ИЗ
Мурманска вышел
научно-исследова¬
тельский ледокол
«Полярштерн» («Polarstern»),
принадлежащий Институту
полярных и морских иссле¬
дований им. А.Вегенера
(г.Бремерхавен, Германия).
Это был 12-й рейс ледоко¬
ла в Северный Ледовитый
океан, а научные исследо¬
вания выполнялись между¬
народной экспедицией (в ее
состав входили специалисты
из Германии, Великобрита¬
нии, Испании, Канады, Рос¬
сии, США, Финляндии и
Швеции) в рамках одной из
подпрограмм WCRP (World
Climate Research Programme
—	Всемирная программа ис-
© С.Ф.Тимофеев, В.0.Иванов
следования климата) —
ACSYS (Arctic Climate Sys¬
tem Study — изучение кли¬
матической системы Аркти¬
ки). Нашему международно¬
му сообществу предстояло
изучить особенности гидро¬
физической и гидрохими¬
ческой структур водной
толщи вдоль разреза Земля
Франца-Иосифа — Северная
Земля (это позволило бы
получить количественные
данные по обмену водой
между Карским морем и
Арктическим бассейном
через желоба Святой Анны
и Воронина);
исследовать циркуля¬
цию внутри котловин Нансе¬
на, Амундсена и Макарова,
вдоль хребтов Гаккеля и
Ломоносова и оценить вли¬
яние топографии дна на
океанические потоки;
получить количествен¬
ные данные о распростра¬
нении и изменчивости во
времени атлантических вод¬
ных потоков между морем
Лаптевых и хребтом Ломо¬
носова;
измерить воздействие
атмосферы на ледовое по¬
крытие, в частности, в море
Лаптевых, где генерируется
большая часть морского
льда, дрейфующего в за¬
падном направлении.
Кроме того, программа
экспедиции включала неко¬
торые исследования, свя¬
занные с арктическими
фито- и зоопланктоном, а
также с сообществами, на¬
селяющими ледяную толщу.
В ходе рейса, протя-
Схема маршрута экспедиции.
Земля Франца-
Иосифа
Земля
Новосибирские
90°
120°

•Палярштерн» в Северном Ледовитом океане
49
женность которого состави¬
ла 5136 морских миль,
были выполнены океаноло¬
гические (102 станции) и
гидробиологические (31
станция) измерения. С по¬
мощью автоматизированной
системы (гидроэонд Нила-
Брауна) на каждой станции
от дна до поверхности из¬
мерялись	температура,
электропроводность (соле¬
ность), флуоресценция, глу¬
бина, а также отбирались
пробы воды 12-литровыми
батометрами. Кроме того,
на отдельных станциях из¬
мерялись скорости течений
на разных горизонтах вод¬
ной толщи. В порциях воды,
взятых из батометров, опре-
потока, распространяющего¬
ся вдоль континентального
склона. Благодаря этому ат¬
лантические воды в Амера-
эийском секторе Северного
Ледовитого океана охлажда¬
ются медленнее, чем без
подобных рециркуляций.
Нашей экспедицией по¬
лучена уникальная информа¬
ция о структуре течений на
материковом склоне моря
Лаптевых, где в августе
1995	г. были установлены
три глубоководные заяко¬
ренные буйковые станции.
2	Rudels В., Jones Е.Р.,
Anderson LG., Kattner G. //
The Polar Oceans and their Role
in Shaping the Global Environ¬
ment. AGU Geophys. Monogr.
1994. V.85. P.33—46.
делилось содержание рас¬
творенного кислорода, био¬
генных соединений (силика¬
тов, фосфатов, нитратов),
растворенного органическо¬
го вещества, гелия, трития,
изотопов — кислорода-18 и
углерода-14, радионуклидов,
а также pH. В пробах воды
изучались сообщества фи¬
топланктона (таксономичес¬
кий состав, численность и *
биомасса, концентрация
хлорофилла а и микроэоо-
планктона). Исследовался и
зоопланктон обычных раз¬
меров, который был отлов¬
лен планктонными сетями
(типа Bongo и Multi-Net).
Судя по предваритель¬
ным результатам, подтверж¬
дается высказанная ранее
идея о бимодальности
структуры атлантических вод
в Карском море1. Их основ¬
ное — теплое — ядро
(максимальная температура
3,12°С «прижато» к западно¬
му краю желоба Святой
Анны, а более холодные
воды (максимальная темпе¬
ратура 1.6°С) занимают его
центральную часть. По всей
видимости, это вторичное
ядро представляет собой
1	Hanzlick D., Aagaard К. //
J. Geophys. Res. 1980. V.85. №
C9. P.4937—4942.
возвратный поток атланти¬
ческих вод, движущихся по
циклонической траектории.
Такое направление обуслов¬
лено топографическими
особенностями дна
уменьшенном глубины жело¬
ба с севера на юг. Экспе¬
диции удалось обнаружить,
что температура атлантичес¬
ких вод, поступающих в
Северный Ледовитый океан,
существенно повысилась по
сравнению с 1960-*-1970-ми
годами. Этот факт можно
объяснить либо существова¬
нием долгопериодных кли¬
матических колебаний, либо
проявлением «парникового»
эффекта. Уточнить причину
позволит, вероятно, деталь¬
ный анализ архивного мате¬
риала и данных, собранных
в экспедиции.
Г ипотеэа о характере
^движения атлантических вод
в Центральном Арктическом
бассейне уже существова¬
Распределение температуры
воды на разрезе Земля Фран¬
ца-Иосифа — Северная Земля
(желоба Святой Анны и
Воронина). Координаты: нача¬
ла измерений — 8P2l 4f с.ш.
и 6У-Я54'е.д., окончания —
8Г444&с.ш. и 90>lSlfe.d.
Числами наверху указаны но¬
мера станций.
ла2, теперь она подтвержде¬
на. Кроме того выделен ряд
ранее неизвестных рецирку¬
ляций при пересечении по¬
током хребта Ломоносова:
вследствие меандрирования
на его топографических не¬
однородностях от основного
потока, движущегося в се¬
верном направлении, отде¬
ляются струи, пересекаю¬
щие хребет и вторгающиеся
в котловину Макарова. Тем¬
пература и соленость этих
вод поэтому выше, чем у
основного атлантического

50
С. Ф. Тимофеев, В. В. Иванов,
Комплекс приборов для исследования гидрофизи- Планктонная сеть для сбора зоопланктона,
чески.г и гидрохимических параметров воды.

«Полярштерн» в Северном Ледовитом океане
51
Впервые в мировой практи¬
ке в этом труднодоступном
районе океана в течение
года на магнитные носители
непрерывно (через каждый
час) записывались данные о
температуре и солености
воды, направлении и ско¬
рости течения на четырех
уровнях, начиная от 100 м
до дна. (Все приборы были
найдены и благополучно
подняты на борт ледокола,
что следует признать боль¬
шим успехом в условиях
практически сплошного ле¬
дяного покрытия.) Дальней¬
шая обработка и анализ
этих данных позволят опре¬
делить временную изменчи¬
вость	гидрофизических
параметров и количественно
описать процессы, форми¬
рующие вертикальную
структуру вод.
Гидробиологические ра¬
боты в высоких широтах
все еще достаточно редки и
каждая экспедиция дает не
просто новое знание о
жизни в Арктике, но зачас¬
тую заставляет пересматри¬
вать основные концепции,*
сложившиеся к концу 1980-х
—	началу 1990-х годов. В
12-м рейсе «Полярштерна»
изучался микропланктон
(работа выполнена сотруд¬
ником Мурманского морско¬
го биологического института
Н.В.Дружковым) — один из
немногих компонентов арк¬
тических морских экосис¬
тем, до настоящего време¬
ни почти неисследованный.
Весь микропланктон можно
разделить на две экологи¬
ческие группы: диатомовые
водоросли, преимуществен¬
но автотрофные организмы,
популяции которых населя¬
ют верхний 30-метровый
слой водной толщи и связа¬
ны с сообществами морско¬
го льда; миксотрофные и
гетеротрофные жгутиковые
организмы, обитающие во
всем водном столбе от дна
до поверхности. Всего в
микропланктоне обнаружено
132 вида: 56 — динофлагел-
ляты, 46 — диатомеи, 20 —
различные жгутиковые, 10 —
олиготрихиды.
Интересно, что таксо¬
номический состав дино-
флагеллят в районе иссле¬
дований чрезвычайно схо¬
ден с таковым в пелагичес¬
ких экосистемах Северной
Атлантики, какие-либо спе¬
цифичные	арктические
формы (не говоря уже об
эндемичных) отсутствуют.
Оказалось, что именно ди-
нофлагелляты и гетеротроф¬
ные жгутиковые, а не диа¬
томовые водоросли, как
считалось до настоящего
времени3, составляют боль¬
шую часть биомассы мик¬
ропланктона. Примечатель¬
но, что распределяется она
неравномерно: достаточно
резко уменьшается в на¬
правлении от поверхности
ко дну и от шельфа к
Центральному Арктическому
бассейну.
Зоопланктон в районе
исследований довольно
однообразен: почти 90%
биомассы составляют четы¬
ре вида веслоногих ракооб¬
разных: три вида рода Са-
lanus	(C.finmarchicus,
C.glacialis и C.hyperboreus) и
Metridia tonga. Первый вид
доминирует над склоном,
там, где максимальна ин¬
тенсивность потока атланти¬
ческой воды, а над больши¬
ми глубинами преобладают
3	Ширшов П.П. Планктон арк¬
тических вод. Избранные труды.
М., 1982.
два других вида калянусов.
Достаточно равномерно на
всей акватории исследова¬
ний встречается рачок
М. tonga.
Над склоном сообщест¬
ва зоопланктона наиболее
разнообразны по таксоно¬
мическому составу и трофи¬
ческой структуре. Здесь
биомасса веслоногих рачков
составляет не более 50% от
общей биомассы зоопланк¬
тона, остальная часть — это
хищные формы (медузы,
щетинкочелюстные, гипе-
рииды), причем 30—40%
биомассы приходится на
щетинкочелюстных. Как по¬
казали расчеты, эти хищни¬
ки за сутки способны вы¬
едать до 3% Доступных для
них жертв, в основном вес¬
лоногих рачков.
Таким образом, еще
раз подтверждена роль ат¬
лантических вод как внеш¬
него агента, поддерживаю¬
щего разнообразие и отно¬
сительное богатство жизни
в пелагиали Северного Ле¬
довитого океана4.
4 сентября все работы
были выполнены и «По¬
лярштерн» взял курс на
запад. Ранним утром 15
сентября ледокол вошел в
Кольский залив и через
несколько часов для рос¬
сийских участников экспеди¬
ция закончилась. Но основ¬
ная работа по анализу соб¬
ранного материала только
начинается, и мы надеемся,
что результаты позволят
еще больше раздвинуть го¬
ризонты наших знаний о
природе Арктики.
4	Матишов ГГ., Тимофеев
С.Ф., Дробышева С.С.,
Рыжов В.М. Эволюция экосис¬
тем и биогеография морей
Европейской Арктики. СПб.,
1994.

БИОТЕХНОЛОГИЯ
Природа, 1997, № 5
От гибридных растений к трансгенным
А. К. Гапоненко, С. В. Долгов
Александр Константинович Гапо¬
ненко, доктор биологических
наук, заместитель директора и
заведующий лабораторией кле¬
точной инженерии растений
Центра биоинженерии РАН. Об¬
ласть научных интересов —
молекулярная генетика биологии
развития растений, генетическая
трансформация растений (хлеб¬
ных злаков и подсолнечника).
Сергей Владимирович Долгов,
кандидат сельскохозяйственных
наук, заведующий станцией ис¬
кусственного климата «Биотрон»
(Пущинский филиал Института
биоорганической химии им. М. М.
Шемякина и ЮЛ. Овчинникова
РАН). Область научных интере¬
сов — изучение механизмов
регуляции экспрессии генов, гене¬
тическая трансформация расте¬
ний (плодовых, ягодных и декора¬
тивных культур).
С ДРЕВНЕЙШИХ времен человек на¬
учился изменять растения, улуч¬
шая их для своих повседневных
нужд. Селекция ведется уже несколько
тысяч лет, но ее общий принцип
фактически остается прежним: скрещи¬
вание разнородных в генетическом
отношении родительских форм и пос¬
ледующий отбор в гибридном потомст¬
ве лучших экземпляров приводят к
созданию нужной комбинации генов в
растении. Таким образом происходит
совершенствование давно существую¬
щих культур за счет введения в них
новых ценных качеств.
Вовлечение новых генов в селек¬
ционный процесс происходит при от¬
даленной гибридизации, позволяющей
сочетать в получаемых гибридах при¬
знаки филогенетически отдаленных
особей. Однако половая гибридизация
между видами строго ограничена
целым рядом барьеров: различиями в
строении половых органов (несовмес¬
тимость пыльцевых трубок и тканей
пестика у растений), гаметной и
постгамной несовместимостью. В ред¬
ких случаях, когда удается получить
межвидовой гибрид, он, как правило,
стерилен из-за аномалий мейоза,
обусловленных различиями в числе и
морфологии родительских хромосом.
Одним из первых ученых, которо¬
му удалось осуществить слияние двух
геномов разных видов растений, был
Г.Д. Карпеченко. В 20-х годах с
помощью колхицина он создал новый
фертильный вид — гибрид редьки
(,Raphanus sativus) и капусты (Brassica
oleracea). Эта выдающаяся работа —
классический пример геномной инже¬
нерии. К настоящему времени получе¬
ны сотни межвидовых гибридов расте¬
ний, которые успешно используются
для изучения генетики видов и в
практике сельского хозяйства.
© А.К. Гапоненко, С.В.Долгов

От гибридных растений к трансгвнным
53
С открытием (в 20-х и 40-х'
годах) экспериментального мутагенеза
появилась возможность изменять гене¬
тическую природу растений, вызывая
мутации с помощью химических ве¬
ществ и различных видов ионизирую¬
щих излучений. Мутационная изменчи¬
вость носит случайный характер: в
потомстве обработанных мутагенами
организмов появляются различные му¬
тантные особи с частотой от 10‘6 до
10“э. При этом важно помнить, что,
хотя и существует некоторая специ¬
фичность мутагенеза (увеличивается
вероятность появления определенных
типов мутаций), говорить, о направ¬
ленной изменчивости неправомерно.
Кроме того, в результате мутагенных
воздействий получаются в основном
формы с пониженной жизнеспособнос¬
тью. Тем не менее за счет мутагенеза
выведены новые сорта важнейших
сельскохозяйственных злаков, маслич¬
ных, декоративных и цветочных культур
с улучшенными свойствами, а также
изменена окраска и габитус некоторых
плодовых растений.
Совершенствование	методов
культуры клеток in vitro привело к
возможности культивировать в ограни¬
ченном объеме среды большие (до
103—105) популяции клеток, способных
к регенерации растений. Такие культу¬
ры называют суспензионными. Приме¬
нение к ним методологии микробиоло¬
гической селекции и мутагенеза по¬
зволило получать на селективных сре¬
дах колонии мутантных клеток и
выделять из них клеточные линии
растений, устойчивых к различным
химическим агентам и факторам
среды. К сожалению, это направление,
названное клеточной селекцией, стало
тупиковым для действительно ради¬
кального изменения генома, ибо, как
говорил Н.В.Тимофеев-Ресовский: «... у
дрозофилы не может быть мутации
синих глаз, потому что нет гена синих
глаз». Устойчивость к некоторым хими¬
ческим соединениям может возникнуть
вследствие мутации или амплификации
(увеличения дозы) генов в процессе
культивирования, но нет оснований
ждать у эвкариотических растений
мутаций, которые коренным образом
меняли бы свойства организма.
Благодаря развитию методов вы¬
деления и культивирования прото¬
пластов (растительных клеток, лишен¬
ных пект^ново-мукополисахаридной
оболочки) и способов регенерации из
них растений в начале 70-х годов
осуществилась давнишняя мечта се¬
лекционеров — соматическая, или
вегетативная, гибридизация. Слияние
протопластов позволило соединять ге¬
номы видов, не скрещивающихся по¬
ловым путем. Такой способ создания
нового генома относится к клеточной
инженерии.
Несмотря на возлагавшиеся на¬
дежды, все перечисленные методы не
произвели ожидавшейся «революции»
ни в селекции сельскохозяйственных
культур, ни в изучении общей генетики
растений. Клеточная селекция и поли¬
плоидия направлены на реализацию
признаков, уже заложенных в геноме
исходных форм, а мутации, вызывае¬
мые химическим или физическим воз¬
действием, всегда случайны. При от¬
даленной гибридизации и клеточной
инженерии сочетание родительских
признаков у получаемых форм также
случайно. Цель же генетиков и селек¬
ционеров — ввести определенный
(ответственный за желаемый признак)
ген в генотип с минимальным его
нарушением. Это стало осуществимо
лишь с развитием методов молекуляр¬
ной биологии и культуры клеток in
vitro.
ВЫДЕЛЕНИЕ И СИНТЕЗ ГЕНОВ
В начале 70-х годов, когда были
получены первые рекомбинантные
(гибридные) молекулы ДНК, стали
выделять и производить манипуляции
с индивидуальными генами. Экспрес¬
сия гетерологичных (чужеродных)
генов в бактериях открыла новый этап
в генетических и биотехнологических
исследованиях, позволив изолировать
и переносить определенные гены в
прокариотические, а с середины 80-х
и в эвкариотические организмы.
Изолировать гены, в том числе и

54
А. К Гапоненко, С В. Долгов
г-’&	2
« •
Подавление окраски цветка
хризантемы, трансформиро¬
ванной геном chs львиного зева
в антисмысловой ориентации.
Слева — контрольное расте¬
ние.
Здесь и далее
фото С.В.Долгоеа
Изменение габитуса растения
хризантемы, трансформиро¬
ванного геном rolC. Слева —
контрольное растение.

От гибридных растений к трансгенным
55
Изменение формы цветка и
лепестков	хризантемы,
трансформированной геном
rolC. Слева — контрольное
растение.
«
Модификация репродуктивных
органов земляники, трансфор¬
мированной геном rolC.

56
А. К. Гапонвнко, С. В. Долгов
растительные, можно несколькими пу¬
тями. Для гомологичных генов, с
известной нуклеотидной последова¬
тельностью, достаточно синтезировать
20—30-членные краевые участки гена
(праймеры) и при помощи полимераз¬
ной цепной реакции (ПЦР) многократ¬
но множить (амплифицировать) инте¬
ресующие нас последовательности
ДНК. Чтобы выделить ген, активно
функционирующий в определенный пе¬
риод в специфической ткани или
органе ранения, применяют техноло¬
гию комплементарных ДНК (кДНК). Из
органа или ткани, например созреваю¬
щего плода, выделяют пул информаци¬
онных РНК и при помощи фермента
(обратной транскриптазы) нарабатыва¬
ют, а затем изолируют последователь¬
ности ДНК, которые соответствуют
экспрессирующимся в данный момент
генам.
Используя мобильные элементы
генома (трайспозоны) растений, можно
выделить особи, которые утратили
определенный признак в результате
встройки (инсерции) транспозона в
смысловую последовательность гена,
детерминирующего данный признак.
«Опираясь» на известную нуклеотидную
последовательность транспозона, мож¬
но изолировать ген, определяющий
утерянный признак.
Кроме того, при помощи ступен¬
чатого выделения прилегающих к гену
последовательностей, можно совер¬
шать «прогулки по хромосоме», т.е.
идентифицировать нуклеотидные пос¬
ледовательности,	расположенные
рядом на генетических картах хромо¬
сом. Существуют и другие способы
получения интересующих нас участков
ДНК, но все эти методы предусматри¬
вают кропотливую работу по отбору из
тысяч выделенных участков только тех,
которые наиболее соответствуют пол¬
норазмерным генам.
На следующем этапе при помощи
ферментов, расщедояющих ДНК в
определенных местах (рестриктаз) и
сшивающих ее участки (лигаз), прово¬
дится клонирование этих последова¬
тельностей в автономно реплицирую¬
щиеся элементы бактериального гено¬
ма — плазмиды. В них эти фрагменты
нарабатываются в количествах, доста¬
точных для генноинженерных манипу¬
ляций и для определения нуклеотид¬
ной последовательности.
Известно, что последовательность
аминокислот каждого индивидуального
белка определяется нуклеотидной пос¬
ледовательностью гена, кодирующего
данный белок. В настоящее время,
зная нуклеотидную последователь¬
ность, можно синтезировать весь ген.
Для этого созданы автоматические
синтезаторы. Таким способом были
получены, например, гены человечес¬
кого инсулина, интерлейкина, эпидер¬
мального фактора роста.
ТРАНСФОРМАЦИЯ
Введение в клетку чужеродного
гена и встраивание его в геном
растения таким образом, чтобы ген
стабильно экспрессировался и насле¬
довался в последующих поколениях,
называется генетической трансформа¬
цией. Доставка ДНК может произво¬
диться векторными (на базе агробак¬
терий или вирусов) и безвекторными
(прямым переносом генов) способами.
Агробактериальные векторы.
Этот способ переноса чужеродного
генетического материала с помощью
векторов, созданных на базе грамот-
рицательных почвенных бактерий
(Agrobacterium tumefaciens и A.rhizo-
genes), в клетки двудольных растений
хорошо изучен и широко используется
с середины 80-х годов. Агробактерии
—	яркий пример природного парази¬
тизма, они способны интегрировать
свой генетический материал в клетки
двудольных растений и использовать
их синтетический аппарат. Геном агро¬
бактерий главным образом сосредото¬
чен в кольцевой хромосоме и цито¬
плазматической Ti-плазмйде (от англ.
tumor inducing — вызывающая опу¬
холь). Часть этой плазмиды — Т-ДНК
(от англ. transferred DNA — передавае¬
мая ДНК) включается в ядерный геном
растительной клетки. Система перено¬
са этих молекул видимо схожа с
конъюгативным переносом ДНК у бак¬

От гибридных растений к трансгенным
57
терий. Для встраивания молекулы
Т-ДНК в хромосому растений вполне
достаточно наличие повторов из 25
пар нуклеотидов, ограничивающих Т-
район. Эта функция обеспечивается
семью—восемью группами генов (vir
областями): гены virA и virG индуциру¬
ют этот процесс в присутствии фе¬
нольных веществ, выделяемых пора¬
ненной клеточной стенкой растений,
продукты virC и virD «вырезают» Т-ДНК
по краевым повторам, virE обеспечива¬
ет защиту от эндонуклеаз, a virB
способствует образованию канала для
переноса.
В природе в Т-ДНК содержатся
гены синтеза фитогормонов, обуслов¬
ливающих не контролируемый растени¬
ем рост трансформированных клеток и
гены синтеза специфических соедине¬
ний — опинов, необходимых для
бактерий метаболитов. Трансгенные
растения получают, используя модифи¬
цированную Т-ДНК, в которой онкоге¬
ны замещены на интересующие нас
гены. Однако большие (200 кб) разме¬
ры Ti-плазмиды затрудняют клонирова¬
ние чужеродных генов. Прогресс в
создании векторов был достигнут
после установления эффективной ра¬
боты системы в трансположении, когда
переносимые гены расположены на
небольшой (5—10 кб) плазмиде, реп¬
лицирующейся как в агробактерии, так
и Escherichia coli, а vir-области — на
Ti-плазмцце с делетированной Т-ДНК.
Эта система, получившая название
бинарной, открыла широкие возмож¬
ности для переноса генетического
материала в геном растений и получе¬
ния широкого спектра трансгенных
растений.
Недавно было установлено, что
агробактериальный способ трансфор¬
мации пригоден не для всех видов
растений: двудольные — легко транс¬
формируются, а большинство одно¬
дольных (пшеница, кукуруза, ячмень,
сорго и др.) — нет.
Вирусные векторы. Успехи в
понимании молекулярной биологии ви¬
русов растений не только 'обеспечива¬
ют нас новыми стратегиями для
создания вирусоустойчивых растений
(при введении генов, кодирующих
белки оболочки вирусов), но и для
использования трансгенных растений в
качестве «зеленых фабрик». Большин¬
ство фитовирусов содержит одноцепо¬
чечную РНК, .которая кодирует белки
оболочки, репликации и транспорта
вируса в растение1. Уровень экспрес¬
сии вирусных генов в растениях
относительно высок, и в генной
инженерии растений часто используют¬
ся вирусные промоторы (например,
35S промотор вируса мозаики цветной
капусты) и активизирующие транскрип¬
цию последовательности ДНК — энхан-
серы (в частности из вируса табачной
мозаики). Использование вирусных
векторов для создания трансгенных
растений на первый взгляд кажется
весьма перспективным (многие расте¬
ния чувствительны к вирусной инфек¬
ции), однако у этого метода есть и
свои трудности: фитовирусы относи¬
тельно устойчивы к встраиванию в их
геном новых генов.
Безвекторные системы. Прямой
перенос чужеродной ДНК в раститель¬
ные протопласты может производиться
при использовании так называемых
агентов слияния, например липосом
(положительно заряженных сфер липи¬
дов, которые обволакивают трансфор¬
мирующую ДНК). Механизмы проник¬
новения ДНК в протопласты при
помощи агентов слияния недостаточно
изучены, но метод оправдал себя, в
частности при трансформации риса.
До недавнего времени наиболее
распространенным методом прямого
введения ДНК в протопласты как
животных, так и растений считалась
электропорация: кратковременные
электрические разряды (1—100 мкс
при напряженности поля 1000—10000
в/см) увеличивают проницаемость
мембран протопластов, куда и прони¬
кает находящаяся в растворе ДНК.
Основной недостаток этого метода —
трудоемкость получения и регенерации
растений из протопластов коммерчес¬
ки значимых сортов. Однако так были
	ч
1	Zaitlin М., Hull R. // Annu. Rev. Rant Physiol.
1987.	V.38. P.291—315.

58
А. К. Гапонвнко, С. В. Долгов
вектор
клонирования
клонирование
плазмида
бактерия Е. coli
бактерия Е. coli
рекомбинантная
плазмида
вектор с
интегрированным Ti - плазмида
геном	■■ \ м ■ ■—
A.tumefaciens
агробактерия
A. tumefaciens
петуния
ядро
трансгенный
подсолнечник
клетка подсолнечника
ген петунии
культура клеток
регенерация
получены трансформанты кукурузы,
риса и сахарного тростника.
Доставка ДНК в клетки растений,
неподверженных агробактериальной
трансформации, может быть осущест¬
влена путем физического проникнове¬
ния через стенку растительной клетки
с помощью микроинъекций, карбидно¬
кремниевого и баллистического мето¬
дов. В первом случае ДНК вводится в
ядро индивидуальной клетки или им¬
мобилизованного протопласта при по¬
мощи стеклянной иглы электромехани¬
ческого устройства под микроскопом2.
Микроинъекционным способом получе¬
ны трансгенные растения кукурузы,
ячменя и капусты. При другом методе
проникнуть в клетки молекулам ДНК
2 Neuhhaus G., Spandenberg G., Mittel-
sten-Scheid К., Schweiger H.G. // Theor.
Appl.Genet. 1987. V.75. P.30-36.
помогают иглоподобные кристаллы
карбида кремния, которые нарушают
целостность мембран растительных
клеток в результате простого встряхи¬
вания раствора. Таким образом была
получена трансформация кукурузы3.
В последние годы популярной
стала методика, названная авторами4
баллистической (biological ballistic pro¬
cess), которую часто называют мето¬
дом бомбардировки микрочастицами,
методом ружья и т.д. Принцип метода
прост: микрочастицы (размером 0.5—4
мкм) тяжелых металл.ов (золота,
вольфрама), покрытые молекулами
ДНК, разгоняются до скорости 500
м/сек в различных аппаратах, исполь-
3	Frame	В.П., Drayton P.R., Bagnall S.V. et
al. //Plant.	J. 1994. V.6. P.941-948.
4	Klein	T.M., Gradziel T., Froom M.E.,
Sanford	J.C. // BitVTechnol. 1988. V.6. P.559—
566.

От гибридных растений к трансгенным
59
Схема получения трансгеююго
подсолнечника с геном петунии.
Трубчатые цветки нормально¬
го (справа) и трансгенного
подсолнечника, у которого
произошла мультипликация
частей цветка под влиянием
гена петунии.
Фото А. К. Гапоненко
зующих электрический разряд, сжатый
гелий или пороховой заряд. Энергия
частиц при этой скорости достаточна
для проникновения через оболочку
растительной клетки, и ДНК освобож¬
дается в цитоплазме или ядре клетки-
мишени. Бомбардировка уже успешно
применена для некоторых модельных и
сельскохозяйственных растений: таба¬
ка, сои, кукурузы, ячменя, пшеницы,
подсолнечника5.
ОТ КЛЕТКИ К РАСТЕНИЮ
Чтобы получить трансгенное рас¬
тение, необходимо ввести ген в
5	Klein Т.М., Gradziel Т., Froom М.Е et al. //
Bio/Technol, 1988. V.6. P.559—566; McCabe D.E.,
Swain W.F., Martineli B.J. et al. //Bio/Technol,
1988.	V.6. Р.92Э—926; Fromm M.E., Morrish F.,
Armstrong et al. В1оДесЬпо1. 1990. V.8.
P. 883—889; Wan Y., Lemaux P.G. // Plant
physiol. 1994. V.104. P.37—48; Vasil V., Castillo
A.M., Fromm M.E. et al. // Bio/Technol. 1992.
V.10. P.667—674; Weeks J.T., Anderson O.D.,
Blechl A.E //PIant Physiol. 1993. V.104, P.1077—
1084; Gaponenko A.K., Finer J. // In Vitro.
1994.	V.30. P.61.
клетки, способные к регенерации рас¬
тений. Желательно, чтобы растение
образовалось из одной трансформиро¬
ванной клетки, тогда все клеши этого
растения будут нести гетерологичный
ген. К настоящему времени регенера¬
ция растений из отдельных клеток
возможна лишь для ограниченного
числа видов, большинство же транс¬
генных растений получают из каллуса
(неорганизованно растущей группы
клеток).
Если трансформация возможна
лишь для клетки, органично входящей
в каллусную многоклеточную ткань, то
первичный трансформант будет содер¬
жать только какую-то часть клеток с
гетерологичным геном (явление химе-
ризма). Для получения не химерного
по вводимому гену растения необходи¬
мо провести мультипликацию первич¬
ных побегов трансформантов в селек¬
тивных условиях.
После успешного переноса гетеро-
логичного гена в растительный геном
необходимо добиться его эффективного
функционирования (экспрессии) как на

60
А. К. Гапоненко, С. В. Долгов
транскрипционном (образование мРНК),
так и трансляционном (синтез белка)
уровнях. Трудности с экспрессией чуже¬
родных генов в растениях связаны как с
различной частотой использования нук¬
леотидных триплетов (кодонов) для оп¬
ределенных аминокислот у филогенети¬
чески отдаленных видов, так и с разли¬
чиями в организации про- и эвкариоти-
ческих генов. В силу этих причин для
успешной экспрессии чужеродного ге¬
нетического материала в растительных
тканях требуется его значительная мо¬
дификация вплоть до искусственного
синтеза генов.
Методы генной инженерии позво¬
ляют регулировать экспрессию не
только чужеродных генов, но и собст¬
венного генетического материала рас¬
тения — реципиента. Одним из наибо¬
лее распространенных способов такой
регуляции является так называемая
технология антисмысловых РНК.
Встраивание в растительный геном
собственного или гомологичного гена
в обратной ориентации приводит к
образованию двухцепочечной мРНК,
которая не способна транслироваться
в клетке, что снижает или полностью
подавляет синтез соответствующего
растительного белка. Мы, например,
смогли подавить синтез наренгинина
(предшественника антоцианов) в цве¬
тах хризантем, трансформированных
геном халконсинтазы львиного зева,
который клонировали в антисмысловой
ориентации при 80% степени гомоло¬
гии с оригинальным хризантемным
геном.
Главное препятствие для исполь¬
зования достижений генетической ин¬
женерии растений в практике сельско¬
го хозяйства — это недостаток знаний
о механизмах регуляции экспрессии
генов у эвкариот. Помочь устранить
эту брешь могут уже созданные
трансгенные растения — уникальное
средство не только для изучения
закономерностей регуляции экспрес¬
сии генов, но и для решения проблем
во многих областях современной био¬
логии, в частности разобраться во
взаимодействии растения с патогенной
и симбиотической микрофлорой.
В качестве примеров использова¬
ния трансгенных растений для решения
задач биологии развития растений мы
остановимся на некоторых проектах, вы¬
полняемых в наших лабораториях.
В рамках российско-нидерланд¬
ского проекта «Генетическая регуляция
и модификация развития соцветия у
подсолнечника» мы приступили к со¬
зданию трансгенных растений этой
важнейшей сельскохозяйственной куль¬
туры для изучения генетики развития
соцветия подсолнечника и для созда¬
ния способа модификации его цветков.
Был выделен ряд MADS генов, контро¬
лирующих образование соцветия и
частей цветка. Эти гены изолированы
из библиотек кДНК цветков подсолнеч¬
ника. Одна библиотека была создана
из очень молодой ткани соцветия, а
другая — из цветков (язычковых и
трубчатых вместе), собранных на раз¬
личных стадиях развития. Эти библио¬
теки были проскринированы различны¬
ми генами петунии и арабидопсиса,
затем были изолированы MADS гены
подсолнечника, которые затем охарак¬
теризовали и клонировали в векторы
для баллистической и агробактериаль-
ной (в бинарные векторы) трансфор¬
маций подсолнечника. В результате
были получены трансгенные растения
с модифицированным цветком, в кото¬
рых экспрессируются гетерологичные
гены. В частности, нам удалось ввести
гомеотический ген петунии в геном
подсолнечника и получить его супер¬
экспрессию в трансгенном растении,
которая выразилась в мультипликации
частей трубчатых цветков (в частности
пестик трансгенного цветка в отличие
от нормального имеет не два рыльца,
а десять).
Изучение всех генетических де¬
терминант, обусловливающих станов¬
ление фенотипа растений, является
одной из проблем биологии развития
растений. Для ее решения необходимо
создать растения с генами, которые
участвуют в синтезе и метаболизме
фитогормонов.
В проекте по изучению гормо¬
нальной регуляции роста и развития
растений в нашей лаборатории осу¬

От гибридных растений к трансгенным
61
ществлен перенос в геном хризанте1
мы, актинидии и земляники гена го/С
A.rhizogenes, ответственного за карли¬
ковый фенотип и модификацию разви¬
тия репродуктивных органов растений.
В зависимости от эндогенного гормо¬
нального статуса трансформированных
растений фенотипическое проявление
гена было различным: умеренная кар¬
ликовость у хризантем, широкая вари¬
абельность морфологических призна¬
ков у линий актинидии, а у земляники
наряду с резко выраженной карлико¬
востью произошло укорачивание тычи¬
нок и образование проростков на
завязи. Следующая задача, которую
нам предстоит решать, заключается в
определении последовательности со¬
бытий, ведущих к модификации про¬
цессов развития у данных объектов и
начале поиска молекулярно-генетичес-
кого механизма ее регуляции.
ОТ НАУКИ К ПРАКТИКЕ
По прогнозам ЮНЕСКО к 2050 г.
население нашей планеты удвоится и
будет составлять 11 млрд, соответст¬
венно должно увеличиться к этому
времени и производство продуктов
питания. Традиционное ведение сель¬
ского хозяйства не может обеспечить
такой значительный рост продовольст¬
вия. Добиться этого можно, только
создавая новые технологии по улучше¬
нию сортов растений.
Снижение урожая происходит в
первую очередь в результате заболе¬
ваний растений, вызываемых патоген¬
ными микроорганизмами и вирусами.
Например, в России потери урожая
подсолнечника от несовершенных гри¬
бов рода Foma и Sclerotenia ежегодно
составляют до 50%. Значительный
урон наносят насекомые-вредители
(колорадский жук и жуки-проволочни¬
ки, личинки которых уничтожают поля
картофеля и кукурузы).
Борьба с патогенными микроор¬
ганизмами, вирусами и насекомыми
методами классической селекции
малоэффективна из-за феномена со¬
пряженной автоселекции патогенных
форм микроорганизмов, скорость кото¬
рой опережает искусственную селек¬
цию растений. Часто новый сорт
поражается неизвестными ранее раса¬
ми патогенов.
Проблему устойчивости растений
к патогенным микроорганизмам, виру¬
сам и насекомым можно эффективно
решать введением в геном растения
гетерологичных генов, обусловливаю¬
щих эту устойчивость.
Одним из первых в растения был
перенесен ген 8-эндотоксина Bacillus
thuringiensis, широко применяющегося
с 60-х годов инсектицида биологичес¬
кого происхождения. К сожалению,
экспрессия этого соединения в транс¬
генных растениях недостаточна для
эффективного подавления развития на¬
секомых (сотые, тысячные доли транс¬
генного токсина от тотального белка
растительной клетки). Перенос в хри¬
зантему гена 6-эндотоксина, получен¬
ного в лаборатории биотехнологии
растений нашего института, привел
лишь к незначительному повышению
устойчивости трансгенных хризантем.
Попытки создать морозоустойчивые
сорта вишни и земляники путем
переноса генов (полученных в той же
лаборатории) антифризных белков рыб
также не принесли ожидаемых резуль¬
татов. Несмотря на успешную транс¬
крипцию, накопления белка в функцио¬
нальных количествах не происходило
из-за различных частот использования
нуклеотидных триплетов для кодировки
лейцина в 14-м положении, а также (в
меньшей степени) лизина в 30-м и
56-м положениях. Создание искусст¬
венных генов с оптимизированным
нуклеотидным составом для экспрес¬
сии в растительном организме позво¬
лило в 90-х годах исследователям из
Университета Нью-Мексико получить
трансгенный картофель, устойчивый к
основному вредителю — колорадскому
жуку. В последние годы уровень
экспрессии нативных генов 6-эндоток¬
синов В.thuringiensis в растениях до¬
стигнут путем увеличения в тысячи раз
копийности гена при переносе его в
хлоропласты баллистическим методом.
Аналогичные работы у нас (в Центре
биоинженерии) были прекращены в

62
А. К. Гапоненко, С. В. Долгов
хп
Число (%) нолевых испытаний
наиболее разработанных видов
трансгенных растений в мире
(с 1986 г. но декабрь 1995 г.).
начале 90-х годов из-за отсутствия
финансирования.
Г енноинженерными методами
были созданы новые, устойчивые к
различным гербицидам сорта сельско¬
хозяйственных культур. Получение
таких растений основывалось на пере¬
носе мутантных генов, кодирующих
ферменты, не восприимчивые к дейст¬
вию атразина, бромоксилина, глифоса-
та, имидазола. В таких устойчивых
трансгенных растениях происходит не¬
желательное накопление химического
агента в растительных тканях, что
делает эти растения пригодными для
использования только в технических
целях.
В дальнейшем были найдены пути
детоксикации действующего вещества
гербицида с помощью введения специ¬
альных генов: для широко используемо¬
го гербицида 2.4D — ген монооксигена-
зы, для глифосата — ген фосфонатазы,
для бромоксилина — ген нитрилазы. Это
позволило создавать трансгенные рас¬
тения, пригодные в пищу.
На основе клонированного гена
bar, продукт которого ацетилирует
азот фосфинотрицина, у нас была
создана векторная система для транс¬
формации двудольных растений и
получены устойчивые к гербициду
картофель и трансгенные клоновые
подвои яблони и груши.
Клонирование большого количест¬
ва растительных генов к началу 90-х
годов позволило перейти на качествен¬
но иной уровень генной инженерии рас¬
тений — приступить к переносу генов
различных, филогенетически отдален¬
ных растений и регулированию экспрес¬
сии генов. Такой подход позволил изме¬
нять аминокислотный состав запасных
белков и состав жирных кислот масел
некоторых бобовых и масличных куль¬
тур, а также нарабатывать в трансген¬
ных растениях ценные продукты для
пищевой и фармацевтической промыш¬
ленности. Так, в нашей лаборатории
осуществлены успешный перенос и экс¬
прессия клонированного в Лейденском
университете гена суперсладкого белка
тауматина П из тропического растения
Thaumatococcus monielli в морковь, зем¬
лянику, яблоню и грушу. После того, как
удастся добиться ощутимого накопле¬
ния белка в трансгенных растениях,
можно будет изменять вкусовые качест¬
ва плодов и ягод.
На качественно другой уровень
перешло и решение проблем повыше¬
ния устойчивости сельскохозяйствен¬
ных культур к фитопатогенам. В
настоящее время наиболее перспек¬
тивными считаются методики, основан¬
ные на использовании растительных
генов, например, кодирующих белки
(small antibiotic-like proteins), которые
содержатся в семенах многих культур
и предохраняют их в период покоя и в
процессе прорастания от грибных и
бактериальных патогенов. Такие гены
из редьки и амарантуса были клониро¬
ваны в Лейденском университете и
успешно перенесены в табак. Сейчас
мы пытаемся повысить с их помощью

Or гибридных растений к трансгенным
S3
Число (%) наиболее часто
тестируемых ярятшо* транс-
генннх растений * мире.
устойчивость некоторых промышленных
сельскохозяйственных культур (подвоев
и сортов груши, яблони, а также
земляники, хризантем, моркови) к
различным фитопатогенам.
Генноинженерный подход можно
применять для совершенствования
различных агротехнических параметров
растений. Перенос гена го/С в хризан¬
тему может иметь существенное при¬
кладное значение. Получаемые транс-
генные растения отличаются карлико¬
вым габитусом и уменьшенным разме¬
ром цветов, что соответствует тенден¬
ции селекции цветочных культур на
миниатюризацию и имеет коммерчес¬
кое значение. Во многих лабораториях
крупнейших биотехнологических цент¬
ров ведется работа по выявлению и
выделению комплексов генов, опреде¬
ляющих механизмы устойчивости к
абиотическим стрессам, вызываемым
засухой, засолением, ранними замо¬
розками. Эти гены будут использовать¬
ся в ближайшем будущем для созда¬
ния новых устойчивых форм растений.
Итак, в настоящее время достаточ¬
но рутинно получают трансгенные расте¬
ния практически всех важнейших дву¬
дольных сельскохозяйственных культур.
Двудольные растения трансформируются
при помощи агробактериальной техноло¬
гии. Однако, наиболее важные сельскохо¬
зяйственные культуры относятся к одно¬
дольным злакам — это пшеница, рис,
кукуруза, ячмень, сорго. Потребовались
значительные усилия и развитие баллис¬
тической системы трансформации, чтобы
изменить и эти культуры.
После первых полевых испытаний,
Таблица 1
Число полевых испытаний трансгенных растений в разных странах
Страна |
Число
Страна
Число
Страна j
Число
США
1952
Австрия
46
Россия
11
Канада
466
Чили
39
Финляндия
10
Франция
253
Мексика
38
Боливия
6
Англия
133
Япония
25
Португалия
5
Нидерланды
113
ЮАР
22
Белиз
5
Бельгия
97
Венгрия
22
Болгария
3
Аргентина
78
Куба
18
Г ватемала
3
Италия
69
Коста-Рика
17
Египет
2
Китай
60
Дания
16
Норвегия
1
Германия
49
Новая Зеландия
15
Зимбабве
1
Всего: 3647

64
А. К. Гапоненко, С. В. Долгов
проведенных в США и Франции в 1986
г., устойчивого к гербициду трансгенно¬
го табака, к декабрю 1995 г. общее
число полевых испытаний трансгенных
растений в мире достигло 3647 (см.
табл. 1). Было испытано 346 видов
различных сельскохозяйственных куль¬
тур0. На первом месте по количеству
испытаний стоит кукуруза, за ней следу¬
ют в убывающем порядке рапс, карто¬
фель, томаты, соя, хлопок, табак и
арбузы-дыни.
Многонациональному коллективу
американских и европейских ученых из
академических центров и частных
фирм (в работу было вовлечено 17
лабораторий) удалось поменять компо¬
нентный состав жирных кислот и
довести содержание в масле желае¬
мой ланолиновой кислоты до 30%. Уже
в наше время трансгенные сорта
постепенно вытесняют на полях США
уязвимые к болезням и насекомым
культуры. Химики и биохимики со¬
вместно с генными и клеточными
инженерами успешно изменяют качест¬
во хлопкового волокна, у картофеля —
соотношение видов крахмала (амило-
пектмн, амилоза). Фирмы «Calgene» и
«DNA Plant Technology» получили новые
сорта томатов, которые можно хранить
в зрелом состоянии в течение не¬
скольких недель. С 1994 г. эти томаты
продаются в магазинах.
К сожалению, вклад России в со¬
здание трансгенных растений больше
чем у Зимбабве, но меньше, чем у
Коста-Рики, а по имеющимся у нас
данным, количество полевых испытаний
в РФ завышено в три раза. За рубежом
же стремительно развивается новое на¬
правление гзнной инженерии растений,
цель которого — использование транс¬
генных растений как фабрик по произ¬
водству биологически разлагаемых
полимеров для упаковки жидких и
любых товаров; синтезу высокоценного
пищевого белка, аналогичного соевым;
производству вакцин в пищевых продук¬
тах и биологически активных веществ
для медицины (см. табл. 2).
6	James С., Rrattier A.F. // ISAAA Briefs. 1996.
№ 1. Р.1—31.
Способность трансгенных расте¬
ний синтезировать антигенные белки
позволяет производить и использовать
съедобные пищевые растения (банан,
картофель) в качестве дешевого и
удобного средства вакцинации против
холеры, гепатита В и других заболева¬
ний7. Перспективы такого способа
вакцинации огромны — отпадает необ¬
ходимость выделять и очищать анти¬
генные детерминанты, а детей такая
вакцинация освобождает от уколов.
Сейчас стало реальностью исполь¬
зовать фотосинтетический аппарат и ме¬
таболические возможности трансгенных
растений, которые нуждаются лишь в
солнечной энергии, влаге и удобрениях
для производства миллионов тонн био¬
массы. Из этого количества легко выде¬
лить фармакологические вещества. Такой
способ производств лекарств крайне
перспективен. Уже сейчас происходит
замена энерго- и ресурсоемких, дорого¬
стоящих бактериальных ферментеров на
поля с трансгенными растениями, кото¬
рые будут производить пластик, лекарст¬
ва и любые другие химические соедине¬
ния. Все ведущие фармацевтические
компании США активно включились в
перспектиный бизнес по производству
лекарств в кукурузе и сое.
ПЕРСПЕКТИВЫ
Возможности генной инженерии
растений лимитировались рядом при¬
чин, главная из них — размер гетероло-
гичной ДНК (не более 35 кб для агро-
бактериальной и несколько больше для
баллистической трансформации), кото¬
рую можно было эффективно вводить в
геном растения. Совсем недавно появи¬
лись сообщения об удачном использо¬
вании искусственной бактериальной
хромосомы в качестве вектора для
трансформации растений8. Такой вектор
7	Wang F., Hein М.В., Fitchen J. et al. //
Intern. Symp. on Engineering Plants for Commercial
Products and Applications. Kentucky (USA). October
1—4, 1995; Davidson A.L., Dunnil P., Kes-
navarg —Moore E. et al. // Symp. of IACR —
long Ashtion Research Station. / Bristol (England).
September 16—18, 1996.
8	Michelmore R. // Nature Biotechnol. 1996.
V. 14. № 13. P.1653—1643.

От гибридных растений к трансгенным
65
Таблица 2
Примеры использования растений для «производства» масел, углеводов и белков.
(Goddijn	Pen J. // TIBTech. 1995. V.13. Р.379-387.)
Источник гена(ов)
Растение-реципиент
Продукт гена(ов)
Назначение
Липиды
'
Крыса
Табак
Мононенасыщенные
Пищевая промышлен¬
жирные кислоты
ность
Водородные бактерии Арабидопсис,
Полиоксимасляная кис¬
Биоразлагающийся
Alcaligenes eutrophus
рапс, соя
лота
пластик
Репа
Рапс
Насыщенные жирные Пищевое (кондитер-
кислоты
ское) производство
Углеводы
Картофель
Картофель
Крахмал (свободный от Пищевая промышлен-
амилазы)
ность
Энтеробактерия
Картофель
Циклодекстрины
Пищевая и фармаколо¬
Klebsiella pneumoniae
гическая промышлен¬
ность
Сенная палочка
Табак, картофель
Фруктаны
Пищевая промышлен¬
(Bacillus subtilis)
ность
Кишечная палочка
Картофель
Увеличенное количест¬
Пищевая промышлен¬
(Escherichia coli)
во крахмала
ность
E.coli
Табак
Трегалоза
Консервация пищевых
продуктов
Полипептиды
Китайское лекарствен¬
Табак
а-трихосантин
Ингибирование вируса
ное растение
иммунодефицита чело¬
века
Бактерии, вирусы
Табак, томаты,
Антигены
Создание вакцин
картофель, латук
Человек
Табак
Эпидермальный фактор Пролиферация специ-
роста
фичных клеток
Человек
Табак,
Эритропоетин
Регуляция уровня эрит¬
роцитов
Форель
Табак, арабидоп¬
Гормон роста
Стимуляция роста
сис
Человек
Турнепс
Интерферон
Антивирусное действие
Ферменты
Бактерии
Табак, люцерна
а-амилаза
Сжижение крахмала
Bacillus licheniformis
Паразитический гриб Ячмень
Trichoderma reesei
Несовершенный гриб Табак
Aspergillus niger
Бактерия	Табак
Clostridium termocellum,
низший гриб
Cryptococcus albidus
(1-3, 1 -4)-р-глюканаза
Фитаза
Ксилоназа
Пивоварение
Производство кормов
для животных
Производство кормов,
бумажная промышлен¬
ность, хлебопечение
Примечание: 'в литературе видовое название не указано.
позволяет переносить 150-кб фрагмент
ДНК из генома человека в табак и
томаты. Использование таких векторов
значительно сокращает количество
трансформационных экспериментов, не¬
обходимых для локализации и изолиро¬
вания генов. Становится возможным
изучение функциональной организации
генома растений. Применение таких
емких векторов позволит вводить кассе¬
ты генов, кодирующие множественные
ступени биохимических процессов, а
это открывает такие огромные перспек¬
тивы, что на первый план выходят во¬
просы экологической безопасности и
ограничения, накладываемые общест¬
венным мнением. Но эти темы — пред¬
мет уже другого обсуждения.

ГЕОЛОГИЯ
Природа, 1997, № 5
Теплая биосфера
ИЗВЕСТНО что в истории Земли, на
протяжении почти 2.5 млрд. лет,
чередовались периоды ледниково¬
го и безледникового климата1. Послед¬
ний резко преобладал, составляя сум¬
марно более 80% фанерозойской гео¬
логической истории (последние 540
млн лет) и более 90% — протерозой¬
ской (от 2500 до 540 млн лет назад).
Возникновение и исчезновение ледни¬
ков на Земле, а точнее появление и
исчезновение многолетней гляциосфе-
ры в составе биосферы, приводило к
качественному изменению внутренней
структуры биосферы и изменению
хода многих экзогенных процессов в
последней. Думается, что понимание
свойств, прошлого и будущего био¬
сферы невозможно без учета ее
климатического состояния.
Здесь полезно остановиться на
уточнении, казалось бы, известных всем
терминов. Биосфера по представлениям
В.И.Вернадского и большинства других
исследователей — это единая система,
которая обнимает все живые организмы
(земную биоту) и среду их обитания —
тропосферу, гидросферу и верхнюю
часть литосферы. Гляциосфера — это
совокупность снегов и льдов Земли2.
Эфемерные, сезонные и локальные эле¬
менты гляциосферы, например эпизоди¬
ческие и сезонные снега, льды, мерзло¬
та, а также высокогорные снега, фирн и
ледники не образуют единой влиятель¬
ной системы в биосфере. Напротив,
ледники, многолетние снега и льды
равнин, шельфов, морей и низких гор
оказывают, как показано ниже, очень
сильное влияние на все подсистемы
биосферы. С их возникновением гля¬
циосфера становится геологически зна-
© Н.М. Чумаков
1	Чумаков Н.М. Какой климат характерен для
Земли? // Природа. 1986. № 10 С.34—45;
Чумаков Н.М. // Стратиграфия. Геологическая
корреляция. 1995. Т,3 № 3. С.3—14.
2	Гляциологический словарь. Л., 1984.
Н. М.
Николай Михайлович Чумаков,
доктор г ем ого -минер ал огичес -
ких наук, главный научный
сотрудник Геологического ин¬
ститута РАН. Специалист в
области стратиграфии, палео¬
климатологии, палеогеографии,
истории биосферы. Автор деся¬
ти монографий по этим про¬
блемам. Неоднократно публи¬
ковался в «Природе».

Теплая биосфера
67
чимой, хотя и факультативной подсисте¬
мой биосферы. Некоторые специалисты
склонны считать гляциосферу частью
гидросферы. Однако последние имеют
различные физические и геохимические
свойства и разную локализацию и поэто¬
му воздействуют на другие подсистемы
биосферы по-разному, в большинстве
случаев прямо противоположно. Следова¬
тельно, объединение криосферы и гидро¬
сферы не способствует пониманию про¬
цессов, протекающих в биосфере.
ЛЕДНИКОВАЯ И БЕЗЛЕДНИКОВАЯ
ЗЕМЛЯ
Даже сравнительно небольшое
оледенение — большое событие на
Земле, так как существенно меняет
ход процессов, происходящих в био¬
сфере. Откуда это известно специа¬
листам? Хотя за последние 10 тыс лет
ледниковые щиты отступили из сред¬
них широт в высокие, последний
ледниковый период далеко еще не
закончился. На Земле существуют
большие полярные шапки; один из
континентов, Антарктида, целиком по¬
крыт очень мощными ледниками. Льды
занимают около 10% территории Се¬
верной Америки (Гренландию до
60°с.ш. — широта С.-Петербурга и
часть островов Канадского Арктическо¬
го архипелага). Современные исследо¬
вания позволяют достаточно точно
судить о влиянии гляциосферы на
биосферу. Дополнительные сведения
дает четвертичная геология, т.е. наука
о недавнем прошлом Земли (послед¬
ние 2 млн лет). Все эти источники
свидетельствуют, что влияние гляцио¬
сферы на другие подсистемы биосфе¬
ры очень велико и частично распро¬
страняется даже на смежные с био¬
сферой оболочки Земли.
Нижняя часть атмосферы (тропо¬
сфера) во время оледенений охлажда¬
ется, в ней возрастает меридиональный
температурный градиент, увеличивается
интенсивность циркуляции и, как след¬
ствие, происходит ее существенная
перестройка. Эти процессы сопровож¬
даются перераспределением атмосфер¬
ных осадков на Земле. Кроме того
охлаждение вызывает уменьшение вла-
гопереноса3, а также снижение содер¬
жания С02 и второго по значению пар¬
никового газа — метана (СН4).
В гидросфере во время оледене¬
ний происходит снижение уровня Миро-,
вого океана, охлаждение и резкое тем¬
пературное расслоение водных масс,
сопровождающееся формированием ог¬
ромной толщи холодных глубинных вод
(психросферы). Последняя формируется
охлажденными в полярных областях до
4°С водами. Эти тяжелые воды опуска¬
ются и распространяются по всем океа¬
нам, заполняя их от полюсов до эквато¬
ра и от дна до глубины в несколько
сотен метров. Формирование психро¬
сферы ведет к увеличению резерва
растворенных газов, перестройке и уси¬
лению системы циркуляции в океанах. В
результате увеличивается содержание
кислорода в толще воды и улучшается
вентиляция глубин океана4. Ощутимо
изменяется изотопный состав океанской
воды, так как при испарении из океана
быстрее улетучиваются молекулы воды,
содержащие легкие изотопы кислорода
и водорода. Часть их надолго консерви¬
руется в ледниковых щитах.
В высоких и средних широтах
отколовшиеся от ледников айсберги и
прибрежные сезонные льды интенсив¬
но разносят на большие расстояния
обломки разнообразных пород — про¬
дукты разрушения континентов. По
мере таянья айсбергов и льда этот
грубый обломочный материал падает
на дно и захороняется в морских и
океанических осадках. В связи с
гляциоэвстатическими понижениями
уровня моря на подводных континен¬
тальных склонах повсеместно активи¬
зируются обвалы, оползни, грязевые и
грязе-каменные потоки, что приводит к
лавинной седиментации обломочных
отложений5. Все эти и многие другие
3	Barron E.J., Hay W.W., Thompson S. //
Global and planetary change. 1989. V.1. P. 157—174.
4	Монин AC., Лисицын А.П. Геология океана.
Геологическая история океана. М., 1980.
5	Лисицын А.П. Лавинная седиментация и
перерывы в осадконакоплении в морях и океанах.
М., 1988; Ледовая седиментация в Мировом
океане. М., 1994.

68
Н. М. Чумаков
процессы, связанные с появлением'
гляциосферы, заметно изменяют ха¬
рактер седиментации в морях и
океанах, приводят к широтному сме¬
щению существовавших ранее и появ¬
лению новых поясов осадконакопле-
ния, а также перестройке морских и
океанических ландшафтов и биот.
Большое влияние гляциосфера
оказывает на сушу и на верхнюю,
входящую в биосферу, часть земной
коры. Здесь еще резче, чем в океане,
увеличивается меридиональный и се¬
зонный температурный градиент, фор¬
мируется новая весьма контрастная
климатическая, ландшафтная и биогео-
графическая зональность. Гляциоэвста-
тическое падение уровня океана вызы¬
вает глобальное понижение базиса
эрозии и соответственно усиление
процессов разрушения континентов
(денудация). Реки повсеместно начина¬
ют интенсивно врезаться в подстилаю¬
щие отложения, и происходит углубле¬
ние долин.
За счет осушенных шельфов
расширяются области выветривания. В
высоких и средних широтах формиру¬
ются обширные покровы рыхлых кон¬
тинентальных ледниковых отложений.
Выпахивание подстилающих горных
пород ледниками (экзарация) и интен¬
сивный вынос ими обломочного мате¬
риала в моря и океаны обусловливают
особо высокие темпы эрозии. В
приледниковых областях верхняя часть
литосферы промерзает, что приводит к
сложным гидрогеологическим и мер¬
злотным процессам.
Появление многолетней гляцио¬
сферы сильно влияет и на биоту
Земли. Увеличение меридионального
температурного градиента резко уси¬
ливает широтную биогеографическую
дифференциацию органического мира.
Осушение шельфов и образование в
результате этого сухопутных мостов
между массивами суши, наоборот,
создают условия для межконтиненталь¬
ного обмена наземной флорой и
фауной и для нивелировки ее разли¬
чий в пределах этих обособившихся
биогеографических широтных поясов.
Глобальное сокращение площади
шельфов в результате гляциоэвстати-
ческого понижения уровня океана
почти полностью ликвидирует места
обитания самой продуктивной группы
донных морских организмов, бентоса.
Весьма существенная для биоты черта
гляциосферы — ее неустойчивость и
очень быстрые флуктуации разной
амплитуды и периодичности. Это ярко
выражается в наступлении и отступле¬
нии ледников (оледенениях и межлед-
никовьях). Их обычное следствие —
перестройки во всех подсистемах
биосферы и в том числе в биотах
(региональные экологические и биоти¬
ческие кризисы, миграции, вымирания
и их более отдаленные следствия —
глобальные биотические кризисы и
новации).
Скорости и амплитуды флуктуа¬
ций гляциосферы и связанных с ними
изменений в биосфере очень велики.
Судя по четвертичным оледенениям,
ледниковые щиты отступали катастро¬
фически быстро (ледниковые терми-
нации). Обусловленные ими геологи¬
ческие и географические изменения
(например,	гляциоэвстатические
трансгрессии или перемещения ланд¬
шафтных зон) происходили со ско¬
ростью в 100—1000 раз большей, чем
скорости большинства других геологи¬
ческих и экологических изменений.
Последняя ледниковая терминация в
Европе и Северной Америке, произо¬
шедшая 10—12 тыс. лет назад, со¬
провождалась гляциоэвстатическим
повышением уровня моря на 120—
150 м и перемещением климатичес¬
ких и ландшафтных зон на тысячи
километров. По общему признанию
эти процессы произошли за немногие
тысячи лет.
ПРОЕКТ «ТЕПЛАЯ БИОСФЕРА».
Таким образом, 'появление и
исчезновение многолетней гляциосфе¬
ры существенно изменяет все другие
подсистемы биосферы и обусловлива¬
ет два разных ее состояния. Различия
между этими состояниями биосферы
настолько заметны, что позволили
ввести понятие холодная биосфера и

Теплая биосфера
69
—	теплая биосфера6. Из сказанного
очевидно, что многие из рассмотрен¬
ных выше признаков имели у теплой
биосферы иной или даже противопо¬
ложный характер, чем у холодной.
Составить полное представление о
теплой биосфере значительно труднее,
чем о холодной, поскольку при этом
нельзя опереться на изучение совре¬
менности или ближайшего прошлого
Земли. Однако эта проблема весьма
важна для понимания прошлого, на¬
стоящего и будущего биосферы, а
также имеет методическое значение
для многих наук о Земле. Кроме того,
если бы удалось выявить особенности
теплой биосферы, то можно было бы
приблизиться к пониманию последст¬
вий ожидаемых потеплений.
Теплые биосферы разного воз¬
раста давно привлекают внимание
исследователей разных специальнос¬
тей в нашей стране и за рубежом7.
Имеется несколько периодов геологи¬
ческого времени, подходящих для
изучения теплых биосфер. На первый
взгляд одним из них мог бы стать
конец раннего — начало среднего
эоцена (50—40 млн лет назад). Этот
интервал, судя по многим* признакам,
был в Северном полушарии самым
теплым в течение последних 500 млн
лет. К тому же эоцен не слишком
удален от современности и достаточно
хорошо изучен. Однако имеются дан¬
ные, что на шельфе и континенталь¬
ном склоне Антарктиды и вокруг нее
развиты ледниковые отложения сред¬
него эоцена, а в Южной Атлантике в
среднем эоцене уже начала формиро¬
ваться психросфера8.
Это означает, что в Южной
полярной области к тому времени
6	Чумаков Н.М. Проблемы палеоклимата в
исследованиях по эволюции биосферы. // Пробл
доантропогеновой эволюции биосферы. М., 1993.
7	Список публикаций по данной проблеме вошел
в статью: Чумаков Н.М. Проблема теплой
биосферы // Стратиграфия. Геологическая корре¬
ляция. 1995. Т.З. № 3. С.З—14.
8	Ehrmann W.U., Mackensen А. // Palaeo-
geogr., Palaeoclim., Palaeoecol. 1992,V.93. № 1/2.
P.85—112; Oberhansli H., Muller-Merz E.,
Oberhansli R. // Palaeogeog., Palaeoclim.,
Palaeoecol. 1991. V.83. № 1/3. P.193-215.
ледники успели не только возникнуть,
но и достаточно широко распростра¬
ниться, т. е. в глобальном масштабе
средний эоцен — начало ледниковой
эры. Поэтому более подходящий ин¬
тервал для изучения теплой биосферь!
—	меловой период (145—65 млн лет
назад). Настоящих ледниковых отложе¬
ний в меловой системе не обнаруже¬
но. Несколько лет назад появилась,
правда, публикация о находке меловых
ледниковых отложений в Антарктиде,
но вскоре ее авторы признали, что их
первоначальная датировка была оши¬
бочной. Не убедительными кажутся
также предположения о меловых лед¬
никовых эпизодах, основанные на
косвенных данных (быстрые эвстати-
ческие колебания, резкие изменения
изотопного состава углерода). Эти
предположения противоречат друг
другу, а также палеобиогеографичес¬
ким и палеоклиматическим данным,
изложенным ниже. В высоких палео¬
широтах в нижнемеловых отложениях
встречаются отдельные пласты и пачки
сезонных ледово-морских отложений.
Однако, как уже отмечалось, сезонные
льды не являются элементом много¬
летней гляциосферы из-за их кратко¬
временного существования и довольно
ограниченного воздействия на био¬
сферные процессы.
Используя геологические, палеон¬
тологические и палеоокеанологические
данные, ряд сотрудников российских
академических институтов — Геологи¬
ческого, Палеонтологического, Лито¬
сферы, Океанологии — попытались
реконструировать глобальную геогра¬
фию, биогеографию и климатические
пояса для главных подразделений
(«веков») мелового периода. Первые
шаги в этом направлении были сдела¬
ны в рамках прервавшейся Экологи¬
ческой программы АН СССР (1990),
затем в государственной научно-техни¬
ческой программе России «Глобальные
изменения природной среды и клима¬
та» (1991—1992). В 1993 г. Российский
фонд фундаментальных исследований
(РФФИ) выделил средства на органи¬
зацию трехгодичного проекта «Теплая
биосфера» (№ 93-05-8877). В настоя-

70
Н, М. Чумаков

Теплая биосфера
71
Структура и особенности холодной (вверху) t
теплой биосфер.
Холодная (ледниковая) биосфера. Тропосфера:
охлаждение, усиление циркуляции, уменьшение
влагопереноса и содержания С02 и СЩ. Биота:
перестройка экосистем, экологические кризисы,
миграции, вымирания, усиление биогеографичес-
кой дифференциации. Гляциосфера: полярные
шапки, ледниковые щиты, увеличение альбедо
Земли, консервация больших масс воды.
Гидросфера: холодные глубинные воды (психро-
сфера), перестройка и усиление циркуляции,
вентиляции и аэрации, рост резерва С02,
понижение уровня океана. Суша и верхняя
часть земной коры: контрастная климатичес¬
кая и природная зональность, осушение шель¬
фов, гляциоизостатическое прогибание, усиление
эрозии и физического выветривания, многолет¬
няя мерзлота. Современная биосфера — пример
холодной биосферы.
Теплая (безледниковая) биосфера. Тропосфера:
ослабление широтного температурного градиен¬
та и циркуляции, увеличение влагопереноса и
содержания С02 и СЩ. Биота: ослабление
широтной биогеографической дифференциации,
увеличение таксономического разнообразия и
продуктивности. Гидросфера: теплые и соле¬
ные глубинные воды, повышение уровня океана,
обширные эпиконтинентальные моря, уменьше¬
ние альбедо Земли, дегазация, уменьшение
резерва COj, дефицит Oj, накопление илов,
богатых органикой. Суша и верхняя часть
земной коры: ослабление климатической и
природной зональности, усиление химического
выветривания, латеритные и каолинитовые
коры выветривания, широкие засушливые пояса.
Меловая биосфера — пример теНлой биосферы.
щее время эти исследования законче¬
ны, их результаты частично опублико¬
ваны в журнале «Стратиграфия. Геоло¬
гическая корреляция» (1995. Т.З. № 3.)
и других изданиях. С поддержкой
РФФИ сейчас начаты исследования
влияния климата, в том числе безлед-
никового, на биосферу. Кратко остано¬
вимся на основных данных, полученных
нашими предшественниками и в рам¬
ках упомянутых проектов.
КАРТА ЗЕМЛИ МЕЛОВОГО ПЕРИОДА
По ряду параметров главные под¬
системы меловой биосферы Земли су¬
щественно отличались от современных,
что наглядно отражается в глобальных
географических, климатических и био-
географических картах, составленных
для 12 веков этого периода.
Континенты и океаны. Совре¬
менные очертания океанов и континен¬
тов стали вырисовываться лишь к
концу мелового периода. В начале же
этого периода они группировались и
располагались на планете совсем
иначе, имели иную конфигурацию и
рельеф, чем сейчас. Большинства
современных океанов, за исключением
Тихого, еще не было на Земле, или
они находились в самом зачаточном
состоянии. Зато существовал огром¬
ный океан Тетис, которого нет сейчас.
Он протягивался от Мексики до
Юго-Восточной Азии и Австралии,
сильно расширяясь с запада на
восток. Современные Карибское и
Средиземное моря, центральная часть
Атлантического океана — это реликты
Тетиса, а Тибет и Гималаи, образно
говоря, — мавзолей, в котором покоят¬
ся его останки.
Тетис разделял два суперконти¬
нента. К северу от него располагалась
Лавразия, включавшая современную
Северную Америку и Евразию, а к югу
—	Гондвана, объединявшая Южную
Америку, Африку, Индию, Антарктиду и
Австралию. В меловой период усилил¬
ся наметившийся еще в поздней юре
распад Гондваны и начался распад
Лавразии. По главным системам рас¬
колов (рифтам) началось раздвижение
континентов Нового и Старого света.
В результате к концу мелового перио¬
да Атлантический океан постепенно
превратился в единый, но еще неши¬
рокий, по сравнению с современным,
бассейн. В середине мелового перио¬
да от Антарктиды откололась Индия и
стала дрейфовать к северу, а в ее
тылу открылся и стал быстро расши¬
ряться Индийский океан.
В результате подцвигания океа¬
нической коры под континенты (суб-
дукции) вдоль северного берега Тети¬
са и в обрамлении Тихого океана
сформировались глубоководные жело¬
ба, островные дуги, а в краевых
частях континентов — протяженные
вулканические горные пояса. Они под¬
нялись вдоль южного и восточного
побережий Азии, восточного побере¬
жья Австралии, западных побережий
обеих Америк и Антарктиды. Обшир¬

72
Н. М. Чумаков
ные низко- и среднегорные области
существовали также в Восточной Си¬
бири, Юго-Восточной Азии, видимо, в
Южной Африке и приатлантических
районах Южной Америки. В то же
время некоторые исследователи пола¬
гают, что в целом рельеф Земли был
ниже и его кумулятивная (гипсометри¬
ческая) кривая была более уплощен¬
ной, чем сейчас9.
Уровень Мирового океана. Важ¬
ная особенность меловой Земли —
самое большое за последние 400 млн
лет повышение уровня Мирового океа¬
на. Это был воистину всемирный
потоп, охвативший все континенты.
Правда, в отличие от легендарного
библейского потопа воды не затопили
возвышенности и горы. По мнению
некоторых исследователей максималь¬
ный подъем уровня океана в середине
мелового периода достигал более 250
м. Другие специалисты считают эту
оценку завышенной. Как бы то ни
было, обширные неглубокие моря
покрыли окраины (шельфы) и при¬
брежные низменности всех континен¬
тов, а временами затапливали также
внутренние равнины, например в Се¬
верной Америке, Южной и Восточной
Европе, Западной Сибири, Австралии,
частично Южной Америке. Небольшие
колебания уровня океана сильно изме¬
няли размеры и конфигурацию этих
мелководных морей. Между морями
часто возникали широкие проливы,
разрезавшие сушу на крупные острова
или архипелаги. В целом в меловой
период Земля представляла мир ог¬
ромных океанов и множества очень
больших, средних и малых островов,
полуостровов и архипелагов в преде¬
лах затопленных континентов.
Температура океана. Изучая
изотопы некоторых раковин, главным
образом микроскопических форамини-
фер, живших в поверхностном слое
океана и на его дне, можно (при
некоторых правдоподобных допущени¬
ях) оценить температуры поверхност¬
ных и донных вод этого океана.
9	Красилов В.А. Меловой период. Эволюция
земной коры и биосферы. М., 1985.
Последние исследования подобного
рода10 показывают, что в середине
мелового периода среднегодовая тем¬
пература поверхностных вод вблизи
экватора была близка к современной
(26—28°С) или даже на 3—4° выше.
Вблизи 60° ю.ш. она колебалась от 10
до 18°С (сейчас О—6°С), а на полюсах,
как предполагается, была не ниже 0°С
(сейчас заметно ниже). Температура
донных вод на экваторе и вблизи 60°
ю.ш. составляла соответственно около
16—19°С и 10—16°С и только к концу
мелового периода повсеместно снизи¬
лась до 10—16°С. Таким образом, в
отличие от современного холодного
океана (преобладающая температура в
толще воды А—6°С) меловой океан
был теплым (в целом приблизительно
на 10—15°С теплее современного).
Подобное состояние океана не могло
не сказаться на характере циркуляции,
расслоении и вентиляции его вод,
седиментации и условиях обитания
организмов в океане.
Течения. Система главных по¬
верхностных океанических течений на
Земле имела в меловой период
принципиально иной характер, чем
ныне. Большинство исследователей
считает, что из восточной«экваториаль¬
ной части Тетиса в его тропические
центральную и западную части и
далее снова в Тихий океан проходило
мощное теплое течение — продолже¬
ние или ветвь северного экваториаль¬
ного течения Тихого океана11. Оно
обусловливало весьма теплый климат
и накопление своеобразных осадков в
прилежащих районах Европы и Север¬
ной Америки. Потеплению, по-видимо¬
му, способствовали отдельные ветви
теплого течения, проникавшие на
10	Sellwood B.W., Price G.D., Valdes P.J. //
Nature. 1994. V.370. Р.453—455Г Ditchfield P.W.,
Marshall J.D., Pirre D. // Palaeogeogr.
Palaeoclim. Palaeoecol. 1994. V.107. № 1/2.
P.79—101; Huber B.T., Hodell D.A., Hamilton
Ch. P. // Geological Society of America Bui. 1995.
V.107. № 10. P.1164—1191.
11	Gordon W.A. // J. of Geology. 1973. V. 81.
№ 3. P.269—284; Lloyd Ch.R. // J. of Geology.
1982. V.90. № 4. P.393—414; Barron E.J.,
Peterson W.H. // Science. 1989. V.244. P.684—
686.

Теплая биосфера
73
север вдоль меридиональных морей,»
эпизодически возникавших к востоку и
западу от Урала, между Европой и
Г ренландией и на западе Северной
Америки, у подножья Кордильер.
Вместе с теплыми течениями распро¬
странялась на север тепловодная мор¬
ская фауна из Тетиса. Южная ветвь
экваториального течения восточного
Тетиса, по-видимому, достигала вос¬
точных берегов Африки и, далее
отклоняясь к югу, обусловливала теп¬
лый климат восточной Гондваны. В
целом, в первой половине мелового
периода течение в океанах имело в
основном широтное направление. По
мере раскрытия Атлантического и
Индийского океанов усиливались их
меридиональные компоненты.
О характере глубинных течений в
меловом океане сейчас можно только
гадать, хотя, возможно, именно они
определяли многие особенности мело¬
вой биосферы. Некоторые исследовате¬
ли предполагают, что в меловой период
теплые воды повышенной солености и
плотности, формировавшиеся за счет
интенсивного испарения в обширных и
мелких эпиконтинентальных бассейнах
тропического пояса, стекали в океаны и,
заполняя его котловины, распространя¬
лись в полярные области, обогревая
высокие широты.
КЛИМАТИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ МЕ¬
ЛОВОГО ПЕРИОДА
Горные породы, минералы, иско¬
паемые растения и животные, которые
образуются и растут в определенных
климатических условиях, традиционно
используются в геологии как климати¬
ческие индикаторы. Их местонахожде¬
ния были нанесены на новые палео¬
географические карты веков мелового
периода, составленные по палеомаг-
нитным, палеобиогеографическим и
геологическим данным. Палеоклимати-
ческие индикаторы закономерно рас¬
положились на этих картах в виде
нескольких, приблизительно субширот-
ных, поясов. При этом от ралеоэквато-
ра к обоим полюсам Земли пояс,
характеризующийся индикаторами жар¬
кого климата, последовательно сменя¬
ется поясами с индикаторами все
более холодного климата. Климатичес¬
кие параметры каждого пояса уточня¬
лись с помощью различных палеобота¬
нических, литологических, геохимичес¬
ких, палеобиогеографических и других
методов12. Так удалось реконструиро¬
вать климатические пояса всех веков
мелового периода. Для контроля неко¬
торые наши карты сравнивались с
реконструкциями, полученными другим,
сравнительно новым методом матема¬
тического моделирования климатов. Он
основан на использовании физических
моделей климатической системы
Земли, палеогеографических рекон¬
струкций и на единичных, наиболее
достоверных палеоклиматических пара¬
метрах, извлеченных из геологических
данных. Поэтому геологический и ма¬
тематический методы контролируют и
дополняют друг друга. Моделирование
сейчас может дать представление о
многолетней погоде, ее параметрах, их
глобальном распределении и сезонной
динамике. Геологический метод спосо¬
бен приблизительно реконструировать
положение и характер климатов основ¬
ных климатических поясов, осреднен-
ные за миллионы лет. Эти достаточно
грубые реконструкции имеют важное
значение, так как являются эмпиричес¬
кой базой палеоклиматологии. Резуль¬
таты обоих методов в нашем случае
неплохо согласуются между собой и
тем самым в целом подтверждают
друг друга. Впрочем, ниже будет
отмечено, что по отдельным парамет¬
рам между ними возникают некоторые
разногласия, имеющие в ряде случаев
систематический характер.
Реконструированные меловые
климатические пояса оказались свое¬
образными, во многом не похожими на
современные. Их краткие характерис¬
тики приведены ниже.
12	Подробнее о предшественниках, первоисточни¬
ках и методе палеоклиматических реконструкций
см.: Чумаков Н.М. Какой климат характерен для
Земли? // Природа. 1986. № 10. С. 34—45;
Чумаков Н.М., Жарков М.А., Герман А.Б. и
др. // Стратиграфия. Геологическая корреляция.
1995.	T.3. № 3. С.42—63.

Н. М. Чумаков
Палеоклиматическая зональность аптского века мелового периода (112—124 млн лет назад), В
высоких широтах обоих полушарий преобладал умеренный влажный климат, листопадные леса и
болота, населенные умеренно-теплолюбивыми насекомыми и стадами крупных динозавров. Следы
этих очень продуктивных болот — грандиозные угленосные пояса. В средних широтах — теплый
влажный и сезонно-влажный климат, вечнозеленые леса и редколесья, теплолюбивая фауна;
латеритные и каолиновые коры выветривания. Низкие широты занимал огромный засушливый
пояс с солеными озерами и лагунами; карбонатными отмелями, банками и барьерными рифами.
С — Северная Америка; Е — Европа; А — Азин; Ю — Южная Америка; Аф — Африка; И —
Индостанский п-ов; Ав — Австралия; Ан — Антарктида.
Палеоклиматическая зональность туронского века мелового периода (88—90 млн лет назад).
Климатические пояса аптского века сохраняются, но вблизи экватора возникает жаркий
влажный экваториальный пояс. Его образование совпадает с раскрытием южной части
Атлантического океана. Буквенные обозначения те же, что и на предыдущем рисунке.

Теплая биосфера
75
|	у | Умеренно теплолюбивая растительность
|	щ | Умеренно теплолюбивые насекомые
[	g [ Теплолюбивая растительность
j	Теплолюбивые насекомые
|	^ [ Местонахождения остатков динозавров
| | Каменные угли и лигниты
|	^ | Бокситы осадочные и латеритные
|	т | КварЦ'Каолинитовые осадочные породы
I ^ “I Каолинитоеые коры выветривания и
I	1 каолиниты осадочные
Ш Железные руды континентальные,
латеритные и обломочные
Железные руды прибрежно-морские,
оолитовые
I Гипсы и ангидриды
+~~| Каменная, калийные и др. оолм
Эвапоритоаые области
о
| Барьерные рифы
-j- I Пелагические известковые осадки
и м| Пелагические кремнистые осадки
	U	I
~~р | Предполагаемые поверхностные течения
	1 в с
I Контуры современной суши
I Береговые линии, характерные для
* данного веха
Горные краевые и остро
с кие пояса
ниче-
		 | Границы климатических поясов
Границы климатических поясов предлола-
ЕЗ
Г		1 Высокоширотные умеренные климетиче-
1			J ские пояса на суше
J Среднеширотные теплые пояса на суше
| ~| Аридные пояса на суше
Экваториальный гумидный пояс на суше
j | Моря и океаны
Высокоширотные умеренные
климатические пояса. Многие при¬
знаки указывают, что в обеих поляр¬
ных областях в течение меловой эпохи
располагались пояса, сходные с со¬
временным умеренным гумидным кли¬
матом. Настоящие ледниковые отложе¬
ния мелового периода или следы
многолетней мерзлоты здесь нигде не
обнаружены, а эпизодическое форми¬
рование ледово-морских отложений в
середине периода на Шпицбергене и
в Австралии свидетельствует не об
оледенениях, как иногда думают, а о
кратковременных похолоданиях, приво¬
дивших к сезонным и локальным
замерзаниям арктических морей. В
отложениях этих морей отмечаются
также своеобразные карбонатные стя¬
жения — глендониты и подобные им
образования, возникающие, как пола¬
гают, в достаточно холодных водах.
Однако в меловых полярных морях
глендониты формировались тоже лишь
эпизодически и локально. Подобно
редким находкам ледово-морских от¬
ложений, они подчеркивают преобла¬
дание умеренного климата в меловых
арктических морях. Такой вывод хоро¬
шо согласуется с мнением палеонто¬
логов о том, что моря северного
высокоширотного пояса были в мелу
населены сравнительно теплолюбивы¬
ми моллюсками13. Умеренный и гумид¬
ный характер климата высокоширотных
поясов подтверждается составом на¬
земной растительности и фауны, а
также широким развитием каменных и
бурых углей. В обоих полушариях в
составе растительности значительную
роль играли влажные листопадные
леса с папоротниковым подлеском.
Большая ширина колец прироста и
крупные поперечные сечения сосудов
в стволах ископаемых деревьев дока¬
зывают достаточное и равномерное
увлажнение лесов в течение вегетаци¬
онного периода14. В то же время
тонкие линзовидные прослои ископае¬
13	Найдин Д.П , Похиалайнен Н.А., Кац
Ю.И., Красилов В.А. Меловой период. Палеоге¬
ография и палеоокеанология. М., 1986.
14	Spicer RA., Corfield R.M. // Geol. Mag.
1992.	V 129 Ns 2. P.169-180.

76
Н. М. Чумаков
мого древесного угля, обнаруженного
в некоторых каменных углях, могут
свидетельствовать о довольно частых,
но, местных и кратковременных лесных
пожарах, очевидно связанных с более
сухими сезонами.
Морфологическое изучение лис¬
тьев покрытосеменных позднего мела
Камчатки, Новосибирских о-вов, бас¬
сейна р.Вилюй и северной Аляски
(палеоширота 65—82° с.ш.) позволяет
оценить15 среднегодовые температуры
в 7—13°С, средние температуры само¬
го теплого месяца — в 18—21°С,
самого холодного месяца — от -4 до
+6°С, а среднегодовые осадки — в
1300—1700 мм. В современных услови¬
ях такие температуры (за исключением
несколько более низких зимних) харак¬
теризуют южную, теплоумеренную
часть северного умеренного пояса
(Францию, Крым и др.), а количество
осадков — влажные области субтропи¬
ков (Западный Кавказ, например). О
сравнительно теплом климате в высо¬
ких северных палеоширотах свидетель¬
ствуют, кроме того, находки комплек¬
сов умеренно теплолюбивых насеко¬
мых в меловых отложениях на севере
Азии (палеошироты 70—75° с.ш.), а на
Чукотке и севере Аляски (палеошироты
70—85° с.ш.) — остатков крупных
динозавров. Можно, конечно, предпо¬
ложить, что эта сравнительно теплолю¬
бивая фауна проникала в высокие
широты эпизодически, в моменты
наибольшего потепления климата, или
сезонно, однако незначительное разви¬
тие в этом поясе ледово-морских
отложений, по нашему мнению, скорее
говорит об обратном — преобладании
здесь сравнительно теплого умеренно¬
го климата и эпизодическом проявле¬
нии умеренно холодного.
Приведенные оценки палеоклима¬
та относятся не к самым высоким
широтам меловой Арктики. Резонно
предположить, что севернее мог суще¬
ствовать умеренно холодный и субарк-
15	Herman А.В., Spicer R.A. // Nature. 1996.
V.380. № 6572. P. 330—333; Herman A.B.,
Spicer R.A., Valdes P.J. // Чтения памяти
Вахрамеева. М., 1996. С.62—67.
тический («тундровый») климат. По
данным математического моделирова¬
ния, последний мог быть развит на
небольшом участке вокруг северного
полюса.
Выше мы опирались на факты,
относящиеся главным образом к хоро¬
шо изученной Арктике, однако сходные
данные имеются и для южных высоких
широт. Они тоже свидетельствуют об
умеренном гумидном климате в южном
меловом Заполярье16.
В целом меловой климат высоких
широт по температурам мог бы
приравниваться к современному уме¬
ренному климату, если бы не одно
существенное отличие. В меловых
заполярьях он характеризовался чере¬
дованием длительных полярных ночей
и дней и, следовательно, резкой
световой и температурной сезоннос¬
тью. Подобная крайняя степень сезон¬
ности совсем несвойственна совре¬
менному умеренному климатическому
поясу, особенно его южной, умеренно
теплой зоне. Поэтому, чтобы подчерк¬
нуть их своеобразие, умеренные кли¬
матические пояса мелового периода
названы нами высокоширотными уме¬
ренными.
Из приведенных выше палеобота¬
нических оценок средних температур
самого холодного и самого теплого
месяцев следует, что диапазон сезон¬
ных колебаний в Арктике достигал
22°С. Значительно более низкие зим¬
ние температуры и, следовательно,
большие сезонные колебания (до
50°С) предполагают для внутриконти-
нентальных районов Средней и Вос¬
точной Сибири, Арктики и Антарктики
математическое моделирование17. Эти
16	Spicer R.A., Corfield R.M. // Geol. Mag.
1992.	V.129. № 2. P.169-180; Spicer R.A.,
Rees P.McA., Chapman J.L. // Phil. Trans.
R.Soc. Lond. 1993. V.341. P.277—286; Kelly
S.R.A., Moncrielf A.C.M. // Geol. Mag. 1992.
V.129. № 6. P.771-778; Ditchfield P.W.,
Marshall J.D., Pirre D. // Palaeogeogr.
Palaeoclim. Palaeoecol. 1994. V.107. № 1/2.
P.79—101.
17	Barron E.J., Fawcett P.J., Pollard. D.,
Thompson S. // Phil. Trans. R. Soc. Lond. Ser.B.
1993.	V.341. № 1297. P.307-316; Valdes P.J.,
Sellwood B.W., Price G.D. // Palaeoclimates.

Теплая биосфера
77
выводы расходятся не только с приве¬
денными выше палеоботаническими,
но и с геологическими данными,
особенно с фактом ограниченного
распространения сезонных ледовых от¬
ложений. Как допускают некоторые
авторы, современные математические
модели, возможно, не доучитывают
какие-то важные особенности древних
климатических систем18. Не исключено,
что в теплой биосфере существовали
свои особые циркуляционные механиз¬
мы в атмосфере и гидросфере, обес¬
печивавшие более интенсивный и
круглогодичный перенос тепла из низ¬
ких широт в полярные области и из
прибрежных районов в континенталь¬
ные.
Вопрос о зимних температурах и
способах выживания организмов во
время длинных полярных ночей в
высоких широтах представляется су¬
щественным для понимания условий
обитания и физиологии организмов
полярных биот на безледниковой
Земле. Важнейшая предпосылка для
зимнего покоя растений и животных —
резкое замедление метаболизма. Из¬
вестно, что растения достигали этого,
сбрасывая листву. Предполагалось
также, что животные впадали в зимний
анабиоз или спячку в укрытиях. Откры¬
тие многочисленных остатков крупных
(до 10 м длиной) стадных раститель¬
ноядных й хищных динозавров, в том
числе остатков едва вылупившихся
особей, на палеоширотах 65—85° в
Южном и в Северном полушариях19
сильно усложнило, однако, эту прос¬
тую интерпретацию физиологии мело¬
вых полярных обитателей. Найти зим¬
ние укрытия крупным стадным живот¬
ным практически невозможно. В науч¬
18	Sloan ' L.C., Barron E.J. // Geology. 1990.
V.64. P.755—777; Markwick P.J. // Geology.
1994.	V.22. № 7. P.613—617; Wing S.L.,
Greenwood D.R. // Phil. Trans. R. Soc. Lond.
Ser. B. 1993. V.341. № 1297. P.243-252.
19	Brouwers E.M., Clemens W.A., Spicer
R.A., Ager T.A., Carter L.D., Sliter W.V. //
Science. 1987. V. 237. № 4822. P.1608-1610;
Clemens W.A., Nelms L.G. fj Geology. 1993.
V.5. № 6. P.503—506.; He сов Л.А., Головнева
Л. Б. // Континентальный мел СССР. Владивосток,
1990.
ной литературе возникла оживленная и
далеко еще не законченная дискуссия:
были ли динозавры постоянными теп¬
локровными обитателями Заполярья
(для чего требуются достаточно теп¬
лые, с обильной пищей, зимы) 'или
они были кочевыми животными, совер¬
шавшими дальние миграции. Послед¬
нее представляется нам более вероят¬
ным.
Остановимся еще на одной осо¬
бенности меловых высокоширотных
биот. Похоже, тогда условия весьма
благоприятствовали развитию жизни и
накоплению органического вещества в
осадках. Достаточно теплый и влаж¬
ный, непрерывный полярный день,
продолжавшийся 1.5—4.5 мес., и боль¬
шая общая длительность вегетацион¬
ного периода (5—7.5 мес.), по-видимо-
му, способствовали высокой продук¬
тивности растительности. Она обеспе¬
чивала кормом стада крупных травояд¬
ных динозавров, а теплый летний
климат создавал хорошие условия для
выращивания молодняка. Резкий пере¬
ход от полярного дня к холодной
полярной ночи снижал процессы био¬
логической и химической деструкции
отмершей растительной массы и спо¬
собствовал ее захоронению. Послед¬
нее вместе с большой продуктивнос¬
тью растительного покрова приводило
к быстрому накоплению торфов и
возникновению грандиозных залежей
угля. Ресурсы верхнемелового бассей¬
на Колвилл на северном побережье
Аляски, например, оцениваются, в
2.5 Ю12 т высококачественных углей
(около 1/3 современных запасов угля
в США и около 17% мировых запа¬
сов). Огромны запасы меловых углей и
в Ленском угленосном бассейне (оцен¬
ки колеблятся от менее 11012 т до
2Ю12т). Высокопродуктивной в мело¬
вой период была и морская полярная
биота: в морских шельфовых бассей¬
нах в позднем мелу Арктики накопи¬
лось большое количество илов богатых
органическим веществом — «черных
сланцев», важных нефтематеринских
пород.
Среднеширотные	теплые
пояса. Средние широты характеризо¬

78
Н. М. Чумаков
вались в меловом периоде весьма
теплым и достаточно влажным или
переменно влажным климатом. Об
этом свидетельствуют и ископаемая
теплолюбивая флора, и фауна, и
многочисленные местонахождения бок¬
ситов, каолиновых кор выветривания, и
широкое распространение угленосных
отложений. Здесь росли саговые паль¬
мы (цикадофиты) и некоторые близкие
к ним растения, а с середины
мелового периода уже настоящие
пальмы и платанообразные. Преобла¬
дали вечнозеленые влажные и, по-ви-
димому, сезонно влажные леса и
редколесья, главным образом хвойные
с подчиненным количеством древовид¬
ных папоротников и цикадофитов, а
также кустарники и, возможно, травы
покрытосеменных. Древовидные папо¬
ротники и цикадофиты обладали ха¬
рактерными для деревьев безморозно¬
го климата стволами маноксилического
типа (с преобладанием коры и сердце¬
вины, но слабым развитием древесины).
В редколесьях, по берегам рек и
водоемов обитали многочисленные ди¬
нозавры и теплолюбивые насекомые.
Среднегодовые температуры в
южной части северного среднеширот¬
ного пояса по морфологии листьев
растений оцениваются в 10—15°С,
температуры самого теплого месяца —
около 20—22°С, а самого холодного —
1—8°С. Исходя из очень широкого
распространения бокситов в пределах
этого пояса (в Западно-Сибирском
регионе до 60° с.ш.) и интерпретации
условий их образования на основе
анализа современных процессов, неко¬
торые исследователи склоняются к
выводу, что для всего этого пояса,
вплоть до его северных границ, были
характерны более высокие среднего¬
довые температуры (не менее 20—
22°С) и значительная влажность20.
Результаты математического моделиро¬
вания тоже предполагают более высо¬
кие температуры для данного пояса.
В эпиконтинентальных морях сред¬
20	Цеховский Ю.Г., Щипакина И.Н., Храм-
цов И.Н. // Стратиграфия. Геологическая корре¬
ляция. 1995. Т.З. № 3. С.89—99.
них широт накапливались глауконито¬
вые и фосфоритоносные отложения, а
позднее начали формироваться мощные
толщи органогенного писчего мела и
богатые органикой черные сланцы. В
Тетисе были широко распространены
карбонатные органогенные банки, отме¬
ли и рифы (карбонатные платформы) с
богатым сообществом крупных кубко¬
видных двустворок (рудист), форамини-
фер, а также другие индикаторы тепло¬
го климата. С карбонатными платфор¬
мами связаны многочисленные местона¬
хождения карстовых бокситов, говоря¬
щие о частичных осушениях.
В Южном полушарии среднеши¬
ротный теплый гумидный пояс протя¬
гивался от юга Южной Америки и
Африки до Австралии и характеризо¬
вался формированием на суше угле¬
носных отложений, каолиновых кор
выветривания, остатками теплолюби¬
вой флоры и довольно многочисленны¬
ми остатками динозавров.
По набору палеоботанических и
литологических индикаторов, а также
по имеющимся температурным оцен¬
кам оба теплых среднеширотных пояса
мелового периода часто именуют «тро¬
пическими» или «субтропическими».
Это, вццимо, не совсем правильно,
поскольку они весьма удалены от
тропиков и субтропиков. В Северном
полушарии теплый пояс протягивался
приблизительно между 60° и 30° с.ш.,
а в Южном — между 40° и 65° ю.ш.
Аридные пояса. В первой поло¬
вине мелового периода низкие и часть
средних широт обоих полушарий
Земли занимал огромный аридный
пояс, простиравшийся в американском
секторе приблизительно от 45° с.ш. до
45° ю.ш. Здесь по окраинам континен¬
тов были широко развиты окаймлен¬
ные рифами солеродные бассейны, в
которых отлагались гипсы и различные
соли (эвапориты). Во внутриконтинен-
тальных впадинах накапливались крас-
ноцветы, нередко тоже содержащие
эвапориты. Среди эвапоритов особен¬
но примечательными были сравнитель¬
но редкие разновидности солей —
тахгидриты (водные кальцио-магниевыё
хлориты).

Теплая биосфера
79
Аналогов такого пояса, названно¬
го нами аридным (засушливым) тропи-
чески-экваториальным, на современной
Земле нет. В морях и океанах этого
пояса обитала богатая и теплолюбивая
фауна, большое распространение
имели карбонатные платформы с ба¬
рьерными рифами и отмелями, а в
океанических впадинах — «черные
сланцы», которые указывают на высо¬
кую продуктивность мелового планкто¬
на.
На суше в этом поясе был
жаркий и сухой климат (высокое
содержание пыльцы растений засушли¬
вых зон и пальм). Зона экваториаль¬
ных дождевых лесов в начале мелово¬
го периода на Земле, по-видимому,
отсутствовала, поскольку в это время
даже вблизи экватора и по обе его
стороны отлагались эвапориты.
Пояс экваториальных гумидных
лесов возник в пределах Западной
Гондваны в середине мелового перио¬
да. Он разделил единый тропически-
экваториальный аридный пояс на два
аридных — северный и южный.
Экваториальный гумидный
пояс. Как уже отмечалось, в середине
мелового периода появляются призна¬
ки влажного климата в приэкватори¬
альной зоне. На северо-востоке Афри¬
ки, между областями эвапоритовой
седиментации, сначала устанавливает¬
ся еще довольно узкий пояс накопле¬
ния бокситов, каолинитовых пород и
железных руд, а на северо-западе
Южной Америки в отложениях этого
возраста резко уменьшается содержа¬
ние пыльцы ксерофитов. Во второй
половине мелового периода экватори¬
альный гумидный пояс расширяется и
прослеживается по местонахождениям
каменных углей, бокситов, каолинито¬
вых пород и железных руд от Аравии
через Центральную и Западную Афри¬
ку до северо-восточных районов
Южной Америки. Одновременно в
позднемеловых отложениях здесь
уменьшается количество пыльцы ксе¬
рофитов, сначала у западного побере¬
жья Экваториальной Африки, а затем
она почти исчезает во всем экватори¬
альном поясе. Это указывает на
широкое распространение экватори¬
альных влажных тропических лесов.
Обращает на себя внимание, что
становление экваториального гумидно-
го пояса в западной Гондване шло
параллельно с раскрытием юЖной
части Атлантического океана и про¬
грессивным сокращением и раздроб¬
лением областей аридной седимента¬
ции. Видимо, эти процессы были
взаимосвязаны.
ЗАГАДКИ ТЕПЛОЙ БИОСФЕРЫ
Многие особенности меловой
биосферы отражают своеобразное, не
вполне изученное и далеко еще не
понятое безледниковое, теплое состоя¬
ние биосферы. Первая и главная
загадка теплых биосфер — их причина.
О ней идут жаркие дискуссии. Часто
высказывались мнения, что подобные
потепления вызывались перемещением
континентов в более низкие широты,
усилением теплых океанических тече¬
ний, повышением уровня океана и
увеличением площади морей, снижени¬
ем средней высоты суши, увеличением
содержания парниковых газов в атмо¬
сфере или некими астрономическими
причинами. По-видимому, все эти
процессы могли вносить какой-то
вклад в потепления, но какой же из
них был главным?
Как показывает сопоставление
динамики климатических изменений
(климатических кривых) для разных
широтных поясов21, повышение темпе¬
ратуры на Земле в меловой период
было глобальным, синхронным и син¬
фазным. Поэтому оно могло происхо¬
дить лишь в результате увеличения
теплового баланса Земли, а не только
из-за перераспределения тепла в
биосфере, как предполагает гипотеза
теплых течений. Математическое моде¬
лирование меловых климатов свиде¬
тельствует о том, что перемещение
континентов в низкие широты или
снижение альбедо Земли за счет
увеличения площади морей совершен¬
21	Герман А.Б. // Стратиграфия. Геологическая
корреляция. 1993. T.1. № 1. С.87—97.

80
Н. М. Чумаков
но недостаточно для достижения высо¬
ких глобальных меловых температур,
которые реконструируются по геологи¬
ческим данным и математическим
моделям. Поэтому для объяснения
потепления такого масштаба необходи¬
мо дополнительно привлечь парнико¬
вый эффект от многократного увеличе¬
ния в атмосфере содержания С02.
Одним из важнейших источников пос¬
леднего мог быть океан, который при
сравнительно небольших потеплениях,
связанных с увеличением площади
меловых морей, начинал нагреваться и
выделять С02. В результате положи¬
тельной обратной связи, возникающей
при этом процессе, и грандиозному
резерву С02 в океане, последний
может выделить в атмосферу очень
значительные количества углекисло¬
ты22. Другим возможным источником
С02 в атмосфере мелового периода
могла быть активная вулканическая
деятельность, связанная с интенсив¬
ным океаническим спредингом и фор¬
мированием глобальной системы крае¬
вых вулканических поясов на активных
континентальных окраинах вокруг Тихо¬
го океана и вдоль северной окраины
Тетиса. История этих вулканических
поясов была связана с темпами
образования новой океанической коры,
а последние — с развитием мантийных
плюмов23.
22	Красилов В.А. // Бюл. Московского об-ва
испытателей природы. Отд. геол. 69 (6). С.75—64.
23	Apticore-Albicore. A Workshop Report on Global
Events and Rhythms of the mid-Cretaceous. /
R.L.Larson, A.G.Fisher, E.Erba, S.Premoli (eds.).
Perugia, 1993.
Кроме этой, главной, загадки
теплая биосфера задает еще ряд
трудных вопросов. Какие, например,
процессы создавали сравнительно мяг¬
кий зимний климат в заполярьях и во
внутриконтинентальных районах сред¬
них широт, а умеренно теплый летний
климат в приполярьях? Как пережива¬
ли длительные полярные ночи крупные
рептилии? Каковы причины накопления
в высоких широтах больших количеств
каменных углей и черных сланцев? В
чем причина образования латеритовых
и каолинитовых кор выветривания в
сравнительно высоких средних широ¬
тах и почему эти коры приурочены
лишь к некоторым секторам этих
широт? Каковы условия и причины
образования в тропических меловых
морях и океанах огромных количеств
черных сланцев, писчего мела, тахгид-
ритовых соленосных толщ? Почему
палеонтологические и геологические
данные в ряде случаев сильно расхо¬
дятся с результатами математического
моделирования климатов?
Ответы на эти вопросы помогут
решению проблемы возникновения и
функционирования теплых биосфер,
предсказать последствия ожидаемых
крупных потеплений на Земле, а также
точнее оценивать перспективы различ¬
ных территорий на полезные ископае¬
мые.
Исследования выполнены при финансо¬
вой поддержке РФФИ (грант 96-05-
65848 и 97-05-65969).

ЛЕКТОРИЙ
81
Нобелевский фестиваль 1996 года
А. М. Блох,
доктор геолого-минералогических наук
Москва
ЦЕРЕМОНИАЛ ежегодного Нобелев¬
ского фестиваля не раз привлекал
внимание российской прессы, в
том числе журнала «Природа». Однако
каждый последующий год добавляет
свои оттенки в этот великолепный
праздник интеллектуализма.
1996-й год, совпавший со столе¬
тием кончины Альфреда Нобеля, нало¬
жил на нобелевскую неделю особый
отпечаток. В церемонию вручения
премий в Концерт-халле было включе¬
но обстоятельное выступление предсе¬
дателя правления Нобелевского фонда
профессора Бен гг а Самуэльсона, по¬
священное памяти учредителя премий.
Не обходили знаменательной даты и
лауреаты, выступая с нобелевскими
докладами.
Необычайно пышным стал кон¬
церт во время нобелевского банкета в
Голубом зале стокгольмской Ратуши,
Нобель был меломаном, и устроители
постарались учесть его вкусы, включив
в программу произведения Чайковско¬
го, Штрауса, Каталани, Сен-Санса,
Бизе, Гуно, Оффенбаха.
За неделю до 10 декабря, дня
очередной годовщины смерти Нобеля,
к которому приурочивается церемония,
Стокгольм начинает жить предстоящи¬
ми торжествами. Улицы шведской
столицы украшаются ветвистыми гир¬
ляндами разноцветных лампочек, на
фасадах многих зданий устанавливают¬
ся ряды плошек с ярко горящими
фитилями. Едва ли не в каждом окне
—	электрические семисвечники. На
дверях квартир, в фойе гостиниц, не
говоря уж о декоре бесчисленных
магазинов, — маленькие зеленые
венки с вплетенными разноцветными
лентами.
«г
© А.М.Блох
Прибывающим лауреатам с домо¬
чадцами и приглашенным гостям отда¬
ется «Гранд-отель», самая роскошная
гостиница города. Над ее крышей
поднимают государственные флаги
стран, чьим гражданам предстоит
получать нобелевские награды. В этом
году по обе стороны от шведского
реяли стяги Австралии, Великобрита¬
нии, Польши, Соединенных Штатов,
Швейцарии, а также Норвегии, страны
—	наделителя Нобелевской премией
мира.
Премий 1996 г. удостоились аме¬
риканцы Дэвид Ли, Дуглас Ошерофф и
Роберт Ричардсон по физике, их сооте¬
чественники Роберт Кёрл, Ричард Смол¬
ли и англичанин Гаролд Крото — по
химии, Питер Доэрти из Австралии и
швейцарец Рольф Цинкернагель — по
физиологии и медицине1, польская поэ¬
тесса Вислава Шимборска — по литера¬
туре и Джеймс Миррлис из Великобри¬
тании — по экономике. Второй лауреат
премии по экономике 82-летний Уильям
Викри из Колумбийского университета
скончался в больнице 11 октября, через
три дня после объявления о присужде¬
нии ему премии.
Надо сказать, что подобная
драма случилась и в 1931 г., когда
пре,мия по литературе была присужде¬
на скончавшемуся в апреле2 шведско¬
му писателю Эрику Карлфельду.
Приезжают лауреаты, как прави¬
ло, не одни, и Нобелевский фонд
исправно оплачивает сопровождающим
пребывание в Стокгольме. Правда,
иногда число прибывших повергает
1	См.: Природа, 1997. № 1. С.94—102.
2	В соответствии с Уставом Нобелевского фонда
премия может быть присуждена посмертно, только
если смерть наступила после 31 января, то есть
после даты завершения приема Документов на
соискание премий данного года.

82
А. М. Блох
II 'О
■та
I Л1
<11
Шведская академия. 9 декаб¬
ря 1996 г. Гостей приветст¬
вуют (справа налево)
председатель правления Нобе¬
левского фонда Бенгт Саму-
эльсон и секретарь Шведской
академии Стуре Аллен с
супругами, а также и с полни -
тельный директор Фонда Ми¬
хаэль Сульман.
Церемония вручения нобелев¬
ских премий 10 декабря
1996 г. Сцена Концерт-холла.
устроителей в шок. Но, успешно
справившись с ним, они находят
достойный выход из положения.
Своеобразным рекордсменом в
этом плане стал лауреат Нобелевской
премии по физиологии и медицине
1976 г. американец Дэниел Гайдузек,
расшифровавший природу смертельной
инфекции «куру», поражающей абори¬
генов Новой Гвинеи. Оставаясь в свои
53 года холостяком, он усыновил 28
детей из разных тихоокеанских популя¬
ций. И всех их привез с собой. В
1996	г. лауреат премии по химии
Ричард Смолли прибыл в Стокгольм с
двумя бывшими женами, братом,
двумя сестрами, сыновьями сестер и
86-летней тещей, сопровождаемой

Нобелевский фестиваль 1996 года
83
компаньонкой, но до Гайдузека, к^к
видим, не дотянул.
Устроители стараются предупре¬
дить каждую мелочь, которая может
досадить гостям или внести какие-
либо осложнения.
До начала массовых мероприятий
в рамках фестиваля лауреат обязан
прочесть нобелевскую лекцию по теме
работы, увенчанной премией. Лекции
проходят в скромных университетских
аудиториях, слушают их по большей
части студенты, уже подготовленные к
восприятию сделанного открытия.
Этому способствуют оперативно изда¬
ваемые Нобелевским фондом на
шведском и английском языках богато
иллюстрированные плакаты. Они по¬
священы премиям по разделам физи¬
ки, химии, а также физиологии и
медицины, доходчиво разъясняя самые
сложные аспекты достигнутого успеха
Издание плакатов — часть запланиро¬
ванных затрат фонда. Они безвозмезд¬
но рассылаются во все шведские
учебные заведения, В последние годы
такие плакаты появляются в ряде
других стран, включая далекие Китай и
Японию. Как заверили в Нобелевском
фонде, право на их ‘своевременное
переиздание может быть предоставле¬
но и России.
Но вернемся к процедурным
моментам. Пока не прочтен нобелев¬
ский доклад, любые иные публичные
выступления лауреатов не допускают¬
ся. За этим учреждения-наделители
следят со всей строгостью. С подоб¬
ным запретом столкнулась, в частнос¬
ти, лауреат премии по литературе
Вислава Шимборска. 7 декабря в
шведском Пен-клубе происходило вру¬
чение премии имени немецкого писа-
теля-антифашиста Курта Тухольского
Ее лауреатом в 1996 г. стала белорус¬
ская писательница Светлана Алексие-
вич. На церемонии собиралась побы¬
вать и сказать несколько слов Шим¬
борска. Однако Шведская академия,
наделитель премиями по литературе,
воспрепятствовала этому, поскольку
нобелевского доклада Шимборска еще
не сделала...
Первое массовое мероприятие
Король вручает Нобелевскую премию по
литературе польской поэтессе Виславе Шим -
борской.
состоялось вечером 9 декабря в
старинном зале бывшей Биржи, вто¬
рым этажом которого владеет Швед¬
ская академия. Огромные автобусы,
искусно выруливая в узких средневе¬
ковых улочках Старого города, выса¬
живают пассажиров на углу восточного
фасада Биржи. Подъезжающие выстра¬
иваются в очередь и медленно двига¬
ются к входной двери. Войдя в
здание, гости так же- неспешно подни¬
маются по парадной лестнице на
второй этаж. В конце лестничного
марша на просторной площадке стоит
стол, где меж двух зажженных свечей
лежит толстая книга посетителей, в
которой надо оставить свою роспись.
В прилегающем коридоре, вдоль
полок со старинными фолиантами,
гостей приветствуют председатель
правления Фонда Бенгт Самуэльсон и
секретарь Шведской академии Стуре

84
А. М. Блох
Аллен с супругами, а также исполни*
тельный директор Михаэль Сульман.
Слева от них — вход в огромный
парадный зал с великолепной лепни¬
ной, где установлена мраморная фигу¬
ра Густава III, основателя Академии.
В зале более пятисот гостей.
Обстановка непринужденная. У входа
миловидные девушки в белых фартуках
держат подносы с бокалами шампан¬
ского. На обширном столе, почти во
всю длину зала, — разнообразные
тартинки. Много мужчин с орденами:
День Нобеля в Швеции — государст¬
венный праздник.
Вокруг нобелевских лауреатов —
никакого ажиотажа. Правда, вблизи от
них — некоторая концентрация фото¬
вспышек, но гости усердно фотогра¬
фируют и друг друга.
Стараясь помочь гостям почувст¬
вовать себя свободней в непривычной
среде, устроители знакомят их с
оказавшимися тут же соотечественни¬
ками. Для россиян в роли такого
доброго гения традиционно выступает
Михаэль Сульман. Сын шведа, посла
своей страны в СССР, и русской
матери, он получил начальное образо¬
вание в 110-й школе у Никитских
ворот. Русский язык Сульмана богат и
безупречен.
До назначения директором Нобе¬
левского фонда он был заместителем
министра внешней торговли Швеции,
консультировал наши финансовые и
экономические ведомства в гайдаров¬
ские времена, часто бывал в Москве.
В финансовом обеспечении деятель¬
ности Фонда свершил подлинную ре¬
волюцию.
Как известно, функционирует
Фонд за счет процентов с неприкосно¬
венного капитала, размещаемого в
ценных бумагах. После первого при¬
суждения Нобелевской премии в
1901 г. ее абсолютная сумма с годами
росла, но покупательная способность
неуклонно падала. Лишь в 1991 г., в
немалой степени усилиями Сульмана,
она достигла 6 млн шв. крон, или 1
млн долл., и сравнялась по покупа¬
тельной способности с уровнем
1901 г. (150.8 тыс. крон). В 1996 г. ее
размер поднялся еще выше, до 7.5
млн крон.
Кстати, затраты Фонда на нобе¬
левские недели в Стокгольме и Осло,
где двое миротворцев из Восточного
Тимора в тот же день получали
Нобелевскую премию мира, составили
в 1996 г., в общей сложности около 6
млн крон...
Главная церемония фестиваля,
вручение нобелевских премий, начина¬
ется в 4 часа пополудни. За 1.5—2
часа холл «Гранд-отеля» заполняется
готовящимися к отъезду. Мужчины во
фрачных костюмах. Женщины в вечер¬
них платьях.
Тут же телевидение, всполохи
фотовспышек. Спешат запечатлеть ви¬
новников торжества перед самым
радостным для них часом. В Концерт-
халле самодеятельные съемки запре¬
щены.
Транспортных осложнений не бы¬
вает. Каждый из обитателей отеля
получает вместе с магнитным ключом
от комнаты конверт, в котором содер¬
жится номер закрепленного за ним
лимузина или автобуса, в зависимости
от статуса гостя в глазах Фонда.
Брусчатка перед десятигранными
колоннами Концерт-халла сверкает
чистотой. Подъезд автотранспорта,
вместе с полицией, регулируют помо¬
гающие ей парни-студенты. Они во
фраках и черных плащах-накидках на
белой подкладке, под которыми видна
шелковая сине-желтая перевязь, под
цвет национального флага.
Студенты и студентки повсюду,
куда можно кинуть взор. В белых кепоч¬
ках с лакированным черным козырьком
и перевязью через плечо, они дежурят у
входных дверей, в холле гардероба
раздают программу церемонии и анг¬
лийские тексты официальных выступле¬
ний (и то, и другое в изящных белых
мягких переплетах с золоченным про¬
филем Альфреда Нобеля), держат по¬
четный караул вдоль стен зала, возглав¬
ляют церемониальные шествия. Один из
студентов ассистирует на сцене при
вручении премий.
Нужно добавить, что 200 из 1268
мест на банкете после вручения отведено

Нобелевский фестиваль 1996 года
85
представителям студенческой молоде¬
жи.
За десять минут до начала цере¬
монии зал Концерт-халла целиком за¬
полнен. В центре огромной сцены —
бюст Альфреда Нобеля. Левее и правее
—	спускающиеся амфитеатром ряды,
где сидят академики и другие члены
нобелевских учреждений. В левой части
авансцены стоят десять кресел с крас¬
ной обивкой, предназначенных для лау¬
реатов. Справа — три обитых синим
бархатом позолоченных кресла, специ¬
ально привезенных из дворца для коро¬
левской четы и принцессы Лилиан. Пос¬
ледняя — жена 84-летнего дяди короля,
принца Бертиля (он скончался вскоре
после нобелевских торжеств); крон¬
принцесса, наследница престола, обу¬
чается в Великобритании и на церемо¬
нии отсутствовала.
Правее королевских кресел, ближе
к рампе, — столик, на котором разложе¬
ны одиннадцать комплектов дипломов в
красном переплете и золотых медалей
лауреата Нобелевской премии. За этот
стол усаживается представитель Нобе¬
левского фонда профессор Торе Френг-
смюр. По левую руку от него, отступя,
стоит ассистирующий ему студент.
Из правой боковой двери на
сцене появляется королевская семья.
Король опускается в центральное
кресло. Справа от него — королева,
слева — принцесса.
Ровно в четыре раздается торже¬
ственная мелодия королевского гимна.
Зал, стоя, поет. Не поет, по ритуалу,
только король. Затем под звуки марша
Моцарта появляются лауреаты и зани¬
мают свои места. До кресел их
сопровождают академики, которым
предстоит представлять награждаемых.
Впереди шествуют удостоенные пре¬
мии по разделу физики, вслед за
ними — лауреаты по химии, по
физиологии и медицине, по литерату¬
ре. Замыкает шествие лауреат премии
по экономике, учрежденной в память
Нобеля Королевским Шведским бан¬
ком, столь достойным образом увеко¬
вечившим в 1969 г. свое трехсотлетие.
На трибуну, на передней стенке
которой бронзовый профиль Нобеля,
поднимается председатель правления
Фонда (лауреат Нобелевской премии
по физиологии и медицине 1982 г.)
Бенгт Самуэльсон. Вступительное
слово в память столетия кончины
Альфреда Нобеля зачитывает на швед¬
ском языке (английский перевод, как
упоминалось, на руках у каждого из
гостей). Свободная речь невозможна,
процедура расписана с точностью до
минуты. Затем следует музыкальная
заставка: звучат Моцарт, Мендельсон.
Процедура вручения премий по
физике и химии начинается выступле¬
нием председателя Нобелевского ко¬
митета по физике Карла Нордлинга.
Затем профессор Френгсмюр, взяв со
стола диплом и коробочку с медалью,
размеренным шагом приближается к
вставшему с места королю. Приняв
награды, тот начинает сближаться с
идущим ему навстречу Дэвидом Ли, а
Френгсмюр остается рядом с королев¬
ским креслом. Встречаются король и
лауреат в центре сцены, где на синем
ковре изображен белый круг с буквой
N посередине. Зал встает и молча
наблюдает за процедурой. В момент
передачи награды и рукопожатия из
правого угла сцены раздаются звуки
сдвоенных фанфар. Для награжденного
это знак для раскланивания: первый
поклон — королю, второй — академи¬
кам и третий — залу. Сразу же из
ложи в левой части зала, будто
перебрасывая по диагонали звуковую
дорожку, слышатся две другие трубы.
Это уже сигнал для аплодисментов,
которые не заставляют себя ждать.
Король возвращается к креслу, а в
это время ассистент в кепочке и сине¬
желтой перевязи подносит Френгсмюру
очередной комплект наград, который тут
же переходит в руки короля. Когда
последний из трех лауреатов по физике
возвращается на место с дипломом и
медалью, на трибуну поднимается член
Нобелевского комитета по химии про¬
фессор Леннарт Эберсон. Процедура
повторяется. По ее завершении оркестр
исполняет отрывок из «Карельской
сюиты» Сибелиуса, и трибуну занимает
профессор Каролинского медико-хирур¬
гического института Ларе Кларескуг...

86
А М Блох
Королева Сильвия и
Бенгт Самуэльсон.
Церемонии с участием Виславы
Шимборской предшествовала музыка
Грига из «Пер-Гюнта», Зал приветствовал
поэтессу особенно тепло, как бы помогая
ей справиться с волнением, но очеред¬
ность поклонов, несмотря на утреннюю
Банкет в Голубом зале
Ратуши.
репетицию, она все же перепутала.
После канцонетты и арии из «Дон-
Жуана» Моцарта, в блестящем исполне¬
нии баритона Стокгольмской оперы Пе¬
тера Маттеи, и прочувственного слова
члена Нобелевского комитета по эконо-
Королевская семья и нобелевские лауреаты спускаются в Голубой зал стокгольмской Ратуши.

Нобелевский фестиваль 1996 года
87
Студенты с штандартами шведских учебных заведений.

88
А. М. Блох
мике профессора Бертиля Нэслунда
свой диплом и медаль получил Джеймс
Миррлис. Затем вызывается профессор
Колумбийского университета Лоуэлл
Гаррис, давний друг и коллега покойно¬
го Уильяма Викри; он сидит в первом
ряду левого амфитеатра, рядом с крес¬
лами нобелевских лауреатов. Все про¬
исходит так же, как со здравствующими
лауреатами, за исключением ритуаль¬
ных поклонов.
Первая часть главного дня нобе¬
левского фестиваля завершается ис¬
полнением государственного гимна
Швеции; на этот раз, вместе с
подданными, поет и Карл XVI Густав.
После того, как королевская семья
покидает сцену под «Праздничный
марш королевы Сабы» Хонга Альфве-
на, гости направляются в гардероб, а
немалая их часть бросается- на сцену
собирать урожай автографов.
Десять минут езды — и мы у
Ратуши, грандиозного сооружения на
западной оконечности одного из бес¬
численных скалистых островов Сток¬
гольма. Построенное в начале века в
стиле средневековой архитектуры, оно,
как на машине времени, переносит
впервые здесь оказавшихся из нео¬
классической современности Концерт-
халла в седую рыцарскую эпоху.
Напрашивающиеся ассоциации
подчеркиваются горящими плошками
вдоль фасада по улице Стадсхусброн.
Завернув в огромный зал-двор под от¬
крытым небом, встречаешься с еще
одной чередой огней. Теперь это факелы
в руках выстроившихся, вплоть до входа в
крытую часть здания, бойскаутов.
А чуть поодаль, на набережной
морского залива, как бы завершая
феерию огня, полыхают приподнятые
на четыре-пять метров два змеевид¬
ных короба, каждый длиной до 10 м, с
горелками светильного газа, и сложен¬
ный между ними в пирамиде из
металлических стоек костер из бере¬
зовых дров, заготовленных под один
размер в 60—70 см.
Банкет проходит в поражающем
циклопическими габаритами Голубом
зале. Высотой с само здание, площа¬
дью 52 на 31 м, зал на самом деле
красного цвета. Проектировщики пред¬
полагали оформить его под дневной
свет, льющийся из сплошной полосы
стрельчатых окон под потолком. Но
когда возвели стены из специально
изготовленного красного кирпича, уви¬
дели, что они хороши сами по себе и
дополнительных покрытий не требуют.
Название же зала, заложенное в
проекте, решили сохранить.
По центру зала, почти на всю его
длину, тянется главный банкетный стол
на 88 персон. В средней его части места
для короля, членов королевской семьи,
нобелевских лауреатов; там же представ¬
лявший покойного Викри профессор Гар¬
рис. На остальных местах руководители
Фонда, включая тех, кто сейчас на пен¬
сии, учреждений-наделителей, члены се¬
мейства Нобелей, послы стран, граждане
которых стали лауреатами, супруги лау¬
реатов (обе бывшие жены профессора
Смолли находились за другими столами)
и т.д. По периметру от главного распола¬
гаются остальные 65 столов, от 30 до 10
мест за каждым.
Зал завешан гирляндами живых
цветов, по традиции доставляемых из
Сан-Ремо, где ровно сто лет назад
скончался Альфред Нобель. На главном
столе — тюльпаны, особая прелесть
которых в низко склоненных головках.
Пока гости рассаживаются за свои
столы, в Галерее принца за хорами
королевская чета, члены семьи, лауреаты
и почетные гости готовятся к выходу. В 7
часов раздаются фанфары, сменяемые
«Триумфальным маршем» Лемменса, и
шествие медленно спускается по широ¬
ким маршам лестницы в Голубой зал.
Впереди герольд с длинным се¬
ребряным шестом, на котором укреп¬
лено миниатюрное стеклянное изобра¬
жение здания, принимающего гостей,
—	подарок Ратуше от Нобелевского
фонда. За герольдом шествуют две
студентки с сине-желт'ыми перевязями,
а на небольшой дистанции от них
король под руку с Виславой Шимбор-
ской. Следом королева с председате¬
лем Фонда Самуэльсоном и т.д.
Когда все расселись по местам,
профессор Самуэльсон, сидящий про¬
тив короля, провозглашает первый тост

Экономика Нобелевского фонда
89
за его здоровье. Зал, стоя, поднимает
бокал с шампанским. Второй тост, в
память Нобеля, говорит король.
Официальная часть банкета за¬
вершается, и внимание переключается
на содержимое стола. Под чарующие
звуки полонеза из «Евгения Онегина»
Чайковского вносится первое блюдо.
Выбор заглавного музыкального номе¬
ра, надо думать, связан с Шимбор-
ской, дамой короля за столом.
Через полчаса на лестнице появ¬
ляются 12 факельщиков, за ними ряды
официантов с главным блюдом. Ор¬
кестр сопровождает шествие «Персид¬
ским маршем» Штрауса. Еще час
спустя на той же лестнице начинается
красочное музыкальное представление.
В завершение актеров сменяют
нобелевские лауреаты со словами
благодарности. Их выступления пред¬
варяются звуками фанфар...
Своеобразным венцом нобелев¬
ской недели, как обычно, стало 13
декабря — праздник Св.Люсии.
В заключение следует упомянуть,
что на следующий день после торжеств
в Концерт-халле, по просьбе С.П.Капи¬
цы, мне довелось посетить Шведскую
академию наук и передать для хранения
свидетельство об открытии астрономом
Людмилой Карачкиной (Крымская аст¬
рофизическая обсерватория) новой
малой планеты, которая зарегистриро¬
вана в Международном астрономичес¬
ком союзе под именем Nobel.
Профессор Тандберг, принимая сви¬
детельство, сказал, что этот дар в знаме¬
нательные дни нобелевского фестиваля
для Академии наук приятен вдвойне.
Экономика Нобелевского фонда*
i
М. Сульман,
Исполнительный директор Нобелевского фонда
Стокгольм
ДЕКАБРЯ прошлого, 1996 года,
в Стокгольме и Осло отмеча¬
лось столетие со дня смерти
знаменитого шведского изобретателя и
предпринимателя Альфреда Нобеля.
Из его 355 патентов самым известным
стал патент на изобретение динамита.
Именно это изобретение привело к
масштабному промышленному произ¬
водству взрывчатки по всему миру, что
в свою очередь стало источником
крупного состояния Альфреда Нобеля.
Не имея собственной семьи и
придерживаясь для того времени до¬
© М.Сульман	^
* Лекция, прочитанная в Москве, на Общем
собрании Академии естественных наук, 27 февра¬
ля 1997 г.
вольно радикальных взглядов, Альфред
Нобель считал, что богатство — не
заработанное, а лишь унаследованное
—	не способно привести ни к чему
хорошему, а только к лени и мораль¬
ному разложению. Поэтому Нобель
завещал большую часть собственного
состояния в пользу своего другого,
незапатентованного, но явно самого
известного изобретения — Нобелев¬
ской премии.
Когда его завещание было обна¬
родовано, оказалось, что из общего
состояния в 33 млн крон львиная доля
—	31.5 млн — выделяется на финанси¬
рование пяти нобелевских премий в
следующих областях: физика, химия,
физиология и медицина, литература и
борьба за мир.

90
М. Сульман
к* Г
у
Шведская Королевская академия наук. 11
декабря. Исполнительный директор Нобелевско¬
го фонда М. Сульман (слева) и главный
редактор ежегодника Нобелевского фонда *Les
Prix Nobel» профессор Торе Френгсмюр.
В 2001 г. будет праздноваться
100-летие со дня первого присуждения
нобелевских премий. Нередко возника¬
ет вопрос: как из года в год удается
их финансировать?
История финансовой основы но¬
белевских премий интересна со мно¬
гих точек зрения и отражает развитие
и шведской, и мировой экономики.
В своем завещании Нобель пред¬
усмотрел, казалось бы, все: критерии,
по которым производится награждение,
учреждения, которые несут высокую от¬
ветственность за присуждение премий,
интернациональный и глобальный под¬
ход к выбору кандидатур и т.д. Кроме
одного немаловажного обстоятельства:
какому юридическому лицу должен быть
передан сам капитал. Из-за этой неяс¬
ности возник юридический спор между
«душеприказчиками», т.е. исполнителя¬
ми воли покойного, зафиксированной в
завещании, и шведскими родственника¬
ми Нобеля, претендовавшими на свою
долю наследства, что в свою очередь
насторожило представителей затрону¬
тых в завещании шведских научных уч¬
реждений. Только норвежский Стортинг
(парламент) сразу согласился исполнять
предназначенную ему роль в задуман¬
ной Альфредом «нобелевской системе».
После почти четырехлетних пере¬
говоров, в 1900 г., был учрежден
Нобелевский фонд как главный «на¬
следник» Нобеля. Основная задача
фонда — была и остается — финанси¬
ровать как сами премии, так и работу
пяти нобелевских комитетов.
Капитал Альфреда Нобеля состоял
главным образом из акций в его пред¬
приятиях, в том числе и в «Товарищест¬
ве нефтяного производства Братьев Но¬
бель» в Санкт-Петербурге. Своим заве¬
щанием Нобель предписал акции реали¬
зовать, т.е. попросту продать, а полу¬
ченные деньги вложить — как было
сказано — в «надежные ценные бумаги»
Вот они-то и должны были составить
капитал, проценты с которого шли бы на
финансирование премий.
А.М.Блох с супругой в Золотом зале Ратуши.

Экономика Нобелевского фонда
91
«Гранд-отель*. 13 декабря, S часов утра.
Шествие Св.Люсии со свитой.
В начале XX в. под «надежными
ценными бумагами» понимали государ¬
ственные облигации, «окантованные зо¬
лотом», т.е, обеспеченные государст¬
венным золотым запасом, или займы,
гарантированные недвижимостью.
Такое решение вопроса о вложе¬
нии капитала было для того времени
вполне рациональным, поскольку на
протяжении столетий уровень цен
оставался стабильным. Например, в
Лондоне уровень цен начала XX в.
совпадал с уровнем цен конца XVIII в.
—	и получаемые проценты составляли
прочный реальный доход.
Однако со времен первой миро¬
вой войны, как известно, началась
эпоха крупных инфляционных колеба¬
ний. Сочетание инфляции с содержав¬
шимся в уставе Фонда ограничением,
разрешавшим только номинальные фи¬
нансовые инструменты, исключало, на¬
пример, вложение средств в акции,
что привело к реальной эрозии капи¬
тала, а следовательно, и суммы,
приходящейся на нобелевские премии.
С самого начала существования
нобелевских премий шведские власти
в принципе согласились освободить
Нобелевский фонд от налогов с
капитала. Однако из-за невероятной
волокиты с соблюдением формальнос¬
тей это решение было воплощено в
жизнь только в 1946 г. А в 1953 г.
шведское правительство, наконец, со¬
гласилось либерализовать устав таким
образом, что для Фонда открылась
возможность вкладывать средства как
в акции, так и в недвижимость,
причем без ограничений в выборе
страны. Эти меры дали Фонду воз¬
можность защититься от последствий
инфляции и одновременно принять
участие в развитии экономики. Поэто¬
му вскоре после «освобождения» от
ограничений реальная стоимость фон¬
дов капитала начала восстанавливать¬
ся. Главным образом благодаря бурно¬
му росту цен на акции на стокгольм¬
ской бирже, а также за счет удачных
операций правления Фонда на рынке
недвижимости.
В 1991 г. Нобелевский фонд
смог увеличить размер каждой премии

92
М. Сульман
Распределение капитала Нобелевского фонда по видам ценностей
1996
Акции
Швеция
14%
Европа (без Швеции)
16%
США
17%
Япония
6%
Быстрорастущие рынки
10%
63%
Облигации
Швеция
19%
Прочие страны
0%
19%
Недвижимость
Швеция
15%
Прочие страны
3%
18%
Всего
100%
1995 г I 1994 г
9%
5%
14%
14%
15%
15%
10%
11%
8%
11%
56%
56%
14%
17%
12%
7%
26%
24%
15%
16%
3%
4%
18%
20%
100%
100%
1993 г [ 1992 г
13%
12%
15%
10%
16%
14%
2%
1%
13%
6%
59%
43%
21%
34%
3%
0%
24%
34%
13%
15%
4%
8%
17%
23%
100%
100%
до 6 млн шв. крон, что по покупатель¬
ной способности соответствовало 150
тыс. крои 1901 г. С 1991 г. Фонд
проводит политику достижения реаль¬
ной стабильности премий. Это означа¬
ет, что мы практически компенсируем
шведскую инфляцию. В 1996 г. каждая
Нобелевская премия составляла 7.5
млн крон (примерно 1.2 млн долл.
США).
За последние годы стратегия
капиталовложений, исходящая из со¬
временной теории о рынках капитала
—	авторы ее Мертон Миллер, Гарри
Марковиц и Уильям Шарп были удос¬
тоены в 1990 г. премии памяти
Нобеля по экономике, — нацелена на
систематический контроль риска, свя¬
занного с разными ценными бумагами.
Управление капиталом состоит из
двух основных «блоков». В одном
блоке капитал рассредоточивается по
различным видам ценных бумаг, там
принимаются во внимание и учитыва¬
ются их характеристики по отношению
к колебаниям цен и коэффициентам
поправок (корреляции). Определенный
алгоритм оптимизации дает в резуль¬
тате нужный вариант. Во втором блоке
анализируются результаты действий
отдельных специализированных менед¬
жеров в сравнении с развитием тех
или иных бирж или рынков, включая
степень риска, определяемую как
стандартное отклонение.
С 1991 г. совокупный доход
(т.е. дивиденды и прирост капитала)
составил 80%. Ежегодно на общие
расходы, связанные с премиальными
суммами и затратами на церемонии
вручения премий в Стокгольме и
Осло, а также на деятельность нобе¬
левских комитетов отчисляется около
4% от капитала. В результате реаль¬
ный прирост — после расходов и
учета инфляции — составил порядка
40%. При этом доля акций в портфе¬
ле Фонда значительно возросла. Не¬
маловажен и тот факт, что благодаря
распределению акций по разным
рынкам с низкой корреляцией (т.е.
по рынкам, мало между собой свя¬
занным и мало один на другой
влияющим) совокупный риск удержи¬
вается на низком уровне, соответст¬
вующем уровню риска облигаций.
Для распределения капитала за
последние годы характерно увеличение
доли иностранных акций. Одна из
главных задач Нобелевского фонда —
гарантировать реальную ценность пре¬
мий в международной перспективе. А
это в свою очередь отражает тот
факт, что учреждения, выбирающие, в
соответствии с завещанием, лауреатов
через свои нобелевские комитеты,
выполняют известный завет Альфреда
Нобеля, который в высшей степени
объясняет всемирный" престиж нобе¬
левских премий, а именно: «Мое
особое желание заключается в том,
чтобы на присуждение премий не
влияла национальность кандидата,
чтобы премию получали наиболее
достойные, независимо от того, скан¬
динавы они или нет».

НОВОСТИ НАУКИ
93
Палеонтология
Инкубатор мелового
периода
Кладки яиц динозавров,
известные во многих райо¬
нах мира, привлекают неос¬
лабевающее внимание пале¬
онтологов, между тем одно-
воэрастные кладкам гнездо¬
вья меловых птиц, как ни
странно, не пользуются ши¬
рокой популярностью. От¬
части это связано с тем,
что достоверные сведения о
меловых птичьих яйцах име¬
ются только для пустынны*
гобийских	территорий
Южной Монголии, да и
встречаются они там неред¬
ко. Совместной Российско-
Монгольской палеонтологи¬
ческой экспедицей были со¬
браны материалы, позво¬
лившие соотнести яйца с
костными остатками самих
птиц.
Птичьи яйца, зачастую
целыми, ненарушенными
кладками, находят в красно¬
цветных континентальных
отложениях сантон-маа-
стрихтского	возраста.
К.Е.Михайлов, изучающий
эти яйца’ в Палеонтологи¬
ческом институте РАН (Мос¬
ква), считает, что отложив¬
шие их животные составля¬
ли неотъемлемую часть
приозерных фаунистических
комплексов и, вероятно,
гнездились колониально.
Выделяется два типа
яиц: симметричный и асим¬
Яйца птиц мелового возраста:
вверху — яйца второго
типа, внизу — яйцо первого
типа.
метричный. Принадлежность
первого типа к древним
энанциорнисовым птицам
доказывается недавней на¬
ходкой скорлупы вместе с
птичьим скелетом, описан¬
ным Е.Н.Курочкиным (Пале¬
онтологический институт
РАН). Вероятно, меловая
«наседка» гю какой-то при¬
чине погибла на гнезде.
Второй тип, прежде
произвольно называвшийся
«гобиптериксовым», найден
^ в тех же отложениях, но
отличается от первого мор¬
фологически. Тщательное
переосмысление имевшихся
материалов показало, что
сопоставляемые ранее с
этим типом эмбрионы при¬
надлежат не примитивным
меловым энанциорнисовым
птицам, которые откладыва¬
ли яйца первого типа, а
палеогнатическим — древ¬
нейшим настоящим птицам,
к которым относится и со¬
временный страус. Внутри
скорлупы были найдены
эмбрионы.
Палеонтологический журнал.
1996. № 1. С.119—121 (Россия).

94 КРАСНАЯ КНИГА
Калипсо — нимфа замшелых лесов
ИМЯ НИМФЫ, хозяйки
о.Огигии, державшей
когда-то в плену хит¬
роумного Одиссея, знает
каждый. Менее известно то,
что это имя носит один из
красивейших цветков север¬
ных лесов — небольшая
(около 10 см в высоту)
орхидея с одиночным фио¬
летовым цветком-лодочкой
размером с крупный орех,
Calypso bulbosa, обычно на¬
зываемая по-русски калипсо
луковичная.
Из более чем 35 тыс.
существующих на Земле
видов орхидей несколько
десятков сумели освоить
© Т.Н.Виноградова
Т. Н. Виноградова
Главный ботанический сад РАН
Москва
средние и даже высокие
широты как в Северном
полушарии (вплоть до Аляс¬
ки, Швеции; растут они и
по берегам Белого моря),
так и в Южном (на Огнен¬
ной Земле, субантарктичес¬
ких о-вах Маккуори). Про¬
двигаясь в умеренные и
холодные районы, орхидеи
«спустились» с деревьев
(подавляющее большинство
тропических видов — эпи¬
фиты) на землю, и среди
них стали преобладать
представители жизненных
форм клубневых геофитов,
т.е. растущих в почве
многолетних трав с корня¬
ми-клубнями.	Немногие
виды орхидей, сохранившие
черты эпифитов, тоже долж¬
ны были «спуститься» с
верхних ярусов леса в
самый низ, перейти с вет¬
вей деревьев на моховые
подушки, и с первого взгля¬
да они неотличимы от под¬
линных геофитов. К этой-то
«постэпифитной» группе и
принадлежит калипсо.
У калипсо обычно один
цветок (редко два), который
на длинном стебельке воз¬
вышается над единственным
темно-зеленым яйцевидным
листом, прижатым к лесной
подстилке. Цветок калипсо
малинового цвета, с пятью
узко-ланцетовидными лис-
Калипсо в типичном биотопе
(Беломорская тайга).
Фото автора

Калипсо — нимфа замшелых лесов
95
точками околоцветника (ле¬
пестками и чашелистиками),
один из которых направлен
вертикально вверх, а четыре
горизонтальны, и обращен¬
ной вниз крупной, напоми¬
нающей туфельку, губой,
слегка суженной и раздво¬
енной к концу. Спереди у
отверстия губы — лепестко¬
видный отгиб с тремя пуч¬
ками волосков, белых или
желтых. Светлые крапинки и
полоски есть и на самой
губе. Ниже зеленого листа,
в толще мха (но над поч¬
вой!) прячется то, что иног¬
да называют «корневищем»
калипсо. Однако, хотя ка¬
липсо и многолетнее расте¬
ние, классического корневи¬
ща у нее нет, а есть
ежегодно обновляющаяся
цепочка побегов с несколь¬
кими бесцветными влага¬
лищными листьями и шаро¬
видными вздутиями, служа¬
щими запасающим органом.
Именно за их внешнее
сходство с луковицами ка¬
липсо получила свой видо¬
вой эпитет. Сейчас подоб¬
ные органы у орхидей чащ^
всего называют «псевдо-
бульбами» (т.е. ложными лу¬
ковицами). Каждый год в
пазухе одного из влагалищ¬
ных листьев старого побега
развивается новая псевдо-
бульба, а прошлогодние —
постепенно отмирают; одно¬
временно же сохраняется
не более двух-четырех. От
псевдобульб отходят один
или два (у C.b.americana)
корня Изредка, у отдельных
растений, возле корней об¬
разуется своеобразная ко¬
ралловидная структура, о
которой речь пойдет ниже.
При не оч'ень благоприятных
условиях часть калипсо, ко¬
торая находится под мхом,
может и не дать зеленый
лист, не говоря уж о
цветке, и тогда растение
год или более пребывает в
покое, а потом вновь начи- ^
нает цвести и вегетировать
(иногда озадачивая при
Цветок калипсо. (Автор бла¬
годарит Т.Корнака за любез¬
ное разрешение использовать
фотографию из его фототеки
диких цветов.)
этом исследователя, вдруг
обнаружившего взрослое
растение там, где — он
точно помнит — в прошлом
году его не было).
Род калипсо содержит
только один вид и стоит в
системе орхидных на особи¬
цу. Внешне она во многом
напоминает венерин башма¬
чок (Cypripedium calceolus),
и в свое время Карл
Линней даже объединил их
в один род, но сходство это
—	конвергентное. Известны
четыре подвида калипсо,
отличающиеся деталями ок¬
раски цветка. C.b.bulbosa
обитает на севере Сканди¬
навии и европейской части
России (в том числе на
берегах Белого моря), в
южной части Восточной Си¬
бири, на севере Китая, в
Монголии и на Дальнем
Востоке. В Японии встреча¬
ется C.b.speciosa. Еще два
подвида (C.b.occidentaiis и
C.b.americana) растут в Се¬
верной Америке. Там калип¬
со изредка проникает дале¬
ко на юг, до Калифорнии,
Аризоны и Нью-Мехико
(поднимаясь при этом в
горы до 1300—1500 м над
ур.м., т.е, до снежных вер¬
шин), но основной ее ареал
в Америке тоже расположен
на севере — от Орегона до
Аляски.
Обитает калипсо в те¬
нистых хвойных, реже сме¬
шанных лесах с хорошо
развитым моховым покро-

96
Т. Н. Виноградова
|	I
Протокормы калипсо на раз¬
ных стадиях развития.
вом. При этом растение
явно тяготеет к гнилой дре¬
весине — часто растет на
старых, превратившихся уже
в кочки пнях и покрытых
мхом трухлявых стволах по¬
гибших деревьев. Его цветы
опыляют в основном шмели,
но находили в них и других
насекомых: мух, ос, трипсов
и даже паучков.
Калипсо	зацветает
вскоре после таяния снега,
а к началу августа ее
единственный лист отмира¬
ет. Примерно в это же
время	разворачивается
новый лист побега, а цве¬
точные почки увеличиваются
в размерах. Таким образом,
на зимовку калипсо уходит
с зеленым листом и круп¬
ным бутоном. Как и другие
орхидеи, калипсо произво¬
дит значительное количест¬
во семян — около 9.5 тыс.
в каждой коробочке. Каза¬
лось бы, такая огромная
продуктивность	должна
обеспечивать чрезвычайно
высокий уровень семенного
возобновления, однако ко¬
личество молодых особей
семенного происхождения
колеблется в разные годы
от 1 до 6% от общей
численности популяции, при
достаточно высоком (до
60%) проценте в ней гене¬
ративных растений. Впро¬
чем, калипсо не отличается
в этом смысле от других
орхидей. Дело в том, что
все орхидеи умеренных
широт — потомки тропичес¬
ких эпифитных видов, кото¬
рым для успешного размно¬
жения необходимо произво¬
дить как можно больше
легких, летучих семян. Од¬
нако за высокую числен¬
ность семян орхидеям при¬
ходится расплачиваться: эти
семена почти лишены пита¬
тельных веществ и могут
прорастать лишь вступая в
симбиоз с определенными
видами грибов. Естествен¬
но, всхожесть при этом
минимальна. Эти особен¬
ности сохранили и назем¬
ные виды, хотя по некото¬
рым данным их семена
крупнее и не столь много¬
численны.
Затем наступает пери¬
од, когда прорастающая ор¬
хидея, питаясь с помощью
проникших в нее гифов
грибов, наращивает массу,
формируя маленький под¬
земный клубенек — «прото¬
корм». Через некоторое
время на нем появляются
зачатки побега и корня.
Подземное развитие калип¬
со на этом не завершается:
у нее появляется еще и
маленький подземный побег
с чешуевидными листьями.
В отличие от обычных под¬
земных или надземных по¬
бегов взрослых > орхидей
этот побег содержит в клет¬
ках коры грибные гифы (у
взрослых орхидей они со¬
храняются только в корнях).
Один из классиков-орхидо-
логов, Х.Цигеншпек1, назвал
этот симбиоз мицелия
гриба и корня растения
«микоризой».
В начале развития ор¬
1	Ziegenspeck Н. Orchi-
daceae. Lebensgeschichte der
Blutenpflanzen Mitteleuropas.
Stuttgart, 1936.
хидея переживает два «ост¬
рых» периода. Первый —
это собственно прораста¬
ние. По современным пред¬
ставлениям, симбиоз орхи¬
деи и гриба представляет
собой антагонистическое
равновесие. Если это рав¬
новесие не устанавливается,
прорастающее семя погиба¬
ет, поэтому семени орхидеи
мало попасть в благоприят¬
ные условия и встретить
нужный гриб, следует еще
установить с ним «правиль¬
ные отношения». При искус¬
ственном симбиотическом
культивировании в этот мо¬
мент происходит массовая
гибель протокормов. Какой,
хотя бы приблизительно,
процент семян прорастает в
естественных условиях, ус¬
тановить не удалось.
Второй «острый» мо¬
мент — формирование пер¬
вого надземного листа. В
этот период происходит
смена способа питания и
даже жизненной формы
растения. Маленькое под¬
земное растение тратит за¬
пасы на формирование над¬
земного побега, который
еще не принимает участия
в питании. Затем лист раз¬
ворачивается, начинает «ра¬
ботать», но одновременно —
испарять воду. При этом
протокорм растения и его
первые корни находятся не¬
глубоко, в легко пересыхаю¬
щем верхнем слое почвы, и
в жаркое сухое лето множе¬
ство таких растений погиба¬
ет. Более крупные взрослые
особи с глубоко залегающи¬
ми корнями и большими
запасами страдают меньше.
Наконец, по нашим наблю¬
дениям, семена многих ор¬
хидей прорастают плотными
группами (до нескольких де¬
сятков на квадратном деци¬
метре). В таких скоплениях
большая часть сеянцев со
временем также погибает. В
роли патогенного гриба
может выступать и собст¬
венный симбионт орхидеи.

Калипсо — нимфа замшелых лесов
97
Найти протокормы раз¬
личных орхидей в природе
трудно, но можно. Однако
есть виды, протокормы ко¬
торых оставались загадкой
для исследователей. До не¬
давнего времени к ним
относилась и калипсо. И
никто не подозревал, что
поздние стадии развития ее
протокормов давным-давно
известны.
Еще в 1818 г. О.Либо-
шиц и К.Триниус писали о
загадочном «дланевидном
желваке», который иногда
образуется у калипсо ниже
«желвака, переменяемого с
каждым годом», т.е. псевдо-
бульбы2. В 1922 г. Г.Маусли
нашел и сфотографировал
подобные «коралловидные
корневища» у взрослых
крупных растений3. Видимо,
именно то, что подобные
«корневища» находили у
взрослых, нередко цветущих
экземпляров, мешало ис¬
следователям связать их с
семенным возобновлением
калипсо. Более поздние ис¬
следователи, которые сами
не находили подобных орга-1
нов у калипсо в природе,
тем не менее предположи¬
ли, что этот орган играет
важную роль в вегетативном
размножении калипсо. Так
родилась легенда, одна из
тех, которые бывают столь
живучи в научной литерату¬
ре.
Шестьдесят три года
спустя, в 1985 г., В.Р.Филин
нашел на Беломорской био¬
станции МГУ экземпляры
калипсо с «коралловидными
корневищами» и предполо¬
жил, что это — неотмершие
гипертрофированные прото¬
кормы. В течение трех се¬
зонов (1986—1980) на био¬
станций велись целенаправ¬
2	Либошиц О., Триниус К.
Флора санктпетербургская и
московская. Спб., 1818.
3	Mousley Н. // J. New York
Bot. Gard. 1924. V.25. № 290.
P.25—30.
Растения с псевдобульбами и
неотмершим коралловидным
протокормом. Справа изо¬
бражена калипсо, которая со¬
храняла протокорм более трех
лет — редкий случай!
ленные поиски подземных
стадий развития калипсо.
Лишь летом 1988 г. удалось
обнаружить 13 экз., находя¬
щихся на разных стадиях
развития (даже сейчас,
когда доподлинно известно,
где и как можно найти
протокормы калипсо, подоб¬
ная находка остается вол¬
нующей редкостью).
Некоторые систематики
считают калипсо близкой
родственницей другой се¬
верной орхидеи — ладьяна
(Corallorhiza tribida), — под¬
земные побеги которой
очень похожи на протокорм
(микоризу) калипсо. Разли¬
чие — в том, что побеги
юной калипсо укорочены и
срастаются в красивое ба¬
бочковидное. образование с
множеством меристемных
зон (содержащих способные
к делению клетки), из кото¬
рых лишь одна дает начало
надземному побегу. Таким
образом, вегетативно расте¬
ние на этой стадии не
размножается, хотя теорети¬
чески это возможно. Фор¬
мирование надземного по¬
бега происходит не ранее
второго, а чаще — на
третий год развития, затем
проходит еще несколько
лет, прежде чем растение
сможет зацвести. Через год
протокорм отмирает. Перед
этим клетки меристемных
зон преобразуются в парен¬
химные, т.е. теряют способ¬
ность к делению и, таким
образом, вегетативное раз¬
множение с помощью про¬
токорма становится невоз¬
можным4.
4	Виноградова Т.Н., Филин
В.Р. // Бюл. МОИП. Отд. биол.
1993. Т.98. Вып.2. С.61-73.
4 Природа № 5

98
Т. Н. Виноградова
Что же касается круп¬
ных «взрослых» растений с
«коралловидными корневи¬
щами», найденных в 1818 г.
Либошицем и Триниусом, в
1922 г. — Маусли и в
1985 г. — Филиным, то это
тоже сеянцы с первым либо
вторым надземными побега¬
ми. Однако в этих случаях
складывались условия, кото¬
рые благоприятствовали
симбиотическому питанию
калипсо (в частности, Маус¬
ли отмечает, что подобные
растения чаще можно
встретить на гнилых пнях и
лежащих стволах), поэтому
протокормы	вырастали
крупнее, с большим количе¬
ством меристемных зон
(впрочем, и в этих условиях
чаще всего формируется
лишь один надземный
побег, за редким исключе¬
нием — два). Подобный
протокорм к тому же может
«не спешить» с переходом к
фотосинтезу и формирует
надземный побег лишь на
третий-четвертый год разви¬
тия (а вот на утоптанной
тропинке, напротив, можно
найти растения, которые
«торопятся», развивая над¬
земный побег уже на вто¬
рой год). Когда же крупные
протокормы наконец форми¬
руют надземный побег с
зеленым листом, эти побег
и лист приобретают уже
вполне «взрослый» вид. Уже
на следующий год такие
орхидеи могут зацвести.
Растение как бы смещает
акценты в своем развитии,
делая ставку на наиболее
благоприятный в конкретных
условиях тип питания. Что
же касается других видов
орхидей, то среди них есть
чисто микотрофные виды,
вовсе лишенные хлорофил¬
ла, в том числе наши
северные орхидеи из родов
Neottia и Corallorhiza, у
которых над землей появля¬
ются только генеративные
побеги.
Калипсо немногочис¬
ленна везде, где обитает.
Причины же, по которым
она очутилась в российской
Красной книге (с довольно
«мягким» статусом 3 (R) —
редкий вид, представленный
небольшими популяциями),
типичны для подавляющего
большинства оказавшихся
там цветов: уничтожение
мест обитания (при сведе¬
нии старых зеленомошных
хвойных лесов калипсо пол¬
ностью вымирает) и рекреа¬
ционные нагрузки, не в
последнюю очередь — сбор
«любителями» природы как
на букеты, так и для пере¬
садок. К счастью, калипсо
растет на территории мно¬
гих заповедников5 (в Бай¬
кальском, Баргузинском,
Башкирском, Буреинском,
Витимском, Волжско-Кам-
ском, Денежкином Камне,
Зейском, Кандалакшском,
Киваче, Комсомольском,
Лапландском, Олекминском,
Печеро-Илычском, Пинеж-
ском, Сихотэ-Алинском,
Столбах, Уссурийском, Хин-
ганском, Центральносибир¬
ском). А кроме того, ее
культивируют в нескольких
ботанических садах России
и Украины (в том числе в
Иркутске, Екатеринбурге,
Киеве). Так что исчезнове¬
ние калипсо в нашей стра¬
не пока не грозит. Однако
нельзя допустить, чтобы
один из прекраснейших
цветов России уцелел лишь
в недоступных большинству
заповедных зонах, поэтому
там, где он еще встречает¬
ся, необходимо срочно раз¬
работать и принять меры по
его охране.
5 Растения Красных книг в
заповедниках России. М., 1994.
С.191—298.

ЗАМЕТКИ И НАБЛЮДЕНИЯ
98
Не смотрите свысока на простого червяка
В.	И. Булааинцев,
кандидат биологических наук
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН
Москва
ИЗ ГОДА в год с осен¬
ними криками журавли¬
ных стай роняют леса
золотисто-багряный убор,
устилая землю многоцвет¬
ным ковром опавших лис¬
тьев.
Недолгое великолепие
осени блекнет под холодны¬
ми моросящими дождями
осиротевшей	природы.
Зима укрывает продрогшую
землю снежным саваном.
Редкий крик вороны, одино¬
кая, замирающая флейта
снегиря, стрекотание неуго¬
монных сорок на опушке да
сиротливый писк птичьей
мелочи в кронах спящих
деревьев. Но зимний сон
невечен. Голубея, поднима¬
ется небесная высь. В хрус¬
тальном воздухе звенит се¬
ребряной капелью синица*
Вороний крик уже не тает
уныло в по-зимнему стылом
низком небе, но льется
вольно и чисто над верши¬
нами потеплевших весенней
коричневой березняков.
Оседает темными во¬
ронками вокруг стволов
снег, пугливо прижимаясь к
земле под слепящим солн¬
цем, ноздреватый и пест¬
рый от вытаявшего древес¬
ного сора. А там уже
засеребрились, урча и буль¬
кая, бесчисленные змейки
талых ручейков, сливаясь в
пенные потоки, жадно сли¬
зывающие остатки снежного
покрывала с оживающей
земли. Но где же золотой
ковер, с осени укрывший
землю? На отпотевшей,
пригретой солнцем почве
остались от него буроватые
© В.И.Булавинцев
О
§
Z
ф
и
D— LnJI - и п
in
2
F
3
Г
5	100
| 200
1 300
400
Численность и биомасса вось¬
ми видов (1—S) почвенных
беспозвоночных у норок
(черные столбики) Lumbrlcus
terrestrls и между ними (полые
столбики).
кучки полуистлевших лис¬
тьев. Но осеннее золото не
пропало даром, оно исчез¬
ло, чтобы возродиться ве¬
ликой тайной весеннего
пробуждения земли.
Чтобы прикоснуться к
этой тайне, придется рас¬
статься с весной и светом
и, обретясь к языку сухих
фактов, мысленно перене¬
стись в мир, лежащий у нас
под ногами. Населенный
удивительными существами,
крошечными и невзрачными,
он вершит великое дело
созидания	плодородия
земли.
Все, от мала до вели¬
ка, знают о дождевых чер¬
вях, во множестве выпол¬
зающих на поверхность
I1
после ливней. Червей едят
птицы, на них ловят рыбу,
много их в старых садах и
огородах. Вот, пожалуй, и
все, что известно о червях
большинству современных
людей. На самом же деле,
дождевые черви — «живые
фабрики почвенного плодо¬
родия». Об этом говорил
еще великий Дарвин.
Органическое вещество
растительных и животных
остатков в первоначальном
своем виде непригодно для
питания растений. Попадая
в кишечник червей, оно
преобразуется в легкораст¬
воримые вещества, насы¬
щенные ферментами микро¬
флоры кишечника, и, посту¬
пая в почву в виде копро-
литов, обеспечивает ее пло¬
дородие.
Для простоты и нагляд¬
ности всех дождевых червей
можно разделить на три
группы: норников, подсти-
лочников и собственно поч¬
венных.

100
L молодые
взрослые
lL
Соотношение численности мо¬
лодых и взрослых червей возле
норок (черные столбики) Lum-
brlcus terrestris и между ними
(полые столбики).
Крупные норники роют
длинные вертикальные ходы
глубиной до двух метров,
наружу выползают в суме¬
речное время суток для
сбора пищи — свежеопав¬
шей зелени деревьев и
трав. Часть собранной лист¬
вы затаскивается в норку,
остальное оставляется сна¬
ружи, чтобы прикрыть ее.
Подстилочные виды
живут в листовом опаде у
самой поверхности земли.
Это некрупные, темноокра-
шенные существа, поедаю¬
щие полураэложившуюся
листву. Глубоко в почву они
не проникают.
Почвенные виды, как
правило, светло окрашены,
живут в почве до глубины в
несколько десятков санти¬
метров. Питаются они час¬
тичками почвы, смешанными
с разлагающимися остатка¬
ми растительного и живот¬
ного происхождения.
Кроме червей в преоб¬
разовании мертвых органи¬
ческих веществ задейство¬
ваны и другие обитатели
почвы: личинки различных
насекомых, коллемболы,
почвенные клещи, круглые
черви (нематоды), простей¬
шие и микроскопические
грибы.
1 в
0
I*
1	4
6 з
1 2
г
п
Благополучие и работо¬
способность всего комплек¬
са почвенных беспозвоноч¬
ных теснейшим образом
связаны деятельностью чер-
вей-норников.
Копролиты и полураз-
ложившиеся остатки расте¬
ний, накапливающиеся во¬
круг жилища этих червей (в
Подмосковье это Lumbricus
terrestris), — прекрасная пи¬
ща и благоприятная среда
обитания для других беспо-
звоночных-почвообразовате-
лей, поскольку органическая
масса сама по себе обла¬
дает повышенной влагоем-
костью и, кроме того, ув¬
лажняется выделениями
обитателей норок.
Возле норок L. terrestris
формируются участки с по¬
вышенной биологической
активностью субстрата, где
численность и биомасса
почвенных беспозвоночных
вдвое выше, чем на участ¬
ках между норками.
С «активными» зонами
почвы тесно связаны и
другие первичные разруши¬
тели опада, такие как оби¬
тающие в подстилке и верх¬
них слоях почвы черви
Lcastaneus и Lrubellus.
Червей, населяющих мине¬
ральные слои почвы — Ni-
codrillus roseus, N.caliginosus
и Octolasium lacteum, — во
взрослом состоянии встре¬
тишь и вокруг норок, и
между ними, но молодые
особи предпочитают быть
возле норок.
Кроме червей там со¬
бираются слизни (Derocerus
leave), многоножки-литобии-
ды (Monotarsobius curtipes,
Schendyla nemorensis) и в
несколько меньшем числе —
личинки насекомых и много-
ножки-геофилиды. Известно,
что вокруг норок дождевых
червей повышена числен¬
ность энхитреид и микро¬
биологическая активность
почвы.
Совершенно очевидна
В. И. Булавинцвв
взаимосвязь с червями-нор-
никами целого комплекса
почвенных беспозвоночных
—	первичных и вторичных
разрушителей опада, а
также хищников. На «актив¬
ных» участках около норок
L.terrestris, занимающих
всего 25% площади, в усло¬
виях стабильного увлажне¬
ния сосредоточивается не
менее 70% почвенной мезо-
фауны (беспозвоночные жи¬
вотные крупнее 0.5 см) и
совершается основная рабо¬
та по утилизации лесного
опада.
Любые серьезные нару¬
шения целостности ком¬
плекса почвенных беспозво¬
ночных неизбежно отража¬
ются на эффективности
переработки опада и, как
следствие этого, на плодо¬
родии почвы.
Многочисленные иллю¬
страции этого положения, к
сожалению, обычны в наших
городских дворах с их
пыльно-серцми сквериками
и полисадниками, где зе¬
лень трав и цветов давно
не радует взоры горожан.
Целая армия дворников
с упорством, достойным
лучшего применения, каж¬
дую осень прилежно выме¬
тает золото листьев, сгре¬
бая их в безобразные кучи,
сжигая или хороня здесь
же, во дворах, в огромных
ямах, как в «братских моги¬
лах».
Какие уж тут норники,
какой уж тут комплекс поч¬
венных беспозвоночных! А
откуда же без них взяться
плодородию почвы? Вот и
пылят из года в год город¬
ские дворы, и будут пылить,
пока не переведутся у нас
среди функционеров комму¬
нального хозяйства горе-
экологи.
Воистину, заставь чи¬
новника заботиться о чисто¬
те города, он и листву
уберет!

НОВОСТИ НАУКИ
101
Nota bene
Охрана окружающей среды
Субсидии вредят окружающей среде
Правительства различ¬
ных государств в качестве
субсидий для бедных слоев
населения, поддержки мало¬
рентабельных, но необходи¬
мых отраслей промышлен¬
ности, а также для развива¬
ющихся стран ежегодно вы¬
деляют более 500 млрд
долл. США.
В недавней работе
Д.М.Рудмана (D.M.Roodman;
Институт наблюдения за
миром, Массачусетс, штат
Вашингтон, США), которая
называется «Кто платит за
музыку: субсидии, политики,
окружающая среда», собра¬
ны факты, показывающие, 4
что такие дотации произво¬
дят эффект, обратный ожи¬
даемому, и ухудшают состо¬
яние окружающей среды.
В указанную сумму вхо¬
дят:
—	101 млрд для закуп¬
ки жидкого топлива и дру¬
гих энергоносителей и 13
млрд для ирригационных
работ в слаборазвитых
странах; это, по мнению
автора, означает неэконом¬
ный расход энергетических
ресурсов, рост содержания
в атмосфере диоксидов уг¬
лерода и серы, других за¬
грязнителей, а также избы¬
точное потребление воды и
вследствие этого засоление
почв;
—	302 млрд для кон¬
троля продуктов питания в
индустриальных странах и
для фермеров, что приводит
к повышенному использова¬
нию минеральных удобре¬
ний и пестицидов, загрязне¬
нию окружающей среды от¬
ходами субсидируемых жи¬
вотноводческих комплексов
и увеличению доли исполь¬
зованных земель под выра¬
щивание кормов (в Европе
60% производимой сельхоз¬
продукции --- корма);
—	111 млрд на под¬
держку дорог и связанных с
ними служб (влияние авто¬
мобильных «смогов» на чис¬
тоту воздуха плюс отчужде¬
ние земель под автомаги¬
страли комментариев не
требует).
Даже средства, выде¬
ляемые непосредственно
для защиты окружающей
среды, наносят, по доводам
автора, вред. Так, на субси¬
дии, предназначенные для
экологически «чистого» ры¬
боловства, строят столько
судов и делают снастей,
что можно дважды перело¬
вить все рыбные запасы.
Снабжение пресной
водой субсидируется даже в
богатых странах. В Кали¬
форнии (США) земледельцы
платят за 1000 м3 воды
2.04 долл., правительство —
24.84 долл., тогда как ре¬
альная рыночная цена воды
в областях с плодородными
землями и благоприятным
для сельского хозяйства
климатом достигает 160
долл. В то же время,
например, Дж.П.Симлот
(J.P.Simlot), выращивая кар¬
тофель для Макдональдса,
,орошает аридные земли де¬
шевой водой при острой
нехватке ее для пищевых и
гигиенических целей.
В Германии протекцио¬
низм и выплаты угледобы¬
вающим шахтам привели к
тому, что средства, выде¬
ляемые на каждого работа¬
ющего, возросли за период
1982—1996 гг. с 15 тыс. до
73 тыс. долл. Несмотря на
это, численность шахтеров
упала за это же время со
175 тыс. до 90 тыс. чело¬
век. Для окружающей среды
полезнее, по мнению авто¬
ра, чтобы шахты просто
перестали работать.
В развивающихся стра¬
нах субсидируемые иррига¬
ционные работы лишь по¬
глощают средства, не обес¬
печивая население водой, а
прямые компенсации за
энергию и водные ресурсы
беднейшим слоям не дохо¬
дят до нуждающихся. В
Индонезии «керосиновые»
дотации привели к падению
уровня жизни пятой части
населения, поскольку 90%
выделенных средств посту¬
пило не к тем, кто в них
нуждается.
Рудман считает госу¬
дарственные поддержки ру¬
диментом	прошедшей
эпохи. Он утверждает, что
выбор субсидируемых от¬
раслей определяется поли¬
тиками, а распределение
средств осуществляется чи¬
новниками, коррупция среди
которых носит характер пан¬
демии. Субсидии наносят
непоправимый вред окру¬
жающей среде, создавая
иллюзию дешевых природ¬
ных богатств; они приводят
к снижению уровня жизни
как тех, кто платит за них,
так и тех, кто их получает.
Worldwatch Paper, 1996. № 133.
Р.6—9, 33; News Release World¬
watch Institute December 7, 1996
(США).

102
Новости науки
Космические исследования
Первый полет косми¬
ческого аппарата се¬
рии «New millenium»
Для околоземных орби¬
тальных полетов, а также
для изучения дальнего кос¬
моса Национальное управ¬
ление США по аэронавтике
и исследованию космичес¬
кого пространства (НАСА)
планирует запустить серию
аппаратов по программе
«New millenium» («Новое ты¬
сячелетие»).
Первый аппарат этой
серии «Deep space-1»
(«Дальний космос-1») будет
запущен 1 июля 1998 г. Он
должен пролететь вблизи
астероида 2352 Мак-Олиф
26 января 1999 г., а вблизи
короткопериодической коме¬
ты Уэста-Когоутека-Икемуры
—	1 июня 2000 г. В этом
полете будет испытано 13
новых технологий, в том
числе: ионный двигатель,
работающий на энергии со¬
лнечных батарей; миниатюр¬
ный радиопередатчик даль¬
ней космической радиосвя¬
зи и твердотельный усили¬
тель для К-диапазона ра¬
диоволн; два научных при¬
бора — миниатюрная 'каме¬
ра-спектрометр (MICAS) и
плазменная установка для
планетных исследований
(РЕРЕ). Помимо проведения
научных	экспериментов
MICAS станет функциониро¬
вать как часть системы
бортовой автономной нави¬
гации, а РЕРЕ будет ис¬
пользован для изучения
влияния работы ионного
двигателя на космический
аппарат и окружающую его
среду.
Хотя основная цель
программы «New millenium»
—	испытание новых техно¬
логий, в каждом полете
планируется получать и на¬
учную информацию. Для ра¬
боты с аппаратом «Deep
space-1» НАСА создает не¬
большую научную группу,
конкурс на участие в кото¬
рой объявлен в начале
этого года.
The 28th Annual meeting of the
American astronomical society,
division of Planetary Science.
Arisona. 23—26 October 1996.
Abstract № 10.10 (США).
Космические исследования
Получено четкое изо¬
бражение Плутона
Американским ученым
А.Стерну (A.Stern; Юго-за-
падный исследовательский
институт), М.Бюи (М.Buie;
Лоуэллская обсерватория,
штат Массачусетс) и Л.Тра-
фтону (L.Trafton; Макдоналд-
ская обсерватория, штат
Техас) с помощью Косми¬
ческого телескопа им.Хаб-
бла удалось получить с
высоким	разрешением
серию фотографий планеты
Плутон, сделанных на про¬
тяжении его 6.4-суточного
периода вращения вокруг
своей оси. Как следует из
этих фотоснимков, Плутон
обладает более широким
спектром видимого излуче¬
ния и, кроме того, более
контрастен, чем любая дру¬
гая планета, за исключени¬
ем Земли. Как полагают,
основная часть темных и
светлых областей представ¬
ляет собой изморозь, кото¬
рая создается атмосферой
Плутона, содержащей азот,
оксид углерода и метан.
Ранее не удавалось по¬
лучить столь ясного изобра¬
жения этой планеты даже
при использовании самых
больших телескопов на
Земле, поскольку угловой
размер объекта составляет
лишь десятую долю секун¬
ды.
Physics Today. 1996. V.49. № 5.
P.9 (США).
Астрофизика
Третий — лишний на
орбите?
Недавние открытия не¬
скольких массивных планет
вблизи звезд типа Солнца в
созвездиях Пегас, Андроме¬
да и др. заставили искать
альтернативу существующей
модели приливного взаимо¬
действия, предложенной в
свое время для описания
процесса формирования ги¬
гантских планет Солнечной
системы — Юпитера и Са¬
турна. В рамках этой моде¬
ли планета не может распо¬
лагаться ближе нескольких
астрономических единиц от
Солнца: на малых расстоя¬
ниях излучение препятствует
конденсации паров воды и
других газов, что в прилив¬
ной модели играет важную
роль при формировании
планет-гигантов.
Вновь открытые гигант¬
ские планеты удалены от
своих звезд всего на 0.05—
0.5 а.е. Кроме того, их
орбиты имеют эксцентриси¬
тет 0.25—0.38, что не согла¬
суется с приливной моде¬
лью, которая предсказывает
почти круговые орбиты (экс¬
центриситет ~0).
С.Вайденшиллинг (S.J.Wei-
denschilling; Институт плане¬
тарных исследований, Так¬
сон, США) и Ф.Марзари
(F.Marzary; Падуанский уни¬
верситет, Италия) предполо¬
жили, что первоначально ги¬
гантских планет было три
или больше и располага¬
лись они на круговых орби¬
тах достаточно большого
радиуса.
Еще в 1980 г. П.Фари-
нелла (P.Farinella) выдвинул
гипотезу, согласно которой
система из трех или более
планет с близкими массами
может быть нестабильной. В
то время, однако, не было
открыто ни одного подходя¬
щего объекта для проверки

Новости науки
103
этой идеи, и она была
забыта.
Вайденшиллинг и Мар-
эари провели ряд числен¬
ных расчетов эволюции
орбит трех планет с массой
Юпитера, расположенных
первоначально на круговых
орбитах. В зависимости от
их исходного размещения
возможны различные сцена¬
рии эволюции, однако наи¬
более вероятно, что одна
из планет за счет гравита¬
ционного взаимодействия с
другими перейдет на гипер¬
болическую орбиту и поки¬
нет систему. Оставшиеся
две планеты окажутся на
вытянутых орбитах: одна —
близко к звезде, другая —
далеко. Избавившись от
«лишнего» третьего спутни¬
ка, система приобретет ста¬
бильность.
Экспериментальная про¬
верка предложенной модели
могла бы заключаться в
обнаружении вторых — уда¬
ленных — планет в упомяну¬
тых планетных системах.
Для этого необходимы на¬
блюдения в течение дли¬
тельного времени.
Nature. 1996. V.384. № 6610.
Р.619—621 (США).
измерили спектры отраже¬
ния более чем 250 объектов
из главного пояса астерои¬
дов. Половина из них отно¬
сятся к 11 семействам,
другая половина — это
индивидуальные астероиды.
Большинство членов каж¬
дого семейства имеют
очень похожие спектры от¬
ражения, для остальных ас¬
тероидов характерно слу¬
чайное распределение по
типам С и S.
В семействах обнару¬
жены и «чужаки», не похо¬
жие по спектрам отражения
на своих «родственников».
Но по величинам собствен¬
ных элементов орбит «чужа¬
ки» попадают на периферию
семейства. Это еще раз
подчеркивает трудность оп¬
ределения его границ по
параметрам орбит.
The 28th Annual meeting of the
American astronomical society,
division of Planetary Science.
Arisona. 23—26 October 1996.
Abstract № 10.08 (США).
Физика
Учреждена премия
Бёте
существенное влияние на
развитие квантовой электро¬
динамики, — а также откры¬
тие циклов термоядерных
реакций (являющихся источ¬
ником энергии звезд), удос¬
тоенное Нобелевской пре¬
мии по физике (1967).
Премией Бёте (7500
долл.) предполагается отме¬
чать лучшие теоретические
и экспериментальные рабо¬
ты в области ядерной физи¬
ки и астрофизики. Первая
премия будет присуждена в
1998 г.
Physics Today. 1996. V.49. № 8.
Parti. P.59 (США).
Физика
Прямое измерение
межатомных потенциа¬
лов
Потенциал межатомного
взаимодействия определяет
основные свойства вещест¬
ва. Его зависимость от
расстояния находят косвен¬
но — обрабатывая результа¬
ты измерений целого ряда
таких параметров, как упру¬
гие модули, энергия хими¬
ческой связи, нелинейные
характеристики колебаний
образцов и т.п. Полученные
данные пересчитывают с
целью найти, например,
значения вириальных коэф¬
фициентов и уже по ним
восстановить пространствен¬
ный ход потенциала, пред¬
полагая a priori ту или иную
форму взаимодействия.
Применение атомного
силового микроскопа (ACM)
дает прямой метод опреде¬
ления этих величин: силы
взаимодействия между ато¬
мами поверхности и острия,
уравновешиваемого на мик¬
роскопическом коромысле в
нескольких нанометров от
нее, измеряются непосред¬
ственно.
Главная трудность в
экспериментах подобного
Планетология
Семейства астероидов:
миф или реальность?
Семейства астероидов
—	это группы малых планет
с близкими элементами
орбит. Считается, что асте¬
роиды одного семейства
представляют собой облом¬
ки единого родительского
тела. Однако подтвердить
верность этой точки зрения
можно, лишь показав, что
астероиды такого семейства
состоят из одинакового ве¬
щества.
Астрономы Массачу¬
сетсского технологического
института (Кембридж, США)
Американский институт
физики учредил премию
Ханса Альбрехта Бёте в
знак признания научных за¬
слуг этого выдающегося
физика-теоретика. Офици¬
ально об этом было объяв¬
лено 2 июля 1996 г. на
приеме, устроенном Кор-
неллским университетом в
честь девяностолетия учено¬
го. В этом университете
Бёте проработал 60 лет (с
1935 г.) после, эмиграции
из Германии в 1933 г.
К наиболее значитель¬
ным достижениям ученого
относятся: объяснение лэм-
^ бовского сдвига (сдвига
уровней энергии в атоме
водорода) — работа опубли¬
кована в 1947 г. и оказала

104
Новости науки
5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5
расстояние, нм
Кривые зависимостей силы и
потенциальной энергии взаимо¬
действия атомов кремния, а
также упругости подвеса от
расстояния игла — поверх¬
ность.
рода — «контактный пры¬
жок», т.е. значительное и
неконтролируемое ускоре¬
ние острия при его прибли¬
жении к образцу на малые
расстояния, где кривая по¬
тенциальной энергии взаи¬
модействия атомов имеет
точку перегиба.
Группа японских и анг¬
лийских	специалистов
(S.P.Jarwis, H.Yamada et al.)
снабдила атомный силовой
микроскоп магнитоуправляе¬
мой системой следящей об¬
ратной связи. Если в тради¬
ционном ACM упругость ры¬
чажного подвеса острия
фиксирована, то в усовер¬
шенствованном приборе она
меняется, возрастая при
сближении иглы с поверх¬
ностью. Это достигается
размещением маленькой ка¬
тушки управления вблизи
задней части острия, на
которой закреплен миниа¬
тюрный магнит. Ток в ка¬
тушке, помимо плавно ме¬
няющейся составляющей,
имеет малую по амплитуде
синусоидальную составляю¬
щую. Частота модуляции
(2.3 кГц) выбрана так,
чтобы упругость подвеса,
определяемая на этой час¬
тоте, практически совпадала
с упругостью подвеса в
отсутствие цепи обратной
связи. Усиление же упругос¬
ти благодаря обратной
связи проявляется на более
низких частотах.
Модуляционная методи¬
ка хорошо известна; она
применяется, в частности, в
сканирующих туннельных
микроскопах. Одно из глав¬
ных ее достоинств — значи¬
тельное повышение отноше¬
ния сигнал/шум при изме¬
рениях на переменном токе
управления.
За основу авторами
был взят ультравысоковаку-
умный ACM «Омикрон» со
встроенной системой изме¬
рения	модулированных
перемещений иглы. После
усовершенствования прибор
позволил точно и непрерыв¬
но записать зависимость от
расстояния градиента силы
взаимодействия кремниево¬
го острия с гранью (III)
монокристалла Si в наибо¬
лее интересном диапазоне
расстояний, где ход меж¬
атомного потенциала испы¬
тывает перегиб. В разрабо¬
танной методике силовой
градиент определяется на¬
прямую — путем деления
амплитуд модуляции силы и
смещения иглы.
Nature. 1996. V.384. N° 21.
Р.247—249 (Великобритания).
Физика
Травление алмазов
синхротронным излу¬
чением
Алмаз, как и другие
самые твердые материалы,
очень труден в обработке;
однако решение этой про¬
блемы весьма актуально,
поскольку алмаз обладает
многими полезными Свойст¬
вами, в числе которых хо¬
рошая теплопроводность и
низкий коэффициент тре¬
ния.
Группе японских специ¬
алистов из Института моле¬
кулярных исследований,
Университета о-вов Рюкю и
Осакского университета
удалось осуществить обра¬
ботку поверхности алмазов
в кислородной среде с по¬
мощью синхротронного излу¬
чения с энергией 425 эВ.
Перед обрабатываемым
алмазным образцом, на ко¬
тором фокусируется луч,
помещали маску из никеля,
так что травлению подвер¬
гались только те области,
на которые попадал пучок.

Новости науки
105
Процесс осуществляется
даже при низких температу¬
рах в диапазоне от +20° до
-140°С.
Хотя его механизм пока
не установлен, однако как
природные, так и синтети¬
ческие алмазы (получаемые
при высоком давлении), а
также тонкие алмазные
пленки (формируемые в ла¬
бораторных	условиях)
можно успешно обрабаты¬
вать с помощью этого мето¬
да.
Applied Physics Letters. 1996.
V.68 (26). P.3713 (США).
Компьютерная графика
Для доказательства своей
точки зрения они предста¬
вили фотографии президен¬
та США Б.Клинтона и вице-
президента А.Гора. Как
можно понять из снимка, их
«компьютерные лица» ока¬
жутся идентичными.
Авторы указывают, что
для успешной работы искус¬
ственных систем идентифи¬
кации внешности необходи¬
ма выработка новой страте¬
гии, объединяющей приня¬
тые признаки с описанием
антропологических особен¬
ностей головы человека.
Nature. 1996. V.384. № 6608.
Р.404 (Великобритания).
ми очень большого числа
потомков.
У подавляющего боль¬
шинства двуполых животных
(при диплоидности самцов
и самок), в том числе у
всех млекопитающих ,и
птиц, вклад родителей в
дочерей и сыновей пример¬
но одинаков, а наиболее
вероятное	соотношение
полов — 1:1. Заметим, речь
идет о потомстве, появив¬
шемся на свет. Во взрослой
части популяции может
быть далеко не поровну
самцов и самок из-за их
разной смертности в более
раннем возрасте.
Не исключено, что те¬
перь появились основания
по-новому посмотреть на
проблему	соотношения
полов. Нидерландские спе¬
циалисты из Университета
Гронингена несколько лет
изучали небольшую насеко¬
моядную птицу — сейшель¬
скую камышевку (Асго-
cephalus sechellensis) из се¬
мейства славковых1. Вид
этот эндемичен, причем до
1988 г. единственная его
популяция, насчитывающая
около 300 особей, обитала
на одном небольшом (пло¬
щадью всего 29 га) острове
Сейшельского архипелага.
Каждая пара камышевок по¬
стоянно держится на одной
территории (иногда до 9
лет) и размножается раз в
год. В кладке, как правило,
бывает одно яйцо.
Молодые	особи
A.sechellensis достигают по¬
ловозрелое™ в течение
года и могут размножаться.
Однако многие из них не
участвуют в репродукции, а,
оставшись с родителями
еще на два-три года, помо¬
гают им насиживать и вы¬
кармливать птенцов следую¬
щих поколений. Эти «по¬
мощники», как правило, —
1 Komdeur J. // Nature. 1997.
V.385- P.522-525
Кто есть кто
Обычно специалисты-
компьютерщики при кон¬
струировании визуальных
систем и составлении про¬
грамм распознавания и
идентификации человека по
внешности используют опи¬
сание его лица по приня¬
тым признакам — глаза, «
нос, рот и их взаимное
расположение.
П.Синха и Т.Поджио
(P.Sinha, T.Poggio; Массачу¬
сетсский технологический
институт, факультет мозга и
когнитивных наук, Кемб¬
ридж, США) считают такую
практику недостаточной.
Биология
Самцы и самки у сей¬
шельской камышевки
появляются по заказу
Согласно классической
теории, разработанной в
30-х годах Р.Фишером,
самцов и самок в популя¬
ции должно появляться на
свет примерно поровну,
даже если особей одного
из полов «избыток». Если
же у каких-то родителей
возникает	наследуемое
свойство производить на
свет	преимущественно
самок, то, казалось бы,
оно должно быстро распро¬
страниться в популяции —
ведь в этом случае увели¬
чится шанс передать свои
гены следующим поколени¬
ям. Однако в этой ситуации
и те немногие родители, в
потомстве которых появятся
в основном самцы, получат
возможность чрезвычайно
быстро распространить свои
гены: все самцы, оказав¬
шиеся вдруг в дефиците,
^ будут «задействованы» в
репродукции и станут отца¬

106
Новости науки
самки (88% из 271 обсле¬
дованных птиц). Самцы же
обычно через год отправля¬
ются на другие участки.
Владения отдельных
пар могут довольно сильно
различаться обеспеченнос¬
тью пищей (обитающими в
листве деревьев насекомы¬
ми), а в зависимости от
этого меняется и роль «по¬
мощниц». На участках, бога¬
тых пищей, их бывает одна-
две, а где пищи мало или
«помощниц» слишком много,
они превращаются в «на¬
хлебниц» и затрудняют вы¬
кармливание потомства.
Обнаружив у сейшель¬
ской камышевки очень
большие отклонения в соот¬
ношении полов на разных
участках, Комдёр и коллеги
предположили, что эти
птицы способны каким-то
образом регулировать появ¬
ление самцов и самок в
потомстве в зависимости от
кормовых условий местнос¬
ти. Если пищи много, види¬
мо, выгоднее, полагают ис¬
следователи, производить
больше самок, которые ста¬
нут помогать родителям, а
при недостатке насекомых
лучше, чтобы в потомстве
преобладали самцы — ведь
они скорее всего откочуют
в другое место.
Для проверки этой ги¬
потезы надо было научиться
определять пол птенцов, что
представляло очень слож¬
ную задачу (даже взрослые
самцы и самки камышевки
выглядят одинаково). Нуж¬
ный метод был, однако,
найден. У птенцов или от¬
ловленных взрослых особей
брали кровь, выделяли ДНК
и анализировали с помо¬
щью полимеразной цепной
реакции. Результаты оказа¬
лись на редкость информа¬
тивными для определения
пола. Поскольку особей ин¬
дивидуально метили цвет¬
ными кольцами, удавалось
определить птиц, участвую¬
щих в репродукции, и визу¬
ально установить пол под¬
росших птенЦов.
В результате выясни¬
лось, что у родителей, не
имеющих «помощниц», на
бедных пищей территориях
в потомстве появляется 77%
самцов, а там, где пищи
вдоволь, их бывает лишь
13%. Мало того, если камы¬
шевок переселить в другие
места (исследователи от¬
правили несколько десятков
птиц на два других неболь¬
ших острова, где раньше их
не было и где пища была в
достатке), то соотношение
полов в потомстве меняет¬
ся. Как и ожидалось, пары,
не бедствовавшие от голода
до переселения, по-прежне-
му давали преимущественно
самок, а у тех, которые
обитали раньше на мало¬
кормных участках и выводи¬
ли в основном самцов,
стали появляться главным
образом самки. Соотноше¬
ние полов в потомстве
гнездящихся пар, имеющих
«помощницу» и не имеющих
их вовсе, мало отличалось.
Если же «помощниц» было
две или больше, то вылуп¬
лялись, как правило, самцы
(даже на территориях с
большим	количеством
пищи).
Комдёр и его соавторы
подчеркивают, что эмбрио¬
нальная смертность была
очень незначительна, поэто¬
му есть все основания счи¬
тать, что не она служит
причиной различия в соот¬
ношении полов среди птен¬
цов.
Хотя выводы данной
работы бросают вызов сло¬
жившимся представлениям,
сами исследователи каких-
либо предположений о воз¬
можных механизмах регуля¬
ции пола у камышевок не
высказывают, а ограничива¬
ются только приведением
фактов.
© А.М.Гиляров,
доктор биологических наук
Москва
Зоология
Найден пресноводный
родич морских водо¬
мерок
Несомненно, насекомые
царствуют на суше; здесь
они обитают в огромном
количестве, образуя неимо¬
верное число видов и жиз¬
ненных форм. А вот моря,
не говоря уж об океанах,
они освоить не сумели.
Встречаются лишь кое-где у
берега, у самого уреза
воды, малочисленные ли¬
чинки двукрылых. Да бегают
по поверхности океана не¬
сколько видов клопов-водо-
мерок рода Halobates; эти,
правда, освоили его весь —
во всяком случае в тропи¬
ках. Некоторые халобатесы
держатся все же вблизи
берегов, но другие (напри¬
мер, H.micans или
H.sericeus) обитают и в
центре океанов, в тысячах
километров от суши и ни¬
когда к ней даже не при¬
ближаются.
Внешне халобатесы
очень похожи на пресновод¬
ных водомерок, только тело
покомпактнее и крылья не¬
доразвиты (в самом деле:
им же из пруда в пруд не
перелетать). Долгое время
их считали близкими родст¬
венниками. Но все же при
детальном рассмотрении
энтомологи обнаружили до¬
статочно серьезные отличия
и разделили морских и
пресноводных водомерок на
два семейства (Halobatidae
и Gerridae). Но тогда стало
непонятно, откуда же при¬
шли халобатесы: никакой
родни у них на водоемах
суши, где когда-то форми¬
ровалась жизненная форма
водомерок, известно не
было. Ситуация изменилась,
когда Н.Андерсон (N.Ander¬
son; Копенгагенский универ¬
ситет, Дания) и Т.Уэйр

Новости науки
107
(T.Weir; австралийская Фе¬
деральная организация по
исследованиям в области
науки и промышленности —
CSIRO) занялись необычной
водомеркой, встреченной на
маленькой речушке Лидиа
(п-ов Кэйп Йорк, штат Квин¬
сленд, Северо-Восточная
Австралия). Новый вид, по¬
лучивший название Austro-
bates rivularis (от лат. auster
—	юг и rivulus — ручей),
оказался ближайшим родст¬
венником морских халобате-
сов.
Ученые считают, что
клопы, подобные Austro-
bates, обитали в этом райо¬
не Австралии еще тогда,
когда она сама была в
составе Гондваны. (А если
это так, значит, есть шанс
найти их и на других частях
бывшего суперконтинента.)
Отсюда начиналась их экс¬
пансия в океан. Можно
представить себе эволюци¬
онный путь морских водоме¬
рок: устья рек, бухточки,
прибрежные воды, среди¬
земные южные моря (где,
кстати, и сейчас встречают-^
ся халобатесы, тяготеющие
к прибрежным районам) и,
наконец, — открытый океан.
Australia Nature. Summer
1995/96. V.25. № 3. Р.10 (Ав¬
стралия).
Зоология
С возрастом паук ме¬
няет образ жизни
Бродячие пауки, не
строящие постоянной лов¬
чей сети, способны пере¬
двигаться самым различным
образом: есть пауки-скакун¬
чики, пауки-рыси, пауки-
волки, пауки-рыболовы.
Одни подстерегают добычу
и затем прыгают, другие
преследуют ее, третьи скра- ^
дывают. Но до сих пор
ничего не было известно о
возрастных изменениях в
характере их передвижений.
Исследователи из Уни¬
верситета штата Мэриленд
(США)1 изучили изменения
локомоции у крупного севе¬
роамериканского паука-ры-
болова Dolomedes triton. До-
ломедесы способны бегать
по поверхности воды и
нырять, чтобы схватить до¬
бычу или же в случае
опасности. С помощью ин¬
дивидуального мечения и
повторного отлова самок и
молодых пауков экспери¬
ментаторы в течение двух
лет определяли дистанции
их передвижения.
Как выяснилось, взрос¬
лые самки передвигаются
за сутки в среднем на
1.88 м, а молодые особи —
на 0.19 м. Фактически мо¬
лодые паучки ведут полуси-
дячий образ жизни. После
полового созревания они
переходят к более активно¬
му поиску добычи. Самки,
очевидно, потребляют боль¬
ше энергии на производст¬
во половых продуктов, точ¬
нее желтка — недаром при
созревании яиц брюшко
самок почти у всех видов
пауков сильно раздувается.
В таком случае активная
охота для самок не очень
выгодна, поскольку требует
от нее усиленного обмена
веществ и повышенных
энергетических затрат, кото¬
рые можно было бы напра¬
вить на размножение.
Еще труднее объяснить
поведение молодых паучков:
почему они не охотятся
активно и не набирают вес
—	ведь чем крупнее самки,
тем больше яиц они откла¬
дывают? Возможно, рост
активности невыгоден, когда
добыча очень мелкая и
излишне подвижная.
1 Kreiter N., Wise D.H. // J.
of Arachnology. 1996. V.24. N° 1.
P.24—33.
Так или иначе, на се¬
годня вопросов возникает
не меньше, чем ответов.
© К.Г.Михайлов,
кандидат
биологических н&ук
Москва
Г идробиология
Ночные	миграции
планктона полярным
днем
Феномен суточных вер¬
тикальных миграций планк¬
тона, как и привлечение
животных искусственным
светом, изучается давно и
активно, однако до сих пор
не имеет полного объясне¬
ния. Очевиден лишь адап¬
тивный смысл ночных подъ¬
емов, объясняемый возмож¬
ностью лучше питаться в
богатых верхних слоях воды
в темное время суток, когда
минимален пресс видящих
хищников-планктонофагов. Из¬
вестно также, что в ряде
случаев мигрирующие жи¬
вотные строго следуют за
определенными изолюмами,
и их подъем или спуск
обусловлен именно уровнем
освещенности, хотя картина
может дополнительно ус¬
ложняться в связи с присут¬
ствием в воде богатых
пищей слоев, наличием ва¬
риаций плотности и т.п.
Уникальную возмож¬
ность выяснить, является ли
смена освещенности един¬
ственным «пусковым меха¬
низмом» миграций, предо¬
ставляет полярный день,
когда изменения уровня ос¬
вещенности слабы. Однако
до недавнего времени име¬
лись лишь малочисленные,
не очень детальные и к
тому же противоречивые
наблюдения, то подтверж¬
дающие, то не подтверж¬
дающие миграции.
В ЭЗ-м рейсе научно-
исследовательского судна

108
Новости науки
«Академик Мстислав Кел¬
дыш», который проходил 5—
15 июля 1994 г. в Норвеж¬
ском море, группа планкто-
нологов из Института океа¬
нологии РАН (М.Е.Виногра-
Д08, Э.А.Шушкина, А.Л.Ве¬
рещака, Н.П.Неэлин) пред¬
приняла ночную охоту за
самым массовым видом
планктона	арктических
морей — веслоногим рачком
Calanus finmarchicus. Иссле¬
дователи работали в точке,
лежащей к западу от
о.Медвежий (73°45' с.ш.,
13°30' в.д.), где солнце в
полночь не опускалось ниже
6°18' над горизонтом. Ис¬
пользовались большие 150-
литровые батометры —
полутораметровые закры¬
вающиеся цилиндры из орг¬
стекла. В наиболее «ответ¬
ственные» часы подробные
серии проб брались в слое
О—40 м, при этом столб
воды облавливался практи¬
чески без пропусков.
В дневные часы каля-
нус концентрировался на
глубине 20—30 м, а выше
этого слоя практически от¬
сутствовал. Около 17 ч
начинался подъем; в 20 ч
калянуса еще не было на
глубине 5 м, но в 21 ч
количество рачков уже до¬
стигало здесь 50 экз/м3. В
22	ч основная их масса
собиралась почти у самой
поверхности, а в 23 ч
начиналось опускание. К 2 ч
ночи в слое 0—10 м совсем
не оставалось рачков —
почти все они оказывались
на глубине 20 м. Во время
вылазки к поверхности
рачки активно питались, а
когда вновь уходили в глу¬
бину, покинутая ими вода
была буквально набита их
фекальными пеллетами.
Итак, суточные мигра¬
ции полярным днем наблю¬
дались, но подъем начинал¬
ся неожиданно рано, когда
солнце еще стояло сравни¬
тельно высоко, а опускаться
рачки начинали еще до
полуночи. Похоже, их стра¬
гивала с места не сама
величину освещенности, а
временной ход; пока солнце
спускалось и освещенность
ослабевала, рачки мигриро¬
вали вверх, но как только
оно повисало над горизон¬
том и изменение освещен¬
ности прекращалось, рачки
шли вниз, хотя величина
освещенности оставалась
минимальной. Интересно,
что не только подъем, но и
спуск рачков происходил
активно — они не тонули, а
плыли вниз. Это хорошо
было видно, когда батометр
с пробой поднимали на
палубу судна: рачки, пона¬
чалу рассеянные по всему
его объему, быстро опуска¬
лись книзу, используя дви¬
жения плавательных ног и
удары антенн, и скаплива¬
лись у его нижней крышки,
а в часы подъема популя¬
ции концентрировались в
верхней части батометра.
Океанология. 1996. Т.36. Вып.1.
С.66—70 (Россия).
Медицина
Сальмонеллез все
хуже поддается лече¬
нию
Всемирная организация
здравоохранения сообщает
об	увеличении случаев забо¬
левания сальмонеллезом в
Европе. С 1980 г. заболевае¬
мость возросла в 20 раз,
причем из 2213 штаммов
возбудителей, известных к
настоящему времени, два
наиболее резистентны к ши¬
роко применяемым видам
антибиотиков. Это Salmonella
enteritidis и Salmonella ty¬
phimurium. Число заболев¬
ших за счет именно этих
штаммов в Англии и Уэльсе
возросло за период 1990 —
1996 гг. с 300 до 3500
чел/год. В государствах Се¬
верной Америки и Европы на
диагностику и лечение саль¬
монеллезов в настоящее
время расходуется до 4000
млн долл. в год. Стоимость
лечения сложных случаев
сальмонеллеза составляет от
1000 до 1300 долл., а
ликвидация отдельных мест¬
ных вспышек требует от 60
тыс. до 20 млн долл.
С момента открытия
сальмонеллеза американ¬
ским ветврачом Д.Е.Саймо¬
ном (1885) заболевание в
основном связывают с упот¬
реблением продуктов жи¬
вотного происхождения
(мяса, птицы, яиц, молока).
Подчеркивается необходи¬
мость контроля таких про¬
дуктов на всех стадиях
работы пищевой промыш¬
ленности, а также жесткой
личной гигиены.
World Health Organization. Fact
Sheet № 139. January 1997
(Швейцария).
Экология. Вирусология
Кролику объявлена ви¬
русная война
Разведение кроликов в
Австралии, начатое около
столетия назад, обернулось
настоящим бедствием: сей¬
час их численность достигла
300 млн, а ущерб, ежегодно
причиняемый экономике
страны, превышает 0.5
млрд долл.
В 1995 г. эпидемиологи
приступили к испытанию но¬
вого средства борьбы с
длинноухими грызунами. На
о.Варданг, расположенном в
5	км от побережья штата
Южная Австралия, устроили
загон, где животных заража¬
ли калицивирусом: он вызы¬
вает патологическую сверты¬
ваемость крови, приводящую
в большинстве случаев к
смертельному исходу. Цель
полевых опытов — прове¬
рить, не возникает ли в

Новости науки
109
естественной среде у неко¬
торых особей иммунитет, и
установить, насколько вирус
безопасен для других живот¬
ных (его безвредность для
человека была известна).
Несмотря на предосто¬
рожности, уже в октябре
1995	г. (за два года до
окончания опытов) вирус
оказался за пределами экс¬
периментального загона: на
континенте один за другим
возникали очаги массового
заболевания и гибели кроли¬
ков. Вскоре эпидемия охва¬
тила все штаты Австралии,
кроме островной Тасмании.
Возможно, распространению
болезни помогли фермеры,
несущие огромные убытки от
повреждения кроликами
пастбищ рогатого скота.
Поскольку обществен¬
ность Австралии была
встревожена, Национальная
ветеринарная лаборатория в
Мельбурне провела новые
эксперименты, чтобы ре¬
шить, следует ли расширять
масштабы искусственной
эпидемии.
Выяснилось, что ни у
одного из 33 видов подо-*
пытных животных, предста¬
вителей местной фауны, ко¬
торым делали инъекции ка-
лицивируса (его доза в
1000 раз превышала смер¬
тельную для кроликов), ни¬
каких признаков заболева¬
ния не проявляется. То же
можно сказать о 100 науч¬
ных сотрудниках — участни¬
ках первоначальных опытов
на о.Варданг, в крови кото¬
рых не было обнаружено
соответствующих антител.
В сентябре 1996 г. ав¬
стралийское правительство
распорядилось начать рас¬
пространение калицивируса
на всей территории страны,
за исключением Тасмании,
которая настаивает на про¬
верке восприимчивости к ви¬
русу местного эндемика —
сумчатого дьявола (Sarcophi-
lus harrisl). С согласия влас¬
тей Новой Зеландии вирус¬
ная атака на кроликов может
быть начата и в этой стране.
Однако американские
вирусологи А.Смит (A.Smith;
Орегонский университет) и
Д.Матсон (D. Matson; Центр
педиатрических исследова¬
ний штата Вирджиния)
предостерегают против та¬
кого способа борьбы, так
как, по их данным, мутант¬
ные штаммы калицивирусов
могут переходить от одного
вида животных к другим.
Тем не менее в природе,
там, где данное заболева¬
ние встречается (в Европе,
России Мексике), подобные
факты не зарегистрированы.
Итак, вирусная кампа¬
ния против кроликов раз¬
вернута ныне в Австралии
полностью: по 20 заражен¬
ных смертельной дозой гры¬
зунов выпущены на волю в
260 пунктах. Как только
вирус достаточно распро¬
странится в популяции, кро¬
личьи норы будут завалены
бульдозерами.
Ученые не рассчитыва¬
ют, что вирусная война
приведет к полному истреб¬
лению кролика в Австралии,
но его численность, несо¬
мненно, уменьшится во
MHqfo раз. Еще до начала
сознательного распростра¬
нения калицивируса количе¬
ство погибших грызунов из¬
мерялось десятками милли¬
онов особей.
New Scientist. 1996. V.151. №
2046. Р.6 (Великобритания).
Этология. Охрана природы
Не кормите казуара!
В Австралии, Папуа —
Новой Гвинее и Малайзии
живут казуары — почти не
летающие лесные птицы. И
—	не маленькие: рост
взрослого самца достигает
почти 2 м, а весить такая
«птичка» может около 85 кг.
С уничтожением лесов
казуары в северном (субтро¬
пическом) австралийском
штате Квинсленд стали ред¬
кими; их даже пришлось
занести в Красную книгу.
Многие нашли себе убежище
в Квинслендском националь¬
ном парке. Но на его ограде
появились предупреждаю¬
щие плакаты: «Опасайтесь
казуаров!» и «Не кормите
казуаров — это очень опас¬
но!»
Дело в том, что участи¬
лись случаи их нападения на
людей: почти лишенные при¬
вычной пищи — плодов,
падающих с деревьев, —
птицы, подкармливаемые по¬
сетителями,	связывают
образ человека с едой и уже
«нагло» требуют ее. Стоит
замешкаться — и казуар
яростно нападает на вас.
Положение не столь уж
новое: в национальных пар¬
ках Запада США и Аляски
медведи, кормившиеся на
помойках возле туристских
лагерей, тоже стали угро¬
жать человеку, пока не был
изобретен бронированный
бак для отходов, отпереть
который у косолапого не
хватает «интеллекта».
За первое полугодие
1996 г. в Квинсленде отмече¬
но уже 80 случаев нападения
казуара на людей (за
предыдущие 12 мес. это
произошло лишь 46 раз,
правда, дело ограничивалось
преследованием). Чаще всего
пострадавший отделывается
глубокими царапинами, нане¬
сенными острыми когтями
птицы; тяжелые ранения с
1988 г. получили пятеро;
известна и одна трагедия:
16-летний парень погиб от
кровотечения, после того как
казуар, которого он дразнил,
клюнул его в шею. Вывод
отсюда один: не следует
близко подходить к казуару и
подкармливать его, выраба¬
тывая у него привычку что-то
от вас требовать.
New Scientist. 1996. V.151. N«
2046. P.5 (Великобритания).

110
Новости науки
Охрана природы
Красная книга пере¬
сматривается
До сих пор считалось,
что наибольшей опасности
исчезнуть с лица Земли
подвергаются птицы. Дейст¬
вительно, согласно послед¬
ним данным, около 11% их
видов стоят на грани выми¬
рания в глобальном мас¬
штабе. Однако в октябре
1996	г. Международный
союз охраны природы опуб¬
ликовал отчет, из которого
следует, что положение
млекопитающих еще хуже:
до четверти всех известных
видов приходится ныне за¬
нести в Красную книгу.
По мнению руководите¬
ля обследования орнитолога
С.Стюарта (S.Stuart), преж¬
нее ошибочное представле¬
ние было вызвано тем, что
млекопитающие, как прави¬
ло, менее мобильны, чем
птицы, которые при уничто¬
жении привычной им среды
обитания	сравнительно
легко перелетают в другую
местность.
Среди млекопитающих
в наихудшем положении
оказались приматы: 46%
видов находятся на пороге
исчезновения. Например,
тонкинский ринопитек (Ру-
gathrix avunculus) на своей
родине, во Вьетнаме, на¬
считывает менее 200 осо¬
бей. То же можно сказать о
волосатоухом лемуре (АИо-
cebus trichotis), чья числен¬
ность упала всего до не¬
скольких сот.
Среди насекомоядных в
угрожающей ситуации нахо¬
дятся 36% всех видов. Из
хищников могут в первую
очередь исчезнуть гиеновые
собаки (Lycaon pictus): их
осталось 5 тыс.
Этот печальный список
теперь дополнен целой
страницей различных грызу¬
нов. Среди них суслик Не¬
льсона (Ammospermophilus
nelsoni), европейский суслик
(Citellus citellus) и населяю¬
щая Пакистан скальная ле¬
тяга (Eupetaurus cinerens).
Что же касается птиц,
то наибольшую тревогу вы¬
зывают журавли и попугаи
(почти четверть видов тех и
других находятся под угро¬
зой исчезновения); в от¬
дельных же случаях (напри¬
мер, у некоторых видов
гиацинтовых ара) в естест¬
венной среде известно
лишь 2—3 особи.
Новая Красная книга —
плод труда нескольких
тысяч специалистов из всех
стран мира. Впервые она
претендует на полноту отра¬
жения ситуации с млекопи¬
тающими. Пресмыкающиеся,
земноводные и рыбы еще
только ждут подобного к
себе внимания. Впрочем,
пробное обследование по¬
казывает, что пятая часть
всех пресмыкающихся, чет¬
верть земноводных и треть
рыб рискуют быть «списан¬
ными со счетов» навсегда.
Впервые это касается не
только пресноводных рыб,
но и морских: в список
пришлось включить около
100 их видов, в том чирле
большую белую акулу, не¬
сколько видов тунца и
более сотни видов морского
конька.
New Scientist. 1996. V.151. №
2050. P.5 (Великобритания).
Охрана окружающей среды
Как покончить со смо¬
гом?
В августе 1996 г. госу¬
дарственный секретарь Ве¬
ликобритании по вопросам
охраны окружающей среды
Дж.Гаммер	(J.Gummer)
опубликовал документ, из¬
лагающий официальную
стратегию правительства в
ликвидации смога. Цель
стратегии — снизить к 2005 г.
содержание в атмосфере
над страной восьми важней¬
ших веществ — загрязните¬
лей воздуха.
Сомнение в достижи¬
мости поставленной задачи
высказал Д.Деруэнт (D.Der¬
went; Метеорологическая
служба Великобритании). На
конференции Национального
общества за чистый воздух
он заявил, что в указанные
сроки при нынешнем уровне
усилий лишь содержание
оксида углерода в атмосфе¬
ре может быть сведено к
установленной норме. А в
таких городах, как Барнсли
на западе Англии (между
промышленными Манчесте¬
ром, Шеффилдом и Лид¬
сом) и Белфаст (Северная
Ирландия), где до сих пор
распространены топящиеся
углем камины, просто не¬
возможно избавиться в срок
от диоксида серы.
Более того, автомо¬
бильные выхлопы и продук¬
ты сгорания угля приведут к
тому, что в атмосфере над
Бирмингемом, Ливерпулем
и Белфастом концентрация
загрязняющих ее мелких
частиц поднимется до уров¬
ня, способного вызывать
смерть у 10 тыс. человек в
год. Если количество авто¬
машин с дизельным двига¬
телем увеличится, в число
городов, где нарушены до¬
пустимые нормы загрязне¬
ния, придется включить еще
несколько крупных населен¬
ных пунктов.
Государственный секре¬
тариат, по вопросам охраны
окружающей среды надеет¬
ся, что для решения пробле¬
мы достаточно изъять из
эксплуатации, сравнительно
небольшое число автомашин
—	основных загрязнителей
воздуха. Независимые спе¬
циалисты утверждают, что
этого явно недостаточно.
New Scientist. 1996. V.152. №
2053. Р.6 (Великобритания).

Новости науки
111
Геология
164-й рейс «ДЖОЙДЕС
Резол юшн»
На основании много¬
численных геофизических
исследований предполагает¬
ся, что осадочный чехол
континентальных окраин
океана практически повсе¬
местно содержит большое
количество газогидратов,
которые образуют скопле¬
ния на глубинах 200—600 м
ниже дна, что отражается
на сейсмограммах в виде
акустически прозрачного го¬
ризонта, и заполняют
поровые пространства в
осадках над этим горизон¬
том. Подсчитано, что запа¬
сы природного газа в
форме твердых газогидра-
тов в океанском осадочном
чехле вдвое превышают ми¬
ровые запасы углеводоро¬
дов во всех известных мес¬
торождениях нефти и газа,
а с учетом газа, растворен¬
ного в поровых флюидах и,
возможно, присутствующего *
в осадках под упомянутым
горизонтом, они могут быть
еще более значительными.
Поскольку в поверхност¬
ных условиях газогидраты не¬
стабильны, почти ничего не¬
известно об их поведении in
situ, условиях формирования
в осадочной толще и влиянии
на их распространение раз¬
личных геологических процес¬
сов. Именно выяснению этих
вопросов были посвящены
исследования в 164-м рейсе
бурового судна «ДЖОЙДЕС
Реэолюшн», который прово¬
дился с 31 октября по 19
декабря 1995 г. в пределах
подводного хребта Блэйк у
юго-восточного побережья
Северной Америки. Соначаль-
никами рейса были Р.Мацу-
мото из Геологического ин¬
ститута при Университете
Токио и Ч.Полл из Универси¬
тета Северной Каролины
(США), а научным представи-
Район работ по Программе
океанского бурения в западной
части Центральной Атланти¬
ки (цифры на изолиниях —
глубина океана в метрах;
991—997 — точки бурения).
телем Программы океанского
бурения — П.Уоллес1.
В рейсе предстояло
оценить: количество газа в
осадках, содержащих газо¬
гидраты, и выяснить лате¬
ральные вариации в кон¬
центрациях твердых газо¬
гидратов; изучить распреде¬
ление газогидратов и их
взаимоотношения с вмеща¬
ющими осадками in situ, а
также изменения различных
физических свойств осадков
(пористость, проникаемость,
термопроводимость и др.) с
помощью внутрискважинных
измерений; определить хи¬
мический и изотопный со¬
1 Matsumoto R., Pauli Ch.,
Walles P. et al. // Preliminary
Reports. Leg 164 Ocean Drilling
Program. Texas, College Station,
1996.
став,	кристаллическую
структуру газогидратов и их
роль в циркуляции пбровых
флюидов; исследовать связь
формирования газогидратов
с различными седиментаци-
онными процессами и др.
В рейсе было пробуре¬
но 17 скважин, заложенных
в семи точках (991—997) на
вершине хребта Блэйк в
интервале глубин 2181—
2810 м. В четырех точках
(скв, 991—993, 996) макси¬
мальная глубина проникно¬
вения в осадки колебалась
от 50.3 м до 63.0 м, в
остальных она составляла
703.5—750.7 м.
Уже предварительный
анализ полученных материа¬
лов показывает их исключи¬
тельную важность для ре¬
шения вопросов, связанных
с природой и эволюцией
газогидратов в осадочной
толще континентальных ок¬
раин, к тому же они имеют
большое практическое зна¬
чение для оценки перспек¬
тив разведки и добычи
углеводородов на континен¬
тальных окраинах океанов.
J
76°*.*

112
Новости науки
На примере хребта
Блэйк установлено, что га-
эогидраты составляют 1—2%
от общего объема осадков
в зоне распространения их
твердой фазы мощностью
около 200—250 м. Концент¬
рация газогидратов в осад¬
ках приблизительно равной
мощности вблизи этой зоны
также достигает 1% от их
объема, что свидетельствует
о	высоком промышленном
потенциале подобных райо¬
нов.
Судя по содержанию
хлоридов в поровых водах
во всех пробуренных сква¬
жинах, горизонт с газогид-
ратами распространен в
пределах всего изученного
района, в том числе там,
где он не фиксируется гео¬
физическими методами.
Несмотря на трудности,
связанные с быстрым раз¬
ложением газогидратов при
их извлечении на поверх¬
ность, было установлено,
что в осадках они присутст¬
вуют в виде массивных
фрагментов, вертикальных
жильных тел, стержневидных
скоплений и в дисперсном
состоянии.
По заключению участ¬
ников рейса, метан, состав¬
ляющий 99% газогидрата,
имеет биогенную природу и
скорее всего мигрировал из
осадков, подстилающих га-
зогидратовый горизонт и
облекающих диапировые
структуры, которые, как по¬
казывает распределение
концентраций хлоридов,
сложены солями. Анализ хи¬
мического состава поровых
вод свидетельствует о впол¬
не вероятном существенном
влиянии процесса разложе¬
ния газогидратов на цирку¬
ляцию флюидов.
Таким образом, в
рейсе впервые получены
материалы, которые после
детального и всестороннего
изучения в лабораторных
условиях помогут решить
проблему формирования га¬
зогидратов в	осадочном
чехле океана,	имеющую
фундаментальное и практи¬
ческое значение.
© И.А.Басов,
доктор
геолого-минералогических
наук
Москва
Геофизика
Тайфуны вызвали сели
на склонах Пинатубо
1	и 3 октября 1995 г.
над о.Лусон (Филиппины)
прошли два тайфуна —
Маменг и Роэинг.
Первый из них за 14 ч
обрушил на район городка
Сакобия 337 мм осадков.
Это активизировало свежие
вулканические породы, от¬
ложившиеся на горных
склонах во время последне¬
го извержения Пинатубо.
Образовавшийся	поток,
объем которого в момент
максимума достигал при¬
мерно 400 м3/с, затопил
близлежащие поселки. Даже
в 15—16 км от вулкана
поток, увлекая за собой
множество камней и валу¬
нов, оставался достаточно
горячим и выделял облака
пара. Поверхность площа¬
дью в 25 км2 была полнос¬
тью захоронена под слоем
перемещенных пород тол¬
щиной от 0.5 до 6 м.
Общий объем этих пород
оценивается в 50 млн м3.
Количество дождевых
осадков, выпавших на скло¬
ны Пинатубо в связи с
тайфуном Розинг, составило
за сутки 150 мм. Это тоже
привело к образованию
селей, которые ежесекундно
переносили по 120 м3 рых¬
лых и каменистых горных
пород. Сход лавины продол¬
жался 2.5 ч; она пересекла
шоссе, размыла берега
р.Пасиг-Портеро, отложив в
ее русле слой толщиной до
2	м; местами он поднялся
до уровня недавно постро¬
енного стального моста.
Большая часть населения
была своевременно эвакуи¬
рована. Сообщений о чело¬
веческих жертвах не было;
убытки же оказались весьма
велики.
Smithsonian Institution Bulletin of
Global Volcanism Network. 1996.
V.21. № 3. P 11 (США).
Сейсмология
Медленное землетря¬
сение
Обычно землетрясения
происходят при резком сме¬
щении участка земной коры,
вызывающем быстрые ее
колебания. Поэтому выраже¬
ние «медленное землетря¬
сение» как бы абсурдно.
Однако бывают и такие.
Сейсмолог А.Линде
(A.Linde; Институт им.Карне¬
ги, Вашингтон, США) про¬
анализировал с коллегами
показания деформографов,
измерявших напряжение
земной коры в двух буро¬
вых скважинах, расположен¬
ных в 5 км друг от друга.
Бурение велось на террито¬
рии известного высокой
сейсмичностью штата Кали¬
форния, в районе городка
Сан-Хуан-Батиста. К северу
от него проходит разлом
Сан-Андреас — пожалуй,
самый изученный в сейсмо¬
логическом отношении на
всем земном шаре. Обычно
этот участок разлома оста¬
ется прочно «запертым» в
течение многих лет консо¬
лидированными породами.
Когда же он, наконец,
«сдает», происходит мощное
землетрясение, подобное
тому, что до основания
разрушило Сан-Франциско в
1906 г. К югу же от
Сан-Хуан-Батиста, располо¬
женного в 20 км • от
зал.Монтерей, случаются
лишь очень слабые толчки:

Новости науки
113
здесь две тектонические
плиты смещаются, почти не
задевая одна другую.
В данных, полученных
приборами между 11 и 12
декабря 1992 г., исследова¬
тели обнаружили странную
прерывистость. К этому же
времени относился и целый
рой слабых (магнитудой до
3.7 по шкале Рихтера) зем¬
летрясений, происходивших
вдоль разлома Сан-Андреас.
Было очевидно, что эти
землетрясения связаны с
особенно быстрыми измене¬
ниями силы растяжения в
земной коре. Это привело
Линде к заключению, что
речь может идти об одном
медленно происходящем
землетрясении, но в сумме
оно выделило столько же
энергии, сколько соответст¬
вует катастрофическому
толчку магнитудой 4.8.
Открытие медленного
землетрясения — удача ис¬
следователя. Оно произо¬
шло именно там, где в
буровых скважинах были
помещены деформографы:
разлом продвинулся лишь4
на несколько сантиметров и
скорее всего не был бы
отмечен даже наиболее чув¬
ствительными приборами,
установленными на спутни¬
ках глобальной системы по¬
зиционирования (GPS).
Предполагается, что
некоторые медленные зем¬
летрясения могут оказаться
предшественниками весьма
крупных сейсмических собы¬
тий. Однако для проверки
такой гипотезы необходимо
собрать дополнительную ин¬
формацию о только что
открытом явлении.
Nature. 1996. V.383. № 6595.
Р.65 (Великобритания).
Климатология
Выбор климатологи¬
ческой стратегии
По заданию Межправи¬
тельственной комиссии ООН
по изменениям климата
группа экспертов во главе с
известным климатологом
Т.Уигли (T.Wigley; Универси¬
тетская корпорация атмо¬
сферных исследований, Бо¬
улдер, штат Колорадо,
США) подготовила доку¬
мент, посвященный методам
борьбы с антропогенным
глобальным потеплением.
Вопреки почти единому
среди специалистов мне¬
нию, предлагается отложить
примерно на 30 лет приня¬
тие решительных мер про¬
тив выброса в атмосферу
диоксида углерода — основ¬
ного фактора парникового
эффекта. Авторы документа
считают, что в качестве
допустимого максимума
концентрации С02 в атмо¬
сфере следует установить
550 частей на 1 млн, эта
величина не только вдвое
превышает уровень доинду-
стриальной эпохи, но и
значительно выше нынешне¬
го — 360 частей/млн.
Увеличение устанавли¬
ваемого максимума кон¬
центрации С02 до 550 час¬
тей/млн, вероятно, приведет
к повышению глобальных
температур на 1.5—4.0°С.
Учитывая длительный срок
сохранения этого газа в
атмосфере, потребуются
весьма резкие меры для
предотвращения столь зна¬
чительного потепления.
Сама Межправительст¬
венная комиссия ООН пред¬
лагала срочно начать сокра¬
щение антропогенного вы¬
броса С02. Однако Уигли с
коллегами указывает, что,
отложив меры на несколько
десятилетий, в течение ко¬
торых развитые страны про¬
должат усилия по снижению
выбросов, а развивающиеся
получат право повышать
«производство» С02, можно
сделать данную операцию
менее «болезненной», не
^ столь дорогостоящей и
легче поддающейся контро¬
лю. Кроме того, за это
время будут созданы новые
технологии, позволяющие
отказаться от ряда источни¬
ков со2.
По существующему до
сих пор сценарию, учитыва¬
ющему меры борьбы 1 с
ростом концентрации С02,
выброс его в атмосферу
может достигнуть к 2060 г.
своего максимума (несколь¬
ко ниже 2 млрд т/год).
Уигли считает более целе¬
сообразным предоставить
событиям развиваться «са¬
мим по себе» до 2030 г.,
когда суммарные выбросы
С02 составят более 11
млрд т. Разработанные к
тому времени новые «чис¬
тые» технологии позволят
реально ввести серьезные
ограничения. Отсрочка по¬
зволила бы также большему
количеству ранее выбро¬
шенного С02 быть погло¬
щенным водами Мирового
океана и растительностью.
Документ вызвал ост¬
рую дискуссию, что привело
к его частичной переработ¬
ке. Однако и в нынешнем
виде он подвергается кри¬
тике. Рассматривая отчет с
экономических позиций,
М.Грабб (М.Grubb; Королев¬
ский институт международ¬
ных отношений, Лондон)
указывает, что переход на
источники энергии, не свя¬
занные с сжиганием ископа¬
емых топлив и массовым
выбросом С02, не может
пройти легко для мировой
экономики. Ожидать, что
такие технологии станут по¬
всеместными в ближайшие
десятилетия, — нереально.
Критики подчеркивают, что
в числе соавторов оказа¬
лись представители энерге¬
тической промышленности
США, заинтересованные в
возможно более длительном
сохранении существующего
порядка.
Дискуссия продолжает¬
ся на международном уров¬
не; в ходе переговоров
предстоит установить верх-

114
Новости науки
ние пределы концентрации
СОг на ближайшие годы.
Nature. 1996. V.379. N« 6562.
Р.240 (Великобритания).
Палеонтология
Где руки, там и голова
Разрозненные остатки
своеобразной кистеперой
рыбы Panderichthys извест¬
ны палеонтологам уже
более 50 лет, но только в
70-х годах было обнаружено
уникальное местонахожде¬
ние Лоде (Латвия), в кото¬
ром скелеты этих рыб най¬
дены целиком. Исключи¬
тельная сохранность позво¬
ляет проводить тщательные
сравнительно-анатомические
исследования и делать вы¬
воды о родственных связях
этих животных.
Пандерихты внешне
очень похожи на древних
палеозойских четвероногих.
У них треугольной формы
уплощенный череп, глазни¬
цы располагаются не по
бокам головы, а сдвинуты
на верхнюю сторону, спин¬
ные плавники редуцирова¬
ны. Вместе с тем плавали
они с помощью плавников,
а не лап.
П.Альберг из Лондон¬
ского Музея естественной
истории, Дж.Клак из Кемб¬
риджского университета и
Э.Лукшевич из Музея при¬
роды Латвии впервые от¬
препарировали и описали
мозговую коробку пандерих-
та1. Детали строения оказа¬
лись очень сходны с теми,
что присущи остальным кис¬
теперым рыбам.
Авторы делают попытку
доказать, что пандерихты по
своему уровню организации
стоят ближе других кистепе-
1 Ahlberg Р.Е., Clack J.A.,
Luksevics Е. // Nature. 1996.
V.381. № 6577. P.61—64.
Реконструкция пшдерихта,
выполненная Н.В.Пантелее-
еим. (В кн.: Воробьева
Э.И., Проблема происхожде¬
ния наземных позвоночных.
М., 1992.)
рых рыб к примитивным
четвероногим. Для сравне¬
ния был использован мате¬
риал по девонскому четве¬
роногому Acanthostega из
Восточной Гренландии.
Главное отличие в
строении мозговой коробки
между кистеперыми и чет¬
вероногими — это ее раз-
деленность на передний и
задний блоки, которые по¬
движны относительно друг
друга у первых и целостны
у вторых. В процессе транс¬
формации происходило пре¬
образование жаберного ды¬
хания в легочное, в резуль¬
тате чего все кости рыб,
обеспечивавшие дыхатель¬
ную функцию, либо исчезли,
либо видоизменились. На¬
пример, кость подвеска
превратилась в слуховой
столбик. Кости свода неб¬
ной полости у четвероногих
приросли к мозговой короб¬
ке, при этом задняя ее
часть резко укоротилась.
Основной вывод, кото¬
рый следует из проведенно¬
го исследования: преобра¬
зование черепа и конечнос¬
тей (т.е. появление четверо-
ногости как нового состоя¬
ния в эволюции позвоноч¬
ных) сопровождалось пере¬
стройкой структур головы, и
происходило это в конце
среднего — начале позднего
девона, что почти на 15
млн лет раньше, чем пред¬
полагалось до сих пор.
В связи с этим встает
вопрос о происхождении
самих кистеперых рыб. Ни у
примитивных хрящевых рыб
(например, акул), ни у
древних лучеперых и их
потомков (осетров, минтая
и трески) нет разделения
мозговой коробки на два
блока, хотя оно и просле¬
живается на ранних стадиях
индивидуального развития.
В то же время у некоторых
палеозойских акантод такое
явление известно во взрос¬
лом состоянии. Значит ли
это, что акантоды были
непосредственными предка¬
ми кистеперых, или сохра¬
нение внутричерепного сус¬
тава кистеперых — педо-

Новости науки
115
морфный признак? И еще:
следует ли считать целост¬
ность мозговой коробки
четвероногих эволюционным
преобразованием кистепе¬
рых рыб или же она унас¬
ледована напрямую от
предков, у которых внутри¬
черепного сустава никогда
не было?
Не со всеми выводами
авторов статьи можно со¬
гласиться, так как специфи¬
ческие особенности стро¬
ения пандерихта считают
аберрантными, вызванными
приспособлением к хищно¬
му придонному образу
жизни.
© О.А. Лебедев
Москва
Археология.
Генетика. Медицина
Объект генетических
исследований	—
мумии
Научные сотрудники
Египетского музея в Каире,
Манчестерского музея в
Англии и Международной
корпорации медицинского
обслуживания в Арлингтоне
(штат Вирджиния, США) до¬
говорились о создании еди¬
ного банка образцов крови,
мышечной ткани и внутрен¬
них органов, взятых у
мумий, которые хранятся в
музеях и различных учреж¬
дениях мира.
Останки	фараонов
будут изучаться на месте —
в Каире, так как египетские
законы строго запрещают
вывоз заграницу всего, что
принадлежало их древним
царям. Остальные образцы
поступят в распоряжение
специалистов Манчестера.
Прежде всего исследо¬
вания проведут эпидемиоло¬
ги. Их интересует, насколь¬
ко широко в долине Нила
был распространен шисто-
матоз — страшная инфек¬
ция, и поныне не изжитая в
Африке, Азии и Южной
Америке и с трудом под¬
дающаяся лечению.
Гельминтологам уже
приходилось обнаруживать
яйца паразитов — трематод
у некоторых мумий. Ныне
исследователи намерены
установить, как часто эта
болезнь встречалась в
древнем мире и каковы
были интервалы между ее
эпидемиями — в их распо¬
ряжении имеются забальза¬
мированные тела, которых
разделяют иной раз тысяче¬
летия. Для обнаружения в
образцах ткани трематод
применяют антитела, кото¬
рые на них реагируют;
кроме того, теперь есть
возможность провести и ге¬
нетический анализ столь
древних паразитов.
Затем группа специа¬
листов во главе с Р.Дейвид
(R. David), хранительницей
Отдела египтологии в Ман-
, честерском музее, займется
определением ДНК в тканях
мумий. Это позволит уста¬
новить родственные связи,
существовавшие между фа¬
раонами, — ведь египтологи
далеко не всегда уверены в
правильности династических
таблиц, на которых зиждет¬
ся история страны.
Эта проблема осложня¬
ется тем, что среди владык
Египта были очень распро¬
странены близкородствен¬
ные браки, так что наслед¬
ственные заболевания в
царских семьях активно
передавались из поколения
в поколение и могут быть
здесь прослежены на протя¬
жении длительного времени.
Интересно также устано¬
вить, в какой мере гены
фараонов «пополнялись» ге¬
нами простого люда, осо¬
бенно при смене династий.
Не исключено, что
удастся наконец выяснить,
кто же в действительности
был отцом великого Тутан-
хамона, взошедшего на
престол 12-летним мальчи¬
ком и правившего примерно
между 1361 и 1352 гг. до
н.э. (по другим сведениям
—	около 1400—1392 гг. до
н.э.). Проблема запутанная,
к тому же мумия наиболее
вероятного «претендента»
на отцовство — фараона
Эхнатона до сих пор нигде
не найдена. А это был
реформатор, впервые пы¬
тавшийся ввести единобо¬
жие и за это снискавший
ненависть жрецов, служив¬
ших и другим богам, кроме
бога Солнца; смерть его
наступила при невыяснен¬
ных обстоятельствах.
В портретах Эхнатона,
явно изготовленных позже,
он изображен с карикатур¬
ными искажениями — кос¬
тлявой физиономией и раз¬
дутым животом. Некоторые
специалисты видят в этом
симптомы наследственных
нарушений, именуемых в
современной медицине бо¬
лезнью Фрелиха. Если ока¬
жется, что в организме
Тутанхамона содержится ген
этого заболевания, значит,
отцовство Эхнатона можно
считать установленным и
продолжение династии —
тоже.
За ходом и результата¬
ми этого необычного иссле¬
дования с интересом следят
представители самых раз¬
ных дисциплин — историков
и генетиков, эпидемиологов
и музееведов.
New Scientist. 1996. V.152. №
2057. P. 12 (Великобритания).

116
РЕЦЕНЗИИ
«На запасном пути»
П. М. Полян,
кандидат географических наук
Институт географии РАН
Москва
КАК НИ странно, оказы¬
вается, что не так уж
много у нас книг, по¬
священных роли ученых и
многообразию научных ис¬
следований в годы Великой
Отечественной войны. Ста¬
тьи и документы, вошедшие
в сборник, о котором пой¬
дет речь, существенно до¬
полняют наши представле¬
ний о науке как об одном
из важнейших факторов По¬
беды1.
23	июня 1941 г. под
председательством О.Ю.Шмид-
та состоялось внеочередное
расширенное заседание
Президиума АН СССР, при¬
нявшее обращение «К уче¬
ным всех стран» и наметив¬
шее переориентацию науч¬
но-исследовательских работ
на оборонную тематику.
С приближением непо¬
средственной опасности
Академия наук СССР, мно¬
гие институты и ученые
были эвакуированы. «Столи¬
цами» эвакуированной науки
стали Казань, где размес¬
тился Президиум АН СССР,
и Свердловск, где работал
президент Академии В.Л.Ко¬
маров (в рецензируемом
сборнике особенно много
внимания уделено Уралу —
региону, принявшему боль¬
шое число научных органи¬
заций).
В глубь страны уехали,
разумеется, не все. В част¬
ности, в Москве оставался
А.Е.Ферсман, он руководил
созданной в июле Комис-
© П.М.Полян
1 День Победы и наука (Беседа
за круглым столом) /:/ Природа.
1995 № 5. С.З—26.
НАУКА
УЧЕНЫЕ
РОССИИ
в годы^
. Великои
Отечественной
ВОЙНЫ
1941-1945
НАУКА И УЧЕНЫЕ РОССИИ В
ГОДЫ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕН¬
НОЙ ВОЙНЫ 1941—1945 гг.
Очерки. Воспоминания. Доку¬
менты. М.: Наука, 1996. 311 с.
сией по геолого-географи-
ческому	обслуживанию
фронта и тыла и взаимо¬
действовал непосредственно
со Ставкой Верховного
Главнокомандования. «...Це¬
лый маленький институт
специальных работ, — писал
Ферсман Вернадскому в
сентябре 1941 г., — даже
все палеонтологи включи¬
лись в ряд острейших про¬
блем». В рамках этой ко¬
миссии И.П.Герасимов воз¬
главил работы по спецкар-
тированию: сотрудники Ин¬
ститута географии, Почвен¬
ного и Ботанического инсти¬
тутов АН составляли в 500-
тысячном масштабе карты,
на которых были обозначе¬
ны особенности территории,
относящейся к театру воен¬
ных действий, а также про¬
ходимость местности. Се¬
рьезный вклад в методы
оценки проходимости внес
Б.Б.Полынов.
Позднее были созданы
и другие целевые академи¬
ческие комиссии, в частнос¬
ти по научно-техническим
военно-морским вопросам
(председатель А.Ф.Иоффе,
секретарь И.В.Курчатов),
военно-санитарная и по вы¬
явлению дополнительных пи¬
щевых ресурсов для фронта
и тыла (обе во главе с
Л.А.Орбели). Известнейшие
ученые вошли в состав со¬
зданной в ноябре 1942 г
Чрезвычайной государствен¬
ной комиссии по установле¬
нию и расследованию зло¬
деяний, совершенных немец¬
кими оккупантами на терри¬
тории СССР. Более 150 обо¬
ронных тем разрабатывалось
в институтах по указанию
Наркомата обороны.
В сборник вошло более
двух десятков разноплано¬
вых публикаций — статей,
обзоров, воспоминаний, ох¬
ватывающих различные от¬
расли знаний и сферы на¬
учной деятельности — от
фундаментальной науки
до издательско-полиграфи¬
ческого комплекса АН. На¬
зовем несколько тем: ФИАН
и МВТУ — фронту и тылу;
медико-биологические ис¬
следования, развитие само¬
летостроения, корабле¬
строения; достижения реак¬
тивной артиллерии и др.
Очень быстро добропоря¬
дочный академический пуль¬

«На запасном пути»
117
ман был убран с запасных
путей и прицеплен к броне-
поезду страшной войны.
Работы ученых-естест-
венников отражены в сбор¬
нике достойным образом.
Химики предложили среди
прочего такое простое и
дешевое профилактическое
средство борьбы с зажига¬
тельными фугасами и пожа¬
рами, как опрыскивание и,
в особенности, обмазка де¬
ревянных сооружений и со¬
ломенных крыш растворами
солей фосфорной кислоты и
даже суперфосфатом, что
позволило спасти от пожа¬
ров и Русский музей, и
Эрмитаж (об этом рассказа¬
но в статье С.И.Вольфкови-
ча и И.Л.Эттингера).
О	геологоразведочных
работах Уральской экспеди¬
ции на Южном Урале и в
Северном Казахстане пишет
А.Л.Яншин. Несколько отря¬
дов занималось разведкой
небольших уральских место¬
рождений марганцевых руд,
почти сразу же поступавших
в промышленное использо¬
вание (с потерей Никополя^
марганец стал в огромном
дефиците). В Актюбинской
области было открыто круп¬
ное месторождение хроми¬
тов; решались задачи водо¬
снабжения железных дорог
в аридных районах, получе¬
ния технической соды из
приаральских соляных мес¬
торождений и добычи пис¬
чего мела, использовавше¬
гося как наполнитель при
производстве искусственной
резины. Тут помогли сурки:
в их норках обнаружили
«чертовы пальцы» (белемни¬
ты), что было верным при¬
знаком оТложений чистого
писчего мела, а через три
месяца карьер, расположен¬
ный к тому же непосредст¬
венно у железной дороги
Кандагач — Гурьев, начал
давать продукцию!
О	военной геологии
пишут И.Г.Нордега и
А.И.Перельман. Организо¬
ванный в годы войны трест
«Спецгео»	представлял
собой военно-геологическую
службу со статусом граж¬
данской организации, дей¬
ствовавшую по заданиям
Штаба инженерных войск. В
апреле 1942 г. при фронтах
и армиях были созданы
военно-геологические отря¬
ды «Спецгео», в работе
которых участвовали и мно¬
гие гражданские специалис¬
ты, например, на Карель¬
ском фронте консультировал
К.К.Марков. Лишь в 1943 г.
особым постановлением их
стали считать военнослужа¬
щими.
Статья Л.С.Абрамова
посвящена и географии в
годы войны, и военной
географии (что не одно и
то же). «Война заставляет
переоценить значение ряда
наук», — писал в 1942 г.
Ферсман. И география, по
его мнению, оказалась
среди тех отраслей знания,
чье значение в военных
условиях резко выросло.
Вклад географов в решение
поставленных войною задач
был широкоохватен и велик.
Элементарное ведение бое¬
вых действий попросту не¬
возможно без хороших карт
и военно-географической
подготовки, без знания и
верного осмысления геогра¬
фических факторов много¬
различных «военных теат¬
ров», без географических
описаний местностей и рай¬
онов, в том числе и зару¬
бежных. Для решения всех
этих задач академические и
военные географы и карто¬
графы тесно взаимодейст¬
вовали. А ведь были еще и
задачи тыла, которыми тоже
приходилось заниматься!
Сборник не только по¬
знавателен, он занимателен,
читать его интересно. Очень
хорош научный аппарат —
приложения, библиография,
именной указатель, а также
составленная В.М.Орлом и
А.А.Пархоменко хроника на¬
учных событий военных лет.
И в заключение вот
еще что: читая эту книгу,
убеждаешься, что в годы
войны наука и ученые СССР
продолжали работать и на
мирное время. К примеру,
разрабатывалась и обсужда¬
лась «метеоритная» гипоте¬
за О.Ю.Шмидта о происхож¬
дении Земли и планет,
были завершены работы по
созданию Государственной
карты СССР в масштабе
1:1 000 000, созданы Инсти¬
тут истории естествознания
и Институт русского языка
АН, основана книжная серия
«Классики науки». Делалось
и многое другое, что «не
вписывалось» в нужды рас¬
ширившегося за военные
годы круга военного и воен¬
но-промышленного комплек¬
са. Это закономерно: наука
не служанка Генштаба, а
просто в трудный момент
она приходит ему на по¬
мощь. Даже изнемогая от
усталости, она не может
забыть своего прямого
дела, возвращаясь мыслен¬
но к тому, над чем билась
всегда. И хорошо бы ее от
этих мыслей без крайней
нужды не отрывать.

118 В КОНЦЕ НОМЕРА
ФИЗТЕХ: ИГРА В БИСЕР
6	декабря 1996 г. Концертный зал «Россия» едва ли мог вместить всех желающих: Москов¬
ский физико-технический институт (г.Долгопрудный), или просто Физтех, отмечал свое
50-летие. За несколько десятилетий существования этот элитарный (не по престижности,
а по качеству образования) вуз вырастил не только блестящую когорту ученых, внесших
существенный вклад во все отрасли естественно-научных знаний, но и профессионалов,
ярко проявивших себя в, казалось бы, далеких от науки областях — политике и журналис¬
тике, театре и космонавтике, музыке и бизнесе.
Наш журнал не обошел вниманием такое знаменательное событие (см.: Природа. 1996.
№ 10. С.67). Однако сейчас нам хотелось бы осветить одну из граней жизнедеятельности
института, пока не нашедшую адекватного отображения, но существующую как вполне
самостоятельное явление, — это не что иное как физтеховский юмор. Зарождаясь в стенах
института, он расходится волнами по столице и далее, иногда безымянно выплескиваясь на
страницах отдельных изданий, и возвращается назад, в свою alma mater. Физтеховский
юмор — своего рода «игра в бисер», он включает в себя парадоксальность логических по¬
строений, лингвистические экзерсисы, хлебниковское упоение звуком, Капицы не кую афо¬
ристичность, тонкость английского юмора, изощренность еврейского, хлесткость русского.
В подборку вошли тексты некоторых выступлений на юбилейном вечере в «России», ряд ма¬
териалов нам любезно предоставила редакция еженедельной физтеховской газеты «За
науку». Студенческий театр эстрадных миниатюр, недавно отметивший свое 15-летие, также
внес свою лепту. По традиции каждый год энтузиасты-старшекуры выступают перед студен-
тами-новобранцами на «картофельных» концертах. Как и во многих других вузах, в Физтехе
до недавнего времени процесс «обалдевания» знаниями начинался с подмосковных полей.
В заключение нам хотелось бы поблагодарить всех, кто помог нам сделать эти веселые
страницы.
ЗА/ЩАЖУ
И был день, и была ночь. И была Земля пуста и безлюдна.
И не было на ней ни Академии, ни институтов, ни научных
работников, ни. Большой Советской Энциклопедии.
Архимед родил Птолемея. Птолемей родил Галилея. Галилей
родил Фарадея. Фарадей родил Резерфорда. Резерфорд родил
Капицу. Капица родил Физтех. И увидел Бор, что это
хорошо!..
(Из физтеховского фольклора)
К празднику в Концертный зал
«Россия» поступили поздравительные те¬
леграммы.
На юбилейном вечере Физтеха
яблоку негде упасть.
Явлинский
Пролетая на выборах в Тульской
области посылаю... [далее неразборчиво].
Лебедь
® О. М. Гридин, рисунки на стр 118—125

Физтех: игра в бисер
119
РФ-факультету от КПРФ. Мыслен¬
но с вами тчк Покончил ™k
Зюганов
Демократический выбор «России»
считаю уступкой левым.
Гайдар
Напоминаем, что Россия пока
наш дом. Пока.
Черномырдин
На праздник откликнулись кино и
телевидение. На Мосфильме законче¬
ны съемки киноэпопей по произведе¬
ниям Симонова — Достоевского. Ше¬
девр называется «Идиотами не рожда¬
ются». К юбилею вышел специальный
выпуск передачи «Очевидно, что неве¬
роятно». Передачу ведет сын отца
Физтеха.
К 50-летию института учеником
профессора Герасимова восстановлена
по черепу сибирского крестьянина
форма Тунгусского метеорита. В свои
50 Физтех выглядит ничуть не хуже,
чем породившая его страна в 79.
50 лет. Время молодое — твори,
выдумывай, пробуй. Если попробовать,
можно такого натворить, что и не
выдумаешь. Физтех всегда там, где
трудно. Сегодня Физтех везде.
© С.А.Равичев, А.С.Свахин.
Из «Приветствия к юбилею Физтеха»
Компромат
С.	А. Равичев,
*	выпускник Физтеха 1975 г.
А.	С. Свахин,
выпускник Физтеха 1976 г.
В последнее время появилось много всякого компромата. Его
публикуют к выборам и перевыборам, к юбилеям и к
открытию сессии Думы. Наш компромат приурочен к
Юбилею, а также к приближающейся учебной сессии. Сегодня
мы знакомим общественность с расшифровкой секретной
кассеты с записью телефонного разговора. Экспертиза
показала, что описываемые здесь события подлинные.
Изменены лишь имена и даты, названия городов и ход
действий. Итак
С компроматом через века и страны,
или Полвека в тылу у своих
—	Але, шеф. Я из Долгопы! Угол
Бейкер-стрит и 7-й авеню.
—	Докладывайте, только кратко,
как учил полковник Сячинов1.
© С. А. Равичев, А. С. Свахин.
1	Упомянутые здесь полковник СяЧИнов, генерал
Туржанский, майоры Ходырев, Магаев, Лемесев,
Тарасов — преподаватели военной кафедры (Ьизтеха.
—	Докладываю, шеф. Рация ока¬
залась не на танке, а на транзисторах.
—	Значит так, вас сбросят с само¬
лета в районе 40° восточной Долгопы и
100° московской мокроты. Внизу полу¬
чите парашют и новую рацию.
—	В лепешку расшибусь, шеф, но
до земли долечу.

120
Физтех: игра в бисер
—	Запомните, границу лучше
всего переходить в толпе. Если ваше
снаряжение гремит, заткните уши
ватой. Явка — в очереди на Савелов¬
ском вокзале. Пароль: «Вы послед¬
ний?» — Отзыв: «я». На случай
провала контрольная явка в автобусе
№ 5. Пароль: «Не бросайте 5 копеек!»
—	Отзыв: «А я и не собираюсь».
—	Але, шеф. Это опять я.
—	Докладывайте, только внятно,
как учил майор Ходырев.
—	Докладываю. Все идет нор¬
мально. Пробили для стипендии коэф¬
фициент 2. Теперь пробиваем саму
стипендию, чтобы было на что мно¬
жить.
г ко =
ПОВЫШЕННАЯ
СТИПЕНДИЯ
—	Шеф, страшное дело. Самолет
уже стоял на взлетной полосе. Начал¬
ся разбег. Первым разбежался экипаж,
потом пассажиры, потом шасси, и,
наконец, весь самолет, ревя моторами,
взлетел на воздух. И только командир
не покинул корабля. Он с достоин¬
ством развалился в кресле.
—	Самое главное, как идет
работа с кадрами? Докладывайте,
только быстро, как учил майор Магаев.
КАССА
—	Что множить?
—	Коэффициент, что же еще.
Больше пока все равно нечего. Черно¬
мырдин сразу честно предлагал: выби¬
вайте — или коэффициент, или сти¬
пендия.
—	Какой идиот выбрал коэффи¬
циент? Если Черномырдин недопони¬
мает, ставьте вопрос о недоверии,
подключайте шахтеров Кузбасса, учи¬
телей Сибири и нефтяников Заполя¬
рья.
—	Уже, шеф. Наши аспиранты-за-
бурильщики пробурили две новые
скважины в нефтепроводе «Дружба».
Премьер бьется, как Рыбкин об лед.
—	Кстати, об облете Рыбкина. Он
должен был привезти стипендию еще
за июль. Что, там опять нелетная
погода?
—	С кадрами порядок. Внедряем
повсеместно, удалось назначить Бату¬
рина2 советником к самому.
—	Только не забывайте про
маскировку.
—	Все нормально, шеф. У него
железная легенда. И вообще он
прикидывается экономистом.
—	Фортову3 прикрытие обеспечи¬
ли?
—	Фортов молодцом. Изобража¬
ет, что никогда не слышал, что такое
Долгопрудный. А на вопрос: «где
стипендия?» — удивляется так нату¬
рально, что даже Лившиц верит. Он
даже значок носит только дома, на
2	Юрий Михайлович Батурин, доктор юридических
наук, помощник Президента Российской федера¬
ции, выпускник Физтеха 1973 г.
3	Владимир Евгеньевич Фортов, академик РАН,
министр науки и технологий, председатель РФФИ,
выпускник Физтеха 1968 г.

Физтех: игра в бисер
121
пижаме, на внутренней стороне лац¬
кана.
—	Я бы попробовал действовать
через Чубайса.
—	Шеф. Чубайс засыпался еще в
июне при попытке вынести из Белого
дома коробку с майской стипендией.
Мы имитировали выборную кампанию
Президента, пугали коммунистами, ле¬
бедями, но вынести не удалось.
—	Давно пора действовать через
Президента.
—	Уже, шеф. Зачислили в ЗФТШ,
в 9-й класс, под именем Борис
Николаев из Свердловска. Пыхтит, но
тянет. Решения всех заданий начинает
со слов: «Вот, понимаешь...» — и
заканчивает словами: «...ну, сам пони¬
маешь» .
—	Передайте Батурину, что в
четвертом задании опечатка. Вместо
«гнать по трубам» написано «гнать
Чубайса». Пусть подскажет, как пра¬
вильно.
—	Понял, шеф.
—	На Лебедя вышли? Доклады¬
вайте, только громко, как учил майор
Лемесев.	*
—	Шеф, мы бы с ним никогда не
познакомились, если бы не шальная
пуля, которую мы расписали в штабе
полка. Мы тогда отступали от 7-й
бригады гренадеров, одновременно
наступая на 4-й гусарский полк,
зашедший к нам в тыл.
—	Повторяю, не забывайте о
маскировке. Карлова4 внедрили в
ВАК, но он ведет себя крайне
неосторожно.
—	Шеф, Карлов вообще засве¬
тился. В сентябре его видели в
Долгопе. Входил в главный корпус.
Объясните мне, что он там забыл.
—	Постарайтесь сохранить хотя
бы Салтыкова5.
4	Николай Васильевич Карлов, член-корреспондент
РАН, ректор МФТИ, учился на физико-техническом
факультете МГУ в 1947—1951 гг.
5	Борис Григорьевич Салтыков, бывший министр
науки и технической политики, выпускник Физтеха
1963 г.
—	Шеф, с Салтыковым все о'к.
Министерство науки — это железная
явка. Там сам черт ногу сломит. Я сам
проверял. Там никто ничего не знает.
То есть вообще ничего!
—	Как у нас дела на левом
фланге?
—	Проводим Зюганова под видом
учителя физики.
—	Как дела с Жириновским?
Докладывайте, только кратко, как учил
майор Тарасов.
—	Шеф, я только приехал к ним
в офис, тут подходит один цельноме¬
таллический, как вагон. «Айвенго», —
говорит. «Да от такого слышу!» — и
маузером его по сопатке, и с ходу на
лошадь. Через лошадь я познакомился
с Пржевальским, через Муму — с
Герасимом, через забор просто пере¬
лез и... к реке. Оттуда раздавалось
радостное фырканье. Это Стенька
Разин учил плавать персидскую
княжну.
—	Доложите общую обстановку,
только сразу, как учил генерал Тур-
жанский.
—	Шеф, я на месте, в
Долгопе, но тут написано «Государст¬
венный университет». Что происходит,
шеф?
—	Так, похоже все вернулось к
тому, с чего началось... (Здесь запись
обрывается.)

122
Физтех: игра в бисер
Ванька Жуков-96
О. И. Рабинович,
выпускник Физтеха 1963 г.
Разбросала нас перестроечна,
Так уж было угодно судьбе,
Кто — в правительстве, кто — в Калифорнии,
Единицы остались в КБ!
Отчего же все так случилося?
Перспективы не видно во мгле,
И по камешку, по кирпичику
Раскатили Физтех по Земле!
Иван Николаевич Жуков — 67-
летний главный научный сотрудник,
доктор физ.-мат. наук и лауреат
Госпремии, полвека тому назад отдан¬
ный в учение на Физтех, в ночь на 6
декабря 1996 г. задержался на своем
рабочем месте в кабинете на втором
этаже некогда знаменитого, а сейчас
полупустого НПО им. Кое-Кого. В
коридорах было темно и холодно —
экономили энергию, но в кабинете
было теплее: Иван Николаевич вклю¬
чил масляный радиатор, кипятильник
для чая и старенький компьютер.
Собственно говоря, никаких дел у
него не было: времена, когда проекти¬
ровали и ковали стальной щит Родины
и дважды в месяц платили деньги,
канули в Лету, но осталась привычка,
и Иван Николаевич задержался. Мысли
в голову лезли, совсем от науки
далекие: вспомнился любимый внук
Ванька, также недавно Физтех окон¬
чивший и теперь трудящийся по
контракту где-то между Миссисипи и
Миссури. Внук иногда звонил и гово¬
рил, что все у него “о'кей", но деду
очень хотелось поговорить с ним
спокойно, без спешки. “Напишу пись¬
мо”, — подумал он, завел в компьюте¬
ре файл "VANJA", и пальцы побежали
по клавишам.
«Милый внучек Ванечка,— писал
он,— поздравляю тебя с тамошним
Рождеством, желаю здоровья и вся¬
ческих успехов. Жизнь моя течет без
изменений, все меня забросили, один
© О. И. Рабинович
ты у меня остался, да и то где — у
бывшего “вероятного противника”», —
он перевел глаза на темное окно и
живо вообразил внука, пухлого, румя¬
ного четырехлетнего карапуза, которо¬
го он учил считать до ста, а в
седьмом классе объяснял ему, что
такое спин и непрерывность. Поступая
на Физтех, Ванька спокойно опериро¬
вал тем, о чем сам Иван Николаевич,
попавший в Долгопрудный из малень¬
кого провинциального городка, узнал
где-то в конце первого курса. Теперь
от того карапуза мало что осталось —
молодой резкий мужик, прекрасно
подготовленный в престижном базовом
институте и свободно владеющий
двумя языками. Дед представил себе,
как Ванька, высокий, загорелый, стоит
в плавках на комфортабельном побе¬
режье Атлантики, а рядом снуют
умопомрачительно длинноногие блон¬
динки. “Это отвлекает ребенка от
дела”, — отметил про себя Иван
Николаевич, впервые увидевший таких
длинноногих на исходе четвертого
десятка в помятом “Плейбое”, прове¬
зенным его приятелем на пузе через
границу после редкой в те времена
командировки в "коварный зарубеж”.
Иван Николаевич- вздохнул и
продолжил. <А вчера у нас была
выволочка. Выволакивали последний
недостроенный вариант "стального
щита Родины”. Выволокли за нос, как
паршивого кутенка, во двор, раздела¬
ли автогеном подчистую, загрузили на
трейлеры и отправили на лом то ли в
Индию, то ли в Голландию. А подпева¬

Физтех: игра в бисер
123
лы Генерального нашего, который все,
что мог, уже приватизировал, особен¬
но директор по маркетингу, начали
этим же щитом мне в лицо тыкать:
“Теперь, говорят, Иван Николаевич,
буржуи из него эректоров наделают —
хоть какая польза будет”. И то
сказать, последнее готовое изделие
под ночной клуб переоборудовали, в
аренду под дискотеку сдали. Аренда¬
тор доволен — еще бы, там такая
система активной обороны, если что —
от рэкетиров одни голые молекулы
останутся. И еще издеваются: "Входи¬
те в рынок, Иван Николаевич!” И
главное — работы нет, разве что
пустяки какие-нибудь, например: при¬
способить активную оборону к город¬
ским условиям, а то зеленые, видите
ли, в Думе крик поднимут. А что до
зарплаты и дивидендов, так это
Генеральный со своими орлами сами
получают».
Он вздохнул, поправил очки на
переносице и продолжил: «Милый вну¬
чек, забери меня отсюда к себе, никако¬
го житья не стало, да и не в зарплате в
этой дело, просто то, что я знаю, здесь
никому не нужно. А баксрв своих не
присылай — не в этом счастье, да и
тебе там они не лишние — ты еще
молодой. Кстати, о баксах: билет на
юбилейный вечер Физтеха стоит 50
зеленых — вроде как по доллару за год,
ну да это мы решим как-нибудь. Глав¬
ное, что мальчишки еще на Физтех идут
учиться, и за это им большое от нас
спасибо. А ты все-таки забери меня к
себе, я тебе все делать буду: и мате¬
риалы подбирать — конечно, как язык
подгоню, — и с необходимыми и доста¬
точными условиями подсоблю, ты ведь,
я помню, этих строгостей никогда не
любил. А может, и я куда работать там
устроюсь, бели старика возьмут. Лишь
бы дело делать. Вот только щит для них
ковать — это уж нет, это — накося,
выкуси! Это совесть не позволяет.
Ты только возьми меня отсюда.
Ну да ладно, еще раз с грядущим
Рождеством и с Новым годом тебя».
Тут Иван Николаевич припомнил,
как водил Ваньку на дефицитную елку
во Дворец Съездов, и почувствовал,
что защемило сердце. Он достал
патрончик с валидолом, положил таб¬
летку под язык и подписал: "Не
забывай, твой дед Ваня”.
Закончив письмо, Жуков вспом¬
нил, что неделю назад за счет
какого-то международного фонда по¬
мощи инвалидам холодной войны их
НПО подсоединили к Интернету, и
даже полуразвалившийся отдел режи¬
ма не возразил. Краем уха Жуков
слышал, как в этот Интернет входить,
он решил попробовать и — видать,
есть бог! — попал с первой же
попытки. Когда хитрая система попро¬
сила его указать е-та/7овский адрес
получателя, он подумал немного и
затем набрал: "WNOOCHK. USA”.
Компьютер заглотал письмо, Иван
Николаевич выключил его, погасил
свет и быстро пошел к проходной.
Там он помахал пропуском перед
дремавшим вахтером и вышел к
остановке троллейбуса — его старый
"жигуленок” уже полгода как стоял на
приколе под окнами квартиры. По
дороге домой Жуков, позевывая, с
усмешкой, вспомнил почему-то, как в
ванькиных нынешних годах, заканчивая
кандидатскую, все время видел во сне
необходимые и достаточные условия.
Дома жена уже спала, и Жуков,
проглотив на кухне холодную жареную
“ножку Буша”, нырнул под одеяло в
своем восьмиметровом кабинетике, ко¬
торым когда-то они с женой очень
гордились. Под одеялом он быстро
пригрелся и заснул. Но снились ему
не достаточные условия, а только
необходимые.

124
Физтех: игра в бисер
Физтеховские байки конца шестидесятых
Пересказал О. М. Гридин,
выпускник Физтеха 1972 г.
Однажды О.М.Белоцерковский об¬
ходил общежития. В одной из комнат
накануне отмечали день рождения, и
именинник спал на кровати среди
бутылок и остатков торта. Возмущен¬
ный ректор потряс его за плечо,
именинник приоткрыл сонные глаза:
«Олег Михалыч!.. И приснится же
такое!» — и отвернулся к стенке.
Дальнейшая судьба именинника
неизвестна.
*
Преподаватели с кафедры матема¬
тики Борачинский и Беклемишев, гово¬
рят, соревновались в количестве по¬
ставленных на экзамене двоек. «У тебя
сколько?» — как-то спросил на экзамене
по ТФКП (теория функций комплексного
переменного) у Борачинского Беклеми¬
шев. — «Три». — «А у меня пять!..»
Сидевший рядом с Борачинским студент
обомлел. Через минуту разрыв сокра¬
тился. И вопрос-то был простенький:
преобразовать с помощью интеграла
Кристоффеля—Шварца внешность пра¬
вославного креста с косой переклади¬
ной на внутренность гроба...
Грацианский, мне хочется плакать и
размазывать по щекам слезы!»
*
Профессор С.П.Капица отрабаты¬
вал на нас свой первый курс физики.
Сдавать экзамен по его конспектам
было очень сложно, потому что почти на
каждой лекции он отвлекался на что-то
необычное (тогда еще не было «Очевид-
ного-невероятного»). От него мы узна¬
вали то о сопряжении центров земле¬
трясений и тайфунов, то о тахионах или
звуковых коридорах в океане. А как-то
несколько студентов по его просьбе
притащили и взгромоздили на стол тя¬
желенную чугунную плиту. С.П. вынул из
кармана шарик, бросил на плиту и начал
лекцию. А шарик все прыгал и прыгал, и
так почти час... Конечно, конспекта не
получилось. «У этого материала очень
высокая упругость», — сказал СП."в
конце лекции.
*
История Физтеха неотделима от
истории «базовых институтов». У нас
«базой» был ИФП, которым еще
руководил академик П.Л.Капица. Он
был уже стар, но по-прежнему сотруд¬
ники звали его между собой «кентав¬
ром»: «С вццу вроде человек, а
работает как лошадь». Как-то во время
пребывания П.Л. в Испании, в институ¬
те случились неполадки с ниготроном
—	в тракте терялась мощность, и все
тут. Через пару недель вернулся П.Л.,
обошел вокруг генератора, подумал и
нарисовал пальцем загогулину на вол¬
Доцент Минеев как-то заставил
первокурсников 1966 г. вручную рассчи¬
тывать матрицы размером эдак 10x10 и
больше. Все тут же скисли, и только Женя
Грацианский мужественно довел все рас¬
четы до конца. Доцент Минеев потом
часто повторял: «Когда я слышу фамилию
© О.М. Гридин

Физтех: игра в бисер
125
новоде. «Сделайте примерно такой
вырез...» След обвели мелом и долго
возились с вырезом. Работа генерато¬
ра наладилась.
На «необитаемом острове» (есть
такой уголок в институтском парке) мы
как-то разгадывали кроссворд. «Что
делаете, молодые люди? Я не поме¬
шал?» — спросил неожиданно появив¬
шийся П.Л. «Думаем!» — брякнули мы.
«Это прекрасно, не смею мешать...» —
и П.Л. пошел дальше.
*
Военная кафедра Физтеха была ин¬
тересна не только изучением не самой
современной техники, но и замечатель¬
ными людьми. Например, генерал Тур-
жанский еще в 30-е годы сам придумал
тактику штурмовой авиации, чем сорвал
плановые учения с участием не то Блюхе¬
ра, не то Якира, — разогнал все кавале¬
рийские колонны. Он же, за строптивость
назначенный в годы войны начальником
летного училища в Средней Азии, застав¬
лял курсантов спать в противогазах и
любил проверять их герметичность по
ночам, пережимая трубку. Когда один из
курсантов-сачков не затрепыхался при
этой милой процедуре, генерал в гневе
сорвал с него противогаз и увццел под
ним... босые ноги.
Еще нам нравились его рассказы
про спутники-перехватчики, которые
подлетают к вражескому спутнику-шпи-
ону и сокрушают его оболочку механи¬
ческим кулаком. После занятий он
всех строил и командовал: «В амбула¬
торный корпус — шагом марш!» И мы
шли в свой лабораторный корпус.
*
*■
Электрички — единственная арте¬
рия, соединявшая Физтех с Москвой,
—	были овеяны легендами. Начинают
обычно с истории про некоего студен-
та-безбилетника, который честно дал
контролерам свои данные, и в деканат
пришел счет на имя Эйнштейна
Альберта, студента третьего курса
(чернявенького такого...). Другим иног¬
да удавалось прикинуться глухонемыми
или паралитиками. А как-то на первом
курсе по дороге на картошку под
Серпухов без билетов .ехали целых два
вагона. Бедные контролеры не знали,
что делать, пока им не собрали
немного в шапку. Тогда же один
крупный знаток теории вероятностей
заявил, что гораздо выгоднее ездить
без билета и честно платить штраф,
что по расчетам должно случаться 2—3
раза в год. Но практические испыта¬
ния теории провалились... Мы замеча¬
ли, что на Савеловской дороге у
контролеров в глазах особенный
блеск. Натасканы на студентов...
*
Зимой 1969 г. в сильный ветер и
мороз часто опаздывали электрички.

126
Физтех: игра в бисер
Областная газета устами важного же¬
лезнодорожного чиновника объяснила,
что сильный ветер выдувает электроны
из проводов, поэтому тока не хватает.
Физтех был в шоке. Максвелл пере¬
вернулся в гробу. Группа энтузиастов
с ФОПФа (Факультета общей и при¬
кладной физики) немедленно написала
письмо в газету, где выражала закон¬
ное возмущение: занесенные ветром
электроны попадают в окна общежи¬
тия, летают по комнатам, мешают
заниматься науками. Да и вещи
пропадают. Надо бы и меры принять!..
Ответа из газеты нет до сих пор.
*
На конкурсе художественного твор¬
чества ФОПФа в 1966/67 г. победила
композиция — деревянная крышка унита¬
за с тремя струнами, изображающая
лиру. Жюри проявило неожиданное в те
годы снисхождение к андеграунду. С тех
пор выставки проводились регулярно.
Брызги*
Лучше меньше, да лучше
Два первокурсника беседуют
между собой:
—	Понимаешь, сделал два опыта, и
получился ужасный разброс результатов!
—	Чудак, надо было делать
только один!
Самообладание — лучшее качество эксперимен¬
татора.
Рис. Ю. Пухначева
Занимательная эволюция
1-й	курс: Ой, выгонят!
2-й	курс: А что, если не выгонят?
3-й	курс: Ну, не выгонят же.
4-й	курс: Теперь уже не выгонят.
5-й	курс: Пусть только попробуют!
6-й	курс: Ха-ха!
А. Генич
Предложение
В связи с тем, что я существую
только в одном экземпляре, прошу
занести меня в Красную книгу.
Новое о вечном
Запущенный в серийное произ¬
водство вечный двигатель не выдер¬
жал проверки временем.
‘ Здесь и далее выборка из физтеховской газеты
«За науку».
Жизнь вносит коррективы
18 марта обитатели Зюзино (там
находится общежитие Физтеха) легли
спать необычайно рано — около
23.00, так как в это время погас
свет. Зато 19 марта они необычайно
рано проснулись, так как в 4.00 свет
зажегся.
Так и живем
Лучше быть рассеянным, чем
отраженным.
Баллончики с идеальным газом.
Новости науки
Двуглавый орел — первая жертва
ядерных испытаний.
Как известно, бозоны подчиняются
распределению Бозе, фермионы — рас¬
пределению Ферми. Недавно открыты
новые частицы, которые подчиняются
распределению Гиббса — гиббоны.
Двойняшки
Игральная карта мира.
Осторожно, во дворе злая собака
Баскервилей.
Бреющий полет в космос.
Сидорова Коза ностра.
Рейтинг упал — отжался.
Коротко о разном
Как бы плохо ни- было, можно
сделать еще хуже.
Встретились Европа-плюс и Евро-
па-минус и аннигилировали.
Я пришел к тебе с приветом и с
приветом же ушел.
Дайте мне точку опоры, иначе я
переверну Землю.

Физтех: игра в бисер
127
Англицизмы
Error Гайдар.
ОлигоМеп<±
Чем дальше в лес, тем больше
draw.
Работа — не walk.
Пословицы, поговорки
Саксаул аксакалу не советчик.
(Восточная мудрость.)
На вкус и длину волны товарища
нет.
Делу — время, коменданту — час.
Куй железо, пока не обжегся.
Будешь рядом — проходи мимо.
Уходя, гасите всех.
Афоризмы
Вечная проблема женщины: что
бы еще такое съесть, чтобы похудеть?
До Ивана Федорова всякое рус¬
ское слово было непечатным.
Гипотезы, гипотезы...
Давным-давно, когда Физтеху
еще не было 40 лет, а было гораздо
меньше, ныне всем известный заве¬
дующий кафедрой теоретической меха¬
ники Марк Аронович Айзерман еще не
заведовал кафедрой, но уже работал
на Физтехе и приезжал в институт на
электричке. А так как Марк Аронович
работал допоздна, то неудивительно,
что в электричке он иногда засыпал и
просыпался уже далеко от Новодач¬
ной. Поэтому он просил проводников
предупреждать его перед этой оста¬
новкой. Удовлетворяя его просьбу,
проводники сообщали: «Марк, следую¬
щая Новодачная!» С тех пор платфор¬
ма перед Новодачной и называется
Марк.
Одностишья
Был послан я по градиенту...
И нос немножко инфракрасный...
А я такой комплексный от природы...
И мы сошлись, как интегралы...
Непостоянна ты, как ток...
Мы все немножко изотопы...
Ачепятки
Полуфабрикант.
Книжная давка.
А Гос и ныне там.
Полутехнический институт.
Шинель № 5.
Спиральный порошок.
Эпилептическая орбита.
Поленом Чебышева.
Журнал «Оклады Академии наук».
Наперекур судьбы.
Я мыслю, следователь. Но существую.
Юмористическая пересдача.
Заначник по физике.
Автообильная дорога.
Тень донора.
Не тяни дрезину.
Кусательная прямая.
Бронетранспортир.
НИР ванна.
Торт ванильный с огрехами.
Собака-полкодав.
Любимый обрез.
Посудобоечная машина.
Зияющие преспективы.
Смертельная доза обучения.

128
Физтех: игра в бисер
Шкафандр.
Не квантовать!
Оплакивать счета.
Зуборвачебный кабинет.
Застойнейший из застойных.
Медведь-шатен.
Г робоотвод.
Скандирующий микроскоп.
Секс-чемпион мира.
ЭВМ на микропрофессорах.
Спонсорить деньгами.
Перекись населения.
Кремль-брюле.
Объеденый стол.
Теэротическая механика.
Неугасимая ламбада.
Аншланг.
Макароны по-плотски.
Г резидент.
Налог с обормота.
Рыдактор.
Мокроскоп.
Как снг на голову.
Мясорыбка.
Музей войсковых фигур.
. Абсурдоперевод.
Уравнение Якобы Гамильтона.
Неперные точки.
А.Чехов. «Анионыч».
—	Мне сегодня весь день не везет...
Восточные слабости.
Дегенерап.
Соловьиная дрель.
(Окончание следует)
© Публикацию подготовила Л. А. Паршина
Над номером работали
Ответственный секретарь
Ю. К. ДЖИ КАЕВ
Научные редакторы
И.Н.АРУТЮНЯН
О.О.АСТАХОВА
Л.П.БЕЛЯНОВА
Ж.Г. ВАСИЛЕНКО
М.Ю.ЗУБРЕВА
Г.В.КОРОТКЕВИЧ
Т. Ю. ЛИСОВСКАЯ
Л. А. ПАРШИНА
К.Л.СОРОКИНА
Н. В.УЛЬЯНОВА
Н. В.УСПЕНСКАЯ
О.И.ШУТОВА
Литературный редактор
М. Я.ФИЛЬШТЕЙН
Художественные редакторы
Л.М.БОЯРСКАЯ, Э.Р.БОЯРСКАЯ,
Т.К.ТАКТАШОВА
Заведующая редакцией
И.Ф. АЛЕКСАНДРОВА
Младший редактор
ЕЕ. БУШУЕВА
Компьютерный набор
Е.Е. ЖУКОВА
Перевод
П.А.ХОМЯКОВ
Корректоры
В.В.БЕЛЯЕВ
Р.С.ШАЙМАРДАНОВА
В художественном оформлении
номера принимали участие
М.В.ИВАНОВСКИЙ
B.C. КРЫЛОВА
Издательство «Наука» РАН
Адрес редакции:
117810, Москва, ГСП-1
Мароновский пер., 26
Тел.: 238-24-56, 238-23-33
Факс: (095) 238-26-33
Справки:
\ http: \ \ www. ripn. net \ infomag
Подписано в печать 30.04.97.
Бумага типографская N° 1
Офсетная печать
Уел. печ. л. 10,32
Уел. кр.-отт. 67,8 тыс.
Уч.-изд. л. 15,1
Заказ 614
Ордена Трудового Красного
Знамени Чеховский
полиграфический комбинат
Комитета Российской
Федерации по печати
142300, г. Чехов
Московской области
Тел.: (272) 71-336
Факс: (272) 62-536

Gt-ГЛОбиН
10 20
30
Р-глобин
10 20
30 40
HP
HR
HP
HR
CC
OP
IM
110 120 130 140
AG
HR |
HP
HP
5М
100 110 120 130 140
Пептиды, как известно, играют важнейшую роль в организмах: регулируют почти все
физиологические процессы. Долгое время были известны только «классические» пептид¬
ные регуляторы — парагормоны, нейротрансмиттеры, гормоны. Возникают они в самом
организме и служат молекулярной основой для передачи биологического сигнала внутрь
клетки. Сейчас можно считать доказанным существование новой системы регуляции
гомеостаза — пептидного комплекса, который образуется из гемоглобина.
Карелин А. А. НОВАЯ ФОРМА ПЕПТИДНОЙ РЕГУЛЯЦИИ