«Вечерний Барнаул»: ученый АлтГУ рассказал, как математика в союзе с биологией поможет спасти планету

3 января 2022
2022-й год объявлен Международным годом фундаментальных наук. Старший научный сотрудник Южно-Сибирского ботсада, доцент кафедры ботаники Института биологии и биотехнологии Алтайского государственного университета Алексей Ваганов трудится над созданием виртуального гербария растительного мира Алтая, а его образовательный курс востребован студентами России и зарубежья. В интервью газете «Вечерний Барнаул» он рассказал, как математика в союзе с биологией поможет спасти планету и как пандемия повлияла на отношение к науке.

От инвентаризации флоры

- Алексей Владимирович, с чего вы начали свою исследовательскую деятельность?

- С изучения флоры Айгулакского хребта. Фактически мы проводили инвентаризацию растительного разнообразия хребта, что послужило вкладом в изучение флоры Алтайской горной страны, объединяющей территории России, Казахстана, Монголии и Китая. Гербарий АлтГУ – это седьмая по величине коллекция в стране и четвертая – среди российских университетов. Еще во время обучения в аспирантуре, когда я занимался систематикой папоротников, у меня появилось своеобразное хобби – применение математических и информационных средств в биологии. Благодаря этому нам с группой единомышленников в 2007 году удалось реализовать в Сети проект «Биоразнообразие Алтае-Саянского экорегиона». Но это были точечные решения, которые в конце концов привели к участию в глобальном процессе.

- Что связывает биолога с математикой?

- Биология все больше становится точной наукой. Ускоряют этот процесс мировые тренды, связанные с цифровизацией и генетическими технологиями. При переходе от описательного музейно-натуралистического подхода к экспериментальным работам в биологии сформировался запрос на анализ и обмен точными данными из разных точек планеты. Вот тут математический метод, инструменты прикладной информатики, программирование и многое другое остро понадобилось биологам. На определенном этапе я начал ощущать дефицит математических знаний, в частности в области прикладной информатики. Так и решился на обучение в магистратуре на факультете математики и информационных технологий.

Генетический паспорт

- В чём, по-вашему, главное преимущество цифровизации для науки?

- Цифровизация биоданных дала возможность создания мониторинговой системы по наблюдению за всей планетой к 2045 году (проект Barcode of Life переводится как «Штрих-код жизни»). Иными словами, в перспективе у всего живого на Земле будет свой генетический паспорт. Конечно, создание этой глобальной системы – процесс поэтапный, и общество только в первой половине этого сложного пути. Генетическая и пространственная инвентаризация биоразнообразия ключевых экосистем мира, включая территорию Алтайской горной страны, позволит интегрироваться с глобальной семьей инфраструктуры биоданных. Наш научный коллектив ботаников работает в рамках данной повестки. В этом году уже получены впечатляющие результаты по развитию банка растительных генетических ресурсов (криохранилище семян, спор и ДНК, живые и гербарные коллекции растений), ДНК-штрихкодирование (баркодинг) разнообразия растений Большого Алтая, создание крупнейшей научной цифровой коллекции и крупнейшего виртуального гербария Алтая. Многие из данных задач легли в стратегический проект АлтГУ в рамках программы академического лидерства «Приоритет-2030». Целью проекта является изучение и сохранение биологического разнообразия для повышения эффективности сельского хозяйства.

- Как биология и систематизация биоданных связаны с вопросами национальной безопасности?

- Все просто: чтобы управлять биоресурсами, их надо изучать. Так, животные и растения можно условно поделить на группы: лекарственные, пищевые, редкие и чужеродные. Нанизывание таких групп фактически формирует приоритеты в части национальной безопасности, будь то здравоохранение, продовольствие, экология. Чтобы эффективно управлять этими ресурсами, надо дать им оценку и подсчитать, причем договориться всем о единых методах, языках общения вне политики и границ. Только тогда это будут обоснованные аналитические данные, по которым можно принимать решения. Если какой-то вид находится под сильным фактором воздействия, приводящего к снижению его численности, то необходимо взвешенно и целевым образом принимать меры по его сохранению. Или наоборот, контролировать на территории распространение чужеродных растений, от которых может быть много вреда, не явного на первый взгляд. Именно с целью изучения и сохранения биоресурсов ООН сделала заказ на разработку такой системы по мониторингу Земли в части биоты – глобальную информационную систему по биоразнообразию (GBIF). Большой минус, что официально наша страна пока туда не входит. Более-менее активные зоны представленности биоданных со стороны России – в Европейской части (это проект МГУ), на Байкале и на Алтае. Но поверьте, это вопрос времени.

В 2021 году Алексей Ваганов создал онлайн-курс «Компьютерные технологии в биологии» - это первый в России образовательный продукт, предполагающий университетский уровень подготовки по направлению «Информатика биоразнообразия». С 2021 года он включен в модуль международного проекта «BioDATA Advanced – баркодинг ДНК, биологические коллекции и полевые наблюдения для целей ускоренного исследования биоразнообразия», поддержанного Правительством Норвегии.

Определяющая роль

- 2022-й год объявлен Международным годом фундаментальных наук. Вам как представителю данного раздела науки в чем видится ее роль в обществе, политике, экономике?

- На самом деле грань между прикладной и фундаментальной науками иллюзорна. Фундаментальная наука – это игра вдолгую. Прикладники ставят целью решение задачи за год-два, в фундаментальной явного результата можно вообще не увидеть, но при этом ты делаешь вклад, который выразится через десятки лет. Однако при фундаментальном исследовании иногда могут возникнуть случайные, но беспрецедентные открытия, сильно меняющие нашу жизнь. Так, обладатели Нобелевской премии Андрей Гейм и Константин Новосёлов с помощью обычного скотча и куска графита путем многократного приклеивания выделили атомный слой углерода – графен. Занимаясь классической ботаникой, фундаментальными вещами, можно найти много выражений прикладных. Чего только стоит палитра выведенных человеком сортов и культур растений, всего того, что мы с вами ежедневно употребляем в пищу. Но ведь основой их всех были дикие сородичи, которые является объектами внимания ботаников. Ежегодно описываются новые виды, и они могут также послужить основой для поисковых работ в будущем.

- Пандемия повлияла на отношение к науке?

- Она показала обществу, что от науки и исследований много чего зависит. Как минимум будущее человечества. Исследования по тематике коронавирусов в вирусологии были задолго до начала вспышки и самой пандемии.

Управление информации и медиакоммуникаций
поделиться
Июль 2022
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31