С 25 по 28 сентября 2023 года в Пущино прошла XIII Международная биогеохимическая школа-конференция «Эволюция биосферы, биогеохимические циклы и биогеохимические технологии: связь фундаментальных и прикладных исследований».
Мероприятие состоялось в Институте физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН – обособленном подразделении ФИЦ «Пущинский научный центр биологических исследований РАН», и было посвящено 160-летию со дня рождения выдающегося русского ученого, основоположника биогеохимии Владимира Ивановича Вернадского.
Участников конференции приветствовал член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, директор ИФХиБПП РАН ФИЦ ПНЦБИ РАН Андрей Олегович Алексеев.
«В этом году биогеохимическая конференция проходит в Пущино, и это очень символично, поскольку наш институт, с момента его основания Виктором Абрамовичем Ковдой, уделял огромное внимание проблемам биогеохимии. Изначально одной из главных тем среди научных задач института являлось изучение почвы как компонента биосферы, а эволюция биосферы и эволюция биогеохимических циклов тесно взаимосвязаны. Первые работы под руководством Виктора Абрамовича дали количественные оценки биогеохимических циклов как на региональном, так и на глобальном уровнях», – обратился к истории исследований Андрей Олегович.
Он отметил, что в дальнейшем получили развитие такие вопросы, как биогеохимия фосфора, азота, различных тяжелых металлов, ксенобиотиков, было сформировано такое направление исследований, как биогеохимия агроландшафтов. В институте несколько десятков успешно развиваются исследования палеопочв – уникальных природных объектов, являющихся памятью всех биогеохимических процессов в эволюции Земли. Продолжается изучение биогенных циклов азота и углерода как основы экологического функционирования почв. В последние два года институт ведет работу в рамках важнейшего инновационного проекта государственного значения и входит в консорциум Научно-образовательный центр (НОЦ) «Углерод в экосистемах: Мониторинг» в качестве одной из четырех ведущих организаций. Проведя обзор тематик работы института, принимающего мероприятие, Андрей Олегович передал слово человеку, стоявшему у истоков проведения первых российских школ-конференций по биогеохимии – Вадиму Викторовичу Ермакову, доктору биологических наук, профессору Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН (г. Москва).
«Нам посчастливилось работать в направлении, которое предложено Владимиром Ивановичем Вернадским», – сказал Вадим Викторович, обращаясь к собравшимся.
«Очень много различных высокопарных слов и симпозиумов посвящается Владимиру Ивановичу Вернадскому, но надо помнить, что это был совершенно земной человек, очень добрый и, естественно, очень умный. Благодаря его работам мы пришли к заключению о том, что сам человек, цивилизация, играет колоссальную роль на нашей планете. Именно отношение человека и природы стало центральным во многих исследованиях, связанных с изучением таксонов биосферы, огромной роли организмов в миграции химических элементов», – отметил учёный.
Секцию пленарных докладов открыл директор ИФХиБПП РАН ФИЦ ПНЦБИ РАН. Выступление Андрея Олеговича Алексеева было посвящено эволюции наземных экосистем и биогеохимическим процессам формирования и трансформации минерального состава почв.
«Эволюция Земли и биогеохимических циклов происходила взаимосвязано, биогеохимические процессы в разные периоды геологической истории во многом определяли процессы почвообразования. На протяжении геохимической истории ландшафтов изменения климата ведут за собой изменение скоростей выветривания, что в свою очередь отражает целенаправленность почвообразовательного процесса», – сказал Андрей Олегович.
«В последние годы активно меняется парадигма докембрийских палеонаук, она аккуратно трансформируется от зарождения жизни в океане до синхронного развития биоты на суше и в океане. Существенно изменились представления о распространении первых экосистем на суше. В настоящее время существуют многочисленные находки, которые подтверждают и свидетельствуют о микробной колонизации прибрежной зоны порядка 3,5 миллиардов лет назад, и косвенные биогеохимические данные, указывающие на биологическую активность в палеопочвах возрастом 3-4 миллиарда лет. Они подтверждают идею о том, что жизнь на суше возможно существовала параллельно с водной жизнью ещё в палеоархее», – отметил учёный.
«Представление о том, что сама жизнь эволюционировала в почвах, для нас как почвоведов очень привлекательна, поскольку в почве существуют миллионы реакционных центров, камер между минеральными зернами, в которых формируются различные условия, влияющие на биогеохимические процессы», – сказал Андрей Олегович. Он отметил, что микробный консорциум и ранние наземные растения добывали питательные вещества, формируя почвы.
«Синтез, превращение, разрушение и минерализация органических веществ, избирательное поглощение химических элементов, сконцентрированных в почвах – вот главные общепланетарные функции, которые выполняет в биосфере система организм –почва. Почвенный покров, который мы наблюдаем сегодня, активно начал развиваться с девонской эры, около 420 миллионов лет назад, когда колонизация континентальной поверхности наземными организмами получила широкое распространение», – говорил в своём выступлении член-корреспондент РАН Андрей Олегович Алексеев.
В ходе дискуссии, последовавшей за первым докладом, участники конференции отметили, что почва – объект динамичный, который представляет собой открытую, не замкнутую, постоянно преобразующуюся систему.
Далее Вадим Викторович Ермаков, чьё выступление «О некоторых проблемах при выявлении, оценке и эволюции биогеохимических провинций» шло в программе следующим, провел экскурс в историю, рассказав о взглядах Владимира Ивановича Вернадского и его последователей.
«Талантливый ученик Вернадского, Александр Павлович Виноградов, в 1938 сформулировал понятие биогеохимических провинций, которые представляют собой области Земли, отличающиеся от соседних зон уровнем содержания химических элементов и вызывающие вследствие этого различную биологическую реакцию со стороны местной флоры и фауны. Несмотря на элементарность этого понятия, оно действительно отражает взаимоотношение организмов и среды. И первое, что для биогеохимической провинции характерно, это биологическая реакция организма, а второе, не менее важное, это дисбаланс химических элементов в среде обитания», – сказал Вадим Викторович.
Учёный обратил внимание на то, что в отличие от природных, формирование техногенных биогеохимических провинций протекает в геологическом времени молниеносно, а биологические последствия в ряде случаев непредсказуемы. Он сообщил о работах коллег из института, современном понимании того, что такое биогеохимические провинции и привел примеры заболеваний, характерных для тех или иных территорий. Вадим Викторович рассказал о нарушениях метаболизма йода, селена, молибдена, меди и других элементов.
«Недостаток селена в своё время был обусловлен экстенсивным способом ведения сельского хозяйства, когда у нас развивалось стойловое содержание крупного рогатого скота, распахивались пастбища и даже склоны гор. Было очень большое поголовье скота, и это не соответствовало потребностям животных», – пояснил на одном из примеров Вадим Викторович.
Логичным продолжением обсуждаемых проблем стало выступление доктора биологических наук, профессора Ларисы Йованович (Larisa Jovanović, ALFA BK University, Belgrade, Serbia). Она рассказала о перспективах органического сельского хозяйства на примере Сербии. Лариса Николаевна отметила, что одним из основных факторов, влияющих на развитие этого метода, является состав и состояние почвы.
«Концепция качества почвы как основы устойчивого развития и органического сельского хозяйства появилась в начале 90-х годов в результате многочисленных научных дискуссий, исследований, анализов. Эта концепция, объединяющая основные компоненты – устойчивое развитие сельского хозяйства, улучшение качества окружающей среды, состояния здоровья растений, животных и, конечно, людей», – сказала президент Экологического общества Сербии, профессор Альфа-университета Лариса Йованович.
Член-корреспондент РАН, доктор биологических наук, профессор Валерий Николаевич Кудеяров (ИФХиБПП РАН ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино) в докладе «Особенности биогеохимических циклов углерода, азота, фосфора и калия в земледелии» обратил внимание на то, что последствия техногенных нарушений в биосфере выражаются прежде всего в увеличении разомкнутости биогеохимических циклов элементов.
«Разомкнутость циклов достигла максимума именно в сельскохозяйственном производстве. Потоки питательных элементов при современном характере сельскохозяйственного производства носят преимущественно однонаправленное движение. Поступающие из почвы в растение питательные элементы отчуждаются с урожаями и перемещаются на урбанизированные территории, с которых они никогда не возвращаются в почвы. Рециклированию в почву подвергается лишь очень малая часть питательных элементов. И высокопродуктивное сельскохозяйственное производство должно обязательно пополняться извне питательными элементами для того, чтобы получить достаточное количество продуктов питания и сырья для промышленности», – сказал Валерий Николаевич.
Ученый заметил, что биологическая потребность человека должна быть удовлетворена за счет основных элементов питания. Их внесение необходимо для ведения сельского хозяйства, считает доктор биологических наук.
После окончания пленарного заседания участники конференции перешли к работе по секциям, темами которых стали эволюционная и палео-биогеохимия, аккумуляция и трансформация природных и антропогенных химических соединений, биогеохимические циклы углерода и азота и их влияние на продуктивность растений. В последующие дни в ходе секций рассматривались вопросы биогеохимии в экологии и медицине, к примеру физиологическая роль химических элементов в норме и при патологии, коррекция микроэлементозов растений, животных и человека. В отдельную секцию были выделены биогеохимические стандарты, технологии для риск-менеджмента, инженерия и охрана окружающей среды.
Основной целью школы-конференции является представление и обсуждение новых идей, методов и результатов исследований для формирования актуальных научных направлений и государственных программ по применению достижений биогеохимии в охране природы, народном хозяйстве, медицине и образовании. И каждый из представленных на конференции докладов широко обсуждался коллегами.
Собравшиеся говорили об истории развития биогеохимии, химии почв и геохимической экологии, роли российских и зарубежных ученых в развитии биогеохимии. Большое внимание было уделено философскому наследию Владимира Ивановича Вернадского и его значению в решении современных проблем взаимоотношений человека и природы.
В организации и проведении конференции приняли участие сотрудники Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, ученые из Санкт-Петербургского государственного университета, Томского политехнического университета, Института экологии растений и животных УрО РАН, Федерального научного центра овощеводства, Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева, АНИИ физических методов лечения, медицинской климатологии и реабилитации им. И.М. Сеченова, Института рыбного хозяйства, биологии и природопользования, Астраханского государственного технического университета, МГУ имени М.В. Ломоносова, ГЕОХИ РАН, Южного федерального университета. В составе программного комитета – представители Тульского государственного педагогического университета им. Л.Н. Толстого, Института водных и экологических проблем СО РАН, Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Тюменского государственного университета, Института почвоведения и агрохимии СО РАН.
Кроме того, совместно с российскими учеными идеи биогеохимии развивают коллеги из Армении, Казахстана, Кыргызстана, Германии, Испании, Турции, Сербии и других стран.
В работе школы-конференции в Пущино приняли участие 110 научных сотрудников, из них 58 выступили с устными докладами. Они представили результаты своих исследований в виде пленарных, секционных и стендовых докладов, а также кратких статей для опубликования в материалах конференции. На конференции были представлены не только доклады российский ученых, но исследователей из Индии, Сербии, Молдавии и Китая.
Проведение следующей четырнадцатой Международной биогеохимической школы-конференции планируется в 2025 году в Томске.
