​​​Ученые Томского политеха (ТПУ) отправились в экспедицию на Алтай, где будут методами биогеохимии изучать причины геофагии (поедания почвы) животных. Такие исследования прошли в Приморье и предстоят в Забайкалье, в комплексе они расскажут, как окружающая среда и геология местности влияют на живые организмы. И, главное, как это знание может "спасти человечество". 

Где предел? 

Геофагия широко распространена в животном мире. В определенное время года животные приходят в определенное место и начинают есть землю, глину. Очевидно, что дело в составе "лакомства" – оно добавляет в рацион что-то, чего катастрофически не хватает организму. Более точных ответов у ученых пока нет, а они важны. 

Профессор отделения геологии ТПУ, руководитель научной группы ТПУ Наталья Барановская поясняет: 

"Проводя исследование конкретной территории, мы можем получить данные об особенностях миграции химических элементов из наиболее распространенных типов коренных горных пород в природные воды, почвы, почвенные микроорганизмы, кормовые виды растительности, а также внутрь организма млекопитающих.
Наша задача – нащупать механизмы адаптации к изменяющимся условиям, понять, насколько велики возможности организма, где предел перехода в болезнь", – говорит она. ​


© предоставлено Томским политехом
 
Отбор образцов почвы и растений во время прошлогодней экспедиции в Приморье в рамках четырехлетнего гранта РНФ, реализуемого ТПУ совместно с Дальневосточным отделением РАН.

Для того, чтобы это понять, нужно исследовать не просто состав почвы с помощью геологических методов, но и сам организм с точки зрения биологии и химии. Много лет назад, когда такие исследования в Политехе только начинались (с подачи профессора Леонида Рихванова, организовавшего кафедру геоэкологии), ученые изучали состав волос животных и человека, проживающих в конкретной местности. Сейчас они перешли на биопсийный материал: 

"Мы берем образцы всех органов и тканей, из кишечника – прямо по отделам. Используем домашнюю свинью как модельное животное, чтобы увидеть распределение химических элементов. Когда свинья заглатывает почву и почва проходит по кишечнику, мы можем точно увидеть, где какие элементы адсорбируются, где и почему выстраиваются биогеохимические барьеры.
На примере крупных млекопитающих мы можем предполагать сходные механизмы, происходящие в организме человека", – добавляет член научной группы, инженер-исследователь Александра Беляновская.

© предоставлено пресс-службой ТПУ

Создатель кафедры геоэкологии Леонид Рихванов в свое время подобрал такой коллектив, который мог бы с разных точек зрения оценить влияние экологии на организм человека. Он приглашал географов, химиков, биологов, геологов (причем так называемых "редкачей" – специалистов по редкоземельным металлам).

"Продукт" экосистемы 

"Сейчас мир приходит к пониманию значимости исследований регуляции не просто органических компонентов внутри организма, а металлорганических комплексов, так как эти важные компоненты в большей степени определяют жизнь живого организма. Решение такого фундаментального вопроса поможет в проблеме профилактики заболеваемости людей и животных. У нас мечта – спасти человечество", – улыбается Наталья Барановская. ​

Например, в Забайкалье есть пандемическая болезнь (то есть встречающаяся в России только в этой местности) – уровская (Кашина – Бека). Она известна более 160 лет, однако причины ее развития до сих пор – загадка. Одна из ведущих гипотез связана с геоэкологическими аномалиями окружающей среды. Именно поэтому Забайкальский край стал одной из точек исследования по гранту РНФ.



© предоставлено ТПУ

Над аналитикой работают ряд лабораторий и научных центров ТПУ: научно-образовательный центр "Вода", лаборатория ядерно-геохимических исследований на исследовательском ядерном реакторе ТПУ и международный инновационный научно-образовательный центр "Урановая геология". 

Политехники уже изучали гидрогеохимический, элементный состав подземных и поверхностных вод в местах проявления уровской болезни. Проанализировав содержание 71 химического элемента, в том числе ранее не рассматриваемых для данной территории, они выяснили: в воде низкое содержание кальция, селена и йода. 

В следующем году в рамках гранта РНФ в Забайкалье будут проводиться более расширенные исследования – почвы, воздуха, биопсийного материала. Потому что наше здоровье во многом – это "продукт" химического состава экосистемы, в которой мы обитаем… 

© предоставлено Томским политехом

Наталья Барановская училась на лечфаке СибГМУ, но жизнь сложилась так, что три последние курса она не окончила. Зато теперь медицинская база позволяет глубоко понимать процессы, происходящие в организме, и на одном языке разговаривать с медиками, участвующими в проекте.

Оценка рисков 

В ближайшем будущем в Политехе планируют открыть англоязычную магистерскую программу, которая будет готовить инженеров, комплексно исследующих экосистемы. Она реализуется в плотном сотрудничестве с пятью французскими университетами, включая легендарные Сорбонну и Паритек (Arts et Metiers ParisTech, Парижский технологический институт). 

Несколько лет ТПУ участвовал в программе двойного диплома с этими университетами, Александра Беляновская – одна из студентов кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ, защитившая двойной PhD с университетом Arts et Metiers ParisTech. Исследования геофагии животных – это часть направления, которое активно раскручивается их коллективом, а именно: новый подход к оценке жизненного цикла продукта и состояния окружающей среды.



© предоставлено Томским политехом
Член научной группы, инженер-исследователь Александра Беляновская 

"Мы используем международный метод USEtox, чтобы оценить токсическое воздействие на экосистемы и здоровье человека. Мы учитываем комплекс факторов, таких как объем территории, количество людей, которые там живут, и даже состав пищевого продукта, который они употребляют. Плюс к этим данным мы добавили биогеохимические данные, до нас так никто не делал, это наше ноу-хау", – говорит Беляновская. ​

Наталья Барановская на простом примере поясняет, как важно оценивать влияние факторов в комплексе: 

"Вот, например, пластиковый колпачок от ручки. Его где-то произвели, сколько-то ресурсов затратили, оказав некое влияние на экологию, а в конце срока службы его нужно будет утилизировать. Если разложить этот жизненный цикл продукта на химические элементы, то получится их миграция в глобальном масштабе. И нам необходимо понять, как эта миграция влияет на организм человека на локальных уровнях.
Обычно переизбыток того или иного элемента рассматривают на глобальных территориях (например, всей Европы), но исследования Александры, которая год работала во Франции, показали: если добавить в модель (оценки воздействия на человека) локальные особенности территории – такие, как состав почвы, воды, воздуха, скажем, в месте утилизации колпачка – то результат может сильно поменяться". 

Целью, разумеется, не стоит закрытие производств (тех же колпачков). Но поняв, на каком этапе жизненного цикла продукта оно наносит наибольший вред, можно менять их в сторону более "зеленых". 

"У наших французских партнеров уже обычная практика, когда в рамках хоздоговоров они рассчитывают наиболее экологичный способ производства, чтобы минимизировать потенциальную токсичность для организма человека. Экологичность более выгодна предприятию, в том числе с точки зрения позиционирования продукта. Надеюсь, в России до этого тоже вскоре дойдут", – подытоживает Барановская.​

Похожие новости

  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    328
  • 21/12/2020

    Учёные РФ и Франции выяснят, как пожары могут изменить экосистемы мира

    ​​Двое молодых учёных ТГУ – сотрудники лаборатории «БиоГеоКлим» Артём Лим и Дарья Кузьмина на протяжении двух месяцев работали в одном из ведущих научных центров Франции – Обсерватории Миди-Пиринейз.
    367
  • 24/02/2021

    Цитируемые учёные ТПУ: подземные воды Забайкалья, свойства Шлемника и донные осадки моря Лаптевых

    Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за январь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 90, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 6,479.
    85
  • 10/12/2020

    Томские ученые модифицируют покрытия для имплантов с помощью ксенона

    ​​​Научная коллаборация Томского политехнического университета (ТПУ), Сибирского государственного медуниверситета (СибГМУ) и Балтийского федерального университета разработала технологию нанесения кальций-фосфатных покрытий на медицинские импланты в газовой среде; исследование показало, что использование ксенона делает покрытия более долговечными, сообщает 9 декабря пресс-служба ТПУ.
    481
  • 19/11/2020

    Цитируемые ученые ТПУ: «умные» удобрения, ферритовая керамика и наносеребро

    ​Проект «Цитируемые ученые ТПУ» подводит итоги публикационной активности ученых Томского политехнического университета за октябрь. Самый высокоцитируемый соавтор статей ученых ТПУ имеет индекс Хирша 57, а самый высокорейтинговый журнал — импакт-фактор 7,246.
    807
  • 11/02/2021

    Ученые из РФ и Франции изучат влияние ветров на загрязнение Арктики тяжелыми металлами

    Российские и французские ученые к 2022 году впервые изучат влияние ветров на загрязнение территорий Сибири и Арктики тяжелыми металлам, для этого будут отобраны и исследованы пробы снега, воды и лишайников от Томской области до Ямала, сообщил ТАСС участник проекта, директор Центра коллективного пользования "Мегапрофиль" научного управления Томского госуниверситета (ТГУ) Сергей Воробьев.
    265
  • 28/10/2020

    Российские ученые нашли экологически чистую замену углю

    Улучшить свойства доступных видов биотоплива смогли ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам авторов, им удалось получить из торфа и отрубей экологически чистое топливо, не уступающее по эффективности бурому углю.
    907
  • 15/12/2020

    Международная команда физиков изучила радиационные свойства озона

    ​​Полученные результаты помогут осуществлять контроль качества озонового слоя, который участвует в формировании атмосферы и климата Земли, влияет на качество воздуха, охраняет планету от жесткого ультрафиолетового излучения.
    482
  • 11/04/2019

    Ученые ТПУ изучают, чем загрязнена река в промышленном районе Индии

    ​Исследователи Томского политехнического университета (ТПУ) привезли пробы воды из Дамодара – одной из самых грязных рек Индии; изучив состав и миграцию вредных веществ, политехники вместе с коллегами из России, Китая и Индии намерены предложить меры по очистке и предотвращению дальнейшего загрязнения реки, сообщила пресс-служба вуза.
    1323
  • 23/12/2020

    Директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Марина Трусова: «Все силы и средства идут на развитие школы»

    ​​О главных событиях и достижениях 2020 года и планах на будущее рассказала директор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Марина Трусова.    Мегагранты Год для коллектива нашей школы был ярким и богатым на события.
    289