Багатогранність ботаніки: рослини-паразити, дрони, відновлення українських ґрунтів та робота в Криму

Розповідає біологиня Юлія Красиленко

Я мріяла бути саме «польовою біологинею», тому теперішні дослідження поєднують клітинну біологію рослин та ботаніку. Зараз у моєму фокусі рослини-паразити, зокрема, омели та особливості їхньої взаємодії з рослинами-господарями на різних рівнях — від молекулярного до популяційного.

Про те, як прийшла до біології

Моїй любові до біології дуже посприяла атмосфера вдома, адже бабуся-хімікиня та дідусь-радіофізик викладали у Вінницькому політехнічному інституті. Друга бабуся-біологиня читала курси з генетики та паразитології в медичному училищі. Через брак часу та відсутність няні, родичі змалечку тягали мене до себе на роботу, де я зачаровано зазирала до пробірок, розбирала плетива мікросхем, роздивлялася гербарні аркуші та студентські малюнки.

Тоді ще вперто мріялося стати лікаркою — як мама. Цьому ніхто не опирався і я вступила до медичного коледжу в Києві. Саме там зрозуміла, що мені подобається не тільки допомагати людям, а й копати вглиб: розбирати етіологію (походження) та патогенез (механізми розвитку) різних захворювань чи ефекти впливу ліків на внутрішньоклітинному рівні. Тому наступним кроком стало навчання в Києво-Могилянській академії на кафедрі біології. Після практики в реанімації та гнійній хірургії, де будо багато складних емоцій через страждання пацієнтів та безпорадність лікарів, мені було важливо пристати до інших берегів. Тоді я побачила себе саме «рослинною біологинею», якою я є й зараз.

У певний момент мені стало нудно описувати наукові результати при підготовці дисертації, адже статті на суміжну тему вже вийшли. Тому відтворювати те ж саме іншими словами я вважала втратою часу. Пригадую, як нарікала, що не можна замість тексту дисертації надати просто три опубліковані статті. Я людина активних дій і люблю бачити швидкі результати, тому інколи рутинні підрахунки та експериментальні повтори мене виснажують. На щастя, з роками я стала витривалішою до наукової рутини: психологічно відпочиваю від наших складних новин під час одноманітних вимірів чи статистичних підрахунків, коли ховаюся в «келію» в темряві довкола конфокального мікроскопа.

Про дослідження рослин-паразитів та роботу в Криму

Після захисту дисертації у 2012-му я гостро відчула потребу у власному науковому пошуку і зрозуміла, що саме зараз і визначиться моя наукова незалежність від вказівок керівника та «наукових замовлень» дослідницького інституту. Мені пощастило: під час традиційної травневої мандрівки до Криму і сходження на гору Ільяс-Кая на гілках ялівцю я побачила невідому мені рослину, схожу на пожовклий куций хвощ, — ялівцеву омелу (Arceuthobium). Це стало початком «довгої дороги». Я просиділа тоді до ранку, поглинаючи публікації, які сколупнули цілий пласт цікавезної інформації про явище паразитизму в рослин.

Згодом були опубліковані й мої статті про українські омели родів Viscum, Loranthus та Arceuthobium, більш ботанічні. Але хотілося «зазирнути всередину» і спробувати зрозуміти, як саме рослини-паразити обирають та колонізують рослин-господарів. Є такі сигнальні молекули — стриголактони, які необхідні деяким паразитичним рослинам для проростання насіння. Саме їхній вплив на активну складову клітин рослин-господарів — цитоскелет — став темою мого тогорічного дослідження. Щоби отримати хоча б первинну уяву про цю взаємодію, потрібно було назнімати двадцятихвилинні відео на особливому конфокальному мікроскопі з дуже високою роздільною здатністю, що дозволило побачити в реальному часі динамічний процес збирання та розбирання мікротрубочок. Це такі нитчасті структури, які складаються з білків тубулінів, що пронизують клітини рослин та тварин і виконують різні функції: рух, ріст, підтримання форми, поділ та інші. Відчувала себе астрономкою-першовідкривачкою нової галактики, тільки дуже маленької та маловідомої, забуваючи про час.

Варто зазначити, що такі дослідження є важливими для розробки способів протидії рослинам-паразитам, які не дуже дошкуляють врожаям в Україні, проте є критичними для сільського господарства інших країн. У нас найнеприємнішим «кореневим вампірчиком» є вовчок соняшниковий (Orobanche cumana), який, попри ніжні фіолетові квіточки та цілком невинний вигляд, загрожує врожаям соняшників на півдні України. Напівпаразитична омела біла (Viscum album) скорочує життя дерев у місті та у їх природних локаціях. Ця рослина вимагає розумного контролю, а не просто нищівного кронування за принципом «нема гілки — нема і проблеми». А на півночі Африки лютують стриги (Striga hermonthica та S. asiatica), які паразитують на корінні злакових рослин — сорго, кукурудзі, просі та інших. Тому варто продовжувати вивчати біохімічні та молекулярні особливості рослин-паразитів, щоби створити ефективні методи боротьби з ними.

Ще приємно розповідати про свого роду «паранаукову діяльність» — етноботанічні дослідження рослин Кримського півострова. У кількарічних експедиціях до найстаршого покоління киримли з різних куточків Криму ми спільно із сімферопольським лікарем Гіреєм Баїровим записали назви рослин кримськотатарською мовою (фітоніми). Наукової публікації на цю тему поки немає, але є набір акварельних листівок, намальованих художницею Ольгою Політіло, з моїми текстами про поширення, походження та використання 34 впізнаваних рослин — «візитівок» кримської флори.

Про дрони та дерева

Несподівано для себе кілька років тому я захопилася дронами, які є дуже помічними в дослідженнях природи. Ми з друзями розробили та запатентували в Україні та Чехії прототип малого безпілотного літального апарату з кумедною назвою Druid Drone, який може прицільно відбирати зразки з дерев, розпилювати регулятори росту, а також підлітати майже впритул до крони завдяки периферійній камері, винесеній на карбонове «довге плече» дрона.

За повномасштабного вторгнення росії в Україну ця розробка та знання виявилися дуже на часі, як і навички друкування запчастин та вузлів із різним технічним навантаженням на 3D-принтері. Вважаю, що зараз багатьом із нас варто замислитися про вміння пілотувати дрон — це стає потрібною навичкою нарівні з водінням автомобіля, наданням першої невідкладної самодопомоги, розумним використанням тактичної аптечки та критичним сприйняттям інформації.

Наша українсько-чеська команда продовжує працювати в майже повному складі (поки що без нашого арбориста — фахівця по догляду за деревами — який служить у ЗСУ). Нещодавно подали методологічну статтю про розробку до наукового журналу Methods in Ecology and Evolution і заявку на грант від Технологічної агентури Чеської Республіки, спрямовану на виготовлення великих дронів на основі нашого прототипу, а також деталей та програмного забезпечення, створеного незалежно від Китаю. Цей дрон також буде мультифункціональним — для використання в промисловості (зокрема, у митті сонячних батарей), арбористиці (діагностиці та лікуванні захворювань дерев) та військовому секторі.

Чому важливо підтримувати науку під час війни?

Наука в усі часи була вразливою, і ряд її галузей потребує постійних та значних фінансових інвестицій. Поступ науки визначає рівень технічного прогресу держави: сучасні засоби терапії, способи зберігання продуктів та швидкого вирощування якісної їжі тощо. Я дуже вірю, що в України велике майбутнє — попереду чимало інвестицій, зокрема, у наукову галузь, і посилення міжнародної співпраці. Але гірко, що це дістанеться нам такою кривавою ціною.

Багато наших вчених зараз на фронті за покликом серця — як бійці/чині, чи (пара)медики/ні. Хтось рятує унікальні природничі музейні колекції й доправляє їх до тимчасових безпечних сховків. Інші перебувають закордоном: продовжують дослідження, виховують дітей у безпечному місці, підтримують своїх колег, наприклад, через ініціативу Science for Ukraine.

Я намагаюся консультувати українських абітурієнтів/ок щодо вступу на природничий факультет Університету Палацького, волонтерити (наприклад — збирати кошти на SAM-турнікети з продажів наших кримських рослинних листівок), регулярно ділитися інформацією про стажування та співпрацю для українських вчених. Наукова українська діаспора зараз вимушено розкидана світом і керівникам/цям наших науково-дослідних установ варто сприяти співпраці своїх співробітників, що вимушено перебувають за кордоном, з іноземними колегами, причому зі збереженням української афіліації. Зокрема, зосередитися на підготовці спільних гарних публікацій, а не звільняти їх за фізичну відсутність на робочому місці.

Біологія рослин є важливою, безумовно, й у воєнний час. Тут слід згадати як «виживальницький» арсенал та примітивні ботаніко-гастрономічні знання про дикорослі їстівні рослини можуть врятувати життя в умовах продовольчої блокади. Також можна відзначити прикладні біотехнологічні розробки полімерів на основі рослинної сировини, які швидко зупиняють кровотечу та посилюють регенерацію рани.

Після нашої перемоги хочу допомагати у відновленні українських ґрунтів шляхом фіторемедіації — висаджування певних видів рослин, які здатні накопичувати важкі метали та інші небезпечні для довкілля сполуки. Також хотіла б впровадити в Україні щадну́ стратегію контролю поширення омели: мінімізувати обрізку старих дерев і натомість сезонно й технічно грамотно застосовувати регулятори росту, які не шкодять рослинам-господарям. Тут і наш Druid Drone стане в пригоді.

Як тільки буде можливість повернутися в український Крим, хочу працювати на Карадазькій біостанції, водити екскурсії в гори та видати кілька науково-популярних книжок українською про рослинний світ нашого півострова. Рада була б долучитися до створення кольорового визначника рослин Криму для вчених та широкого загалу, додавши свої фотографії та фітоніми кримськотатарською. І, звісно, продовжувати генерувати україномовні тексти про науку та перекладати книжки для дітей, зокрема Джеральда Даррела та інших авторів/ок, які можуть надихнути їх обрати професію науковця чи науковиці.