Международная лунная посещаемая платформа

Автор Salo, 27.06.2016 14:18:40

« назад - далее »

0 Пользователи и 3 гостей просматривают эту тему.

Сергей Хижняк

ЦитироватьВячеслав Землянский написал:
А не подскажите где можно почитать концентрированно по теме? Может есть монографии или хорошие обзоры?
Единственный известный мне обзор - это Gitelson I.I., Lisovsky G.M., MacElroy R.D. Manmade closed ecological systems. London; N.Y.: Taylor & Francis, 2003. 402 p. И то - о существовании этого обзора я узнал только потому, что соавторы по цитированной статье в "Авиакосмической..." вставили его в список литературы. Гительзон - отец-основатель советского проекта, у нас на 1-м курсе (в 1981) читал "Введение в специальность" (нечто вроде сжатого курса Общей биологии). Лисовский (ныне покойный) - автор специального сорта пшеницы для БСЖО, который использовался в БИОС-3, используется сейчас в российском проекте и используется в китайском проекте. Так что обзор должен быть хороший - но он заведомо устарел.
Более свежие писать некому - все, кто мог бы написать, активно работают. Я бы сейчас тоже мог поработать, но у меня все праздники - чудовищная лень. Семестр был напряжённый, как началось с досрочного выхода из отпуска ради Sino-Russian Bilateral Workshop on the Space Life Support and Medical Engineering, так и пошло-поехало.

Касательно переноса темы - если уж делать, то по внеземным базам. И космические оранжереи, и БСЖО - слишком мелко для наполнения целой темы, на мой взгляд.

Сергей Хижняк

Кстати, вспомнил, что мне не было смысла искать картинки - у меня самые интересные собраны в презентацию для недавнего Sino-Russian Bilateral Workshop on the Space Life Support and Medical Engineering.

Вот держите один из скринов - зря я что ли искал презентацию?

Сергей Хижняк

Это - ныне действующая российская система. Правда, снимки фитотронов в левом нижнем углу устарели, я из выдернул из интернета, когда обнаружил, что у меня полно фотографий микробов и растений, но нет ни одной фотографии фитотронов. А в скафандре - кажется, Владимир Величко, отбирает пробы через шлюзовую камеру. А может, и не он - под маской не разобрать. Но обычно он отбирает.
На фото справа - растительный конвейер, видны растения всех возрастов. Зачем конвейер - я там выше писал. Всё выглядит антинаучно и непрезентабельно, но настоящая наука так всегда и выглядит, что у нас, что - за рубежом. Перед приходом корреспондентов всё прибирают, делают красиво и аккуратно, а когда корреспонденты уходят - с облгчением возвращают всё на круги своя.

Сергей Хижняк

Я написал об очень серьёзной проблеме БСЖО - фитопатогенных микроорганизмах, которые буквально за несколько суток (максимум - несколько недель) способны вывести из строя фототрофное звено. Сейчас мы начинаем эксперименты по искусственному созданию такого микробного сообщества, которое займёт соответствующие ниши и послужит биологическим барьером против возбудителей болезней. Вот пример таких бактерий, которые мы уже апробировали в лабораторных экспериментах.

Алихан Исмаилов

Бактерии живут в корнеобитаемом слое?

Сергей Хижняк

Вообще-то начало уже было положено, см. нашу с китайцами статью Youcai Qina , Yuming Fu, Wenli Kang , Hongyan Li, Han Gao, Khizhnyak Sergey Vitalievitch, Hong Liu. Isolation and identification of a cold-adapted bacterium and its characterization for biocontrol and plant growth-promoting activity // Ecological Engineering. 2017. Volume 105. Pages 362–369
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0925857417302306

А вот краса и гордость китайской программы, правая рука профессора Лю Хун, господин Yuming Fu, осуществляет процесс изоляции упомянутой cold-adapted bacterium. Под моим чутким руководством. Штормовка, шапочка и китайский светодиодный налобник предоставлены мной.

Однако сейчас мы планируем нечто совсем другое.

Алихан Исмаилов

Субстрат на котором растёт пшеница из чего состоит?

Алихан Исмаилов

Есть зависимость между числом звеньев в системе и её размерами?

Сергей Хижняк

Вот ещё из той же папки. Сапоги, оказывается, тоже мои. Интересно, а в чём я был в таком случае? В трусах и каске? И, главное, ни одного фото меня в той папке - поскольку я как раз фотографировал, пока Юймин работал.

Кстати, один из серьёзных минусов китайской науки (по-крайней мере той, которую знаю). У них считается, что профессор руками работать не должен, а должен только сидеть в кресле и раздавать указания. У нас - ровно обратный подход. Правильный профессор-доктор-наук работает руками не меньше, чем аспиранты/лаборанты. Поскольку
1) Правильный профессор-доктор наук умеет делать лаборантскую работу заведомо лучше, чем любой лаборант. И в силу огромного опыта (он начинал лаборантом ещё в те годы, когда нынешнего лаборанта в проекте не было), и в силу того, что он понимает, что делает.
2) Правильный профессор-доктор наук обучает новичков в режиме "делай как я", а это - самая эффективная передача опыта, какую только можно придумать.
3) Когда сам, своими руками, участвуешь в исследованиях - массы косяков можно избежать. А если всё-таки возник косяк - знаешь, что случилось и как устранить.
Китайский подход (профессор сидит в кресле, а не за микроскопом), на мой взгляд, сильно тормозит китайскую науку.

Сергей Хижняк

Прошу прощения, что не сразу отвечаю на вопросы. Если кому не отвечаю - не стесняйтесь напомнить, значит, я просто пропустил вопрос.
Цитироватьhlynin написал:
Кстати - у Вас есть мнение по поводу микрофлоры в возвращённой с Луны кинокамеры? Действительно ли, что перекантовались на Луне  3 года или это позднейшее загрязнение?
Перекантоваться на Луне 3 года, на мой взгляд, микробным клеткам не проблема. В вакууме они сразу лиофилизируются, а лиофилизация - классический способ длительного хранения микроорганизмов. Правда, при лиофилизации часть клеток погибает, но кто не погиб - может храниться практически вечно. Ну, не вечно - энтропия рано или поздно своё возьмёт. Но 3 года на Луне, если нет прямых солнечных лучей (УФ - сильный повреждающий фактор), это вообще ни о чём.
ЦитироватьBell написал:
Странно, что проблема до сих пор актуальна.
Есть как минимум один нестерильный объект - экипаж. Экипаж в автоклав не засунешь. А поверхностно как ни дезинфицируй - всё равно полной гарантии нет. А для колонизации сколь угодно большого объёма достаточно 1 (одной) микробной клетки или грибной споры.

Сергей Хижняк

ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Субстрат на котором растёт пшеница из чего состоит?
ЦитироватьАлихан Исмаилов написал:
Есть зависимость между числом звеньев в системе и её размерами?
О субстрате - дальше, у меня как раз запланировано переходить к субстрату и к проблемам минерализации отходов. От числа звеньев размер зависит, но не слишком. Основная зависимость - от числа членов экипажа. Там зависимость практически линейная. Про звенья подробнее расскажу при разборе проекта MELiSSA.

Пока откланиваюсь, у нас уже 21-40. Пора посмотреть, есть у меня завтра занятия, или дети ещё на сессии.  :)

Bell

ЦитироватьСергей Хижняк написал:
Есть как минимум один нестерильный объект - экипаж. Экипаж в автоклав не засунешь. А поверхностно как ни дезинфицируй - всё равно полной гарантии нет. А для колонизации сколь угодно большого объёма достаточно 1 (одной) микробной клетки или грибной споры.
Экипаж, как и персонал лаборатории, должен находится по другую сторону биологического барьера. При пересечении барьера воздух прогоняется через фильтры и разрядные камеры, вода кипятится.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Сергей Хижняк

ЦитироватьBell написал:
При пересечении барьера воздух прогоняется через фильтры и разрядные камеры, вода кипятится.
Или можно поддерживать в камере с растениями небольшое избыточное давление, нагнетая туда воздух через микробные фильтры. Небольшое избыточное давление гарантирует, что микробы туда не залетят. А заходить - через шлюз, предварительно облачаясь в костюм биозащиты и уже в этом костюме подвергаясь дезинфекции.

Но мой опыт и интуиция микробиолога (которая, впрочем, тоже базируется на опыте) настойчиво говорят, что микробы всё равно дырочку найдут. Или проникнут с семенами, в виде внутренней инфекции, или - через расходные материалы, или - человеческий фактор сработает, или - ещё что-нибудь... В общем, на базе, где тусуется народ, они всё равно проникнут в фотоавтотрофный блок.

К тому же растения в стерильном состоянии растут не очень хорошо. Они, как и мы, нуждаются в микроорганизмах. Так что, на мой взгляд, лучше заранее согласиться, что камера с растениями будет нестерильная, и озаботиться тем, чтобы эта нестерильность не приводила к вспышкам заболеваний растений.

Bell

Тут в чем вопрос...
Что-то там когда-то прикладное, типа оранжерей на марсианской базе - дело дальнее. А вот на данном этапе имело бы смысл создать именно идеальные лабораторные условия и в них отработать модельную систему. Реально работающего сфероконя в вакууме. А потом уже, на следующем этапе выводить его понемногу пастись на полянку перед институтом.
Если процесс заражения неизбежен в принципе, то у него есть продолжительность, а значит какое-то время, соблюдая все меры предосторожности все-таки можно создать и развить до рабочего состояния целевую систему. Например, продержаться месяц, потом пол-года, год и получить качественный результат, развивать его количественно, в смысле времени устойчивой жизнедеятельности.
То есть усложнение и универсализация системы должны идти вслед за достижением устойчивости. Простая, но хорошо исследованная, освоенная, воспроизводимая система ценнее, чем сложная, но нежизнеспособная.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Bell

ну это я как химик по первому образованию рассуждаю :)
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Чебурашка

NASA презентовала логотип лунной станции


Сергей Хижняк

ЦитироватьBell написал:
А вот на данном этапе имело бы смысл создать именно идеальные лабораторные условия и в них отработать модельную систему.
Я понял, что меня на самом деле смущает в стерильном фотоавтотрофном блоке.
1. Экосистем без микробов не бывает. Чисто микробных экосистем - масса, хороших и разных. Собственно, первые ~3 млрд. лет только микробные экосистемы и были. А вот экосистем без микробов - нет. Поэтому экосистема без микробов вызывает у меня подсознательное сопротивление ("так не бывает").
2. Система будет неустойчивая, про это я уже писал. Если экологические ниши забиты местными микроорганизмами, внедрить туда нового весьма непросто. Нужно вносить массово, специально отселектированных, и то - не факт, что приживутся. А если ниши свободны (как в случае стерильного фитотрона), то фитотрон колонизует чуть не первый же микроорганизм, который сумеет пройти защиту. Как уже говорил, достаточно всего одной микробной клетки.

В любом случае, "создать именно идеальные лабораторные условия и в них отработать модельную систему" в российском случае не прокатит, поскольку денег нет. Мы это обсуждали в Биофизике ещё года три назад. Я рассказал, что и как требуется переоборудовать для обеспечения полной стерильности, народ офигел, на том дело и кончилось. Впрочем, я и сам понимал, что в суровых конкретных условиях это абсолютно нереально.

Меня действительно смущает, что мы развели флуд и оффтоп в не предназначенной для этого теме. Надеюсь, администрация найдёт способ решить эту проблему. Или - забанит меня (чтобы я наконец мог вернуться к работе), или перенесёт всю БСЖО в другую тему. Но, пока не забанили и не перенесли, продолжу здесь.

Max Andriyahov

Это ка раз не "флуд". Впервые за год читаю на форуме действительно интересный материал.

Сергей Хижняк

Касательно циклов. До сих пор я писал об организации цикла углерода, который фактически сводится к взаимопревращению CO2 <> органика (и сопряжённому циклу H2O <> O2), однако в круговорот нужно вовлекать и другие элементы. Второй по значимости после углерода - азот. Без азота клетка не может синтезировать ни аминокислоты/белки, ни нуклеотиды/ДНК/РНК. Вот как цикл азота организован в почве.
Это я взял из Devrim Coskun, Dev T. Britto, Weiming Shi, Herbert J. Kronzucker How Plant Root Exudates Shape the Nitrogen Cycle на https://www.semanticscholar.org/paper/How-Plant-Root-Exudates-Shape-the-Nitrogen-Cycle.-Coskun-Britto/8d2c70d593da9a417e4f407a8e55e9af5307d159

Буквами обозначены ферменты, участвующие в процессах, стрелками - процессы.

Сергей Хижняк

Обратите внимание, всё очень сложно, и сильно зависит от окислительно-восстановительного потенциала среды (то есть фактически от концентрации кислорода либо другого окислителя типа NO3(-), SO4(2-), Fe(3+)). Забегая вперёд, скажу, что MELiSSA в своё время очень надолго зависла именно на организации цикла азота. Не знаю, выбрались они из этих дебрей уже, или нет. Цикл серы тоже очень непростой, цикл фосфора - очень простой, цикл железа - простой, но не очень. Не буду утомлять схемами, да и азот я дал просто чтобы показать сложность.