Дистанційне вивчення біологічних властивостей ґрунту

Юні дослідники, члени Київської Малої академії наук учнівської молоді, 13 квітня в рамках лекторію «Передові рубежі біології» в Інституті біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України слухали лекцію докторанта Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України Надії Іванівни Адамчук на тему «Вивчення біологічних властивостей ґрунту із застосуванням дистанційного зондування Землі». Символічно, що Надія Іванівна є космонавтом-дослідником, яка, як дублер Леоніда Костянтиновича Каденюка, готувалася проводити біологічні дослідження на Шаттлі під час спільного українсько-американського космічного експерименту STS-87 в 1997 році, і тому в першій частині лекції вона надала інформацію про функціонування рослинно-мікробних систем в наземних умовах і поза межами Землі. Яскравою презентацією супроводжувалася зокрема розповідь про дослідження, які проводилися за участі Леоніда Костянтиновича в космосі та науковцями 6-ти академічних інститутів – в земних умовах. До речі, в цьому експерименті разом з американськими колегами брали активну участь члени Малої академії наук України, які під керівництвом Володимира Івановича Назаренка виконували науково-освітню програму «Вчителі та учні досліджують рослини в космосі».

Одним із завдань спільного українсько-американського експерименту Шаттл-97 було порівняння ультраструктурних перебудов та біохімічних перетворень із функціональними змінами фотосинтетичного апарату рослин Brassicarapa L. (Astroplants), зрощених із насіння на борту космічного корабля Columbia місії STS-87 (19.11–05.12.1997 р.) в контейнерах (PGCs – Plant Growth Chambers), на різних стадіях вегетативного розвитку. У наземному контролі ідентичні умови розвитку рослин були створені в апараті (OES – Orbital Environmental Simulator). Українськими вченими тоді була вперше експериментально доведена гравічутливість фотосинтетичного апарату рослин.

У другій частині доповіді розповідалося про визначення просторової неоднорідності біологічної активності грунту з використанням проксимальних технологій дистанційного зондування Землі. В результаті проведених вченими України і Канади досліджень, в яких безпосередню участь брала і Надія Адамчук, була виявлена лінійна регресія між швидкістю росту мікроорганізмів ґрунту і його фізико-хімічними властивостями, вегетаційного індексу люцерни за сталого розвитку бобово-ризобіальної системи. Було застосовано комплексний підхід до неоднорідності ґрунтових умов росту і розвитку рослин; впроваджена технологія дозволила з високою точністю відокремити ділянки поля. Карти ЕПГ використали для вивчення і врахування змін ґрунтових властивостей у межах одного поля для оптимізації виробничого процесу.

Третя частина насиченої науково-пізнавальної лекції була присвячена власним дослідженням структурно-функціональної організації фотосинтетичного апарату проростків пшениці ярової, інокульованої різними за здатністю до ендофітії штамами діазотрофів роду Azospirillum, які проводила пані Надія. Показано, що інокуляція пшениці ярої діазотрофами роду Azospirillum сприяла збільшенню розміру клітин мезофілу, кількості хлоропластів та числа гран в хлоропласті, вмісту хлорофілу а і каротиноїдів. У випадку використання ризосферного штаму Azospirillum Sp7 в хлоропластах рослин збільшувалось накопичення стромальних включень (крохмальних зерен – на 46,6%, пластоглобул – на 25%), що може свідчити про активніше депонування вуглеводних і ліпо-протеїнових сполук. У хлоропластах рослин, інокульованих ендофітним штамом А. brasilense 102, акумуляція крохмальних зерен і пластоглобул зменшувалась, вивільняючи від надлишкових метаболітів стромальний комплекс, задіяний в темнових реакціях фотосинтезу, де в циклі Кальвіна відбувається фіксація СО₂. Методом Raman-спектрометрії в листках пшениці ярої виявлено прояв загального пластохінону, що вказує на латеральну гетерогенність мембранної системи хлоропластів і забезпечує найбільш ефективне засвоєння сонячної енергії та високу продуктивність роботи усього фотосинтетичного апарату за інокуляції бактеріями роду Azospirillum.

Після обговорення лекції слухачі тепло дякували Надії Іванівні  за чудову доповідь, а також її привітав присутній в залі проректор з наукової роботи Державної екологічної академії післядипломної освіти та управління Мінприроди України професор Олег Альбертович Машков.