ДНК, порошковый металл, африканские клещи, ловушки для мух: чем занимаются тюменские ученые

Сегодня во всем мире отмечают День науки. Мы попросили университеты и научные институты Тюмени поделиться своими достижениями, открытиями, разработками, сделанными в последние годы или совсем недавно. В список лучшего попали не только практические вещи — ловушки для насекомых, металлический порошок, открытие нового вида клещей, но и масштабные исследования, а также уникальные лаборатории.

Одна из последних разработок в индустриальном университете — порошковый металл, который можно использовать в 3D печати. Идея и реализация принадлежат аспиранту Льву Максимову. Добывать порошок научились из техногенных отходов — для этого используется осадок от очистки воды.

— В тюменском регионе уникальный состав подземных вод. По сравнению с другими регионами в нашем городе вода очень чистая. Юг области отличается большим количеством соленых подземных источников, а что касается источников пресной воды — это практически озеро Байкал. В её составе много железа и почти нет другого «мусора». А значит, нам будет легко получать именно порошкообразное железо, — поделился Лев Максимов.

Полученный осадок нужно очистить от примесей — на выходе получатся почти сферические частицы. Добыча такого порошка может принести пользу и горожанам.

— В воде, даже после очистки на станции водоподготовки, остается достаточно много железа. Оно соответствует предельно допустимым нормам, обычно содержание железа составляет 0,25 — 0,3 мг на литр. Мы можем снизить этот показатель почти до нуля, изменив цикл аэрации. Нам это выгодно, так как тюменцы получат более чистую воду, а мы — больший объём этого порошка. Мечта, которой мы грезим с нашей научной командой, чтобы в город поступала настолько чистая вода, что её можно было пить из-под крана, — подчеркнул аспирант.

Практические испытания нового сырья для 3D печати планируют провести в следующем году.

Участники арктического проекта ТИУ разработали технологию, продлевающую жизнь месторождений. Новый метод позволит добывать низконапорный газ, снизив содержание воды в нем на 40%. Уникальность разработки состоит в том, что ученым удалось объединить две существующие технологии (водоизоляции и интенсификации) в одну и получить при этом положительный результат. Полевые испытания начнутся в следующем году на месторождениях предприятий — партнеров университета.

— Технология даст вторую жизнь тем месторождениям, которые находятся на завершающей стадии. Около 45% всех разведанных запасов газа страны заключены в сеноманском продуктивном комплексе Западной Сибири, внедряя технологию на одном месторождении, мы сможем транслировать её на все месторождения данного комплекса, — резюмировал Юрий Ваганов, заведующий кафедрой бурения нефтяных и газовых скважин.

Ученые совместно со специалистами космической отрасли заставили спутники трудиться в сельском хозяйстве. Специалисты создали целую систему, позволяющую следить за состоянием полей, проводить точную обработку растений.

— Сначала делается оцифровка полей, создается электронный образ поля, на котором отображаются уклоны, понижения и прочее, — рассказал 72.ru профессор Николай Абрамов, доктор сельскохозяйственных наук. — Границы полей устанавливаются с привязкой к географическим координатам. Дальше идет мониторинг по плодородию почв — образцы отбираются из одних и тех же точек. Это позволяет следить за тем, насколько земля сохраняет или ухудшает плодородие.

С помощью спутниковых навигационных систем проводят технологические операции — начиная с параллельного вождения (позволяет не заезжать дважды на один и тот же участок поля) и заканчивая точными посевами, внесением удобрений. Для каждого участка поля может быть установлена своя дозировка — на основании состава почвы высчитывается, сколько и чего нужно именно на конкретном участке.

Всю систему испытывали в научхозе университета, а сейчас её используют сельские хозяйства Тюменской и Свердловской областей.

— Пока в системе работают только три хозяйства, но в Тюменской области примерно 34% хозяйств работают с использованием спутниковых навигационных систем — кто-то с параллельным вождением, кто-то с опрыскиванием растений, — поделился Николай Абрамов.

В ДНК-лаборатории при агробиоцентре аграрного университета проделывают больше рутинную работу — исследуют растения и животных. Некоторые тюменские сельхозпроизводители и животноводы обращаются сюда, чтобы проверить то, что в будущем, например, попадет на наш стол. В лабораторию стекается продукция тюменских, свердловских, омских, курганских, ямальских и югорских аграриев. Исследования на уровне генома помогают предпринимателям проводить качественную селекцию.

— Скот исследуют по ДНК-анализам и генам, например, определяющим продуктивность животного, — рассказала 72.ru заведующая лабораторией Яна Кабицкая. — Также помогаем ветврачам выявлять болезни, например, лейкоз — это инфекционное заболевание, провирус которого встраивается в геном. Важно диагностировать его на ранней стадии.

Результатом работы с животноводами в перспективе станет создание единой базы данных, в которой будет храниться ДНК-профиль каждой коровы, бычка.

Аналогичная работа проводится и с растениеводами. Огурцы, картофель, горох, зерновые. Внешне продукт может быть нормальным, но при исследовании может выясниться, что он заражен.

Вскоре в лаборатории начнут проводить анализы по выявлению ГМО. И планируют заняться изучением рыбы — студенты университета выиграли гранты на исследование муксуна и пеляди. Возможно, запустят исследования собак на породную принадлежность. Так заводчики смогут подтвердить «чистоту» питомцев.

Директор агробиоцентра Андрей Букин отметил, что ДНК-лаборатория в том числе будет вести работу по проекту правительства — по развитию картофельного семеноводства, рассчитанному до 2025 года. Большой объем работы ляжет на плечи сотрудников лаборатории, которые будут исследовать РНК, искать фитопатогены, в общем, помогать селекционерам создавать лучший картофель.

Отправиться на другой край планеты, чтобы исследовать насекомых, — безумная идея для обывателя, но хорошая для ученого. Так, тюменские специалисты побывали в Южной Африке, где исследовали опасных членистоногих. В саванне, неподалеку от столицы ЮАР, они описали новый для науки род и вид клещей, живущих в гнездах термитов. Питаются насекомые грибами.

Новому виду клещей дали название Gerdalbertia elongata Khaustov, Hugo-Coetzee and Ermilov, 2017.

Ученые госуниверситета проделали большую работу по сбору информации о поверхностных водах Западной Сибири. Они обследовали более 250 водоемов в Тюменской, Омской, Курганской областях, ХМАО и ЯНАО. Исследование очень масштабное, и уместить все выводы и результаты в одной статье не удастся. Директор института наук о Земле Виталий Хорошавин рассказал 72.ru самое главное.

— Если говорить очень кратко, то основной целью исследования было понять закономерности формирования химического состава поверхностных водоемов (озер, малых рек), ресурсы которых образуются в Западной Сибири и не подвержены трансграничным переносам загрязняющих веществ. Нам удалось выяснить каковы особенности современного химического состава вод в тундре, тайге, лесостепи. Также мы сравнили водоемы, не подверженные антропогенному влиянию и испытывающие техногенные нагрузки (например, расположенные на месторождениях, рядом или в городах), — объяснил Виталий Хорошавин.

Согласно полученным данным химический состав воды по природным зонам отличается довольно сильно. Также по составу отличаются воды из «нетронутых» водоемов и озер, расположенных на разрабатываемых 40-50 лет месторождениях нефти и газа. В таких озерах и малых реках повышено содержание загрязняющих веществ, например, нефтепродуктов, некоторых тяжелых металлов. В первую очередь это сказывается на водных организмах – возникают специфические заболевания. Например, иммунитет рыбы ослабляется, и у нее развиваются болезни, страдают внутренние органы, уменьшается устойчивость к внешним и внутренним паразитам и прочее.

— Есть места, где сложилась напряженная экологическая ситуация – там, где разрабатывались первые месторождения. Это в основном ХМАО и восточная часть Ямало-Ненецкого автономного округа. Здесь сказывается накопленный ущерб – в 70-е, 80-е и особенно 90-е годы происходили аварии на нефтепроводах, добывающих скважинах, а ликвидация последствий, восстановление водосборов и акваторий очень сильно отставала. Сегодня в добывающих округах работа идет системно, компании работают над устранением нанесенного вреда. Но восстановить мгновенно почвы на водосборах или сам водоем нельзя, это занимает годы, — рассказал Виталий Хорошавин.

Также команда ученых в рамках данного проекта, установила критические уровни загрязнения и научно обосновала региональные нормативы качества природных поверхностных вод. Специалисты создали карту действующих и потенциальных источников загрязнения окружающей среды Тюменской области.

ВНИИВЭА: Спасение коров от насекомых

Чтобы уберечь животных от нападения насекомых, в тюменском филиале Всероссийского научно-исследовательского института ветеринарной энтомологии и арахнологии разработали ловушки для слепней. Изобретение устанавливают на освещенных солнцем участках. Слепни, кружа вокруг устройства или присаживаясь на него, попадают внутрь нижней части ловушки. Оттуда они устремляются вверх, где упираются в пропитанный инсектицидами полог, и погибают.

В период массового лёта слепней в одну ловушку за световой день попадает до десяти тысяч самок этих насекомых.

Упростить процесс опрыскивания животных инсектицидами — химпрепаратами, уничтожающими насекомых, — также помогли ученые. Они создали простое, но эффективное средство — горизонтальные распылительные штанги, позволяющие проводить обработку скота массово и механически.

Конструкция представляет из себя двухметровые трубы, соединенные резиновым шлангом. Их устанавливают на выходе из загона. В зону опрыскивания одновременно попадают несколько коров. За 3 — 5 минут обработку проходят 150 — 200 коров.

Разработку внедрили на животноводческих хозяйствах юга Тюменской области.

Ученые создали новые сорта гороха «Томас» и «Шрек» и в феврале этого года получили на них патенты. Над селекцией трудилось несколько сотрудников НИИ.

«Томас» хорошо растет в тени, любит летние дожди. В среднем он вырастает до 56 сантиметров. «Шрек» тоже не зря получил свое название — побеги горошка отличаются своей длиной, которая в среднем достигает одного метра. Семена новых сортов распространяют не только в Тюменской области, но и по всей России.

К сожалению, информацию по своим достижениям предоставили не все учреждения. Два подразделения Тюменского научного центра (Институт проблем освоения Севера и Институт криосферы Земли) и государственный медуниверситет не смогли, или не захотели, рассказать о своих научных достижениях.

Кстати, мы завели канал в Telegram, где публикуем самые интересные новости из жизни Тюмени. Если вы хотите одним из первых читать эти материалы, то подписывайтесь: t.me/news_72ru.