Жизнь в науке

7 июня 2022 г. физиологи растений России отметили славный юбилей докт. биол. наук Тамары Васильевны Чирковой, одного из основоположников экологической физиологии растений в нашей стране, увлеченного энтузиаста науки, профессора Ленинградского – Санкт-Петербургского государственного университета.

Празднование проходило в рамках интерактивного семинара, проводимого совместно с Санкт-Петербургским государственным университетом, Санкт-Петербургским отделением Общества физиологов растений России и Секцией физиологии растений Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей. С торжественными поздравлениями выступили декан биологического факультета академик, проф. И.А.Тихонович, зам. декана проф. А.Д. Харазова, зав. кафедрой проф. С.С. Медведев. Были зачитаны поздравления от коллектива Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН (ИФР РАН), от Президиума центрального совета нашего общества, от Научного совета РАН и редколлегии журнала «Физиология растений», от дирекции Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН, от лаборатории молекулярной и экологической физиологии БИН РАН, от членов Русского Ботанического общества.

Огромный интерес у участников семинара вызвали воспоминания Т.В. Чирковой об её жизненном пути. Тамара Васильевна родилась и выросла в семье биологов. Родители ее окончили Сельскохозяйственный Институт в Пушкине, мама –  луговод-луговед, а отец - высококлассный садовод-помолог. Оба они были преданы выбранному ими делу и отличались исключительной работоспособностью и порядочностью. Профессия родителей в значительной степени определила интерес к биологии и их дочери. После страшной зимы 1942 г. отец Тамары Васильевны – научный сотрудник Ботанического института организовал в нем создание бригады по выращиванию рассады овощей. Эта рассада раздавалась всем желающим горожанам и была использована для выращивания овощей даже на улицах и площадях города. Это было крайне важно для улучшения питания жителей в условиях блокадного Ленинграда. В этой бригаде наряду с другими школьниками работала и 10-летняя Тамара Васильевна. За эту работу наиболее отличившиеся дети, в том числе и Т.В. Чиркова, были награждены медалью «За Оборону Ленинграда».

 В 1951 г. она поступила на биолого-почвенный факультет ЛГУ. В 1956 г., с отличием окончив кафедру физиологии и биохимии растений, Т.В. Чиркова была распределена на работу в лабораторию биохимии Всесоюзного института защиты растений, но уже в 1959 г. по приглашению заведующего кафедрой физиологии растений ЛГУ проф. С. В. Солдатенкова она была принята на родную кафедру в качестве ассистента, что, по мнению юбиляра, определило всю ее последующую профессиональную судьбу.

В 1960 г. с поступлением в аспирантуру, определилась тематика научных интересов Т.В. Чирковой, которая касалась жизни растений при дефиците кислорода. Метаболизм растений в условиях кислородной недостаточности на кафедре в то время не изучался. На это обратил внимание   директор Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН академик А.Л. Курсанов. Он посоветовал С.В. Солдатенкову начать работу в этом направлении. В 1964 г. Т.В. Чирковой была успешно защищена кандидатская диссертация, которая была посвящена роли листьев в обеспечении кислородом корней растений различных условий местообитаний. А.Л. Курсанов с интересом следил за развитием предложенной им тематики на кафедре физиологии растений ЛГУ. Узнав о готовности работы Т.В. Чирковой к защите докторской диссертации, он предложил провести защиту в ИФР РАН. В 1985 г. Тамара Васильевна успешно защитила докторскую диссертацию на тему «Метаболические пути приспособления растений к анаэробиозу».

Под руководством Т.В. Чирковой на кафедре была создана научно-исследовательская группа «Физиология стресса и устойчивости растений». Интенсивные исследования в данной области продолжаются уже более 60 лет. Участие в этой масштабной работе приняло около 100 человек. Опубликовано более 300 научных работ, в том числе, несколько учебных пособий и монографий. Во многом эта работа опиралась на сотрудничество единомышленников не только в других НИИ г. Ленинграда-Санкт-Петербурга, но и других городов СССР и РФ, а также ряда лабораторий Германии, Австралии, Швеции и Финляндии. В этих лабораториях стажировалась не только сама Т.В. Чиркова, но и её многочисленные ученики. Работы Тамары Васильевны широко цитируются в российских и международных периодических изданиях и монографиях. За всеми этими успехами скрывается огромный труд, умение противостоять трудностям, целеустремленность и безусловная жажда новых знаний.

Основные результаты многолетней работы юбиляра можно кратко сформулировать следующим образом. Под руководством Т.В. Чирковой было продемонстрировано, что приспособительные реакции растений включают в себя как способы избегания анаэробиоза, так и адаптацию к функционированию при недостатке или даже при полном отсутствии кислорода. Адаптация может быть связана как со снижением интенсивности обмена веществ, так и с его компенсаторными изменениями. Эти изменения выражаются или в регуляторных сдвигах активности и в трансформации начальных и промежуточных этапов дыхания: возрастании доли пентозофосфатного пути при ограничении доступа кислорода, увеличении доли гликолиза при полном исключении из среды кислорода, обращении конечных этапов брожений, а также дикарбоновой части цикла Кребса.

Было установлено, что при отсутствии кислорода возможна замена нормального дыхания аноксическим эндогенным окислением. В ходе его осуществляется перенос электронов не на молекулярный кислород, а на другие акцепторы, например, на нитраты, в результате чего происходит активация нитратного дыхания. Показан был также перенос электронов и на ненасыщенные жирные кислоты, что выражается в приспособительных изменениях различных групп жирнокислотных компонентов фосфолипидов корней устойчивых растений.

Впервые комплексно были рассмотрены процессы детоксикации продуктов анаэробного обмена, включающие как удаление их в окружающую среду, так и метаболическую переработку во время воздействия и после него. Показано, что обращение конечных этапов брожения и дикарбоновой части цикла Кребса могут быть использованы и при анаэробной метаболизации этанола. Сделано заключение, что именно устойчивые растения способны включать  в обмен токсические продукты, проявляя к ним большую резистентность.

Очень важными также являются полученные в работе данные о синтезе белка в условиях гипоксии, возможность которого в те годы в анаэробных условиях абсолютно исключался. Фактически это были первые свидетельства вероятности синтеза так называемых стрессовых белков. Позднее синтез стрессовых белков стал активно изучаться и был показан при самых различных неблагоприятных воздействиях.

Впервые было установлено, что мембраны клеток, приспособленных к недостатку кислорода растений, являются более устойчивыми к аноксии и к некоторым другим воздействиям, например, к этанолу. Сохранение целостности мембран играет ведущую роль в обеспечении устойчивости всего растения к кислородному дефициту. Было доказано, что именно степень проницаемости мембран наиболее важна при диагностике растений на устойчивость к кислородной недостаточности. В результате этого исследования был предложен оригинальный способ диагностики растений на устойчивость, который  был подтвержден получением авторского  свидетельства на изобретение.

К компенсаторным метаболическим перестройкам в обмене веществ при гипо- и аноксии относятся и сдвиги в гормональном балансе. Было показано, что дефицит кислорода у неустойчивых растений приводит к накоплению АБК и остановке их роста, тогда как устойчивые к кислородной недостаточности растения отличаются преобладанием ИУК в надземной части проростков, что приводит к росту надземной части и ингибированию корневой системы. Адаптивные  изменения в балансе фитогормонов у  растений, различающихся по устойчивости к недостатку кислорода, ранее также  никем не рассматривались.

Сравнение растений, различающихся по устойчивости к дефициту кислорода, позволило показать, что защитные метаболические реакции при действии неблагоприятного фактора включаются и у чувствительных, и у устойчивых растений. Адаптивное же значение эти реакции приобретают только при возможности их координации с помощью согласованной работы систем регуляции на всех уровнях организации растительного организма. Именно таким комплексом систем регуляции обладают устойчивые к внешним воздействиям растения.

Отрадно, что направление, созданное Т.В. Чирковой, успешно развивается в СПбГУ под руководством одного из её учеников к.б.н. доцента В.В. Емельянова. Основные результаты и перспективы развития исследований были им доложены в ходе семинара.

Различные аспекты этой проблематики получили свое развитие в других НИИ и университетах России. В ходе семинара с небольшими научными сообщениями выступили ее коллеги и ученики: проф. Т.П. Астафурова, проф. Г.Э. Настинова, проф. А.К. Юзбеков, проф. Ф.В. Минибаева, проф. PhD К. Фагерштадт, PhD О.Б. Блохина, к.б.н. Е.В. Тютерева.

Т.В. Чиркова – прекрасный преподаватель. Она - автор нескольких оригинальных курсов лекций: «Общий курс лекций по физиологии и биохимии растений для студентов почвенного отделения факультета», «Физиология корневой системы», «Экологическая физиология растений», «Физиология дыхания растений», «Устойчивость растений», а также ряда  учебных пособий и монографий. В 90-е годы прошлого века Тамара Васильевна активно включилась в разработку магистерских программ.

Т.В. Чиркову всегда отличало и отличает очень душевное отношение к своим ученикам. Под ее руководством защищено было более 80 дипломных работ и магистерских диссертаций, 11 человек защитили кандидатские диссертации, 3 – докторские.

Т.В. Чиркову характеризует удивительное сочетание отзывчивости и принципиальности. Она всегда готова прийти на помощь тому, кто попал в беду. Именно поэтому столь много учеников приняли участие в Торжественном семинаре. Независимо от того, в каком году они закончили обучение, как сложилась их жизнь, удалось ли им найти свое место в науке, где сейчас они живут - все они с огромной теплотой несут в своем сердце частицу огня, зажженного Тамарой Васильевной. Все ее ученики и многочисленные коллеги всей души желали Тамаре Васильевне долгих лет жизни, благополучия и плодотворных контактов с учениками.

Запись Торжественного семинара доступна по ссылке: https://youtu.be/hX2xQgv2ae0

М.Ф. Шишова, В.В. Емельянов, Т.П. Астафурова, Г.Э. Настинова,

О.Б. Блохина