Kas vadinama gamtos mokslais ir kodėl jie svarbūs?

 Šiandien, kai ribos tarp mokslo sričių nėra griežtos, o didžiausi atradimai daromi mokslų sandūroje, labai tiksliai apibrėžti, kas yra gamtos mokslai, sunku. Gamtos mokslai tiria visa, kas gyva ir negyva: nuo Žemės gelmėse glūdinčių išteklių iki jos paviršiuje augančių ir bėgiojančių gyvų būtybių. Tačiau šiandien moksliniais tyrimais vis dažniau lendama gilyn į organizmo vidų, tiriami ląstelių veikimo mechanizmai, genetinė informacija. Tai – gyvybės mokslai. Yra ir tarpinių mokslų, kurie taip pat labai perspektyvūs, tai – biofizika, biochemija.

Žmogus turi suvokti ne tik tai, kas vyksta jo viduje, bet ir tai, kas dedasi aplink. Gamtos mokslai padeda tai padaryti. Su mus supančia gamta turime gyventi harmoningai, saugoti biologinę įvairovę. Gamtos mokslai reikalingi, kad kvėpuotume švaresniu oru, gertume tyresnį vandenį, turėtume žydinčias pievas, o miškuose gyventų paukščiai ir žvėrys. Pavyzdžiui, neseniai nustatyta, kad Žemės plaučiais vadinami miškai, išskirdami tam tikras medžiagas, prisideda prie apsauginio ozono sluoksnio ardymo. Įrodyta ir pernelyg plačiai vartojamų medicininių preparatų keliama grėsmė gamtai: per nuotekas į vandenį patekusios šių preparatų atliekos kenkia vandens organizmams.

Prof. V. Būda Gamtos tyrimų centre

 Nauja tyrimų sritis yra ekosistemų paslaugos [1]. Pavyzdžiui, bitės yra labai svarbus ekosistemos elementas. Žinoma, kad joms nykstant prastėja derlius, nes apdulkinama mažiau augalų. Ekosistemose labai daug komponentų, teikiančių įvairių paslaugų, bet mes vis dar daug ko nežinome, neištyrėme. Tai lyg skrynia, iš kurios ateityje bus galima išimti daug vertingų dalykų. Tačiau Žemėje išnykus kuriam nors augalui ar gyvūnui, skrynios turinys sumažėja. Todėl labai svarbu išsaugoti genofondą [2]. Tai – viena iš gamtos mokslų tyrėjų užduočių.

Į kai kuriuos šios srities mokslininkų darbo vaisius visuomenė žiūri atsargiai. Pavyzdžiui, genetiškai modifikuoti produktai daugeliui kelia siaubą, nors jie leidžia pamaitinti daugybę žmonių. Žmonės bijo dalykų, kurių nesupranta. Juk viduramžiais taip buvo žiūrima į bet kokį nesuprantamų reiškinių mokslinį paaiškinimą, mokslo pažangą. Tačiau tyrinėti ir ieškoti naujų galimybių būtina. Didžiosios Britanijos profesorius Džonas Piketas (John Pickett) ilgą laiką tyrė amarus ir atrado juos atbaidančią cheminę medžiagą, kurią vos sutrikdyti išskiria amarai (pirštu prispauskite kelis amarus ir pamatysite, kaip netrukus nuo šakelės pabirs visi kiti, paveikti gentainių išskiriamo cheminio pavojaus signalo). Mokslininkas nusprendė į kviečių genomą perkelti genus, atsakingus už šios medžiagos sintezę, todėl dabar kviečiai patys gali apsisaugoti nuo amarų. O kodėl Lietuvoje negalėtų žydėti mėlynos rožės? Australai jau seniai perkėlė rugiagėlės geną į rožę ir džiaugiasi mėlynais žiedais.

Prof. V. Būda Idėjų mugėje

 Kokius gamtos mokslus išskirtumėte kaip aktualiausius? 

Be abejo, molekulinę biologiją. Kad ši mokslo sritis patiktų, reikia daug ką išmanyti. Tačiau negalima nepaminėti kitų labai aktualių sričių – ekologijos, aplinkosaugos. Jos nėra tokios sudėtingos, tačiau taip pat leidžia tyrinėti „gilyn“ ir yra labai reikalingos, nes padeda žmogui kurti aplinką. Pavyzdžiui, šį pavasarį Florencijoje vykusiame ekspertų pasitarime kolega iš JAV pasakojo, kad šiuo metu renka duomenis moksliniam tyrimui. Jis buvo užsakytas norint apželdinti JAV miestą, kurį labai teršia pramonė. Šiuo tyrimu siekiama išsiaiškinti, kokie augalai tinka apželdinimui, nes, pasirodo, kai kurie jų išskiria medžiagas, didinančias smogą. Atrodo, kas gi čia tokio – miesto apželdinimo problema – sodink, kas geriausiai auga! Tačiau jai išspręsti šiuolaikiniu lygiu vien tokių žinių nepakanka. Reikia išmanyti augalų fiziologiją, suprasti, kas ką išskiria ir kokios į aplinką išskirtos medžiagos reaguoja tarpusavyje. 

O kokios, Jūsų manymu, gamtos mokslų kryptys bus svarbios ateityje?

 Kuo daugiau visuomenė naudos technologijų ir gamtos išteklių, tuo daugiau reikės gamtos mokslų specialistų: ekologų, biologų, gamtosaugininkų ir kitų. Jų reikės ne tik Lietuvoje, bet ir visame pasaulyje. Svarbios išliks jau minėta molekulinė biologija, biotechnologijos. Šiandien į jas investuojami milžiniški pinigai, todėl profesionalių specialistų reikia šiandien ir, neabejoju, reikės ateityje.

Manau, kol bus gabių vienos ar kitos mokslo krypties mokslininkų, tol ta kryptis bus perspektyvi. Viskas priklauso nuo mokslininkų talento, o mokslo galimybės neribotos. Jaunimas dažniau renkasi naujas sritis, bet yra besidominčių ir klasikiniais gamtos mokslais. Tačiau mokslas, kaip ir viskas, kinta. Ilgą laiką gamtininko ir biologo specialybės nesiskyrė. Šiandien gamtininkas labiau laikomas XX amžiaus pradžios veikėju, pažįstančiu visus augalus ir gyvūnus. Bet jei išmanai viską, iš tiesų – neišmanai nieko. Tyrėjai, kurie gilinsis į kurią nors mokslo sritį matydami bendrą pasaulio vaizdą, turės daug galimybių.

Prof. V. Būda Idėjų mugėje

 Kokia gamtos mokslų tyrėjų padėtis Lietuvoje?

 Už iš Europos Sąjungos gautą paramą atnaujinama mokslinių tyrimų įranga, kuriami nauji mokslo centrai, laboratorijos. Daugelio sričių tyrėjai gali naudotis tokia pat įranga, kaip ir kitų šalių mokslininkai. Todėl viską lemia asmenybės – tyrėjų gebėjimai, norai, tai, kaip jie sugeba nustatyti ir spręsti problemas.

Anksčiau mokslininkams dirbti Lietuvoje trukdė skurdi materialinė padėtis, todėl tyrimai buvo daromi pagal galimybes, o ne pagal idėjas ir poreikius. Dabar šios problemos nebėra. Žinoma, pralenkti daugelį metų pirmavusių valstybių negalime, tačiau pasivyti ir eiti koja kojon su mokslo naujovėmis galimybių tikrai turime. Tokia ir būtų šiandieninė Lietuvos mokslininkų užduotis.

Moksle kaip ir visur – norint tapti geru specialistu, reikia domėtis ir dirbti, o tam sąlygų Lietuvoje yra. Štai, pavyzdžiui, baletas: yra kordebaletas ir yra solistai. Ir tik nuo gebėjimų ir pastangų priklauso, ar visą gyvenimą būsi kordebaleto šokėjas, ar tapsi solistu. Gamtos mokslai ne išimtis. Mokslininkas gali gauti stipendiją arba paramą tyrimams atlikti. Geroms idėjoms įgyvendinti galima pasitelkti ir Europos mokslo įstaigas. Yra du keliai: galima laimėti konkursą ir už skirtą stipendiją vykti svetur dirbti mokslinį darbą, o jei idėja labai gera, gauti lėšų jai įgyvendinti Lietuvoje.

Gamtos tyrimų centre buvo ir yra įgyvendinami Vokietijos, Švedijos, JAV finansuojami projektai. Lietuvoje kuriami atviros prieigos centrai, leisiantys mokslininkams atlikti tyrimus, kuriems reikalinga brangi šiuolaikinė aparatūra. Šiandien nebūtina visas reikiamas priemones turėti savo laboratorijoje, galima pasinaudoti atviros prieigos centrų teikiamomis galimybėmis.

 Ką tiria Gamtos tyrimų centro mokslininkai?

 Daromi įvairių sričių tyrimai: botanikos, ekologijos, geologijos, zoologijos, augalų ir gyvūnų fiziologijos, genetikos, etologijos [3], mikrobiologijos ir parazitologijos. Pastaruoju metu daug dėmesio skiriama ekosistemų ir jų sudedamųjų dalių funkcionavimo tyrimams.

Galima išskirti keletą įdomesnių tyrimų. Vieni jų – genotoksiniai [4] Baltijos jūros tyrimai, kuriais siekiama nustatyti aplinkos teršalų poveikį gyvūnų ląstelėms. Centro mokslininkų atliekami žuvų ir moliuskų genetinių pažaidų tyrimai leidžia įvertinti taršos nafta genotoksiškumą jūrų ekosistemose ir pateikti rekomendacijas šiai problemai spręsti. Tyrimo metu iš kelių vietų imami jūros organizmų mėginiai ir tiriama, kiek ląstelių turi genetinio aparato pažeidimų. Tyrimai atskleidė, kad yra ryšys tarp organizmų genetinių pažaidų ir cheminio ginklo laidojimo vietų. Nustatyta, kad ląstelių pažaidų padaugėjo Baltijos jūros dugnu tiesiant dujotiekį, nes sujudinti jūros dugne buvę teršalai pateko į jūros organizmus. Šiais tyrimais nustatytas sumažėjęs organizmų išgyvenamumas, sutrikęs dauginimasis. Tokie tyrimai leidžia ne tik stebėti aplinkos būklę, bet ir ieškoti būdų mažinti taršą.

Kita, man ypač įdomi, tyrimų sritis – cheminė ekologija. Ekologija – mokslas, tiriantis gyvosios ir negyvosios aplinkos sąveiką, o cheminė ekologija – tą dalį sąveikų, kurias lemia cheminiai signaliniai junginiai. Tiriame, kaip sąveikauja organizmai. Gyvūnų išskiriamos cheminės medžiagos, skirtos informacijai tos pačios rūšies gyvūnams perduoti, vadinamos feromonais, skirtingų rūšių gyvūnams – kairomonais. Klasikinis tokių tyrimų objektas – vabzdžiai, nes juos palyginti lengva surinkti ir dauginti laboratorijoje iki tokio kiekio, kad gauti tyrimų rezultatai būtų statistiškai patikimi. Atlikome nemažai darbų aiškindamiesi, kaip veikia cheminės vabzdžių „meilės molekulės“, t. y. tyrėme vabzdžių dauginimosi ypatumus, kuriuos lemia išskiriamų cheminių medžiagų signalai. Žmonių uoslė palyginti prasta, todėl uoslės praradimas žmogui nebūtų didelė bėda. O daugeliui gyvūnų – tai blogiau už regos, klausos ar lytėjimo pojūčių praradimą. Tokie tyrimai padeda pažinti labai sudėtingą gyvų organizmų pasaulį. Tiriame ne tik vabzdžių, bet ir žinduolių, pavyzdžiui, karvių ir arklių, feromonus. Šie tyrimai svarbūs veiksmingesnei gyvulių reprodukcijai.

Klasikinė Gamtos tyrimų centre daromų darbų sritis – entomologija. Tarptautinė centro mokslininkų ir užsienio kolegų tyrimų grupė per pastaruosius metus įvairiuose pasaulio kraštuose atrado 20 iki šiol nežinotų vabzdžių rūšių ir vieną gentį. Dar viena įdomi sritis – paukščių kraujo parazitų, sukeliančių maliariją, tyrimai. Analizuojama, kas vyksta eritrocituose, kai juose apsigyvena maliarijos sukėlėjų. Nors tiriame gyvūnų maliariją, labai panašus ir žmonėms pasireiškiančios ligos mechanizmas.

Taigi tyrimai labai įvairūs: ir klasikiniai, ir šiuolaikiniai. Gamtos tyrimų centre atliekamų tyrimų vaizdą palyginčiau su vitražu: kiekvienas stikliukas yra nepriklausomas, bet iš jų susideda bendras paveikslo vaizdas. Kai kurių stikliukų dar nėra, bet tikiuosi, kad jie atsiras.

 Kas tie trūkstami stikliukai?

 Kol kas sunku apibendrinti – tai priklausys nuo į centrą ateisiančių dirbti jaunų tyrėjų. Pastaruoju metu padidintas priimamų į doktorantūrą studentų skaičius. Taigi naujos mokslinių tyrimų kryptys priklausys nuo jaunimo.

 Ką patartumėte mokiniams, besidomintiems gamtos mokslais ir svarstantiems apie šios srities studijas?

 Svarbu suprasti, kas labiausiai domina: augalai, gyvūnai ar, pavyzdžiui, upės ir ežerai, Žemės gelmės. O tai padaryti galima analizuojant savo pomėgius – tai ir būtų tas takelis, vedantis į didelį kelią, kuriuo galima nebe eiti, o važiuoti. Žinoma, gamta besidominčiam jaunam žmogui siūlyčiau įsitraukti į jaunųjų tyrėjų gretas, dalyvauti Idėjų mugėje, mokslinių darbų konkursuose, lankyti gamtininkų ar panašius būrelius ir visą laiką domėtis. Nukreipti reikiama linkme, patarti, ką rinktis, kur ieškoti informacijos, gali vyresnieji kolegos. Pradėti mokslinę veiklą savarankiškai – sudėtinga ir dažnai net netikslinga. Norint pasiekti gerų rezultatų, reikia įdėti daug pastangų, skirti daug laiko. Moksliniam darbui teks paaukoti ne tik daug valandų, bet ir dienų, vasarų, metų... Bet visa tai atsipirks pasiektais rezultatais. 

Kitas svarbus dalykas – motyvacija. Norėtųsi, kad jauni žmonės kuo anksčiau imtų savęs klausti, ko nori gyvenime. Tiesiog nugyventi ar ką nors prasmingo padaryti, palikti pėdsaką. Mokslas puikiai tinka ambicingiems žmonėms. Aišku, visi darbai gerbtini, bet intelektinė veikla kasdien tampa vis svarbesnė. Todėl norisi, kad tie, kurie sugeba, siektų aukštumų. Kadaise ir aš gavau pastabą: ko lendi į tas sritis, kuriose gali dirbti visi, daryk tai, ko kiti negali. Šiandien esu įsitikinęs, kad savo galimybes, gebėjimus reikia išnaudoti maksimaliai.

V. Būda Gamtos tyrimų centre 

[1] Žmonėms naudingos ekosistemų funkcijos, pavyzdžiui, gamta teikia žmogui maistą, vandenį, kurą.

[2] Visų gyvųjų organizmų, populiacijos, rūšies ar kurio kito taksono genetinės informacijos visuma.

[3] Mokslo sritis, tirianti gyvūnų elgesį natūralioje aplinkoje.

[4] Apie genotoksinio poveikio organizmams tyrimus daugiau skaitykite  Jaunojo tyrėjo vadovo D straipsnyje „Kaip pastebėti pirmuosius ekosistemų negalavimus?“.

 Jaunojo tyrėjo nuotraukos

Straipsnis iš Jaunojo tyrėjo lobyno (paskelbtas 2013 m. rugsėjo 23 d.).