БИОФИЗИКА, 2009, том 54, вып.1, с. 148-150
ХРОНИКА
К 80-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ И.И. ГИТЕЛЬЗОНА
6 июля 2008 года исполнилось 60 лет научной деятельности и 80 лет со дня рождения академика Иосифа Исаевича Гительзона.
И.И. Гительзон родился в 1928 году в семье врачей; учился одновременно в двух вузах - Московском государственном университете и Красноярском государственном медицинском институте. Его путь в науку начался рано, еще в студенческие годы. Первые совместные эксперименты физика И.А. Терскова и биолога И.И. Гительзона, начатые в 1949 г. на кафедре физики Красноярского медицинского института, стали началом блестящего и плодотворного союза двух выдающихся ученых.
Широкий круг интересов, умение находить непроторенные пути в науке характерны для И.И. Гительзона. Врач и биолог по образованию, он является известным и признанным специалистом в области биофизики. Его разносторонние работы по биофизическим методам анализа эритроцитар-ных популяций и регуляции системы крови, параметрическому управлению биосинтезом микробных популяций и замкнутым экологическим системам жизнеобеспечения человека, биофизическому мониторингу объектов природной среды и развитию методов биолюминесцентного анализа широко известны в России и за ее пределами.
Иосиф Исаевич Гительзон вместе с академиком И.А. Терсковым является родоначальником
нового направления в биофизике надорганизмен-ных систем, обосновавшим возможность интегрального подхода к диагностике состояния биологических систем различного уровня организации и сложности.
Академик Л.В. Киренский, много сделавший для развития академической науки в городе Красноярске, уже в начале 50-х годов понял важность исследований, проводимых И.А. Терсковым и И.И. Гительзоном, и стал активно поддерживать союз физики с биологией и способствовать развитию биофизики, поэтому при создании Института физики СО РАН в 1957 г. в его состав вошла лаборатория биофизики, первыми сотрудниками которой стали Г.Е. Морева, Б.Г. Ковров, И.А. Терсков и И.И. Гительзон. К 1981 году в составе Института физики СО РАН уже работало шесть лабораторий биофизического профиля, что позволило решить вопрос об организации самостоятельного Института биофизики СО РАН, возглавил который академик И.А. Терсков, а с 1984 года - И.И. Гительзон.
Биофизический подход, первоначально примененный к анализу состояния и динамике эрит-роидных популяций, далее был использован для исследования системы красной крови в организме животных и человека. По материалам этих исследований И.И. Гительзон в 32 года блестяще защитил докторскую диссертацию. Результаты дан-
ных исследований впоследствии вошли во многие учебники и руководства, а метод эритрограмм используется в физиологии и клинической медицине до настоящего времени.
Возможности биофизического подхода, примененного изначально при изучении системы красной крови, оказались значительно шире, и, как это свойственно крупным научным идеям, данный подход далее стал успешно развиваться в новом направлении работы красноярских биофизиков -в параметрическом управлении биосинтезом продуцирующих клеточных популяций. Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность создания устойчиво функционирующих биофизических систем непрерывного биосинтеза. В таких биосистемах рабочим телом служат живые организмы. Было доказано, что в управляемых биотехнических системах возможно управление скоростью и биохимической направленностью синтеза организмов в пределах их генотипа. Это позволило за сравнительно короткий срок создать автоматизированные биотехнические системы параметрически управляемого биосинтеза организмов различного уровня сложности.
Первым исследованным объектом была культура одноклеточной водоросли хлореллы, затем дрожжей и других биообъектов. Полученные результаты продемонстрировали, что в созданных управляемых системах возможна реализация огромного потенциала генетически обусловленной программы роста и биосинтеза организмов с максимальной интенсивностью при устранении внешних ограничивающих факторов. Была получена устойчивая управляемая проточная культура хлореллы с уровнем продуктивности по биомассе, в несколько раз превышающем предсказанные теоретические пределы. Коэффициент использования света в данной фотосинтезирующей биосистеме на порядок превышал степень использования энергии Солнца в естественных полевых условиях. Воплощенная идея параметрического управления биосинтезом позволила И.И. Гительзону с сотрудниками обосновать возможность создания реально действующей замкнутой системы жизнеобеспечения человека (СЖО). Такие замкнутые системы, моделируя уникальное свойство биосферы - замкнутость круговорота веществ, представляют большой интерес для экспериментального изучения закономерностей существования биосферы. В практическом отношении СЖО позволяют обеспечить высокое качество жизни для человека за пределами биосферы - в космосе, а также в экстремальных условиях полярных широт, пустынь, высокогорья.
Вследствие бурного развития космонавтики и благодаря непосредственной поддержке со стороны С.П. Королева уже в 1964 г. впервые была
реализована замкнутая по газообмену двухзвенная система жизнеобеспечения «человек-хлорелла», а в 1968 г. проведены первые эксперименты в трсх-звенной системе «человек — микроводоросли — высшие растения». На основе этих результатов был сконструирован ив 1971 г. практически реализован экспериментальный комплекс «Биос-3», представляющий собой замкнутую экологическую систему жизнеобеспечения человека с автономным управлением. Эксперименты в «Биос-3» при участии экипажа из двух-трех человек достигли полугодовой длительности при полном замыкании системы по газу и воде и при воспроизводстве пищи до 80% от потребностей экипажа. Этот результат до настоящего времени не повторен ни одним из работающих в данном направлении научных коллективов. Лишь в последние годы Европейское космическое агентство, космические организации и крупные фирмы США, Канады и Японии приступили к созданию экспериментальных замкнутых экологических систем. Приоритет Института биофизики СО РАН в этом направлении общепризнан, создан и функционирует Международный центр исследования замкнутых экосистем, основателем которого является И.И. Гительзон.
Другим важнейшим направлением стало изучение динамики биосферы современными методами. Начиная с конца 60-х годов становилась все более ясной необходимость крупномасштабного детального исследования динамических процессов в биосфере. В эти годы стало совершенно очевидным, что масштабы воздействия человека на биосферу сравнимы с масштабами природных процессов. Отсюда вытекала необходимость понимания последствий антропогенного воздействия на окружающую среду. В лаборатории, возглавляемой И.И. Гительзоном, начали развиваться экспрессные методы изучения биоты в океане и на суше. Для дистанционного измерения оптических характеристик водных масс и растительных сообществ была разработана и построена специальная аппаратура, позволяющая со скоростью движения носителя получать информацию о первичной продуктивности морских биоценозов, сельскохозяйственных посевов, лесов, загрязнении вод. Были получены уникальные результаты по динамике растительности Земли, позволяющие по-новому увидеть развитие биосферы, подойти вплотную к прогнозу многолетних трендов. Благодаря этим работам под руководством и по инициативе И.И. Гительзона появились большие социально значимые научные проекты «Экология величайших рек мира», «Зеленая волна», программы «Хлорофилл в биосфере» и «Чистый Енисей», поддержанные Гидрологическим обществом при ЮНЕСКО, рабочей группой «Науки о Земле» Российской академии наук, Национальной феде-
рацией астронавтики США, Российским фондом фундаментальных исследований и др.
Особое место в исследованиях, проводимых И.И. Гительзоном, занимают изучение морских светящихся микроорганизмов и морской биолюминесценции как общеокеанического явления. Под его руководством и при непосредственном участии были разработаны методы и создана аппаратура для биолюминесцентной визуализации пространственной структуры океанических биоценозов. Выполненные пионерские исследования биолюминесценции океана впоследствии вошли в практику экспедиционных морских исследований. На основе выделенной из светящихся бактерий люцифераз-ной ферментной системы предложен ряд методов экспрессного биолюминесцентного анализа для медицины, контроля состояния природной среды и управления биотехнологическими процессами.
Педагогическая деятельность И.И. Гительзона началась сразу по окончании Университета - начиная с 1953 года он читал в Красноярском сельскохозяйственном институте курс лекций по биологии, создал первый зоомузей. И.И. Гительзон является одним из создателей биологического факультета и кафедры биохимии и физиологии животных Красноярского государственного университета, которой много лет руководил. И.И. Гительзон является также приглашенным профессором Международного космического университета и Института астробиологии США. Среди учеников И.И. Гительзона около 60 кандидатов и более 10 докторов наук.
Академик И.И. Гительзон является научным руководителем Научно-образовательного центра
«Енисей», созданного на базе Красноярского государственного университета (ныне - Сибирский федеральный университет) и институтов Сибирского отделения Российской академии наук. Разработки Научно-образовательного центра «Енисей» легли в основу образовательной программы, которая в настоящее время реализуется в Институте фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета при непосредственном научном руководстве И.Н. Гительзона.
Научно-организационная деятельность И.И. Гительзона направлена на консолидацию работ Института в области экологической биофизики, разработку и создание аппаратурно-методической базы для этого направления, на практическое использование разработок Института, внедрение современных методов физико-химической и молекулярной биологии, а также развитие международных связей.
А. Г. Дегерменджи, Т. Г. Волова, А.П. Шевырнов
гЪ»
Коллеги-биофизики, редакционная коллегия
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.