ИЗ ИСТОРИИ ОРГАНИЗАЦИИ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования живого вещества c целью определения среднего химического состава растений и животных, их биомассы и продуктивности для последущей их количественной геохимической оценки были начаты В.И. Вернадским в декабре 1918 г. на Украине в лаборатории технической химии Киевского университета и продолжены в 1919 г. на Старосельской биостанции, где проводилось изучение диатомовых водорослей, биогенных газов в почве, фитомассы лесных экосистем. В 1920 г. во время работы В. И. Вернадского в Таврическом университете биогеохимические исследования организуются на Салгирской плодоводческой станции, в университете создается лаборатория по проблеме "Роль живых организмов в минералогенезисе".

В 1926 г. для выделения биогеохимических исследований в самостоятельное направление В.И. Вернадский организует при КЕПСе Отдел живого вещества, а 1927 г. по инициативе В.И. Вернадского Физико-математическое отделение Академии наук приняло решение об организации самостоятельной Биогеохимической лаборатории. Первого октября 1928 г. Отдел живого вещества КЕПС был преобразован в Биогеохимическую лабораторию (БИОГЕЛ).

В.И. Вернадский выделял четыре основные задачи, стоящие перед лабораторией: 1)сопоставление изотопного состава химических элементов в живом и неживом веществе; 2)количественное определение элементарного химического состава живых организмов; 3)определение геохимической энергии живых организмов; 4)определение радиоактивности организмов и ее вклада в геохимическую энергию живого вещества. В исследованиях должны были учитываться происхождение организмов, их экологические особенности, систематическое положение и региональная специфика распространения. Главной организационной задачей стало создание мощной аналитической базы.

По представлению Вернадского первая в мире биогеохимическая лаборатория должна была стать признанным мировым научным центром. Наряду с решением научных и связанных с ними практических вопросов предполагалось "объединять работу в этой области как в Союзе, так и за границей, содействовать выработке молодых ученых в области геохимического изучения явлений жизни, способствовать изданию трудов по геохимическому изучению живого вещества". Предусматривалась организация эк-спедиционных, стационарных (на суше, в водоемах, на море) и лабораторных исследований, разработка и совершенствование методов химического ана¬лиза живого вещества, публикация трудов. План подготовки аспирантов включал знакомство с основами геохимии, минералогии, кристаллографии, палеонтологии и биохимии, экспедиционным сбором материала, освоение методов химического анализа, геохимии отдельных элементов.

Научные результаты лаборатории и серии крупных обобщений стали публиковаться в новом серийном научном издании - Трудах Биогеохимической лаборатории. Первый том вышел в 1928 г. и содержал публикации на французском и немецком языке, что делало его доступным для зарубежных ученых. В настоящее время издано 24 тома трудов Биогеохимической лаборатории, отражающих формирование и развитие биогеохимии как фундаментального научного направления.

К началу 40-х годов Лаборатория превратилась в мощный аналитический центр, определяющий 92 элемента и изотопный состав элементов. Новейшие аналитические методы исследований использовались для разработки фундаментальных проблем происхождения химического состава биосферы, генезиса ее отдельных компонентов, индикации геохимических процессов, формирования биогеохимических эндемий и биогеохимических провинций.

Научные интересы лаборатории всегда сочетались с исследованиями, имеющими важное практическое значение. В записках и научных планах лаборатории постоянно подчеркивалась практическая значимость изучаемых явлений, ценность биогеохимических исследований для поисковой геологии, сельского хозяйства, прикладной минералогии и медицины.

Все эти направления исследования получили дальнейшее развитие в созданной на базе БИОГЕЛ Лаборатории геохимических проблем АН СССР, а затем в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского. Многие вопросы, поставленные В.И. Вернадским при организации биогеохимических исследований, сохранили свою актуальность до наших дней.

Организация лаборатории

Биогеохимическая лаборатория АН СССР (БИОГЕЛ) была основана В.И. Вернадским в 1928 г. на базе Отдела живого вещества для изучения элементного химического состава живого вещества и его геохимической роли. С 1947 г. она вошла в ГЕОХИ АН СССР и ее деятельность направлялась А.П. Виноградовым. В течение 1954-1984 гг. ею руководил член-корреспондент ВАСХНИЛ, профессор, д.б.н. В.В.Ковальский, развивая эколого-биогеохимическое направление. В 1989 г. она переименована в лабораторию биогеохимии окружающей среды и ее возглавил профессор, д.б.н. В.В. Ермаков.

Основная задача – оценка роли живого вещества в геологических и геохимических природно-техногенных процессах и эволюции биосферы.

Цель исследований – изучение современных тенденций химической эволюции биосферы и особенностей биогенных циклов химических элементов, научное осмысление происходящих в биосфере природных и техногенных процессов с целью оптимизации организованности биосферы, борьбы с эндемическими заболеваниями растений, животных и человека, рациональным использованием природных ресурсов, созданием экологически приемлемых материалов и технологий.

Направления исследований

• Химический элементный состав живого вещества, его геохимическое, систематическое значение и эволюция.
• Биогеохимические циклы химических элементов.
• Генезис, формирование и эволюция природно-техногенных биогеохимических провинций.
• Биогеохимия наземных экосистем и геохимическая экология организмов.

Направления исследований, развиваемые в настоящее время:

• биогеохимия и биологическая роль микроэлементов (селен, рений, мышьяк, фтор, медь, цинк, свинец, никель, кобальт, йод, цезий-137 и др.);
• генезис, формирование и эволюция природно-техногенных биогеохимических провинций; • геохимическая экология организмов;
• разработка и совершенствование интегрированных методов и критериев оценки экологического состояния и эволюции различных таксонов биосферы;
• биогеохимическая индикация и оценка видовой и внутривидовой биогеохимической дифференциации растений, водорослей, макромицетов и других организмов;
• формы нахождения и миграции микроэлементов в окружающей среде;
• биомаркеры в геохимических процессах и биогеохимическая индикация микроэлементозов.

В связи с техногенным преобразованием биосферы осуществляются систематические исследования в области геохимической экологии, разрабатываются критерии оценки и прогноза экологического состояния территорий. В связи с этим основное внимание сотрудников лаборатории сконцентрировано на:
• изучении химического элементного состава живого вещества (биогеохимические параметры, систематическое значение и эволюция);
• выяснении биогеохимической организации биогеоценозов и закономерностей региональных и локальных циклов макро- и микроэлементов; изучение пространственных закономерностей дифференциации и миграции химических элементов, трансформации биогеохимических циклов и биогеохимической пищевой цепи в различных зонально-климатических и ландшафтно-геохимических условиях;
• совершенствовании полевых методов исследования объектов окружающей среды;
• изучении реакций организмов на экстремальные геохимические факторы среды;
• развитии методологии системных биогеохимических исследований различных таксонов биосферы, разработке критериев оценки и прогноза экологического состояния территорий, принципов мелко- и крупномасштабного эколого-геохимического картографирования природных и антропогенно-нарушенных территорий;
• предупреждении появления и распространения эндемических и техногенных микроэлементозов растений, животных и человека, на вопросах образования и международного сотрудничества.

Развитие основного научного направления

На основе фундаментальных исследований о химическом элементном составе живого вещества и абиогенных компонентов разработана комплексная сравнительная методология эколого-биогеохимической оценки различных таксонов биосферы и биогеохимического районирования территорий с учетом количественных параметров отдельных звеньев биогенных циклов химических элементов.

Полученные данные реализованы в биогеохимических критериях оценки экологического состояния территорий в рамках программы «Экологическая безопасность России». Развиваются исследования по биогеохимической индикации микроэлементозов (преодоление недостаточности селена и йода в России). Подготовлена карта «Селеновый статус России». Развиваются принципы изучения и биогеохимического районирования территорий с природным дефицитом и техногенным избытком химических элементов на основе совмещения эколого- и ландшафтно-геохимического подходов.

домашняя