В прошлом году впервые за долгое время в Петрозаводске были высажены саженцы карельской березы, более того – клонированные растения. Хотя сейчас мало кто помнит, что клоны берез появились в городе пять лет назад – у Национального музея, а потом у мэрии. А что это такое – клоны, да и вообще, что представляет собой карельская береза, ставшая символом нашей республики? С этими вопросами накануне Дня российской науки, который отмечается 8 февраля, мы заглянули в лабораторию лесных биотехнологий Института леса Карельского научного центра РАН.

Каково же было удивление, когда за дверью с такой серьезной табличкой открылась обыкновенная кухня, какую можно увидеть во многих петрозаводских домах. Навесные шкафчики «под дерево», разделочные столы с электрочайником и микроволновой печкой, вытяжка…

Лидия Ветчинникова, хозяйка этой «кухни», она же по совместительству доктор биологических наук и заведующая лабораторией, для полной аутентичности кухонной обстановки открыла шкафчики: в них рядами стояли обычные баночки из-под детского питания, знакомые каждой современной мамочке. Только пустые – идеально вымытые.

– В 2006 году, когда мы оборудовали это помещение под лабораторию, - начала экскурсию Лидия Васильевна, – то искали наиболее оптимальные условия для работы. И в результате родился «кухонный» вариант – самый удобный для приготовления «пищи» нашим растениям. Они у нас  как новорожденные требуют особого питания – микро- и макроэлементов, витаминов, гормонов, углеводов. Все это готовится на нашей «кухне»: в чайнике кипятим воду, если в кране нет горячей, в микроволновке в воде растворяем агар – растительный аналог желатина, получаемый из морских водорослей, который делает раствор питательной среды желеобразным. И только в отличие от вытяжных панелей у нас – устройство, подающее на рабочий стол воздух, причем стерильно очищенный. Это очень важно для работы с «детишками» - клонами растений. А баночки из-под детского питания, – Лидия Васильевна распахнула еще одну дверцу шкафа, – у нас как кюветы для младенцев – будущих карельских березок, других ее редких видов, а также ольхи.

– Мы заметили, что карельская береза с удовольствием растет в баночках от детского питания, а ольха мелкорезная предпочитает химические колбочки. Может, это и из-за особенностей структуры стекла, из которых они сделаны: толщины стенок, особенностей преломления света. А может… Они же живые и все понимают. Поэтому мы относимся к нашим «новорожденным» как к детям, даже разговариваем с ними. В соседней комнате – «ясли»: в похожих на аптекарские шкафах, даже в холодильнике, точь-в-точь как те, что охлаждают «колу» в магазинах, везде стоят сотни этих скляночек и колбочек. В них – крошечные зеленые росточки.

Лидия Васильевна взяла одну баночку: «Сколько, по вашему мнению, здесь растений?» В чуть запотевшей склянке из белесого агарового «грунта» выглядывали сантиметровые зелененькие ростки. И сама же ответила:

«Пока небольшая рощица карельской березы – шесть будущих деревцев. Но уже скоро их будет больше. Сколько? А сколько захотите. Это – клоны».

О клонировании мы уже знаем давно – этот термин получил популярность с явления на свет в 1996 году овечки Долли. Но о клонировании растений говорят куда меньше, а тем временем в Институте леса КарНЦ эти исследования ведутся с 1990 года. Правда, в конце 90-х эти работы были приостановлены и получили новое «рождение» в 2002 году. Сама же Лидия Ветчинникова и создала эту «кухню», и теперь раскрывает свои тайны.

– Все, казалось бы, очень просто: уже в конце февраля мы отправимся на облюбованные места, где растут «плюсовые» деревья – лучшие по проявлению признаков, срежем веточки, в лабораторных условиях дадим возможность почкам набухнуть и раскрыться. Затем из верхушек вегетативных почек мы выберем те клеточки, что называются «точками роста» - в них таятся будущие побеги, хранящие в себе всю генетическую информацию о растении. Срежем два-три миллиметра и – в стерильные условия. На этом этапе очень важно провести антисептические процедуры самой растительной ткани и всего, с чем она будет соприкасаться – от колбы до питательного раствора. Вот почему у нас стоит над рабочими столами наддув очищенного воздуха – он создает «стену» для бактерий.

Через две-три недели появляются крохотные росточки с листиками, подращиваются до двух-трех сантиметров. Теперь можно приступать к черенкованию. Скальпелем черенок с листиком - миллиметров пять – отделяется от растения и высаживается в новую склянку с такими же собратьями. Они подрастают, их вновь черенкуют, и так до бесконечности. Примерно через год уже окрепший саженец можно высаживать в грунт. Это и есть клонирование, если хотите, создание растения с одним и тем же генотипом – совокупностью наследственных признаков и свойств, полученных от исходного растения.

То, о чем рассказала Лидия Васильевна, конечно, упрощенная схема. В реальной жизни это кропотливый труд. В лаборатории лесных биотехнологий (это название не случайно) уже разработана именно технология выращивания клонов. Многие операции хранятся в секрете и, как и в любой области открытий и исследований, не могут быть обнародованы до получения патента.

Сегодня в коллекции клонов лаборатории лесной биотехнологии Института леса КарНЦ РАН более 100 генотипов, из которых 85 – карельская береза.

Есть просто уникальные генотипы, например, деревья из природной популяции, расположенной на территории Дании. Там последнее дерево засохло по возрасту в 2015 году, а ее клон – то есть возможность воспроизвести знаменитое дерево, есть только у карельских ученых.

Почему такой интерес к карельской березе? Для большинства людей это, конечно, уникальная древесина: ее еще называют «мраморной» – из-за необычной текстуры. И еще она как золото – редкая, поэтому продается не в кубометрах, а в килограммах. А издревле эта береза служила у некоторых народов эквивалентом денег.

В отличие от деревянных изделий и утвари, дошедших до нас из действительно древних веков, артефактов из карельской березы, сработанных ранее XVI века, вы не найдете ни в одном музее мира. Догадок было много, но только в 2016 году ученые Карельского научного центра РАН выдвинули свою гипотезу. 

– Наша работа, – продолжила рассказ Лидия Ветчинникова, - получила название «Происхождение карельской березы: эколого-генетическая гипотеза». Как вы видите, в ней две составляющих: внешняя и внутренняя причины возникновения вида.

Мы сопоставили климатическую ситуацию на Земле, возникшую до первых упоминаний об этой березе. Ученым известно, что примерно с 1450 года на планете наступил так называемый «малый ледниковый период», продлившийся почти три века. Он был вызван активными извержениями вулканов, чьи выбросы частично закрыли солнечный свет, вследствие чего температура на Земле понизилась. В Британии стала замерзать Темза, а в 1621 году льды сковали пролив Босфор. Больше всего изменению климата был подвержен северо-запад Европы – территории вокруг Балтийского моря. Ситуацию здесь усугубили и многочисленные лесные пожары.

Но именно эти климатические условия и поcлужили благодатной почвой для появления карельской березы. В новой экологической среде некоторые особи обыкновенной березы реализовали генетически накопленные возможности, которые позволили им приспособиться к новым суровым условиям. Этот вид цеплялся за жизнь как мог: где удавалось, превращался в стройное дерево или в кустарник, даже «залезал» на скалы, где царствуют только сосны.

Лидия Ветчинникова называет карельскую березу «таинственной леди». А еще капризной дамой. Никто не знает, что получится в процессе скрещивания двух чистокровных «карелочек» - прямая родня или обычная береза.

Семенное размножение, в отличие от клонирования, дает разные результаты: характерная текстура может проявиться только на определенных участках, а то и не обнаружиться совсем. А бывает так, что только через пять–семь лет «мраморные» признаки явятся ученым. Словом, окончательная разгадка тайн этой «леди» еще впереди…

И все-таки на сегодняшний день в нашей республике зарегистрирована наибольшая плотность произрастания карельской березы в России. В лесах - до двух тысяч экземпляров и около семи - выращенных работниками лесного хозяйства и сотрудниками Института леса. И, как мы теперь знаем, выращивают их не только в пробирках, но и в обычных баночках из-под детского питания.

Кстати, если у вас они есть, не выбрасывайте их в Год экологии. Сотрудники лаборатории лесных биотехнологий (проспект Невского, 50, вахта) с удовольствием их примут скляночки для новых таинственных красавиц.

Александр Трубин