Herald of the Russian Academy of SciencesHerald of the Russian Academy of SciencesВестник Российской академии наук0869-58733034-5200The Russian Academy of Sciences1875010.31857/S0869-587389121185-1197ReportДОКЛАДResearch ArticleBiophysics for ecologyБиофизика – экологииGitelsonJ. I.ГительзонИ. И.
Russian Federation

Academician of RAS, Advisor to RAS, Chief Researcher

академик РАН, советник РАН, главный научный сотрудник

gitelson@ibp.ruInstitute of Biophysics of SB RASИнститут биофизики Сибирского отделения РАН2212201989121185119718122019Copyright ©; 2019, Russian academy of sciencesCopyright ©; 2019, Российская академия наук2019Russian academy of sciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0869-5873/article/view/18750

The paper presents some new opportunities for biophysics to solve the fundamental challenge of global ecology—to decode the mechanism maintaining the steady state of the biosphere. The Institute of Biophysics (SB RAS) develops two mutually supportive lines in ecological biophysics: first, to monitor by optical methods vital activity of natural and constructed ecosystem by example of marine bioluminescence and closed ecosystem; second, to study regularities of parametric control of biosynthesis and creation of bioengineering systems to control these processes to construct no sphere-like ecosystems for human life support under extreme conditions on Earth and in space, in particular.

В докладе представлены некоторые новые методические возможности, которые может предложить биофизика для решения фундаментальной задачи планетарной экологии – расшифровки механизма, поддерживающего равновесное состояние биосферы. В Институте биофизики СО РАН, где работает автор доклада, развиваются два взаимодополняющих направления в экологической биофизике: первое – мониторинг оптическими методами жизнедеятельности природных и сконструированных экосистем на примере биолюминесценции моря и замкнутых экосистем; второе – исследование закономерностей параметрического управления биосинтезом и создание биотехнических систем управления этими процессами для конструирования ноосфероподобных экосистем, в частности, для жизнеобеспечения людей в экстремальных условиях на Земле и в космосе.

biophysicsbiotechnologybiosynthesisbiopolymersbioluminescencebioluminescent analysishydrogen biosynthesisnoospherelife supportclosed ecosystemбиофизикабиотехнологиябиосинтезбиополимерыбиолюминесценциябиолюминесцентный анализводородный биосинтезноосферажизнеобеспечениезамкнутая экосистема.Гительзон И. И. Отчёт о работе отряда биолюминесценции в 38-м рейсе экспедиционного судна "Витязь" // Архив Института океанологии АН СССР, 1966.Дарвин Ч. Дневник изысканий по естественной истории и геологии стран, посещённых во время кругосветного плавания корабля её величества "Бигль" под командой капитана Королевского флота Фиц Роя. М.-Л.: Биомедгиз, 1935.Harvey E. N. Bioluminescence. N.Y.: Acad. Press, 1952.Clark G. L., Backus R. H. Measurements of light penetration in relation to vertical migration and records of luminescence in deep-sea animals // Deep-sea Res. 1956. V. 4. P. 1-14.Kampa E. M., Boden B. P. Light generation in a sonic-scattering layer // Deep-sea Res. 1957. V. 4. № 2. P. 73-92.Гительзон И. И., Левин Л. А., Утюшев Р. Н. и др. Биолюминесценция в океане. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.Hastings J. W. Bioluminescence in marine dinoflagellates // Natl. Biophys. Conf. 1959. V. 1. Р. 427-434.Родичева Э. К., Выдрякова Г. А., Медведева С.Е. Каталог светящихся бактерий. Новосибирск: Наука, 1997.Гительзон И. И. Светящиеся бактерии. М.: Наука, 1975.Kotlobay А. A. et al. Genetically encodable bioluminescent system from fungi // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2018. V. 115(50). P. 12728-12732.Purtov K. V., Petushkov V. N., Baranov M. S. et al. The Chemical Basis of Fungal Bioluminescence // Angew. Chem. Int. Engl. 2015. V. 54(28). P. 8124-8128.Kaskova Z. M., Dörr F. A., Petushkov V. N. et al. Mechanism and color modulation of fungal bioluminescence // Sci Adv. 2017. V. 3(4). e1602847.Гительзон И. И., Ковров Б. Г., Лисовский Г. М. и др. Экспериментальные экологические системы, включающие человека // Проблемы космической биологии. Т. 28. М.: Наука, 1975.Gitelson I. I., Lisovsky G. M., MacElroy R. D. Manmade Closed Ecological Sistems. L.-N.Y.: Tayler & Francis, 2003.Гительзон И. И., Фиш А. М., Чумакова Р. И., Кузнецов А. М. Максимальная скорость размножения бактерий и возможность её определения // Доклады АН СССР. 1973. № 6. С.1453-1455.Гительзон И. И., Киренский Л. В., Терсков И. А. и др. Замкнутый водообмен в двухзвенной биолого-технической системе жизнеобеспечения человека // Bioastronautics Proc. XIXth IAP Congress, New York, 1968 // Pergamon Press and PWN-Polish Sci. Publ. 1970. V. 4. Р. 91.Gitelson J. I., Blum V., Grigoriev A. I. et al. Biological-physical-Chemical Aspects of a Human Life Support System for a Luna Base // Acta Astronautica. 1995. V. 37. P. 385-394.Гительзон И. И., Лисовский Г. М., Терсков И. А. Сравнение продуктивности водорослей с высшими растениями // Управляемый биосинтез. М.: Наука, 1966. С. 68-75.Окладников Ю. Н., Власова Н. В., Касаева Г. Е., Родионов В. Н. Звено "человек" в эксперименте (медико-физиологические исследования) // Замкнутая система: человек – высшие растения / Отв. ред. Г. М. Лисовский. Новосибирск: Наука, 1979. С. 82-99.Тихомиров А. А., Ушакова С. А. Научные и технологические основы формирования фототрофного звена биолого-технических систем жизнеобеспечения. Красноярск: Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т, 2016.Вернадский В. И. Научная мысль как планетарное явление. М.: Наука, 1991.Яншина Ф. Т. Ноосфера: утопия или реальная перспектива? // Общественные науки и современность. 1993. № 1. С. 163-173.Моисеев Н. Н. Расставание с простотой. М.: Аграф, 1998.Волова Т. Г., Окладников Ю. Н., Сидько Ф. Я. и др. Производство белка на водороде / Отв. ред. И. И. Гительзон. Новосибирск: Наука, 1981.Шишацкий О. Н., Шишацкая Е. И., Волова Т. Г. Разрушаемые полимеры: потребности, производство, применение. Красноярск: ООО НИТ, 2010.