Земята със сигурност ще ни отеснее

Д-р Петър Ефтимов е завършил „Ветеринарна медицина“ през 2006 г. в Лесотехническия университет – София. През 2012 г. завършва и специалност „Молекулярна биология“ към Софийския университет „Св. Климент Охридски“. От юни 2018 г.  работи като главен асистент по хистология и ембриология в същия факултет. Проявява особен интерес към еволюционната биология на развитието и астробиологията. Той е любител астроном и един от съръководителите на магистърската програма „Астрономия“, която обединява специалисти от пет факултета на Софийския университет „Св. Климент Охридски“. В момента следва философия, защото смята, че това е едно от главните интелектуални предизвикателства в човешкия живот. Победител е в конкурса „Лаборатория за слава“ (FameLab) през 2016 год. и няколко пъти е бил член на жури на Конкурса.

Д-р Петър Ефтимов е семейно „обременен“ с наука. По бащина линия – с ветеринарната медицина, а по майчина – с биологията. „Търси се“ по коя линия е увлечението му по философията. Широкият кръг от интереси го отвежда в магистърската програма по астробиология, каквато се прави за първи път не само в България, но и в тази част на света.

„Аз и колегата ми доц. д-р Владимир Божилов, заедно с още над 30 преподаватели от всички природни факултети – Биологическия, Геолого-географския, Физическия, направихме тази програма с няколко направления – казва д-р Ефтимов. – Основната задача е да се обучават магистри, които после да се реализират в български и международни изследователски центрове и в изследователски групи, които се занимават с петте основни направления на астробиологията.“

Първото направление е произходът на живота, което включва и синтетична биология.

Фокусът на изследванията е върху разпространението на живота във Вселената,

включително и търсенето на възможни местообитания на живота. Това е интердисциплинарно проучване, свързано най-вече с търсенето на екзопланети, чийто брой нараства непрекъснато.

„Един от нашите лектори по програмата – д-р Трифон Трифонов, работи в Института „Макс Планк“ – обяснява д-р Ефтимов. – Той е създал уникален софтуер, който позволява много бързо да се интерпретират и обработват данни. И от данните на космическите телескопи да се проверяват кандидатите за екзопланети – дали действително са такива, или не.“

За лектор е поканен и учен, който не е редовен член на магистърската програма, но в края на летния семестър ще има специална лекция. Доц. Веселин Костов е от института SETI в САЩ и се занимава с много интересна тема – търси екзопланети в двойни звездни системи.

Третото направление е свързано с

адаптацията на живите системи такива, каквито са на Земята, към условия, които не са земни.

Или как могат да се адаптират микроорганизми, растения, животни, включително и хората, към условия, за които не сме еволюирали и не сме пригодени да съществуваме.

Създателите на програмата искат да разширят това направление – тя е отворена за ветеринарни лекари, за хуманни лекари. Това е важно предвид бъдещите космически мисии. Те вече няма да бъдат ограничени само до близко земните орбити, които са защитени от земната магнитосфера.

Пилотираните мисии в момента са най-вече към Международната космическа станция и към китайската космическа станция. И двете са под радиационните пояси на Ван Алън и до голяма степен космонавтите в тях са защитени от вредното действие на високоенергетични космически частици и лъчи, обяснява ученият.

„Известно е, че има ново съревнование за Луната – казва д-р Ефтимов. – Дори се говори не само за връщане там, но и за изграждане на окололунна орбитална станция и дори за лунни бази. Те са предмет на по-далечното бъдеще, но със сигурност ще има хора, които ще посещават Луната. Даже вече са известни местата, където ще се приземяват астронавтите от мисията „Артемис“.“

Тези мисии са планирани и ще се осъществят в рамките на следващите 7 – 8 години. Може да има малко забавяне, но ще се осъществят, категоричен е ученият. Тогава

астронавтите ще се сблъскат с проблема, че няма да бъдат под защитата на земната магнитосфера.

Затова трябва да се работи по въпроса какво може да се направи както с инженерни средства за защита, така и с биологичните средства за по-дълъг престой.

На дневен ред вече са по-дългите полети до Марс, които предстоят. За тях има широк обществен консенсус и сериозна воля да бъдат осъществени. Те най-вероятно ще се реализират и тогава ще се говори не само за дни, а за месеци престой в Космоса, далеч извън земната орбита и ще има по-сериозни проблеми по отношение на защитата.

Четвъртото направление в програмата е свързано с

прогнозирането на бъдещето на живота във Вселената.

„Започваме от бъдещето на нашата собствена планета, което е предмет на геологията и геохимията, на астрономията и астрофизиката. До голяма степен има някаква яснота какво ще се случи, и стигаме до някои сценарии, свързани с нашата Слънчева система“, казва д-р Ефтимов.

По думите му в обозримо бъдеще това е мястото, което евентуално може да бъде използвано за разселване на нашия вид.

Всички са съгласни, че в някакъв момент Земята ще стане неизползваема.

Според учения Земята, като планета, има огромен потенциал за изхранване на много по-голяма популация от настоящата. Този потенциал не е изчерпан, постоянно се работи и в сферата на земеделието и животновъдството. Разработват се нови източници на храни. Има иновации като етажно земеделие, промяна на основните селскостопански видове, които са източник на протеини. Това е свързано с астробиологията, защото тези технологии могат да бъдат приложени както в Космоса, така и на планетни повърхности, включително и на нашата. Това са преките ползи от космическите изследвания, които се осъществяват в момента.

Петото направление, по което ще работят учените, е свързано с

произхода, разпространението и еволюцията на живота.

Тяхната задача е с помощта на колегите си да проучват процесите, свързани с епигенетиката и с изследванията на промените в генетичния материал, които могат да настъпят при излагане на фактори, нетипични за Земята.

В изследователския план на програмата има проект, свързан с

разработването на уникална за България апаратура, която вече е готова.

Това е комбинация от уреди, която позволява симулиране на условия на микрогравитация. Подобно нещо няма другаде в България и в региона. Става дума за едноосев клиностат, който представлява цилиндър, въртящ се с определена бавна скорост. Разположен е перпендикулярно на силата на тежестта, т.е. на земното притегляне, за да елиминира механизма, по който растенията разпознават и прилагат т.нар. геотропизъм – да се ориентират така, че корените им да растат по посока на Земята, а стъблото – нагоре.

„Но растенията могат лесно да бъдат „излъгани“, че се намират в условия на микрогравитация, като просто се въртят със скорост от около 12 оборота в час в цилиндър, перпендикулярен на силата на тежестта“, обяснява д-р Ефтимов.

Това е уред, който може да бъде изработен сравнително лесно и ще можем да провеждаме експерименти, свързани с поставянето на растения в условия на симулирана микрогравитация. Така, без да плащаме огромна цена за качване на полезен товар в Космоса, можем да култивираме растения при определени условия.

Екипът иска да закупи и система, която да позволява не само микрогравитация, но и да симулира различно налягане от това на Земята, температурни режими и радиационни условия. Тоест могат да отглеждат растения в изкуствени условия.

„Това, което все още не можем да симулираме, е различно атмосферно налягане. Това е много важно, защото Марс, който сериозно се разглежда като потенциален обект за колонизация, има много по-ниско атмосферно налягане, което е пренебрежимо ниско в сравнение със земното, както и много рядка атмосфера“, обяснява д-р Ефтимов.

Обяснява, че все още не може да се говори за отглеждане на растения на открито там. Но може да се симулират условия, подходящи за поддържане на затворена система, която може да бъде изградена на Марс.

За тази цел е нужна камера, която да симулира температурни разлики, разлики в атмосферното налягане, осветеността и гравитацията. „Можем да направим така, че частично да наподобим силата на тежестта, която е две пети от земната“, допълва ученият.

Другото, което е по-сложно, е комбинация от два други уреда — триосев клиностат и контролен роторен механизъм, който се върти в една посока.

„Тя е в нашия прототип, който вече позволява същите микрогравитационни условия да се прилагат за живи клетки. И не само за тях; може да се използва и за ларвни стадии, да се отглеждат насекоми или нематоди, които са важни моделни системи в областта на ембриологията“, разяснява д-р Ефтимов.

В програмата с доц. Младенова и д-р Стефанова водят курс, наречен „Биохимични и клетъчно биологични перспективи към проблема за жѝвото“, насочен към физици, геолози, лекари, хора с образование в химия и фармация. Идеята е, задълбочавайки експертизата си в областта, в която са най-силни, да разширят знанията си в контекста на астробиологията. Курсът дава на участниците обща представа за основните неща, които се случват с живите системи, за това

какво представлява дефиницията на живота,

за разликата между живи и неживи системи, за критериите какво представлява смъртта.

Другият курс, който извежда д-р Ефтимов, се нарича „Развитие и еволюция на живите системи“. Курсът има за цел да предостави на студентите специфични знания, произтичащи от интегрирането на принципите в механизмите на развитие и еволюционната динамика като аспекти на един и същ процес. Има и курс „Алтернативни биосфери“, свързан с хипотетични форми на живот. Съществуват хипотези и експериментални доказателства, че градивните блокове на живота не са ограничени само до планетарни повърхности. Наскоро анализ на материал от мисията „Хаябуса“ показа, че основни градивни съединения за живота, като аминокиселини и полициклични ароматни съединения, има не само на планетарни повърхности.

Свързани статии:

От антитуморните ензими до наноматериалите Електромобил от бъдещето Зелената икономика е приоритет и за химиците Нанофотоничен оркестър свири туист