Ielēkt noslēpumu ūdeņos

Tāpat kā dabai, arī zinātnei ir vieglāk saredzamas un grūtāk saredzamas šķautnes. Pie vieglāk redzamām var pieskaitīt, piemēram, dažādus ar smadzeņu šūnām vai mašīnu pašapmācīšanos saistītus pētījumus, par kuriem regulāri raksta populārzinātniskie mediji. Turpretī grūtāk redzamās ietver tādas tēmas, pie kurām strādājis biologs, inženieris un mākslinieks Andželo Vermēlens.

Kā biologs viņš galvenokārt veltījis uzmanību tik specifiskai lietai kā odu kāpuru zobu pētniecība. Turpretī savu nepagurstošo interesi par kosmosa apceļošanu šobrīd realizē kā biosistēmu inženieris Delftas Tehniskajā universitātē. Kopš 2009. gada Vermēlens sadarbojas ar Eiropas Kosmosa aģentūras programmu MELiSSA bioloģiskās dzīvības uzturēšanas sistēmu izstrādes projektā. 2013. gadā kā pirmais brīvprātīgais devās NASA atbalstītajā Marsa simulācijas programmā HI-SEAS, kas norisinājās Havaju salās.

2019. gadā kopā ar grupu SEADS (Space Ecologies Art and Design), ko savulaik palīdzēja nodibināt, Vermēlens nosūtīja pirmo cilvēka radīto mākslas darbu uz Starptautisko kosmosa staciju.

S. K.

Rīgas Laiks: Mani ārkārtīgi ieintriģēja jūsu sešus gadus tapusī doktora disertācija par trīsuļodu kāpuru zobiem. Ko jūs uzzinājāt, sešus gadus pētot kāpuru zobus?

Andželo Vermēlens: Pētījuma rezultāti ir samērā specifiski, protams, taču, lai īsumā paskaidrotu, par ko tur vispār runa: tie ir sīki radījumi, kas dzīvo ciešā saskarsmē ar dubļiem.

RL: Ar dubļiem?

Vermēlens: Ar nogulsnēm. Ar upju un strautu nogulsnēm un dubļiem. Viņi sev būvē mazas mājiņas, un viņi ēd nogulsnes. Un daudzas piesārņojošās vielas ūdenī īpaši labi nešķīst un uzkrājas nogulsnēs. Tātad šie organismi ir ciešā kontaktā arī ar piesārņojumu, un tad tie sāk deformēties.

RL: Jo vairāk netīrumu, jo lielākas deformācijas?

Vermēlens: Jo lielāks piesārņojums, jo lielākas deformācijas. Tāda bija teorija, kas pamatā šim pētījumam.

RL: Atvainojiet, vai te runa ir par jebkāda veida piesārņojumu vai…

Vermēlens: Ūdenskrātuvēs ir divu veidu piesārņojums. Vispirms organiskais piesārņojums, būtībā – mājsaimniecības atkritumi. Tie kalpo par mēslojumu apkārtējai videi, un viss sāk strauji izmantot skābekli. Skābekļa krājumi izsīkst, un zivis sāk uzpeldēt ar vēderiem uz augšu. Interesanti, ka šie kāpuri tādā vidē jūtas lieliski. Kāpēc tā? Tāpēc, ka tiem asinīs ir hemoglobīns; tas ir visai dīvaini, jo hemoglobīns, protams, ir lieta, ko mēs cieši saistām ar cilvēkiem un lielākiem dzīvniekiem. Un, tā kā šiem kāpuriem asinīs ir hemoglobīns, tie var izmantot skābekli pat tad, ja tā atlicis visai maz. Un tad tie pamazām pārņem visu ekosistēmu. Ja ekosistēmu bagātina ar lielu uzturvielu daudzumu, tas samazina bioloģisko daudzveidību.

RL: Vidē sāk dominēt viena veida kultūra?

Vermēlens: Vide kļūst monokulturāla, jā. Tāpēc, ka konkrētā suga spēj pielāgoties šādiem apstākļiem un izkonkurēt citas. Un arī tāpēc, ka mainās vides apstākļi un nekas cits tur vienkārši nespēj izdzīvot.

RL: Tas nozīmē, ka šie kāpuri būtībā pārtiek no cilvēku atkritumiem un mēsliem?

Vermēlens: No cilvēku un lauksaimniecības atkritumiem, jā. No organiskas matērijas, kas sadalās.

RL: Un ir vēl otra veida piesārņojums, jūs teicāt…

Vermēlens: …un ir vēl otra veida piesārņojums: tās pārsvarā ir tipiskas toksiskās vielas, tādas kā smagie metāli, pesticīdi, poliaromātiskie ogļūdeņraži…

RL: No kuriem, jādomā, nepārtiek neviens?

Vermēlens: Protams, vienmēr ir kāds organisms, kas patērē šīs ķīmiskās vielas un jūtas lieliski. Taču katram no šiem piesārņojuma veidiem ir ļoti atšķirīga iedarbība. Organiskais piesārņojums atņem skābekli un rada anaerobu vidi, kurā vairums organismu iet bojā – izdzīvo tikai daži. Toksiskais piesārņojums nogalina organismus; vide var vēl aizvien izskatīties nevainojami tīra, taču tajā nebūs nekādas dzīvības. Abi veidi bieži vien ir saistīti. Kur ir toksiskais piesārņojums, turpat parasti ir arī organiskais. Un tā nu rezultātā ir vide, kas pilna ar šiem kāpuriem, kuriem ir hemoglobīns un kuri dzīvo dubļos, – bet tagad tie pakļauti arī toksiskā piesārņojuma iedarbībai. Un to zobi sāk deformēties. Un te ir runa par biomonitoringa skaistumu. Tas ir vēl viens interesants zinātnisks jautājums. Iedomājieties, ka jums jānovērtē kāda konkrēta vide, jāsniedz slēdziens, vai tā ir vai nav piesārņota, un tas jāpaveic noteikta budžeta robežās. Ko jūs analizēsiet? Ir tūkstošiem cilvēka radītu ķīmisku vielu. Nākas izvēlēties. Bet, ja izdara nepareizo izvēli, budžets ar to pašu būs iztērēts. Un, ja šajā laimes spēlē neizanalizē pareizās ķīmiskās vielas, nav vairs nekādas iespējas sākt visu no gala. Te slēpjas biomonitoringa skaistums. Bioloģiskas reakcijas, teiksim, deformācijas, ļauj veidot priekšstatu par to, kā viss, kas atrodas vidē, iespaido organismus kopumā. Bet, domājot par vides piesārņojumu Ņūtona paradigmas ietvaros, darbojas cits piegājiens. Cilvēki analizē pēc kārtas vienas vielas līmeņus un tad nākamās, un tad viņi sāk pētīt, kāda tad ir konkrētās piesārņojošās vielas ietekme uz kādu organismu. Šādu pieeju savā labā izmanto kompānijas. Sadala piesārņojumu atsevišķās vielās un tad saka: labi, ja mēs pakļāvām organismu, lūk, šīs vielas iedarbībai, nekas īpašs nenotika. Taču reālajā pasaulē piesārņojums mēdz būt jaukts, un no šī aspekta parasti izvairās, jo tas ir pārāk sarežģīti. Divas toksiskas vielas, kas iedarbojas uz organismu vienlaicīgi, var pastiprināt viena otras iedarbību. Un, ja ir tūkstošiem vielu, kas visas vienlaicīgi iedarbojas uz to pašu organismu – un tieši tā pasaulē šobrīd notiek –, tad iznākumā iedarbība var būt krietni spēcīgāka. Tas ir vēl viens iemesls, kāpēc biomonitorings ir tik interesants. Tas nav tikai papildinājums fizikālai vai ķīmiskai analīzei. Tas veido kompleksu un holistisku priekšstatu par to, kāda ir cilvēka radīta piesārņojuma ietekme.

RL: Bet aprakstiet man šo psiholoģisko ainu – kā 22 gadus vecs jauneklis, kāds jūs bijāt 1993. gadā, no visiem miljardiem lietu, kas ir pasaulē, izvēlas interesēties par kāpura zobiem?

Vermēlens: Es vienmēr, jau no pašas bērnības, zināju, ka būšu ekologs. Mani vienmēr interesējusi ekoloģija, vides piesārņojums. Kā jaunam zinātniekam tev būtībā jāskatās apkārt – kas ir pieejams universitātēs? Un te bija šis pētījums, kas bija jau iesākts. Labi, es domāju – kāpēc ne.

RL: Manu uzmanību piesaistīja tieši šis kāpura zobu moments, jo Aristotelis darbā “Par dzīvnieku daļām” apraksta to milzīgo intelektuālo baudījumu, ko iespējams gūt, pievēršot uzmanību dabas sīkākajām detaļām. Un viņš izmanto oda kājas kā piemēru, lai parādītu, ka intelektuālais baudījums no zvaigžņu pētīšanas un sīkāko dabas detaļu pētīšanas ir pilnīgi vienāds.

Vermēlens: Jā, tāds ir tas ceļš, ko esmu mērojis…

RL: No kāpuru zobiem līdz zvaigznēm?

Vermēlens: Jā. Jaunībā, padsmitnieka gados, es mēdzu doties pastaigās pa apkārtējiem laukiem, vākt dažādus ūdens paraugus un aplūkot tos zem mikroskopa. Un tad vakarā es gāju ārā, skatījos uz Mēnesi, fotografēju zvaigznes. Un tad sākas pētnieka karjera. Es esmu aplūkojis burtiski tūkstošiem un tūkstošiem kāpuru zobu. Un joprojām atceros pirmo dienu, kad mans maģistra darba vadītājs mācīja man, kā tas darāms. Jo kā tad var apskatīt kāpura zobus? Paņem kāpuru. Tas, protams, ir miris un glabājas spirtā. Un tad zem mikroskopa viņu griež ar mikrošķērītēm; tas ir tikpat kā mikroķirurģija. Vispirms jānogriež kāpuram galva un jāizvāra skābē. Pateicoties šai apstrādei ar skābi, visi mīkstie audi izšķīst. Patur tikai galvas kapsulu, jo zobi ir tieši tajā. Tad tā sāniski jāpārgriež, jāņem augšējā daļa un jāatloka vaļā, tad jāizplāj visas sīkās detaļas. Tās ir sīciņas, sīciņas. Tad tam uzpilina fiksācijas līdzekli, pārsedz ar stikliņu un saglabā. To var uzglabāt daudzus desmitus gadu. Man bija neskaitāmas kastes ar šādiem stikliņiem; katram virsū rakstīts, no kurienes tas nācis, kad atrasts. Teiksim, bija tāds pētījums, kad es, rakstot doktora disertāciju, strādāju Kopenhāgenas Universitātē. Vecs papīra pārstrādes uzņēmums bija gadiem noplūdinājis piesārņotu notekūdeni, un pieņēmums bija tāds, ka nogulsnēs vēl joprojām būs konstatējams piesārņojums. Mēs paņēmām no upes kāpuru paraugus augstāk un zemāk par papīra fabriku un tad arī netālu no pašas notekūdeņu izplūdes vietas. Un – jā, upes augšteces pusē virs fabrikas deformāciju līmenis bija ļoti zems. Noplūdes vietā parādījās visāda veida deformācijas. Un pēc tam to līmenis atkal pamazām samazinājās. Bet tas mani noved tieši pie tā, ko jūs nupat teicāt, jo, nodarbojoties ar to visu, es tiešām kaut ko zaudēju. Es tiešām kaut ko pazaudēju.