Тестируем мидии

Научная технология

Сильный ветер усложнил ситуацию. На заднем дворике Пенсильванской лаборатории Линча пятеро студентов курса полевой биологии Байрона Шервуда управлялись с пипетками, градуированными цилиндрами, жидким азотом, водяными насосами, стяжками и десятками маленьких пробирок для проб, не говоря уже о шести аквариумах и гигантском бак, полный мидий. Небольшие порывы грозили опрокинуть оборудование, сдуть тщательно взвешенные фильтры или занести мусор в резервуары. Но быстрое мышление, ловкая реакция и некоторые корректировки на ходу позволили их экспериментам пройти гладко.

Их цель? Оценить способность мидий очищать воду, которую рано утром собрали из реки Шуйлкилл в Филадельфии.

«Для меня наиболее впечатляющий опыт в моем образовании я получил в результате практического обучения за пределами университета», — говорит Шервуд, старший научный сотрудник факультета биологии Пенсильванского университета. «Это было требованием номер один для меня при разработке этого курса. Мы можем провести некоторое время в лаборатории, чтобы изучить методы, но моей целью было как можно больше времени проводить вне класса».

Шервуд достиг этой цели с помощью полевых исследований в области водной микробной экологии, руководя студентами еженедельными поездками в различные места по всему городу, чтобы наблюдать и брать пробы из городских вод.

Микробный эколог, Шервуд переехал в Филадельфию два года назад со своей семьей, включая жену Кэти Баротт, доцента кафедры биологии, после завершения постдокторской должности в Гавайском университете в Маноа. Хотя его исследования включали изучение вклада морских микробов в выбросы углекислого газа, он понял, что в новых условиях ему придется переосмыслить свою точку зрения.

«Сразу после того, как мы сюда приехали, я понял, что океана нет», — невозмутимо говорит он.

Однако нет недостатка в водных путях, от рек Шуйлкилл и Делавэр до более мелких притоков, таких как ручьи Виссахикон и Коббс.

Во время классных экскурсий Шервуд обратил внимание свое и своих учеников на жизнь в этих водах, на бактерии, которые выживают среди промышленных токсинов, сточных вод и канализационных стоков, которые обрушиваются и загрязняют реки во время сильных ливней.

«Мне интересно, что они едят, что предпочитают не есть, кого они убивают или кто их убивает, и как масштабируются все эти крошечные взаимодействия», — говорит он. «Это экология в наименьшем масштабе».

Выйти из класса и выйти на поле было для старшекурсника Иззи Вайни из Карлсбада, Калифорния, который специализируется в области клеточной и молекулярной биологии. «Когда мы отправлялись на эти экскурсии, — говорит она, — в конечном итоге у нас были довольно глубокие дискуссии об экологии и микробиологии, мы просто гуляли и были на природе. Доктор Шервуд помогал нам в разговорах и действительно пытался расспросить нас о том, подумай глубоко».

В свободное от работы время каждый студент под руководством Шервуда разрабатывал предложение по модели заявки на стипендию для аспирантов Национального научного фонда.

Своевременный проект по водным исследованиям позволил исследованиям класса выйти на практический уровень. В январе Содружество Пенсильвании выделило 7,9 миллиона долларов на создание инкубатора для мидий в саду Бартрама на юго-западе Филадельфии. Инкубаторий, который откроется в 2023 году и разрабатывается некоммерческой организацией «Партнерство для устья Делавэра», может давать начало полумиллиону пресноводных мидий каждый год.

«Читая некоторые популярные новости об этом, — говорит Шервуд, — я постоянно видел фразу: «Мидии будут очищать воду». Но он не знал, что это значит с научной точки зрения — в частности, микробного уровня и какие существуют доказательства, подтверждающие это.

Обсудив эту идею с ведущим ученым Партнерства Даниэль Кригер, он поручил классу изучить эту гипотезу как основу их научных исследований.

«Я задал вопрос: «Представьте, что вы генеральный директор Департамента водоснабжения Филадельфии, и вам говорят, что кто-то хочет поместить мидии в реку Шуйлкилл, что потенциально может снизить стоимость очистки питьевой воды для города». " он говорит. «На какие два или три основных вопроса вам хотелось бы получить ответ, чтобы определить, стоит ли этот проект ваших инвестиций?»