Понять свою природу
Чжан Сяохун несколько лет назад поступила в аспирантуру Северо-Восточного федерального университета по направлению, связанному с исследованием климатических особенностей. После ее окончания она осталась в Якутске, став ведущим инженером лаборатории по изучению экологического состояния Арктики (структурно входит в состав Института естественных наук СВФУ).
Сяохун проводит дендрохронологические исследования, в рамках которых по особенностям изменения прироста годичных колец деревьев можно наблюдать изменения параметров окружающей среды, влияющих на прирост древесины в прошлом. К такого рода характеристикам окружающей среды относятся, прежде всего, температура воздуха и атмосферные осадки.
«Имея такие сведения за длительные периоды времени, можно осуществлять прогнозы возможных изменений климата региона», – пояснил EastRussia заведующий лабораторией Руслан Городничев.
Чжан Сяохун. фото из личного архива
Чжан Сяохун участвовала в ряде научных экспедиций, например, «Центральная Якутия – 2024», которая проходила на территории Хангаласского, Чурапчинского и Мегино-Кангаласского улусов республики. Девушка также принимала участие в полевых исследованиях в районе Табагинского мыса на реке Лена (близ села Табага). Целью этих экспедиций являлся сбор дендрохронологического материала в виде кернов, спилов живых и мертвых деревьев.
За время учебы в СВФУ Сяохун выучила русский язык и сейчас пишет на нем кандидатскую диссертацию, которую планирует защитить в следующем году.
Контакты с китайскими коллегами в области исследований экосистем северных территорий, изучения экологических и климатических изменений, в том числе для решения прикладных задач, расширяются. Так, часть своей научной работы Хань Сяо, аспирант Харбинского политехнического университета, решила посвятить Якутии. Тема диссертации – анализ долгосрочной устойчивости железнодорожной инфраструктуры в зоне сезонного промерзания-оттаивания.
«В Китае тоже есть районы с многолетнемерзлыми грунтами. Естественно, это необходимо изучать, например при создании транспортных объектов, – это особое направление. У России большой опыт строительства на вечной мерзлоте, в этой зоне проходят БАМ, Железные дороги Якутии. В этой связи, видимо, интересно перенимать какой-то опыт, инженерные решения, – рассказывает Руслан Городничев. – А с нашего университета поехала в Китай старший научный сотрудник, кандидат технических наук Сахаяна Данилова. Она проходит стажировку в Школе окружающей среды Харбинского политеха. Ее работа посвящена изучению экологического состояния водных объектов».
Как вычислить матрицу
Сотрудничество и академические обмены с китайскими вузами так же продолжаются в сфере математических наук.
В настоящее время Институтом математики и информатики СВФУ активно ведутся работы в области изучения алгоритмов многомасштабного моделирования. В июне сразу два гражданина Китая успешно закончили аспирантуру Северо-Восточного университета. Го Чжэньвэй, который до того учился в Институте математических наук университета Ляочэн, получил диплом по специальности «Математика и механика», а Чжан Дун, несколько лет назад окончивший магистратуру Шандунского научно-технического университета, – по специальности «Информатика и вычислительная техника».
Чжэньвэй и Дун занимаются близкими темами, сосредоточенными на разработке моделей и алгоритмов для матриц над кватернионами. «Кватернионы – это расширение комплексных чисел до четырех измерений, и их структура особенно хорошо подходит для обработки многоканальных и многомерных данных, таких как цветные изображения и сигналы», – объясняет Го Чжэньвэй.
На фоне стремительного развития вычислительной математики, методов искусственного интеллекта построение устойчивых и высокоэффективных вычислительных схем на основе кватернионных матриц представляет собой не только актуальную научную задачу.
«Мое исследование направлено на разработку и оптимизацию алгоритмов кватернионных матриц, а также на их применение в таких задачах, как распознавание цветных лиц, сжатие изображений, цифровое водяное знакирование и обработка сигналов. По сравнению с традиционными методами, модели на основе кватернионов позволяют сохранить внутренние связи между цветовыми каналами и обеспечивают более высокую точность и эффективность обработки», – говорит Чжэньвэй.
Это направление востребовано на практике. К примеру, в интеллектуальных системах безопасности требуется быстрое и надежное распознавание лиц, в области передачи мультимедийных данных важны эффективное сжатие и защита авторских прав. Алгоритмы на базе кватернионных матриц предоставляют новые математические инструменты и методы решения таких задач.
У обоих аспирантов научным руководителем выступил заведующий кафедрой вычислительных технологий Института математики и информатики профессор Василий Васильев. Стоит сказать, Василий Иванович поддерживает тесные научные связи с китайскими коллегами. Он регулярно посещает Китай, где участвует в международных конференциях и проводит семинары, что способствует обмену знаниями и продвижению совместных проектов.
Выпускник Института математики и информатики СВФУ Чжан Дун получил почетную миссию быть послом СВФУ в Китае.
Для молодых китайских ученых годы в Якутске были насыщенными и значимыми. «Мы не только успешно занимались научной работой, но и адаптировались к совершенно новому климату и языковой среде. Например, зимой температура здесь может опускаться до -50 градусов – для нас это был совершенно новый и необычный опыт», – поделился впечатлением Чжан Дун.
Гости из Китая подружились со студентами из Якутии и других регионов России, вместе отмечали праздники, участвовали в культурных мероприятиях (особенно ярким был национальный праздник Ысыах), ездили на экскурсии, пробовали готовить местные блюда.
«За это время у нас появилось много новых интересов. Мы стали больше интересоваться русским языком и культурой, посещали музеи, занимались зимними видами спорта. Особенно запомнился теплый жест со стороны нашего научного руководителя Василия Ивановича, который пригласил нас к себе домой во время Нового года – это был по-настоящему трогательный и душевный момент, оставшийся в памяти надолго», – отметил Дун.
Где собака зарыта
Среди крупных международных проектов университета – комплексные исследования ископаемых животных Якутии на генетическом и клеточном уровнях на базе Музея мамонта СВФУ.
Специалисты Йоркского университета (Англия) при содействии якутских коллег расшифровали геномы двух криомумий, известных как Туматские щенки. Их обнаружили более 10 лет назад в приморской тундре Усть-Янского района Якутии. Приблизительный возраст находок – 14,4 тыс. лет.
Туматские щенки. фото пресс-службы главы республики Саха и правительства республики Саха (Якутия)
«Изучение Туматских щенков берет начало с 2015 года, когда я набрался смелости и позвонил по телефону Митье Жермонпре, палеонтологу, известному специалисту по древним волкам и собакам из Королевского Бельгийского института естественных наук, которая описала самую древнюю собаку в мире с бельгийской пещеры Гойе возрастом примерно 36 тыс. лет», – рассказывает старший научный сотрудник Музея мамонта Научно-выставочного комплекса СВФУ, кандидат биологических наук Сергей Федоров.
Именно с 2015 года начал свою работу научно-исследовательский проект университета «Плейстоценовые и послеледниковые псовые из вечной мерзлоты Якутии», а уже в 2016-м был проведен международный научный семинар по комплексному изучению обоих Туматских щенков, где сформировался основной костяк научной группы, куда вошли, кроме российских, ученые из Бельгии, Дании, Швеции, Германии.
Изначально исследователи предполагали, что криомумии принадлежат домашним собакам. Для установления точной картины были отобраны всевозможные пробы, в том числе из содержимого желудка, которые и попали на исследования в британский университет.
В июне этого года в журнале Quaternary research вышла статья, которая подводит итог 10-летнего изучения криомумий. Установлено, что они являлись не домашними собаками, а волчатами.
Старший научный сотрудник Музея мамонта Научно-выставочного комплекса СВФУ, кандидат биологических наук Сергей Федоров: «Получение генетических данных с обширной территории северо-востока России позволит внести новое в реконструкцию древних экосистем Сибири и Арктики»
Кроме анатомо-морфологических особенностей, результатов генетического и изотопных анализов, акцент был сделан на диете щенков, характере их питания (выявление в желудке фрагмента шкуры шерстистого носорога, перьев трясогузки, растительных остатков и пр.), объясняет Сергей Егорович. Например, удалось определить, что носорог жил в одно время с щенками, но не выявлено по анализам, что щенки питались мясом мамонта, хотя они были обнаружены вблизи костяка мамонта, возможно, разделанного человеком (судя по наличию недалеко от места находки орудий труда из костного материала).
И хотя Туматские щенки оказались волчатами вымершей ветви плейстоценовых волков, которые не дали начало современным собакам, исключать того варианта, что они могли жить вблизи людей, нельзя.
«С развитием науки генетики, которая семимильными шагами сейчас идет вперед, значительно расширились горизонты нашего понимания вымершей фауны. Получение генетических данных с обширной территории северо-востока России позволит внести новое в реконструкцию древних экосистем Сибири и Арктики», – отметил Сергей Федоров.
Кроме отбора проб на генетический анализ необходимо провести значительный объем работы по описанию и классификации представителей семейства псовых, обнаруженных в вечной мерзлоте Якутии и сопредельных с ней территориях из фондовых коллекций музеев, научных институтов и частных коллекций с выходом на изучение генетической структуры плейстоценовых волков и ранних представителей домашних собак – важен сравнительный анализ с ранее полученными данными по этой теме.
Разгадка того, где были одомашнены первые собаки, еще впереди, заключает Сергей Федоров.
