«Кунсткамера» в Биологическом музее: как делают влажные препараты и чем они ценны для науки
Влажные препараты - законсервированные растения, животные или их отдельные части. Главный хранитель Биологического музея Андрей Власенко рассказал, почему возникают аномалии в развитии, из чего нельзя изготовить влажный препарат и как его сделать в домашних условиях.
Влажные препараты консервируют в специальной жидкости, а еще они бывают целостные (не отпрепарированные) и анатомические (отпрепарированные). Сейчас в основной экспозиции Биологического музея вы практически не увидите влажных препаратов, демонстрирующих аномалии в развитии человека и животного. Несколько лет назад большинство из их убрали по этическим соображениям. Но в фондах музея они сохранились и имеют важное значение для науки.
- Андрей Сергеевич, сколько влажных препаратов хранится в фондах Биологического музея и когда начала формироваться коллекция?
- Фонды музея сейчас насчитывают чуть более 100 тысяч предметов, более 1500 из них - влажные препараты. Самым старым около 100 лет. Начало коллекции было положено в 1920-1930-х основателем и первым директором музея Борисом Михайловичем Завадовским. В основу легли зафиксированные им результаты его опытов по исследованию работы гормонов и их действия на организм.
Один из таких исторических препаратов - «Амбистома и аксолотли», который, скорее всего, сам Завадовский сделал во время работы над статьей «О способах переноса тиротоксина через кровь». Также во влажных препаратах зафиксированы опыты по изучению метаморфоза (преобразование строения организма животного, когда личинка превращается во взрослую особь) тигровой амбистомы (Ambystoma tigrinum). Всего до наших дней дошло восемь влажных препаратов, изготовленных в тот период.
- Какие влажные препараты хранятся в фондах?
- Кроме результатов экспериментальных опытов, в нашей коллекции есть 24 препарата, демонстрирующих различные нарушения развития (уродства), 603 физиологических препарата, показывающих органы и их системы, а также закономерности развития живых организмов, и 750 препаратов - пресмыкающиеся, земноводные, рыбы, беспозвоночные и растения со всего земного шара.
Аксолотль (Ambystoma tigrinum) / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
- Для чего делают влажные препараты?
- Ряд живых организмов или их частей невозможно зафиксировать никаким другим способом, чтобы потом их можно было продемонстрировать. Что касается рептилий, амфибий - чучела подобных организмов очень сложно делать, и они, как правило, уже не получаются выглядящими естественно. Влажный препарат позволяет полностью сохранить форму тела, но окраска в большинстве случаев пропадает.
В отличие от чучел, организм в стеклянной емкости консервируется полностью. Что касается внутренних органов, то, кроме изготовления влажного препарата, по-другому их зафиксировать тоже никак нельзя. То есть можно делать их отливки из силикона или пластика либо высушивать, но тогда они теряют форму.
А еще во влажных препаратах фиксируются вымирающие виды. Например, у нас есть довольно редкие рыбы, находящиеся на грани исчезновения, - это большой и малый амударьинские лопатоносы (семейство осетровые). Они водятся в Амударье и Сырдарье, впадающих в Аральское море, которое сейчас уже практически исчезло.
Большой амударьинский лопатонос (Pseudoscaph irhynchus kauffmanni) / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
Плюс подобные препараты имеют большую ценность для науки. Зафиксированные предметы используют для различных экспериментов: их можно вытащить из сосуда, препарировать, посмотреть состав, взять ДНК, то есть препараты выполняют не только наглядную функцию.
- Как делают влажные препараты? Менялась ли технология со временем?
- Обычно в качестве фиксирующей жидкости используют либо 10-процентный формалин, либо 70-90-процентный спирт. Они позволяют сохранить ткани и форму живых организмов. Еще используют сочетание формалина со спиртом. Если необходимо продемонстрировать, например, строение кровеносной системы, то стеклянную пластину, на которой фиксируется объект внутри сосуда, предварительно окрашивают в белый или черный цвет для наглядности.
Прежде чем поместить предмет в емкость, его закрепляют на стеклянной пластине с помощью ниток, лесок или специального клея, который не разлагается под воздействием спирта и формалина. Также предварительно на препарате размещают этикетки.
- У них есть срок годности?
- Периодически необходимо в некоторые из влажных препаратов подливать консервирующее вещество, потому что испарение все-таки может происходить. Довольно интересный момент: крышки у современных препаратов притираются очень плотно и не позволяют консервирующей жидкости испаряться. А старые препараты затягивали бычьим пузырем - его просто натягивали на стекло и фиксировали нитками. Такие экземпляры у нас тоже есть.
- Из чего можно сделать влажный препарат, а из чего нельзя?
- Из крупных объектов и простейших одноклеточных изготавливать влажный препарат, наверное, смысла нет. А позвоночных и беспозвоночных, которых можно рассмотреть невооруженным глазом, вполне можно законсервировать. Нет смысла помещать во влажные препараты и минералы.
Хотя есть аммониты, которые замещены пиритом, и если сохранять их как палеонтологические образцы, то впоследствии, при контакте с кислородом, они могут окисляться и разрушаться. В этом случае, если их фиксировать в виде влажных препаратов в специальном растворе, они дольше «проживут». В принципе, зафиксировать можно практически все.
- В фондах есть образцы овощей и фруктов. Для чего их фиксируют?
- В наших фондах хранится коллекция овощных культур времен Мичуринской биологии - так называемые вегетативные гибриды. Эти препараты представляют большую ценность для истории науки. Вегетативный гибрид - термин, который использовал советский агроном и биолог Трофим Денисович Лысенко и его последователи.
Коллекция овощных культур времен Мичуринской биологии - так называемые вегетативные гибриды / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
Они считали, что вегетативные гибриды сохраняют при половом размножении модификации, приобретенные в результате прививок, и что они не отличаются от истинных гибридов, получаемых скрещиванием.
То, что Лысенко называл вегетативными гибридами, в современной науке называется химерами. Это, как правило, не способные к размножению особи. В принципе, этот метод используется в садоводстве, но Лысенко вкладывал в него совсем другой смысл. В современной науке термин «вегетативные гибриды» не используется и считается ошибочным.
В нашей коллекции также есть препараты, которые показывают ткани и органы растений (препарированные), демонстрируют различные процессы, например, образование побегов. Еще в фондах хранятся экзотические плоды и культуры, наглядно показывающие историю селекции.
- Есть ли в коллекции музея влажные препараты, сделанные необычным способом?
- В нашей коллекции есть стеклянные сферы, заполненные прозрачным гелеобразным фиксатором, куда помещены рыбы и беспозвоночные. Эти препараты сделаны профессором Александром Евгеньевичем Микулиным по уникальной авторской технологии, позволяющей сохранять естественный цвет и естественную форму тела.
Препарат, сделанный по уникальной технологии профессором А. Е. Микулиным / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
Это новаторское изобретение - традиционные консерванты, формалин и спирт, не дают такой возможности. Процесс фиксации по методике Микулина включает стадии закрепления и усиления пигментов, а состав консервирующих веществ подобран с учетом биохимических особенностей тех или иных организмов. Это и позволяет сохранять у большинства зафиксированных животных прижизненную окраску и форму тела.
Этим экспонатам порядка 20 лет. К сожалению, некоторые препараты со временем обесцветились, что говорит о том, что к каким-то видам подобрать консервирующее вещество получилось удачно, а к каким-то - не очень. Тем не менее форма тела сохраняется очень хорошо. Александр Евгеньевич собирался создать мастерские, в которых изготавливали бы влажные препараты по его технологии, но, к сожалению, умер. Его методикой больше никто не пользуется.
- Расскажите о коллекции уродств. Что она собой представляет?
- В нашем музее есть своя небольшая «кунсткамера» - тератологическая коллекция (уродства). В Москве это собрание, наверное, уникальное по количеству подобных препаратов. Коллекция уродств начала формироваться вместе с возникновением музея в начале ХХ века. Тератологические предметы демонстрируют некоторые типы уродств, которые ученые относят к порокам развития. Они возникают в процессе внутриутробного или послеродового развития.
Котенок с полимелией / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
- Почему возникают пороки развития?
- В результате генетических мутаций, комбинированного воздействия мутаций и факторов внешней среды, а также тератогенных (производящих уродство) факторов. К последним можно отнести химические вещества, ионизирующее излучение, инфекции.
В прошлом веке были точно установлены причины многих уродств. В 1941 году было обнаружено тератогенное действие вируса коревой краснухи, в 1962-м - тератогенное действие фармакологического препарата талидомида, применявшегося в качестве снотворного. В 1970-х годах открыли генетическую природу многих врожденных пороков развития, связанных с наследственной патологией.
Сиамские близнецы / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
Алкоголь и наркотические вещества могут приводить к возникновению подобных аномалий. У животных это происходит из-за генетических изменений и на стадии развития яйцеклетки.
- Какие пороки развития существуют?
- Известно более 50 типов пороков развития, к которым относят как аномалии в строении конечностей, так и в строении внутренних органов. Пороки развития могут проявляться в недоразвитии органов или их частей (гипогенезия), избыточном их развитии (гипергенезия), отсутствии органов или части тела (агенезия), неправильном положении или перемещении органов, неправильном формировании той или иной ткани (дисплазия).
- Какие типы пороков представлены в коллекции музея?
- Из наиболее интересных экспонатов представлены такие типы пороков, как циклопия, полимелия и сиамские близнецы. Циклопия - порок развития у позвоночных, при котором глазные яблоки полностью или частично сращены и помещены в одной глазнице, расположенной по средней линии лица. Обычно «циклопы» погибают на первых днях жизни.
Дефект возникает из-за хромосомной мутации (например, при синдроме Патау) или принятия матерью тератогенных веществ. Одно из таких веществ растительного происхождения, алкалоид циклопамин, применяется при борьбе с раковыми опухолями. То есть причины могут быть разными.
Полимелия - порок развития, при котором происходит увеличение числа нижних конечностей. Полимелия может быть симметричной и асимметричной. Эта аномалия обычно также сочетается с другими пороками развития. Сиамские близнецы получаются, когда однояйцевые близнецы не полностью разделяются на эмбриональной стадии. Они имеют общие части тела или внутренние органы. Обычно яйцеклетка начинает делиться на шестой день после оплодотворения, в случае с сиамскими близнецами это происходит на 14-15 день.
К этому времени полное разделение близнецов в утробе матери становится невозможным. Также в зависимости от области срастания разделяют несколько типов: краниопаги - сросшиеся черепами, цефалоторакопаги - сросшиеся головами и туловищами и другие. Есть задокументированные свидетельства благополучной жизни самых разных типов сиамских близнецов.
- Как часто пополняется коллекция уродств и откуда поступают экспонаты?
- Все предметы с уродствами поступили в музей в середине XX века, сейчас мы почти не пополняем коллекции подобными экспонатами. Из последних поступлений - котенок-циклоп, его мы приобрели в 2015 году.
Младенец-микроцефал без одной ноги с деформированным туловищем и нарушенной брюшной стенкой / ©Антон Усанов, «Мосгортур» / Биологический музей имени К. А. Тимирязева
- Можно ли в домашних условиях изготовить влажный препарат?
- Ничего сложного в этом нет. В банку с плотно закрывающейся крышкой нужно налить фиксирующей жидкости - для изготовления влажного препарата в домашних условиях лучше использовать спирт, потому что формалин довольно токсичен. Далее нужно поместить в банку то, что вы хотите зафиксировать.
Крышку нужно закрыть очень плотно, чтобы не было испарения, и промазать обычным пластилином снаружи по краю крышки. Можно приобрести специальные емкости с плотно прилегающей крышкой. Также объект может окрашивать раствор, поэтому его нужно периодически менять.
Беседовала Екатерина Баранова.
