Академик
Рожнов Сергей Владимирович
Сергей Владимирович Рожнов родился 26 сентября 1948 года в Москве. Отец во время войны был тяжело ранен, мать работала на трудовом фронте — копала противотанковые рвы при подходе немцев к Москве.
В 1971 году окончил Геологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. С 1971 года — в Палеонтологическом институте им. А.А. Борисяка РАН: с 2002 года — заведующий лабораторией высших беспозвоночных, в 2003-2010 гг. — заместитель директора по научной работе, в 2011-2017 гг. — директор Института, в настоящее время — главный научный сотрудник, с 2004 года — заведующий Лабораторией высших беспозвоночных.
Член-корреспондент РАН с 2011 года, академик РАН с 2016 года — Отделение биологических наук.
Академик С.В. Рожнов — один из ведущих палеонтологов России, его область научных интересов — систематика, эволюция и исторический морфогенез беспозвоночных животных. Среди объектов его исследования, прежде всего — разнообразные классы иглокожих и ископаемые кораллы; палеоэкология и палеогеография раннего палеозоя; эволюция биосферы и происхождение высших таксонов многоклеточных животных; механизмы формирования Кембрийского эволюционного взрыва и Великой, как ее называют, ордовикской эволюционной радиации животных.
В 1979 году защитил кандидатскую диссертацию (издана в 1981 году в виде монографии) «Морские лилии надсемейства Pisocrinacea», в 1998 году защитил докторскую диссертацию «Морфогенез и эволюция морских лилий и других пельматозойных иглокожих в раннем палеозое», издана в 2001 году в переводе на английский.
Лабораторией высших беспозвоночных, которой руководит С.В. Рожнов, детально исследуются систематика, филогения, стратиграфическое и палеогеографическое распространение иглокожих, мшанок, брахиопод, а также кораллов, губок и некоторых других групп. Для исследования условий обитания ископаемых организмов широко используется палеоэкологический метод, разработанный впервые в мире основателем лаборатории профессором Р.Ф. Геккером, ушедшим из жизни в 1990 году. На основе детального изучения морфологии, возрастной изменчивости ископаемых животных и анализа аберрантных форм реконструируются ключевые моменты онтогенеза и на полученных данных выявляются закономерности исторического морфогенеза изученных групп.
Основные научные результаты С.В. Рожнова основаны на собранной и изученной уникальной коллекции палеозойских иглокожих из разных регионов бывшего Советского Союза, на основе которой описаны многочисленные новые таксоны и детально изучена морфология ранее известных представителей; особый интерес для изучения ордовикского этапа эволюции животного мира представляет собой коллекция из Ленинградской и Псковской областей России, а также из стран Прибалтики.
С.В. Рожнов обратил внимание, что максимальный таксономический ранг впервые появлявшихся в геологической летописи высших таксонов уменьшался с течением геологического времени: новые типы животных не появлялись после кембрия, а возникновение новых классов почти неизвестно после ордовика. Это поставило перед палеонтологией и эволюционной биологией развития два вопроса: как формировался план строения высших таксонов и каков был механизм стабилизации этих планов строения. Если на второй вопрос попыталась ответить биология развития изучением молекулярно-генетических сетей, формирующих план строения типа (американская школа Э. Девидсона), то первый вопрос оказался тесно связанным с палеонтологией.
На основе большого фактического материала по иглокожим, хранящегося в Палеонтологическом институте, изучения коллекций в других музеях и использования обширных литературных данных С.В. Рожновым было показано, что план строения высших таксонов многоклеточных животных формировался комбинаторикой признаков, основанной на широком развитии гетерохроний в эволюции онтогенеза. Этот вывод хорошо подтверждался доказательствами наличия или отсутствия ключевых процессов, известных в онтогенезе современных представителей, в индивидуальном развитии ископаемых палеозойских иглокожих. Эти доказательства были основаны на тщательном изучении аберрантных форм, возрастной изменчивости и детальном изучении морфологии. Благодаря такому подходу удалось сопоставить оси симметрии современных пятилучевых иглокожих, прежде всего морских лилий, с симметрией их билатеральных личинок и таинственных раннепалеозойских билатерально-асимметричных карпозойных иглокожих.
Кораллы явились еще одним объектом исследования С.В. Рожнова. Ему удалось выявить соотношение осей симметрии у взрослых особей вымершего класса палеозойских четырехлучевых кораллов с их личиночной плоскостью. На основе детального сопоставления симметрии кораллита с положением их каблучка прикрепления С.В. Рожнов показал, что их личинка садилась на дно и прикреплялась к грунту брюшной стороной. Это определяло соответствие плоскости симметрии, в которой располагалась главная и противоположная септы личиночной плоскости. Также ему удалось показать особенности регенерации скелета у этих кораллов и показать существование всех трех типов регенерации, известных у современных животных.
Изученное стратиграфическое и фациальное распределение ископаемых остатков в ордовикских отложениях Ленинградской области показало взрывное развитие ордовикской эволюционной радиации бентосной фауны. С.В. Рожнов обосновал механизм такой взрывной эволюции в ордовике. Для осаждения на дно личинок многих животных — а большинство личинок плавающие — нужен особый грунт, какие-то твердые объекты. В кембрии, а тем более в докембрии, большая часть грунта была илистой и твердых участков дна, раковин и других твердых остатков было мало, личинкам необходим был какой-то твердый объект на дне. Во многих ордовикских палеобассейнах неожиданно появились большие площади грунтов, покрытых большим количеством кальцитового детрита, и резко возросло разнообразие бентосных животных.
С.В. Рожнов выявил связь между этими событиями и механизм взаимодействия между ними. Этот механизм был основан на реализации уже имевшихся морфогенетических потенций, ставшей возможной при появлении обратной положительной связи между развитием обогащенных кальцитовым детритом грунтов и обитавших на них сообществ с большой кальцитовой продуктивностью в теплых мелководных эпиконтинентальных морях ордовика.
Особую роль в этом сыграли цианобактерии, гликокаликс пленок и матов которых консолидировал грунт, в особых случаях приводил к возникновению, как показал С.В. Рожнов, хардграудов — твердых грунтов, затвердевавших одновременно с осадконакоплением. Им было также показано, что ускоренный темп эволюции животных в отдельные моменты эволюции был обусловлен, прежде всего, бурным развитием численности сообществ при резком увеличении ранее ограниченного ресурса, необходимого для жизни. Это приводило к уменьшению конкуренции и способствовало выживанию и встраиванию необычных аберрантных новых форм в сообщества.
Например, «Кембрийский эволюционный взрыв» был обусловлен не только появлением скелета, но, главное, появлением в планктонной экосистеме фильтраторов, которые через свои относительно крупные фекальные пеллеты позволили органическому веществу преодолеть термоклин и опуститься на дно. Эта органика, поступавшая на дно из пелагиали, сразу резко увеличила пищевой ресурс донных животных и привела к взрывообразному появлению разнообразных групп животных и их дальнейшей быстрой эволюции. Во время этого кембрийского эволюционного взрыва, примерно 540 млн лет назад, появились животные, большинство которых мы уверенно относим к современным типам.
Немного раньше, конечно по геологическим меркам, находят остатки организмов, мало похожих на современных животных. Из-за этого их интерпретация очень неоднозначна. С.В. Рожнов коснулся и этой проблемы. Он обосновал, что существует высокая вероятность возникновения многоклеточности среди предковых для Metazoa хоанофлагеллят широким потоком разнообразных жизненных форм и появления многоклеточных животных на основе различных морфогенетических путей формирования основных архетипов, постулированными гипотезами Фагоцителлы, Гастреи, Синзооспоры и их модификациями. Исходно первые многоклеточные были очень мелкими, и потому не могли сохраняться в ископаемой летописи. В позднем палеозое некоторые их потомки дали ветви, видимо тупиковые, крупных форм, которые известны в ископаемом состоянии.
Для появления и существования многоклеточных животных нужен был хотя бы минимальный уровень содержания кислорода в воде. Появление такого уровня кислорода в воде обычно жестко связывали с его соответствующим равновесным содержанием в атмосфере. Но в докембрии почти весь поток кислорода шел из воды на сушу в результате фотосинтеза цианобактерий, а не так как сейчас: примерно поровну с суши и с моря благодаря появлению в силуре и дальнейшему развитию обильной растительности на суше.
Поэтому С.В. Рожнов предположил существование в эпиконтинентальных морях протерозоя кислородных оазисов, которые возникали благодаря задержке выхода кислорода из морской воды в атмосферу в пелагиале и на морском дне, по аналогии с современными морями, на глубинах 10-30 м. Первые представители многоклеточных животных появлялись, вероятно, именно в кислородных оазисах, существование которых было ограничено в пространстве и во времени. Это предполагает вымирание их обитателей при исчезновении таких оазисов. Поэтому появлявшиеся в них многоклеточные животные не могли достигать высокого уровня организации до слияния оазисов в единую постоянную акваторию с комфортным для их жизни содержанием кислорода.
Опираясь на молекулярные часы и органическую геохимию, предполагают возникновение первых Metazoa около 800 млн лет назад, но палеонтологические данные об их исходных предках крайне скудны и большей частью связаны с неопротерозоем. Тем не менее, почти во всем протерозое пунктирно в геологическом времени и пространстве встречаются проблематичные макро- и микроостатки вероятных многоклеточных животных, которые филогенетически неясными путями связаны с представителями неопротерозойской и фанерозойской фаун. Вероятно, эти находки можно объяснить, как полагает С.В. Рожнов, периодическим возникновением многоклеточных животных в кислородных оазисах, вымиравших при исчезновении минимальных кислородных условий и потому не дававших потомков.
Сейчас палеонтология активно связана с биологией развития — занимается механизмами того, как из яйца возникает целый организм, какие идут морфогенетические процессы. Биологам приходится опираться на палеонтологию, поэтому спрос на палеонтологию именно как биологическую науку растет. С.В. Рожнов разрабатывает новое направление исследований, связывающее палеонтологию и эволюционную морфологию с эволюционной биологией развития.
В 2017 году, когда С.В. Рожнов вошел в состав Президиума РАН, на него были возложены обязанности по развитию связей с образовательными учреждениями и с регионами, в частности, он активно сотрудничает с Северо-Восточным федеральным университетом имени М.К. Аммосова, Якутским научным центром и Якутской Академией наук в области создания возможностей подготовки высококвалифицированных палеонтологов широкого профиля и создания Музея кембрийского периода, отложения которого и остатки живших тогда животных в геопарке «Ленские столбы» являются самыми представительными во всем мире.
С.В. Рожнов — член совета очень плодотворной успешно завершенной Программы Президиума РАН «Происхождение биосферы и эволюция био-геосистем», соруководитель направления и руководитель проекта этой программы. Долгое время он был начальником Российской части Совместной российско-монгольской палеонтологической экспедиции, самой продолжительной в мире из всех когда-либо бывших в мире подобных экспедициях.
Из интервью С.В. Рожнова: «Сейчас происходит много новых исследований и открытий палеонтологических объектов в кембрийских отложениях и докембрии. Это открытия новых лагерштеттов с новыми ископаемыми животными, причем бесскелетными. Это, конечно, имеет большое значение для понимания ранней эволюции биосферы и возникновения многоклеточных животных. Такие открытия позволяют, во-первых, понять закономерности эволюции и механизмы возникновения всех современных и вымерших типов животных, и как следствие — оценить возможности сохранения современного биоразнообразия. Детальное изучение осадочных отложений и составление их палеонтологической характеристики необходимо для создания все более детальных геологических карт и тем самым важно для поиска полезных ископаемых. В этом заключается непосредственная прикладная польза палеонтологических исследований».
С.В. Рожнов руководит аспирантами и соискателями, под его руководством защищены три кандидатские диссертации.
Он — автор более 250 научных работ, ответственный редактор многих сборников и монографий. Специалистам известны его работы, написанные индивидуально или в соавторстве: «Морские лилии надсемейства Pisocrmacea», «Палеопочвы и индикаторы континентального выветривания в истории биосферы», «Становление и развитие морских бентосных сообществ в раннем палеозое», «Выветривание и палеопочвы», «Земля в позднем протерозое и раннем палеозое: background ранней колонизации суши» и др.
Член редколлегии журналов «Палеонтологический журнал» РАН, «Известия РАН. Серия биологическая», «Историко-биологические исследования», «Paleoword»; ответственный редактор серии сборников «Гео-биологические системы в прошлом».
Член Президиума РАН (по 2022), член Бюро Отделения биологических наук РАН, председатель Научного совета по палеобиологии и эволюции органического мира, председатель Научного совета ОБН РАН по палеобиологии и эволюции органического мира, член Научного совета по биологии развития, член экспертной комиссии РАН по присуждению премии имени А.О. Ковалевского, вице-президент Палеонтологического общества при РАН, член Ученого совета ПИН РАН, председатель диссертационнного совета ПИН РАН.
С момента образования Азиатской палеонтологической ассоциации в 2018 году, объединяющей палеонтологов России, Китая, Японии, Кореи и большинства других азиатских стран является ее вице-президентом.
Удостоен премии им. И.И. Шмальгаузена РАН — за серию работ по эволюционной биологии: эволюция высших таксонов иглокожих.
Награжден почетной грамотой главы республики Саха (Якутия), Награжден медалью А.А. Борисяка «За развитие палеонтологии», Золотой медалью Хубилая Монгольской Академии Наук, медалью «Почетный палеонтолог Монголии», является лауреатом премии МАИК, лауреатом премии им. Ханса Раусинга.