Каким образом из неживой материи однажды появилась живая?

Знание – силаНаука

«Мы снимаем шляпу перед нашим веществом»

Химик о гуминовых системах

Беседовала Наталия Лескова.

Наверное, каждый из нас не раз задумывался, каким образом из неживой материи однажды появилась живая. Где эта грань? В чем принципиальная разница? Каковы условия этого перехода? Можно ли их создать искусственно? Оказывается, возможность такого перехода осуществляют гуминовые системы, поддерживающие жизнь во всем ее разнообразии. Что это такое, почему важно их изучать и какие новые возможности нам это дает, рассказывает Ирина Васильевна Перминова, доктор химических наук, профессор, заведующая лабораторией природных гуминовых систем кафедры медицинской химии и тонкого органического синтеза химического факультета МГУ.

«Знание – сила»: Ирина Васильевна, гуминовые вещества – что это такое?

Ирина Перминова: Основная область нашего интереса – природное органическое вещество. Мы работаем на стыке живого и неживого. Гуминовые вещества – это продукт разложения всей живой органики, в который превращаются растения после отмирания. Они играют очень большую роль для сохранения и поддержания жизни природы, потому что делают неживое пригодным для жизни живого. Растения, умирая, сами удобряют почву. Такие системы, как почва, могут существовать только благодаря тому, что есть наши гуминовые системы.

«ЗС»: Почему вы их называете системами?

И. П.: Потому что на настоящий момент наконец-то химия вошла в новую для себя эпоху развития. Это химия сложных систем, в то время как вплоть до прошлого века основной областью изучения химии были единичные молекулы. Теперь химия дошла до того, что начинает работать с супрамолекулярными системами, включая сложные природные органические системы. Работа с такого рода объектами безумно сложна.

Жан-Мари Лен, Нобелевский лауреат по химии 1987 года, впервые дал определение супрамолекулярной химии. Он, слава богу, жив до сих пор и занимается химией сложных систем в Университете Страсбурга (Франция). Я слушала его в 2019 году в Париже, он выступал на конгрессе, посвященном 100‑летию Международного общества чистой и прикладной химии (IUPAC). Удивительный мыслитель, философ и потрясающий химик. Он сказал так: «Все знают, что такое основной вопрос биологии. Это происхождение жизни. Все знают основной вопрос физики – происхождение нашей Вселенной. А что такое основной вопрос химии?»

«ЗС»: И что же?

И. П.: Это вопрос, как произошло сложное вещество. Он считает, и я с ним полностью согласна, что XXI век – это век сложного вещества, сложных систем. Для меня это звездный час для моей науки, потому что гуминовыми веществами я начала заниматься еще в 1982 году. И вот уже 40 лет я пытаюсь ответить на вопрос, что такое гуминовые системы. На это нужна жизнь. Вы видите, у нас висит календарь нашей научной группы, девиз которой: «Познающее не всегда сложнее познаваемого». Нам пришлось снять шляпу перед нашей субстанцией и сказать, что она нас учит непрерывно. Благодаря тому, что мы работаем с веществом такой сложности, мы занимаемся, по сути, всеми химиями сразу.

«ЗС»: Иначе говоря, вы не знаете, что такое гуминовые вещества?

И. П.: Мы знаем, что это сложная система. Мы многое знаем, гораздо больше, чем многие, про эти вещества. Мы работаем над тем, чтобы дать им химическое определение.

«ЗС»: А его нет?

И. П.: Химического определения нет. Все существующие определения являются феноменологическими, сугубо описательными либо операционными. Например, гуминовые вещества – это то, что извлекается щелочью из почвы или твердых горючих ископаемых (торф, уголь). Мы знаем, что они берутся из растений: отмирают растения, в их составе ароматический скелет, есть углеводные, пептидные, фенольные и другие фрагменты. При этом, поскольку это продукт разложения, образуется огромное количество низкомолекулярных соединений, чуть поменьше – олигомеров, и совсем мало – остатков биомакромолекул-прекурсоров. Для изучения молекулярного состава гуминовых систем мы работаем с масс-спектрометрией сверхвысокого разрешения, это наш основной инструмент познания сложности гуминовой материи. Только он позволил нам описывать гуминовую систему числами, мы уже можем это делать. Мы видим в их составе порядка сотни тысяч молекулярных составов. А теперь попробуйте сто тысяч молекулярных составов умножить на 10 миллионов изомеров – это размер химического пространства, которое содержится в капле любой гуминовой субстанции, которую мы извлекаем из почвы, воды, угля. Сколько получится?

«ЗС»: Много!

И. П.: Природа именно так устроена. У нее распределения сложные. Зачем такие сложности, казалось бы? Это один из основных инструментариев, как природа адаптируется к антропогенным, климатическим и другим воздействиям. Это очень жесткие воздействия. Задача – защитить живое.

«ЗС»: У кого задача защитить живое?

И. П.: У живого. Живое создает себе окружающую среду, для того чтобы можно было в ней существовать. Живое не существует в отрыве от окружающей среды, это среда его обитания. А гуминовые вещества – это продукт живого, который создает для живого условия выживания.

«ЗС»: Для самого себя?

И. П.: Да, для продолжения жизни на Земле. По-английски очень красиво звучит – life sustaining functions, по-русски мы говорим «функции жизнеобеспечения». Ими обладают гуминовые вещества. Они делают доступными для растений биогенные элементы, связывают, например, токсичные металлы в недоступные комплексы, создают структуру почвы – это наноструктура. Они придают гидрофобность почвенным комочкам, за счет чего создается водостойкая структура почвы, которая не рассыпается при соприкосновении с водой.

Растения как устроены? Их корни находятся в почве. Почва насыщена воздухом, и поэтому каждый комочек почвы должен быть гидрофобным. Когда мы с вами распахиваем почву, мы нарушаем структуру почвы. Мы окисляем органику, она начинает смачиваться водой, и все комочки начинают рассыпаться.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Угроза от соли, раннее изучение иностранного языка и электрические самолеты

Наука и жизнь
История главного символа Московского Кремля: почему рубиновые звезды никогда не гаснут? История главного символа Московского Кремля: почему рубиновые звезды никогда не гаснут?

Какие события вынудили погасить главный символ Красной площади?

ТехИнсайдер
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
7 триллеров и детективов для интеллектуалов 7 триллеров и детективов для интеллектуалов

Книги из жанра тру-крайм, которые все еще способны вас удивить

Maxim
Посол Советского Союза Посол Советского Союза

В истории были женщины, которые волею судьбы играли роль посла

Знание – сила
Что хорошего и плохого в вариаторе и почему он всех бесит Что хорошего и плохого в вариаторе и почему он всех бесит

Почему вариатор стал синонимом вождения без удовольствия?

Maxim
10 арктических машин 10 арктических машин

Десять достойных упоминания арктических вездеходов

Популярная механика
В мозге и крови при алкоголизме увидели признаки биологического старения В мозге и крови при алкоголизме увидели признаки биологического старения

В работе использовали двое эпигенетических часов и три биомаркера

N+1
Традиции и эволюция Традиции и эволюция

Какое место в кулинарных традициях занимает эволюция? Отвечают шеф-повора

Bones
Новая стратегия против атаки клонов Новая стратегия против атаки клонов

При всех успехах медицины аутоиммунные заболевания пока не поддаются терапии

Монокль
Энергетический баланс: 4 совета для восстановления сил Энергетический баланс: 4 совета для восстановления сил

Что делать, если энергия пропала, а на ее место пришла хроническая усталость?

Psychologies
Красота по-японски Красота по-японски

В чем суть ключевых понятий японской эстетики?

Вокруг света
Вкусно и полезно: 13 продуктов для снижения кровяного давления Вкусно и полезно: 13 продуктов для снижения кровяного давления

Соблюдение определенной диеты может помочь снизить артериальное давление

ТехИнсайдер
Астрономы нашли воду на поверхности астероидов Астрономы нашли воду на поверхности астероидов

Вероятно, большую часть воды занесли на Землю кометы и астероиды

ТехИнсайдер
Ослепительная четверка Ослепительная четверка

Эти женщины вершили китайскую историю, губили и спасали царств

Вокруг света
Галилей и процесс Галилей и процесс

История трагического противостояния Ученого с большой буквы и Церкви

Знание – сила
Взрывной характер Взрывной характер

«Оппенгеймер»: дебаты о коммунизме, квантовая физика и охота на ведьм

Дилетант
Тесты, эзотерика, нейропомощники: каким стал рынок онлайн-знакомств Тесты, эзотерика, нейропомощники: каким стал рынок онлайн-знакомств

Разбираемся в рынке онлайн-знакомств с помощью экспертов

РБК
Что посмотреть похожее на «Мастера и Маргариту» Что посмотреть похожее на «Мастера и Маргариту»

Лучшие сериалы и фильмы про демоническое вмешательство в реальную жизнь

Maxim
Распишитесь, получите. Пошаговая инструкция для тех, кто сталкивается с этим впервые Распишитесь, получите. Пошаговая инструкция для тех, кто сталкивается с этим впервые

Часто наследственные дела появляются неожиданно. Как происходит процедура

Лиза
Чемоданные построения Чемоданные построения

Как Сергей Довлатов конвертировал внутреннюю эмиграцию во внешнюю

Weekend
Жена Вермеера взвешивает деньги: как торговля и этика накопления влияют на живопись Жена Вермеера взвешивает деньги: как торговля и этика накопления влияют на живопись

Глава из книги «Шляпа Вермеера. XVII век и рассвет глобального мира»

Forbes
Малиновый фреш и стеклянные дожди: самые необычные факты о космосе или что еще скрывает от нас необъятная Вселенная Малиновый фреш и стеклянные дожди: самые необычные факты о космосе или что еще скрывает от нас необъятная Вселенная

Невероятных факты о космосе, которые заставят задуматься об удивительном мире

ТехИнсайдер
Шок-контент Шок-контент

Вездеход здорового горожанина

Автопилот
Вы не поверите, но даже зимой муравейник не спит. Как переживают зиму муравьи? Вы не поверите, но даже зимой муравейник не спит. Как переживают зиму муравьи?

Как устроена жизнь в муравейнике?

ТехИнсайдер
В России стартовали продажи новых кроссоверов DFSK. Что это за машины В России стартовали продажи новых кроссоверов DFSK. Что это за машины

Кроссоверы DFSK — что это за автомобили и подойдут ли они россиянам?

РБК
Красное платье вдовы: как женский костюм играет важную роль в популярных сериалах Красное платье вдовы: как женский костюм играет важную роль в популярных сериалах

Как одежда отражает внутреннюю трансформацию героинь?

Forbes
Редактирование генов точно восстанавливает иммунные клетки Редактирование генов точно восстанавливает иммунные клетки

Используя инструмент редактирования генов CRISPR-Cas9, можно исправить дефекты

ТехИнсайдер
Велотур по Франции Велотур по Франции

Велопутешествие по следам мушкетеров из Парижа в Форж

Знание – сила
Робот двигается по артериям и прокалывает бляшки, спасая от инсульта Робот двигается по артериям и прокалывает бляшки, спасая от инсульта

Робот, который может быть использован для лечения людей после инсульта

ТехИнсайдер
Открыть в приложении