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

Свержение Аполлона Свержение Аполлона

Как возник «лунный заговор» — главная теория фальсификации XX века

Вокруг света
Кожа, в которой я пишу Кожа, в которой я пишу

«Американское чтиво»: умная сатира на политкорректность

Weekend
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
Кундалини-йога приносит уникальную пользу мозгу Кундалини-йога приносит уникальную пользу мозгу

12-недельный курс кундалини-йоги принес испытуемым ряд ощутимых преимуществ

ТехИнсайдер
Дети войны. Воспоминания Марка Розовского Дети войны. Воспоминания Марка Розовского

Война, эвакуация, московские дворы в воспоминаниях драматурга Марка Розовского

Знание – сила
Пивоварня в квартире: сколько стоит сварить пиво в домашних условиях Пивоварня в квартире: сколько стоит сварить пиво в домашних условиях

Выгодно ли заниматься домашним пивоварением, создавая собственные сорта?

Psychologies
Полный литий Полный литий

Есть ли способы продлить жизнь литиевому аккумулятору в мобильном телефоне?

Наука и жизнь
Играя на гармошке: как на народном инструменте заработать 300 млн рублей в год Играя на гармошке: как на народном инструменте заработать 300 млн рублей в год

Как предприятие по производству гармошек и баянов снова приносит миллионы?

Forbes
Почти на миллион тонн больше потребности Почти на миллион тонн больше потребности

В России может быть выработано до 7 млн тонн сахара

Агроинвестор
У берегов Австралии впервые встретили дельфина с белыми пятнами и пестринами У берегов Австралии впервые встретили дельфина с белыми пятнами и пестринами

Зоологи встретили обыкновенную афалину с частичной потерей пигментации

N+1
Что значат слова “литерный поезд”: простой ответ на вопрос, мучивший вас с детства Что значат слова “литерный поезд”: простой ответ на вопрос, мучивший вас с детства

Литерные поезда — что это за странный вид транспорта?

ТехИнсайдер
Первая физико-географическая экспедиция С.О. Макарова Первая физико-географическая экспедиция С.О. Макарова

Как капитан 2 ранга и моряк до мозга костей ходил в экспедицию по степи

Наука и техника
Красные, белые и оранжевые. Как правильно декантировать разные вина Красные, белые и оранжевые. Как правильно декантировать разные вина

Для каких вин нужен декантер и почему некоторым винам он может навредить

СНОБ
Банда «40 слонов»: женская преступная группировка, которая держала в страхе весь Лондон Банда «40 слонов»: женская преступная группировка, которая держала в страхе весь Лондон

Банда «40 слонов»: изящная и опасная группировка, состоящая только из женщин

ТехИнсайдер
Копчик, аппендикс и эпикантус: рудименты в теле человека Копчик, аппендикс и эпикантус: рудименты в теле человека

Вы когда-нибудь задумывались, зачем человеку нужны зубы мудрости или копчик?

ТехИнсайдер
Первые или никакие: почему мы проиграли лунную гонку Первые или никакие: почему мы проиграли лунную гонку

Проект пилотируемой экспедиции на Луну не стал в СССР национальным приоритетом

Монокль
Потустороннее ископаемое Потустороннее ископаемое

«Спуск в бездну»: клаустрофобический ретрохоррор о столкновении с древним злом

Weekend
Пластмассовый мир проиграл Пластмассовый мир проиграл

Как советские хиппи не хотели никого победить — но все изменили

Weekend
Смотрите это немедленно: 5 любимых телепередач о моде Смотрите это немедленно: 5 любимых телепередач о моде

Даже в эпоху интернета телевизионная мода все еще приковывает внимание

Правила жизни
Хангерфордская трагедия: первое массовое убийство в истории Британии Хангерфордская трагедия: первое массовое убийство в истории Британии

В 12:30 утра из пистолета Майкла Райана раздался первый выстрел

ТехИнсайдер
Кровные и кровавые Кровные и кровавые

Как ошибки отцов и дедов приводили к войнам между их сыновьями и внуками

Дилетант
Почему женщины в России умирают от рака шейки матки, хотя есть эффективная вакцина Почему женщины в России умирают от рака шейки матки, хотя есть эффективная вакцина

Что важно знать о раке шейки матки взрослым женщинам и родителям девочек

Forbes
«Пока люди выходят из дома на улицу, с офлайн-торговлей все будет хорошо» «Пока люди выходят из дома на улицу, с офлайн-торговлей все будет хорошо»

Чего хотят розничные офлайн-бизнесы от банка?

Деньги
Климатологи связали асимметрию потепления полюсов с водяным паром Климатологи связали асимметрию потепления полюсов с водяным паром

Тропосфера Антарктики оказалась менее подвержена прямому радиационному нагреву

N+1
Человекообразные обезьяны подразнили сородичей Человекообразные обезьяны подразнили сородичей

Четыре вида человекообразных обезьян дразнят друг друга разными способами

N+1
Грусть длиной в полгода: что такое «сезонная депрессия» и как ее распознать Грусть длиной в полгода: что такое «сезонная депрессия» и как ее распознать

Почему наступает «сезонная депрессия» и что можно сделать, чтобы ее победить

Forbes
Кровь, пот и слезы Кровь, пот и слезы

Рамиль Мехдиев о том, как он открыл для себя новую страницу

Men Today
Девушки тоже ездят на «харлеях»: как бренды открывали для себя женскую аудиторию Девушки тоже ездят на «харлеях»: как бренды открывали для себя женскую аудиторию

Как производители разных товаров открывали для себя потребителей-женщин

Forbes
Темные лошадки космоса: 10 стартапов, которые изменят космонавтику навсегда Темные лошадки космоса: 10 стартапов, которые изменят космонавтику навсегда

Если эти проекты достигнут успеха, полеты в космос станут экологичнее

ТехИнсайдер
Труды Ньютона, магия и секс: кто и зачем крадет книги из библиотек — и что предпочитают воры? Труды Ньютона, магия и секс: кто и зачем крадет книги из библиотек — и что предпочитают воры?

Как библиотеки во всем мире борются с ворами?

Правила жизни
Открыть в приложении