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

Первый поход Первый поход

Кем были первые переселенцы из Африки на другие континенты?

Вокруг света
Команды, которые меняют мир: как трое друзей придумали агентство Setters Команды, которые меняют мир: как трое друзей придумали агентство Setters

Отрывок из книги «Setters. Команды, которые меняют мир»

Forbes
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
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
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как появились ориентированные на подростков журналы, публикующие фантастику

Наука и жизнь
Аутизм у мужчин и женщин: 4 главных отличия Аутизм у мужчин и женщин: 4 главных отличия

Как отличаются симптомы аутизма у мужчин и женщин?

Psychologies
Связывая микромир с громадной Вселенной Связывая микромир с громадной Вселенной

Дмитрий Горбунов о поиске других моделей эволюции Вселенной

Знание – сила
Норберт Нидеркофлер: «Я делаю ставку на молодежь» Норберт Нидеркофлер: «Я делаю ставку на молодежь»

Он превратил простую пиццерию в ресторан с тремя звездами Michelin

Bones
Я — сноб: художник Егор Кошелев Я — сноб: художник Егор Кошелев

Художник Егор Кошелев — об опасности снобизма в искусстве

СНОБ
Чит-коды Скайрим: все самое важное от денег до оружия Чит-коды Скайрим: все самое важное от денег до оружия

В этой статье мы перечислим все основные чит-коды в Скайрим

CHIP
Марина Орлова: «Мне интересно делать то, чего еще не было» Марина Орлова: «Мне интересно делать то, чего еще не было»

Топ-менеджер Марина Орлова — об управлении и устойчивом развитии

Bones
Я к 30 годам исполнил желание стать крутым дядькой Я к 30 годам исполнил желание стать крутым дядькой

Дмитрий Кузнецов озолотил всю рэп-индустрию

Собака.ru
Как устроить идеальное свидание в домашних условиях: умная техника, которая все сделает за вас Как устроить идеальное свидание в домашних условиях: умная техника, которая все сделает за вас

Как быстро и качественно организовать незабываемый вечер дома?

ТехИнсайдер
Бытовые проблемы: почему таблетки для посудомоечной машины не растворяются и как это исправить Бытовые проблемы: почему таблетки для посудомоечной машины не растворяются и как это исправить

Как быть, если таблетка для посудомойки вдруг не полностью растворилась?

ТехИнсайдер
Двойные агенты, обманутые любовницы и страх: как ГДР стала шпионским центром Европы Двойные агенты, обманутые любовницы и страх: как ГДР стала шпионским центром Европы

Как деятельность шпионов влияла на повседневную жизнь в ГДР?

Forbes
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
Сказка с хорошим отцом Сказка с хорошим отцом

Если существует материнский инстинкт, есть ли отцовский?

Men Today
Как создать огород, который будет красивее клумбы: 10 хитрых, но простых приемов Как создать огород, который будет красивее клумбы: 10 хитрых, но простых приемов

Как думаешь, что нужно для создания красивого огорода?

VOICE
10 интересных каналов в Telegram о технологиях 10 интересных каналов в Telegram о технологиях

Каналы в Telegram о технологиях, искусственном интеллекте и нейросетях

ТехИнсайдер
Как расслабиться без алкоголя: 4 техники от КПТ-терапевта Как расслабиться без алкоголя: 4 техники от КПТ-терапевта

Чем заменить алкоголь для снятия стресса? Рассказывает психолог

Psychologies
Затопленное химическое оружие Второй мировой. Опасно ли оно? Затопленное химическое оружие Второй мировой. Опасно ли оно?

Впервые о химическом оружии узнали 22 апреля 1915 года

Наука и техника
Личное дело Личное дело

Если ты заболела, кажется, что тебя прокляли, что говорить об этом стыдно

Grazia
«Американское чтиво»: злободневная сатира на муки творчества, достойная пера Джеймса Болдуина «Американское чтиво»: злободневная сатира на муки творчества, достойная пера Джеймса Болдуина

Почему стоит посмотреть полнометражный режиссерский дебют Корда Джефферсона

Правила жизни
«Вот, что мы любим»: как появился фастфуд «Вот, что мы любим»: как появился фастфуд

Бургеры с картошкой фри — неотъемлемая часть истории культуры еды

ТехИнсайдер
Шлумбергеры в доме: долгая и интересная жизнь Шлумбергеры в доме: долгая и интересная жизнь

Шлумбергеры встречаются там во влажных горных лесах на высоте до 2800 м

Наука и жизнь
«Травма свидетеля» есть почти у каждого из нас: что это и как с ней справиться «Травма свидетеля» есть почти у каждого из нас: что это и как с ней справиться

Почему «травма свидетеля» может оказаться опасной для ментального здоровья

Maxim
Сладко / Не сладко! Сладко / Не сладко!

Стас Пауль, автор знаменитых свекольного мильфея и крема из пастернака

Собака.ru
Традиции и эволюция Традиции и эволюция

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

Bones
Как защитить электрооборудование в доме от перепадов напряжения? Как защитить электрооборудование в доме от перепадов напряжения?

Как избежать выхода из строя электрооборудования при перепадах напряжения?

CHIP
Александр Семчев: «Толстый — значит, смешной — это заблуждение» Александр Семчев: «Толстый — значит, смешной — это заблуждение»

Александр Семчев — о своей новой актерской работе и об отношениях со зрителями

Монокль
Открыть в приложении