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

Клин с клином Клин с клином

Клинопись – древнейшая известная человечеству система письма

Вокруг света
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
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
Великий мнимый Великий мнимый

«Май декабрь»: Джулианна Мур, Натали Портман и Тодд Хейнс о природе кино

Weekend
«Солнечные космические лучи — моя любовь…» «Солнечные космические лучи — моя любовь…»

Галина Базилевская об исследованиях физики Солнца и космических лучей

Наука и жизнь
Все альбомы и сборники Nirvana от худшего к лучшему Все альбомы и сборники Nirvana от худшего к лучшему

Были ли у Nirvana плохие альбомы?

Maxim
Хочешь победить в конкуренции — считай! Хочешь победить в конкуренции — считай!

Суперкомпьютерная отрасль в нашей стране переживает не самые простые времена

Наука и жизнь
«Разговоры с таксистами об устройстве Вселенной» «Разговоры с таксистами об устройстве Вселенной»

Почему для выживания людям, вероятно, потребуется расселиться за пределы Земли

N+1
«Мастер и Маргарита»: о чем новый фильм по роману Михаила Булгакова «Мастер и Маргарита»: о чем новый фильм по роману Михаила Булгакова

Почему на «Мастера и Маргариту» стоит обратить внимание

Psychologies
Какой должна быть яркость экрана смартфона, чтобы изображение всегда было хорошо видно Какой должна быть яркость экрана смартфона, чтобы изображение всегда было хорошо видно

Пиковая яркость — реальная характеристика или маркетинговый термин?

CHIP
Почему так мало архитектуры Почему так мало архитектуры

Почему российская архитектура стала очень рациональной, нейтральной и однотипной

Монокль
Время неудач: что такое високосный год и почему с ним связано столько суеверий Время неудач: что такое високосный год и почему с ним связано столько суеверий

Откуда пошел високосный год и почему вокруг него столько предрассудков?

Forbes
Аристократка и кастрат Аристократка и кастрат

Биография жившего в Москве XVIII века итальянского эмигранта Пьетро Мускьетти

Weekend
Сверхмассивные черные дыры помогли компактным галактикам ранней Вселенной активно порождать звезды Сверхмассивные черные дыры помогли компактным галактикам ранней Вселенной активно порождать звезды

Изучение связи между галактиками и их сверхмассивными черными дырами

N+1
Новая стратегия против атаки клонов Новая стратегия против атаки клонов

При всех успехах медицины аутоиммунные заболевания пока не поддаются терапии

Монокль
Трюки с резюме: какие уловки помогают джунам находить высокооплачиваемую работу в IT Трюки с резюме: какие уловки помогают джунам находить высокооплачиваемую работу в IT

Как джуны получают заветные офферы и что об этом думает бизнес и рекрутеры?

Forbes
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
Почему кино про уборщика туалетов «Идеальные дни» хвалят критики по всему миру Почему кино про уборщика туалетов «Идеальные дни» хвалят критики по всему миру

«Идеальные дни» — скрытая гармония Токио влюбленными глазами Вима Вендерса

СНОБ
11 вещей, которые вы сделали последний раз в жизни — и даже не подозревали об этом 11 вещей, которые вы сделали последний раз в жизни — и даже не подозревали об этом

Каждый день мы совершаем обыкновенные вещи, но однажды — в последний раз

Psychologies
Как китайские стримеры помогают росту экономики и почему им наступает на пятки ИИ Как китайские стримеры помогают росту экономики и почему им наступает на пятки ИИ

Откуда появилась потребность в цифровых блогерах в Китае и каковы их перспективы

Forbes
По парижской моде По парижской моде

Эклектичный интерьер с винтажными элементами

SALON-Interior
«Наша работа состоит из череды ошибок»: психотерапевт о своих неудачах в работе с клиентами «Наша работа состоит из череды ошибок»: психотерапевт о своих неудачах в работе с клиентами

Как психологи проживают неудачные кейсы и превращают их в точку роста

Psychologies
Андервольтинг видеокарты: что это такое и как сделать? Андервольтинг видеокарты: что это такое и как сделать?

Андервольтинг незаменим, если вы хотите избавиться от перегрева видеокарты

CHIP
Как бороться с тревогой: методы доказательной медицины, которые вернут радость жизни Как бороться с тревогой: методы доказательной медицины, которые вернут радость жизни

В погоне за психологическим здоровьем многие прибегают к неэффективным средствам

ТехИнсайдер
7 таинственных синдромов, которые не могут объяснить даже величайшие психиатры 7 таинственных синдромов, которые не могут объяснить даже величайшие психиатры

Психические расстройства, про которые ученые не знаю практически ничего

Psychologies
ЗОЖ ЗОЖ

Главные фитнес-тренды 2024 года

Men Today
Почему некоторые люди едят, что хотят, и не толстеют? Узнайте ответ экспертов! Почему некоторые люди едят, что хотят, и не толстеют? Узнайте ответ экспертов!

В чем секрет всеядных людей, которые не толстеют?

ТехИнсайдер
Живые игрушки. Окончание трилогии Живые игрушки. Окончание трилогии

Катерина Мурашова: как мотивировать детей и не навредить

СНОБ
Паукообразные обезьяны повторили мимику сородичей во время игры Паукообразные обезьяны повторили мимику сородичей во время игры

У людей нечеловеческих приматов есть так называемое игровое лицо

N+1
«Созвездие»: сай-фай-сериал о газлайтинге и отношениях матери с дочерью «Созвездие»: сай-фай-сериал о газлайтинге и отношениях матери с дочерью

В этом проекте фантастические мотивы переплетаются с драмой

Forbes
Открыть в приложении