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
Яркие миры Яркие миры

Разноцветные животные планеты

Вокруг света
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
Простые секреты, как избавиться от раздражения после бритья как можно скорее Простые секреты, как избавиться от раздражения после бритья как можно скорее

Несколько проверенных способов, как позаботиться о профилактике раздражения

ТехИнсайдер
Сырые земли Сырые земли

Почему важно изучать водно-болотные угодья, или ветланды?

Наука и жизнь
Кому из автовладельцев придется заплатить налог на роскошь. Ответ ФНС Кому из автовладельцев придется заплатить налог на роскошь. Ответ ФНС

Кому скоро придется платить за свою машину больше, объяснили в ФНС

РБК
Не сгинела Не сгинела

«Польша не погибла, покуда мы живы»

Дилетант
New Horizons заметила повышенную запыленность Пояса Койпера New Horizons заметила повышенную запыленность Пояса Койпера

Плотность частиц пыли в Поясе Койпера падает медленнее, чем это предсказывают

N+1
Что нужно делать, чтобы укрепить слабую сторону тела: простая инструкция! Что нужно делать, чтобы укрепить слабую сторону тела: простая инструкция!

Замечали, что ваше тело развито несимметрично?

ТехИнсайдер
Тактильные часы Готфрида Вильгельма Лейбница Тактильные часы Готфрида Вильгельма Лейбница

Текст и рисунки рукописи Лейбница относятся к часам оригинальной конструкции

Наука и жизнь
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
«Голос — это про личность» «Голос — это про личность»

Элина Гейман — как музыка может исцелять или разрушать

ЖАРА Magazine
Пурпурная, или азиатская, нектарница Пурпурная, или азиатская, нектарница

Нектарницы пачкаются в пыльце и разносят ее по всем другим цветкам

Знание – сила
Наталия Воробьева: «Все сразу поняли, что Людоедка Эллочка — это я!» Наталия Воробьева: «Все сразу поняли, что Людоедка Эллочка — это я!»

Папа отказывался со мной выходить, когда я ему предлагала вместе поужинать

Коллекция. Караван историй
39-летняя иранка стала «Мисс Германия — 2024»: как это изменит наши представления о красоте 39-летняя иранка стала «Мисс Германия — 2024»: как это изменит наши представления о красоте

Может ли один конкурс красоты в Германии повлиять на стандарты красоты в мире?

Psychologies
VIP-тюнинг VIP-тюнинг

Эксидовцы расстарались – флагман Exeed VX поехал значительно благороднее

Автопилот
Сегодня в меню: почему кинематограф стал одержим темой еды Сегодня в меню: почему кинематограф стал одержим темой еды

В последние годы кино и телевидение буквально захватили гастрономические проекты

Правила жизни
Интересный факт! Ученые не стали скрывать, что гены не определяют полностью жизнь человека Интересный факт! Ученые не стали скрывать, что гены не определяют полностью жизнь человека

Как гены влияют на жизнь человека?

ТехИнсайдер
Новый тренд в питании: атлантическая диета — основные принципы и примеры блюд Новый тренд в питании: атлантическая диета — основные принципы и примеры блюд

Атлантическая диета: чем она может быть полезна для здоровья?

Psychologies
Уродливая Вселенная Уродливая Вселенная

Как концепция «прекрасного мироздания» вредит науке

Вокруг света
Казус Донского Казус Донского

Как завещание Дмитрия Донского привело к междусобице на Руси

Дилетант
В лакированной карете. Лев Оборин о романе «Петербург» Андрея Белого В лакированной карете. Лев Оборин о романе «Петербург» Андрея Белого

Как устроена книга Андрея Белого «Петербург»

СНОБ
Удивительные путешествия обыкновенной кукушки Удивительные путешествия обыкновенной кукушки

Долгое время о путях миграции обыкновенной кукушки известно было очень мало...

Наука и жизнь
Сын Урал и дочь Благодария: как необычное имя влияет на жизнь ребенка Сын Урал и дочь Благодария: как необычное имя влияет на жизнь ребенка

Как желание родителя дать отпрыску яркое имя может отразиться на его будущем

Psychologies
Почему важно сознательно заботиться о себе? Вот как это улучшит уровень жизни: простые факты Почему важно сознательно заботиться о себе? Вот как это улучшит уровень жизни: простые факты

Забота о себе и самодисциплина — две концепции, которые не кажутся связанными

ТехИнсайдер
Помним, любим, скучаем: 10 лучших ролей Дэниэла Дэй-Льюиса Помним, любим, скучаем: 10 лучших ролей Дэниэла Дэй-Льюиса

Собрали важные роли Дэй-Льюиса, которые демонстрируют его мастерство

Правила жизни
Курорт, каток и студия для комиков: как используются олимпийские объекты Сочи-2014 Курорт, каток и студия для комиков: как используются олимпийские объекты Сочи-2014

Что сейчас происходит с олимпийскими объектами в Сочи?

Forbes
Как дизайнер и химик создали заметный российский парфюмерный бренд Fakoshima Как дизайнер и химик создали заметный российский парфюмерный бренд Fakoshima

Как Fakoshima сумел закрепиться на российском рынке

Forbes
Процентом придется делиться Процентом придется делиться

Как заплатить налог с доходов по вкладам

Деньги
Крутые перцы Крутые перцы

Многие ассоциируют перец с яркой остротой, но это не так — разновидностей много

Bones
Открыть в приложении