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

Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
От Парижа до Бразилии: как 100 лет назад эмигрантки строили международную карьеру От Парижа до Бразилии: как 100 лет назад эмигрантки строили международную карьеру

Истории эмигранток, которым удалось добиться мирового признания

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
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
Два вальса Два вальса

Грибоедов писал немало музыкальных произведений, однако большинство не записывал

Знание – сила
2 причины бросить все и прямо сейчас посмотреть фото котиков 2 причины бросить все и прямо сейчас посмотреть фото котиков

Почему для психического здоровья важно смотреть на котиков в Интернете?

Psychologies
Теория вырождения: вниз по лестнице, ведущей вверх Теория вырождения: вниз по лестнице, ведущей вверх

«Раньше было лучше», или «Золотой век» и теория вырождения

Знание – сила
7 признаков высокого интеллекта, выявленных учеными: проверьте себя 7 признаков высокого интеллекта, выявленных учеными: проверьте себя

По результатам исследований ученые выявили признаки наличия высокого интеллекта

ТехИнсайдер
7 самых запоминающихся дизельных внедорожников в истории 7 самых запоминающихся дизельных внедорожников в истории

Дизельные автомобили вышли из моды, но о них остались хорошие воспоминания

4x4 Club
Бейсджампинг, родео и стритлагинг: 10 самых травмоопасных видов спорта Бейсджампинг, родео и стритлагинг: 10 самых травмоопасных видов спорта

Экстремальные виды спорта, которые наиболее опасны для вашего здоровья

ТехИнсайдер
Как подтянуть дряблую кожу после похудения? Вот что посоветовали эксперты! Как подтянуть дряблую кожу после похудения? Вот что посоветовали эксперты!

Как вы можете улучшить состояние своей кожи после потери веса?

ТехИнсайдер
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
Из пены морской Из пены морской

В первые за 60 лет отреставрировали важный памятник елизаветинского барокко

Собака.ru
«Хочешь жениться — построй завод» «Хочешь жениться — построй завод»

Как в современной России решаются проблемы промышленного дефицита

Монокль
Галилей и процесс Галилей и процесс

История трагического противостояния Ученого с большой буквы и Церкви

Знание – сила
Любить нельзя купить Любить нельзя купить

Попытка понять современное искусство

Men Today
Главные тайны материи: зачем физикам новый стокилометровый коллайдер Главные тайны материи: зачем физикам новый стокилометровый коллайдер

Какие ответы хотят найти физики с помощью новой дорогой игрушки?

Forbes
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
Когда случайно ступил в обуви мимо коврика: как отмыть полы от следов реагентов Когда случайно ступил в обуви мимо коврика: как отмыть полы от следов реагентов

Как очистить любой тип напольного покрытия подручными средствами от реагентов

ТехИнсайдер
РПП и ОКР: от каких психических расстройств могут страдать домашние животные РПП и ОКР: от каких психических расстройств могут страдать домашние животные

Ментальному здоровью вашего четвероногого друга тоже требуется внимание

ТехИнсайдер
Спасение дельфинов и лошадей: как НКО помогают диким и эксплуатируемым животным Спасение дельфинов и лошадей: как НКО помогают диким и эксплуатируемым животным

НКО, которые лечат и окружают заботой нуждающихся животных

Forbes
На приеме у античных врачей На приеме у античных врачей

Чем болели и как лечили в античной Греции и Древнем Риме?

Знание – сила
Брендинг и средства индивидуализации, или как сберечь уникальность бренда? Брендинг и средства индивидуализации, или как сберечь уникальность бренда?

Поговорим о средствах индивидуализации, товарных знаках и знаках обслуживания

Наука и техника
А часики тикают А часики тикают

Признаки раннего старения организма

Лиза
Соблюдая традиции Соблюдая традиции

Традиционные способы приготовления пищи открывают новые вкусы блюд

Bones
От Анастасии Вертинской до Юлии Снигирь: какие актрисы в разные годы играли Маргариту От Анастасии Вертинской до Юлии Снигирь: какие актрисы в разные годы играли Маргариту

Кто играл Маргариту в кино, сериалах и театре

Forbes
Тот же Канье, только в профиль: каким получился альбом Vultures 1 Тот же Канье, только в профиль: каким получился альбом Vultures 1

Vultures от Канье звучит как альбом, записанный на пределе, из последних сил

Правила жизни
12 фильмов про интровертов 12 фильмов про интровертов

Фильмы разных жанров, которых объединяет присутствие героев-интровертов

Psychologies
Литва от моря и до моря Литва от моря и до моря

История Литвы: от первого правителя до образования Речи Посполитой

Дилетант
6 известных актрис, которые начинали как модели 6 известных актрис, которые начинали как модели

Их сразу полюбила камера, с радостью приняли подиумы и обложки модных изданий

Maxim
Открыть в приложении