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

Детский мир Детский мир

Питер Брейгель превратил в детскую площадку целый город

Вокруг света
«В церкви Божией разгласия» «В церкви Божией разгласия»

Почему и как образовались сразу две «параллельные» русские митрополии?

Дилетант
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
От местечковой драмы до дела Бейлиса. Еврейское кино в царской России От местечковой драмы до дела Бейлиса. Еврейское кино в царской России

Еврейская культура оставалась заметной частью повседневной жизни миллионов людей

Дилетант
Сохраните эту памятку! Как использовать пауэрбанк, чтобы избежать несчастных случаев Сохраните эту памятку! Как использовать пауэрбанк, чтобы избежать несчастных случаев

Что нужно учесть, приобретая пауэрбанк?

ТехИнсайдер
Ещё раз о Вагнере… Ещё раз о Вагнере…

Творчество Вагнера у одних вызывает восторг, у других неприятие

Дилетант
7 правил контроля над эмоциями в конфликте 7 правил контроля над эмоциями в конфликте

Как научиться управлять чувствами, если назревает ссора?

Psychologies
«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
Куда исчезают космические аппараты на Марсе и другие интересные факты о Красной планете Куда исчезают космические аппараты на Марсе и другие интересные факты о Красной планете

Предлагаем вам расширить свой кругозор и узнать больше об этой Красной планете

ТехИнсайдер
Соусы и маринады Соусы и маринады

Авторские версии маринадов, с которыми вкус мяса заиграет новыми красками

Bones
Пять «красных флажков», говорящих о том, что от партнера пора уходить Пять «красных флажков», говорящих о том, что от партнера пора уходить

Если оставаться в отношениях дальше, это принесет больше вреда, чем пользы

Psychologies
Что надо сделать во время уборки, чтобы в доме приятно пахло: 10 простых лайфхаков Что надо сделать во время уборки, чтобы в доме приятно пахло: 10 простых лайфхаков

Ищешь простые лайфхаки для освежения воздуха в доме при уборке?

VOICE
Коллаб года: Andro, ELMAN, TONI, MONA с песней «Зари» Коллаб года: Andro, ELMAN, TONI, MONA с песней «Зари»

ELMAN — о секрете написания хитов и о том, почему артистам так важны премии

ЖАРА Magazine
Без паники! Без паники!

Признаки хронического стресса, о которых ты вряд ли догадывалась

Лиза
Приправы и специи Приправы и специи

Специи и приправы не только согревают, но и обладают уникальными свойствами

Здоровье
Как поставить анимированную аватарку в Стиме: пошаговая инструкция Как поставить анимированную аватарку в Стиме: пошаговая инструкция

Сегодня мы расскажем как установить анимированную аватарку в Стим

CHIP
«Счастье любит тишину»: почему на самом деле эта фраза опасна? «Счастье любит тишину»: почему на самом деле эта фраза опасна?

«Счастье любит тишину»: что стоит за этими словами и так ли они безобидны?

Psychologies
Фото на документы Фото на документы

Медведь за рулем автомобиля и другие интересные фотоснимки из прошлого

Автопилот
Робот двигается по артериям и прокалывает бляшки, спасая от инсульта Робот двигается по артериям и прокалывает бляшки, спасая от инсульта

Робот, который может быть использован для лечения людей после инсульта

ТехИнсайдер
Грозит ли нам вторжение марсиан и если нет, то почему Грозит ли нам вторжение марсиан и если нет, то почему

Отрывок из книги «Разговоры с таксистами об устройстве Вселенной»

Forbes
Геологическую активность молодого Марса объяснили вертикальной тектоникой Геологическую активность молодого Марса объяснили вертикальной тектоникой

Марс был гораздо более тектонически активен, чем считали ученые

N+1
Обмен дарами Обмен дарами

Почему мы нуждаемся друг в друге и как закрепить значимые для нас связи?

Psychologies
От первого лица: какие киберугрозы ждут нас в 2024 году От первого лица: какие киберугрозы ждут нас в 2024 году

Основные тренды, явления и события в области киберугроз

Forbes
Мокрая голова снизила ток в мозге при ударе молнии Мокрая голова снизила ток в мозге при ударе молнии

Влияние дождя на выживаемость при попадании молнии

N+1
Напечатайте меня на принтере Напечатайте меня на принтере

Ученые нашли принципиально иной путь создания эквивалентов трубчатых органов

Монокль
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
Как сходить на свидание и не пожалеть об этом: 6 рекомендаций Как сходить на свидание и не пожалеть об этом: 6 рекомендаций

Как найти «своего» человека? Что важно знать?

Psychologies
Как на собеседовании просить зарплату больше, чем указано в вакансии: мнение эксперта Как на собеседовании просить зарплату больше, чем указано в вакансии: мнение эксперта

Успех на собеседовании — убедить работодателя предложить тебе больше денег

VOICE
«Я никогда не думал, что живу в свинцовые годы» «Я никогда не думал, что живу в свинцовые годы»

Режиссер Михаил Богин о своей жизни до и после эмиграции

Weekend
Открыть в приложении