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

Ослепительная четверка Ослепительная четверка

Эти женщины вершили китайскую историю, губили и спасали царств

Вокруг света
MAXIM поговорил с Ришелье из фильма «Три мушкетёра: Миледи» MAXIM поговорил с Ришелье из фильма «Три мушкетёра: Миледи»

Что в французских фильмах о Мушкетерах особенного, объясняет актер Эрик Руф

Maxim
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
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
Необычайные приключения одной теории Необычайные приключения одной теории

Почему теория Дарвина не дает покоя стольким умам, профессиональным и досужим?

Знание – сила
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
«Дружба, скрепленная кровью» «Дружба, скрепленная кровью»

К концу 1939 года Гитлер и Сталин демонстрировали друг другу тёплые чувства

Дилетант
Словно в кинотеатре: как приготовить вкусный попкорн в домашних условиях Словно в кинотеатре: как приготовить вкусный попкорн в домашних условиях

Как приготовить попкорн в микроволновой печи, духовке и сотейнике

ТехИнсайдер
Пурпурная, или азиатская, нектарница Пурпурная, или азиатская, нектарница

Нектарницы пачкаются в пыльце и разносят ее по всем другим цветкам

Знание – сила
«Кто медленно ходит — медленно думает»: так ли это? «Кто медленно ходит — медленно думает»: так ли это?

Между темпом ходьбы и тем, скоростью мозга есть прямая взаимосвязь

Psychologies
«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
Что значит «sober curious», и как это может изменить вашу жизнь Что значит «sober curious», и как это может изменить вашу жизнь

Слышали ли вы когда-нибудь термин «выпивающий осознанно»?

ТехИнсайдер
Без сахара Без сахара

Что будет, если перестать есть сахар

Лиза
«Хочешь жениться — построй завод» «Хочешь жениться — построй завод»

Как в современной России решаются проблемы промышленного дефицита

Монокль
Топ-10 игр в жанре «интерактивное кино» на ПК: когда смотреть так же интересно, как и играть Топ-10 игр в жанре «интерактивное кино» на ПК: когда смотреть так же интересно, как и играть

Культовые проекты, обязательные к прохождению, в жанре «интерактивное кино»

CHIP
Все о ДТП: что это, какими бывают, причины и штрафы Все о ДТП: что это, какими бывают, причины и штрафы

Что такое ДТП, какие бывают виды автоаварий и от чего зависит ответственность

РБК
Обрести свое «я» Обрести свое «я»

К «Яндексу», инфраструктурному объекту, внимание со стороны государства особое

Монокль
Аристократка и кастрат Аристократка и кастрат

Биография жившего в Москве XVIII века итальянского эмигранта Пьетро Мускьетти

Weekend
Сказке конец Сказке конец

Как порой из-за одной нелепой мелочи рушатся крепкие отношения с близкими людьми

Лиза
Любовное онлайн-настроение Любовное онлайн-настроение

«Прошлые жизни»: сентиментальный роман цифровой эпохи

Weekend
Круто бланшированный детектив Круто бланшированный детектив

«Месье Спейд»: спин-офф «Мальтийского сокола» с Клайвом Оуэном

Weekend
6 самых жестоких и изобретательных маньяков в мире, от которых в жилах стынет кровь 6 самых жестоких и изобретательных маньяков в мире, от которых в жилах стынет кровь

Они не выдуманные киношные персонажи, а самые что ни на есть настоящие злодеи

Psychologies
Сельское хозяйство ускоряет жизнь целых экосистем Сельское хозяйство ускоряет жизнь целых экосистем

Как сельскохозяйственные угодья влияют на сообщества организмов?

ТехИнсайдер
Мусорные острова: почему нельзя просто так взять и убрать пластик из океана? Мусорные острова: почему нельзя просто так взять и убрать пластик из океана?

Даже если человечество остепенится, избавиться от мусора будет уже невозможно

ТехИнсайдер
Присутствие сородичей заставило лягушек быстрее стучать пальцем во время кормления Присутствие сородичей заставило лягушек быстрее стучать пальцем во время кормления

Постукивание пятнистых древолазов действительно усиливается во время кормления

N+1
«Всё просто: я не умею рисовать» «Всё просто: я не умею рисовать»

О первых пробах и съемках, наивности и мечтах — в интервью с Глафирой Глазуновой

OK!
Искусство против ИИ: как технологии помогают художникам защищать свои картины от обучения нейросетей без их согласия Искусство против ИИ: как технологии помогают художникам защищать свои картины от обучения нейросетей без их согласия

Как художники защищают свои картины от искусственного интеллекта?

Inc.
Как вывести пятна косметики с одежды: от тональника и помады не останется и следа Как вывести пятна косметики с одежды: от тональника и помады не останется и следа

Есть несколько рабочих методов, как отстирать следы декоративной косметики

ТехИнсайдер
Собака чудом выжила после схватки с пумой: видео Собака чудом выжила после схватки с пумой: видео

Ризеншнауцер избежал почти смертельной стычки с большой кошкой

ТехИнсайдер
Смех и слезы: как работает провокативная психотерапия Смех и слезы: как работает провокативная психотерапия

Провокативная психотерапия: почему она работает, может ли она травмировать?

Psychologies
Открыть в приложении