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

«Аленькие цветочки» внутренних вод «Аленькие цветочки» внутренних вод

Александр Бобров: очарование водных растений и гибридизации

Наука и жизнь
Денежные клички: как называют купюры на сленге в разных странах Денежные клички: как называют купюры на сленге в разных странах

В каждой стране для купюр придумывают свои клички

ТехИнсайдер
Поразительно! Психологическая помощь по телефону способна улучшить ваше здоровье Поразительно! Психологическая помощь по телефону способна улучшить ваше здоровье

Польза от психологической помощи по телефону выше, чем от антидепрессантов

ТехИнсайдер
Такого нам не надо Такого нам не надо

13 самых вредных продуктов для здоровья и фигуры (и чем их заменить)

Лиза
Александр Басалыгин Александр Басалыгин

Особняк на Кадетской линии Васильевского Александр Брюллов перестроил под себя

Собака.ru
Сколько можно не получать номера на купленную машину. Объяснение от ГИБДД Сколько можно не получать номера на купленную машину. Объяснение от ГИБДД

В ГИБДД объяснили, сколько дней можно ездить на новой машине без номеров

РБК
Не такой простой как кажется: вы представить себе не могли, как грифель попадает в карандаш Не такой простой как кажется: вы представить себе не могли, как грифель попадает в карандаш

Спасибо овцам, которые упростили нашу жизнь и подарили нам первые карандаши

ТехИнсайдер
4 проверенных способа не срываться на детей 4 проверенных способа не срываться на детей

Как вернуть в общение с детьми радость?

Psychologies
Техно-диджей Никита Забелин: Я хочу вывести электронную музыку из ночных клубов на концертные площадки Техно-диджей Никита Забелин: Я хочу вывести электронную музыку из ночных клубов на концертные площадки

Интервью с техно-диджеем Никитой Забелиным

СНОБ
Никогда не оставайся Никогда не оставайся

Мотивы и маршруты перемещения кинорежиссеров в пространстве

Weekend
Не прячьте вашу живопись по банкам и домам: как детективы ищут пропавшие картины Не прячьте вашу живопись по банкам и домам: как детективы ищут пропавшие картины

Истории детективов, раскрывших самые громкие кражи на арт-рынке последних лет

Forbes
Короткая история «Тринадцати» — творческой группы начала XX века Короткая история «Тринадцати» — творческой группы начала XX века

Группа «13» началась с общего интереса ее участников к документальному рисунку

СНОБ
Дмитрий Харатьян: «Я такой, какой есть, просто живу и радуюсь» Дмитрий Харатьян: «Я такой, какой есть, просто живу и радуюсь»

«Как актер в кино и театре я всегда создаю образ другого человека, персонажа»

Караван историй
Об особенностях «межгалактического общения» Об особенностях «межгалактического общения»

Мерджинг можно определить как вид взаимодействия галактик

Наука и техника
Что такое когнитивный диссонанс? Что такое когнитивный диссонанс?

Как мозг защищает себя, если встречается с противоречиями?

Psychologies
Google Deepmind: ИИ обладает способностью к самопознанию, нужно только правильно его спросить Google Deepmind: ИИ обладает способностью к самопознанию, нужно только правильно его спросить

Ученые предложили новую систему промтов, которую назвали «самопознание»

ТехИнсайдер
Как отказаться от достигаторства и начать жить: 6 советов Как отказаться от достигаторства и начать жить: 6 советов

Как начать ценить свое время и свою жизнь вне карьеры?

Psychologies
Крестные мамы: как снимают байопики о знаменитых преступницах Крестные мамы: как снимают байопики о знаменитых преступницах

Лучшие фильмы о легендарных гангстершах

Правила жизни
Тропические леса Амазонки могут достичь «переломного момента» к 2050 году Тропические леса Амазонки могут достичь «переломного момента» к 2050 году

Лес перешел безопасную границу и нуждается в восстановлении

ТехИнсайдер
5 случаев излечения от неизлечимых болезней, в которые сложно поверить 5 случаев излечения от неизлечимых болезней, в которые сложно поверить

Прецеденты, когда пациенты, считавшиеся безнадежными, успешно шли на поправку

Maxim
Шоковая терапия Шоковая терапия

Неожиданное преимущество электромобилей

Автопилот
Как справиться со сложными чувствами по отношению к родителям: 2 шага Как справиться со сложными чувствами по отношению к родителям: 2 шага

Нужно ли избавляться от негативных эмоций по отношению к самым близким людям?

Psychologies
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
Дойти до конца цепочки Дойти до конца цепочки

Как Россия может достичь технологического суверенитета в сфере производства РЗМ

Монокль
«Стриптиз» Джанет Джексон, неудачные фото Бейонсе и средний палец M.I.A: самые яркие и скандальные выступления в истории Супербоула «Стриптиз» Джанет Джексон, неудачные фото Бейонсе и средний палец M.I.A: самые яркие и скандальные выступления в истории Супербоула

Самые впечатляющие Halftime show в перерыве Супербоула

СНОБ
Как проверить серебро на подлинность и отличить его от других металлов Как проверить серебро на подлинность и отличить его от других металлов

Как же выяснить наверняка, такие уж ценные бабушкины ложки?

РБК
Почему троит двигатель и как это исправить Почему троит двигатель и как это исправить

Троение двигателя — конкретный набор симптомов и причин

РБК
Представление начинается Представление начинается

Давай вместе возьмемся за дело и как следует отрекламируем тебя работодателю

VOICE
Белые медведи не смогли избежать похудения на суше в летний период Белые медведи не смогли избежать похудения на суше в летний период

Потеря веса не зависела от того, экономили медведи энергию или нет

N+1
«Черный вторник»: биржевой крах на Уолл-Стрит 1929 года «Черный вторник»: биржевой крах на Уолл-Стрит 1929 года

Рассказываем о биржевом крахе, произошедшем на Уолл-Стрит 29 октября 1929 года

ТехИнсайдер
Открыть в приложении