Ученые научились расшифровывать "химическую память" воды

МОСКВА, 1 окт - РИА Новости. Вода в Мировом океане сохраняет информацию о живших в ней организмах в виде одиночных органических молекул, по распространению которых, как по запаху, можно отследить пути миграции животных, говорится в сообщении Института полярных исследований имени Альфреда Вегенера (AWI).

"Вода имеет химическую "память", сохраняя информацию о находившихся в ней организмах в виде одиночных органических молекул. Мы научились определять, частью каких организмов были эти молекулы и как давно они попали в воду", - сказал сотрудник AWI, профессор Борис Кох (Boris Koch), слова которого приводятся в сообщении.

Он пояснил, что в воде после распада органического вещества на долгое время остаются его одиночные молекулы, которые ученым удалось изучить с помощью сверхточного масс-спектрометра. С точки зрения химии этот феномен пока не имеет объяснения, поскольку "в общем случае" органические молекулы должны быстро распадаться на воду, СО2 и другие газы.

По мнению ученых, применение такой технологии может послужить решению разнообразных научных задач, в частности, определять пути редких морских млекопитающих в океане. Сотрудники AWI планируют следующим летом в Антарктике взять пробы вод вблизи колоний южных морских слонов (вид тюленей - ред.), чтобы подтвердить эту гипотезу, а также предположение о том, что животные, возможно, могут ориентироваться в воде "по запаху", чувствуя повышение концентрации тех или иных молекул.

"Когда известна химическая формула каждой молекулы и ее атомарный состав (доля углерода, кислорода, водорода и азота), мы можем понять, частью какого организма она была когда-то. Это своего рода следы, которые мы расшифровываем, механизм напоминает распространение запаха в воздухе - в таком виде вода хранит свою "память", - пояснил Кох.

В дальнейших исследованиях ученые надеются также оценить "вместительность" океана как крупнейшего на планете резервуара углерода, а также долю источников СО2 - какая его часть образуется в океане, а какая - поступает извне.

По словам Коха, дальнейшее изучение механизма сохранения углерода в растворенном виде в Мировом океане может помочь рассчитать предел, после которого воды, возможно, перенасытятся углеродом и перестанут сглаживать парниковый эффект на планете.

Источник: www.ria.ru/science/20121001/763718049.html

Комментарий О.В. Мосина

Работа безусловна интересная, идея о биомолекулярных трассерах заслуживает внимания, результаты планируются многообещающие, поскольку в природе существует десятки тысяч различных органических соединений. На атомарном уровне различий между молекулами живых и не живых объектов не существует, а соотношение основных элементов углерода, кислорода, водорода и азота действительно разное для живой и неживой природы. Кроме этого изотопный состав химических элементов также может меняться.

Установить химическое строение и атомарный состав каждой обнаруженной органической молекулы, сколько в ней содержится основных элементов - углерода, кислорода, водорода и азота – задача не сложная. Она решается современными аналитическими методами.

Однако более трудная задача - дальнейший анализ полученных результатов и как соотношение углерода, кислорода, водорода и азота в органических молекулах соотносится с различными живыми организмами, которых в океане десятки тысяч, включая разнообразные микроорганизмы. Ведь каждая клетка любого организма содержит эти основные элементы в самых различных пропорциях, которые зависят от биохимических процессов, метаболизма и способов ассимиляции субстратов. Для этого потребуется провести тысячи, или даже десятки тысяч расчетов, для обработки которых требуется мощный компьютер и соответствующая программа. Также необходимо иметь точные данные о соотношении этих основных элементов в органической массе всех известных морских обитателей, чтобы узнать какому конкретному организму принадлежит та или иная органическая молекула. Проблема же химической памяти воды имеет прямое отношение к химической структуре самой воды как самого аномального вещества в природе, обладающего удивительными свойствами, механизмы которых только начинают понимать. Эти свойства определяются особенностями строения молекулы воды,  пространственным расположением атомов кислорода и водорода, наличием внутри- и межмолекулярных связей и их взаимодействиями. Это и электростатические силы, и водородные связи между атомами водорода и кислорода соседних молекул воды и слабые межмолекулярные взаимодействия.

Благодаря им и происходит взаимодействия отдельных молекул воды в  ассоциированные группы, по форме напоминающие  правильные многогранники – тетраэдр, гексаэдр, додекаэдр и икосаэдр. Их формула выражается как (Н2О)n, где n по последним теоретическим расчетам может достигать сотен и даже тысяч единиц. То есть вода рассматривается как некий квазикристалл. Лабильный характер взаимодействия кластеров друг с другом, а также межмолекулярные перестройки приводят к тому, что структура воды становится чрезвычайно чувствительной к различным внешним воздействиям со стороны электромагнитных, акустических полей, биовоздействию. Реакция структурных элементов воды на эти воздействия ассоциируется с памятью воды или говоря научным языком информационными свойствами воды. Таким образом можно утверждать, что в структуре этих самых кластеров воды, в их пространственном каркасе из сетки водородных связей кодируется информация  о самых различных воздействиях на воду, в том числе и химических. И если это будет доказано, в воде сохраняется информация о присутствии в ней несущих жизнь органических молекул, это будет еще одним важным этапом в представлении о воде как об информационной жизненной субстанции, способной кодировать информацию наподобие ДНК.

О.В. Мосин