Вода — матрица жизни

«Философы говорят, что эта субстанция и есть начало вещей, и поэтому они думают, что ничего не создаётся и не разрушается, потому что такая субстанция бытия всегда сохраняется. Должна быть одна такая субстанция, может быть, несколько, — от которой исходят все остальные вещи».

В греческом языке слово «вода» использовалось для описания всего влажного и гибкого, в отличие от твердого, сухого и негибкого. Говорят, что Фалес наблюдал за гниющими и разлагающимися растениями, выделяющими воду, и пришел к выводу, что вещество в конце концов превращается в воду.

Аристотель не мог понять, как Фалес пришел к заключению, что субстанция, из которой возникла жизнь, есть вода, но предложил частичное объяснение:

«Фалес, — говорил он, — по-видимому, пришел к этой идее после того, как увидел, что субстанция, питающая все вещи, есть влага, и что сама теплота создаётся из влаги и сохраняется ею. Он опирался на этот факт и на то, что семена всех вещей имеют влажную природу, и что вода есть источник природы всех влажных вещей».

Фалес был не единственным, кто придавал большое значение воде. Согласно представлению, отражённому в Библии, вода является важным элементом Вселенной. Есть вода на поверхности земли, есть вода под землей и есть вода, «которая над небом». Человек живет на суше, окруженной со всех сторон водой: по бокам, сверху и снизу. Иногда к воде относятся как к живому организму или даже к живому существу, как сказано в книге Иова.

Лао-Цзы в книге «Дао Дэ Цзин» объяснял, что «вода дает жизнь десяти тысячам вещей». И подобным образом, когда художник и изобретатель Леонардо да Винчи пытался понять природу жизни, он заметил, что вода — это вещество, несущее жизнь, и что происхождение всего живого находится в воде, — объясняет доктор Притьефф Капра, автор книги «Учись у Леонардо».

Хотя открытия в биологии и современной физике ещё не привели к таким революционным выводам, как открытия Фалеса, они, безусловно, обнаружили удивительные свойства воды, о которых мы не знали, и также их влияние на нашу жизнь.

Обычно мы склонны приписывать процессы, происходящие в недрах наших клеток, биологическим молекулам, таким как белки, молекулы ДНК и РНК, и думать о молекулах воды, которые их окружают, как о пассивных молекулах, находящихся на заднем плане. Известно, что вода составляет почти 70 процентов нашего тела, и до сих пор принято считать её второстепенной в сложных процессах живой клетки. Но сегодня доктор Филип Болл, физик и научный обозреватель, около 20 лет проработавший редактором ведущего научного журнала Nature, говорит в интервью — это не так.

«Многие люди сегодня думают, что вода — это посредник, на котором возникает жизнь. Я утверждаю, что это всё же слишком пассивное описание. На самом деле вода играет активную роль в жизненных процессах на молекулярном уровне (а также на макроуровне — в циркуляции вод океанов, например). Без воды биологические молекулы [в клетках] не только не смогут двигаться, подобно киту, выброшенному на берег, но и потеряют свои биологические функции. Биология имеет дело с взаимодействием между молекулами воды, которая является «матрицей жизни».

Что такое «матрица жизни»?

«Это означает, что молекулы воды могут образовывать связи между собой. Это связи, которые разрушаются и вновь образуются. Это рыхлая сеть, которая реорганизуется без перерыва. И эта сеть является своего рода матрицей, «электрическими кабелями» которые переносят протоны с высокой скоростью, что часто используется для ускорения химических реакций в клетке».

Обычно известные нам кабели быстро переносят электроны. Оказывается, в водных сетях проводимость несколько иная — по водным «кабелям» текут протоны — положительно заряженные частицы, находящиеся в ядре атома.

«Протон может очень быстро перескакивать из одной молекулы воды в другую молекулу, когда они связаны между собой водородной связью (связью, при которой атом кислорода на короткое время связывается с одним из атомов водорода другой молекулы), поэтому эти протоны обычно очень быстро перемещаются в воде.

Они могут быть и в жидкости вне сети, и в цепочках молекул воды в самой сети. И этот быстрый перенос протонов имеет биологические последствия», — говорит доктор Болл. Например, эффективное функционирование сети является важным компонентом в работе митохондриий — органелл (постоянные компоненты клетки, жизненно необходимые для её существования), используемых для производства энергии в клетке. Водная сеть позволяет митохондриям выполнять свою работу лучше и эффективнее.

В своей книге доктор Болл описывает клетку как компактное сообщество энергетически активных молекул, каждая из которых окружена вязкой сетью воды, предохраняющей её от столкновений с другими молекулами.

«Большая часть воды в живой клетке связана такими сетями водородных связей», — объясняет он, а затем указывает на еще одну важную функцию, которую выполняют водные сети: они формируют структуру белка.

Моделирование структуры клетки, состоящей из бесчисленных органелл, каждая из которых окружена защищающими её слоями вязкой воды | Шаттерсток

Белки представляют собой длинные цепи аминокислот (органических соединений, которые являются строительными блоками белков). Как только белок вырабатывается в клетке, он сворачивается и принимает уникальную трёхмерную форму, которая позволяет ему выполнять свою задачу.

«Поведение белка в значительной степени определяется его трехмерной формой — в основном тем, как он складывается», — объясняет доктор Болл. Примером таких белков являются ферменты, которые служат катализаторами многих химических процессов в организме. Если трёхмерная структура фермента выйдет из строя, он больше не сможет выполнять свои обязанности.

«Биологические исследования рассматривают особые структуры белков и других молекул, будто они существуют в вакууме. Но это не так», — говорит доктор Болл. — Фактически у них не было бы этих структур, если бы они не были погружены в воду». Обычно такие молекулы, как ферменты, просто не могут выполнять свою функцию, если они не окружены водой. В общем, молекулы в клетке очень чувствительны к тому, как движутся молекулы воды в окружающей их среде. Вода придаёт молекулам в клетке гибкость, необходимую им для функционирования».

То, как вода поддерживает отношения с различными компонентами нашего тела, возможно, может объяснить, кажущиеся естественными действия, например, функционирование мышц. Когда мышца расслаблена, белок окружён вязкой водяной сетью, объяснил профессор Альберт Сент-Дьёрдьи, венгерско-американский врач и биохимик, получивший Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Внезапное сокращение белка происходит при разрушении водной сети. В этот момент разные части белка резко сближаются, и мышца сокращается.

Опасная вода

«Биология забыла про воду или так и не познала её», — писал профессор Альберт Сент-Дьёрдьив 1971 году, обнаружив важную роль воды в механизмах живых систем, таких как сокращение мышц. Профессор Альберт Сент-Дьёрдьи указал на проблему, которую он видел: наука отстаёт, не раскрывая важной роли воды.

В первой половине ХХ века ученые стали замечать, что вода в определенных ситуациях ведёт себя необычно. Например, в 1912 году британский биолог Уильям Бейт Харди заметил, что молекулы воды, соприкасающиеся с поверхностями, образуют однородный и относительно вязкий слой, отличный по качеству от воды, находящейся в стакане.

В 1949 году Дж.К. Хенникер из Стэнфордского научно-исследовательского института в США опубликовал обзорную статью, в которой представил более 100 свидетельств о вязком свойстве воды на поверхности, который совершенно отличается от привычного нам текучего свойства воды в стакане.

В своей статье Хенникер описал, как вязкий слой молекул воды, приближаясь к поверхности стекла, действует на молекулы, следующие за ним, подобно эффекту эха. В воде образуются несколько дополнительных слоев молекул, которые меняют своё поведение. И что силы, действующие в воде, распространяются на расстояния, намного превышающие размер молекулы».

Почему-то все учёные, занимающиеся исследованиями воды, рисковали своей научной карьерой. Так, в конце 1960-х годов профессор Борис Дерягин из Института физической химии в Москве столкнулся с проблемой вязкой воды на поверхности и сделал ещё один шаг вперед. Он заявил, что иногда, когда вода проходит через чрезвычайно тонкие трубки, она имеет тенденцию, быть намного более вязкой, чем обычная вода, и ее особенно трудно испарить или заморозить.

Популярная пресса тепло восприняла его доводы, и позже эта вода получила прозвище «поливатер» (твердая вода почти как пластик). Проблема заключалась в том, что в начале 70-х годов западные исследователи смогли найти недостатки в экспериментах профессора Дерягина, его теорию отнесли в разряд ошибочной, и заклеймили как лженауку.

Более смелым оказался французский иммунолог доктор Жак Бенвенист, получивший мировую известность после проведения исследований в области аллергии. Однако когда он погрузился в исследования воды, это ознаменовало конец его карьеры — в статье, опубликованной в журнале Nature в 1988 году, он утверждал, что у воды есть память. Он объяснил, что когда какое-либо вещество растворяется в воде, это влияет на её свойства.

Позже он утверждал, что, даже если вода, содержащая растворённое вещество, многократно разбавленная до тех пор, пока не останется только вода, элементы растворенного вещества сохраняются даже в разбавленной воде. То есть вода «запоминает» те вещества, которые были в ней ранее растворены, и даже ведёт себя так, как будто в ней ещё остались эти вещества.

Журнал Nature, в котором была опубликована смелая статья, приложил заявление об отказе от ответственности, в котором говорилось, что для аргументов Бенвениста нет физической основы, и что рекомендуется подождать и посмотреть, удастся ли другим командам воспроизвести результаты. Когда другим командам не удалось воспроизвести результаты, журнал отменил публикацию статьи, и доктор Бенвенист исчез с научной сцены.

Тем не менее есть еще некоторые исследователи, которые продолжают исследовать необычные явления воды. Один из них — профессор Джеральд Поллак из Вашингтонского университета в Сиэтле, США. В конце 90-х годов он увидел в свой микроскоп, как вблизи определенных поверхностей образуется широкий слой молекул воды, которые располагаются там в определённом порядке. Порядок организован так, что молекулы начинают чистить ту грязь, которая накопилась на поверхности.

Профессор Поллак дал чистому слою воды прозвище «зона отчуждения» в вольном переводе, EZ Water для краткости. В интервью он объяснил, что в водной зоне EZ молекулы воды выстраиваются в сложную и упорядоченную сеть шестиугольников, прилегающих друг к другу слой за слоем. Когда молекулы воды выстраиваются в плотную сеть, между ними нет места для растворенных молекул («грязи»), то есть молекулы грязи постепенно оттесняются.

Профессор Поллак сделал еще три революционных заявления. Во-первых, в этой ситуации меняется химический состав воды. Уже нет двух атомов водорода на каждый атом кислорода (H2O), есть другое соотношение и структура. В новом гексагональном расположении на каждые два атома кислорода приходится три атома водорода, поэтому создаётся новая химическая формула: H3O2.

Справа показана связь H3O2, H – атом кислорода, коричневый, O – атом водорода, серый.

Второе утверждение состоит в том, что вода EZ действует как естественная батарея. Профессор Поллак сказал, что ему удалось получить в лаборатории несколько милливатт, «которых на самом деле достаточно для работы небольших устройств».

И третье утверждение состоит в том, что источником энергии, заряжающим эту «природную батарею», является свет. После воздействия света водный слой EZ продолжает расширяться, так как в нём накапливается все больше и больше зарядов. «Все наши находки показывают, что энергия в основном исходит из окружающей среды, из света, и я имею в виду не только видимый свет, но также инфракрасный и ультрафиолетовый свет».

Таким образом, по его словам, эти кристаллы воды способны накапливать электрическую энергию и фактически служат аккумуляторными батареями.

Вода EZ (голубая) заряжена отрицательно, а справа (оранжевая) — нормальная, свободная, положительно заряженная вода. Профессор Полк утверждает, что эта комбинация работает как батарея.

Был и более смелый учёный — профессор Эмилио Дель Джудиче (Del Giudice, 1940-2014) из Итальянского национального института ядерной физики. Как физик-теоретик с глубоким знанием квантовой механики, он пытался в 90-х годах понять, что происходит с молекулами воды на самом квантовом уровне, когда на них действует электрическая сила. Уравнения привели Дель Джудиче к выводу, что электрическая сила заставляет их вращаться с согласованной скоростью, подобно водоворотам, движущимся внутри наших клеток.

Интересно, будут ли в науке новые прорывы, раскрывающие роль воды в наших жизненных процессах, или же наука откажется от «сухого» подхода. Говорят, что сам Фалес умер от обезвоживания. Греческий биограф Диоген Лаэртский писал в третьем веке нашей эры, что «мудрец Фалес умер, когда смотрел соревнования по гимнастике». Так как соревнования проходили на открытом воздухе, увлечённый зрелищем Фалес получил тепловой удар, и организм его был обезвожен.

 Ракефет Тавор