Загадочный элемент

[grihan]

В различных биохимических процессах человеческого организма участвует чуть-ли не половина таблицы Менделеева. У нас есть фтор в зубах, йод в щитовидке, кальций и в костях, фосфор в ДНК, железо в гемоглобине, сера в двух аминокислотах, магний, бор, селен, хром, марганец, кобальт, никель, цинк, молибден, стронций и ещё чего-то там в энзимах. И при этом чиорд побьери там натурально почти нет КРЕМНИЯ. (upd: если крысам (и людям тоже) давать еду без кремния - им будет херово. Но почему именно - неизвестно)



Что, никто не удивлён? А зря. В таблице кремний сидит прямиком под углеродом, который как известно главный элемент живого. С углеродом кремний делает довольно прочные связи, и ни сам по себе, ни в большинстве известных соединений вовсе не обладает какой-либо токсичностью, есть несколько кремнесодержащих лекарств разрешённых FDA. Более того, это второй по распостранённости (после кислорода) химический элемент на Земле. Неужели молекулы, постепенно самособираясь в первую клетку в лужице первичного бульончика, умудрились пренебречь элементом, которого вокруг как грязи? То есть кoторый собственно и является грязью?



А ведь кремний умеет много чего, чего углеро почти икогда не умеет - например легко давать пяти и шести координационные структуры, кремний может индуцировать некоторые органические реакции, как никто кроме него, имеет физические свойства, которые вовсю используются в полупроводниках, солнечных батареях, разделительных колоннах, итд, итп - полезная штука вобщем полюбому.


Пример реакции гексавалентного кремния отсюда
Углерод так не умеет

Может быть есть какая-то фундаментальная особенность, которая не даёт природе интегрировать его в биохимию? Как будто специально чтоб посмеяться над нами, тому существует почти единственное в своём роде опровержение: диатомные водоросли. Эти мелкие твари, составляющие вообще-то основную массу фитопланктона, умеют биохимически полимеризовать кремниевую кислоту и делать из неё себе красивейшие силиконовые сиськи панцири. (upd 2) Кроме них это умеют делать ещё 75% видов губок и парa видов радиолярий. Ещё кремний ограниченно используется в некоторых растениях. Вроде всё.


Разнообразие панцирей диатомей, иллюстрация из книги
Эрнста Геккеля «Kunstformen der Natur», 1904

Согласно имеющимся данным, диатомы эволюционировали из красных водорослей то ли в мелу, то ли в юрском периоде, то ли сами развив биохимию силики, то ли позаимствовав у кого-то соответствующие гены. В любом случае, скорее всего умение эффективно связывать соединения кремния распостранилось гораздо позже, чем скелеты из кальция. А то не исключено, что сегодня мы бы сами себе натурально наращивали силикон.

А ещё мне кажется, что отсутствие в природе развитой биохимии кремния является сильным аргументом в пользу того, что жизнь таки занесло на Землю метеоритами. Или инопланетянами.

Comments

[grihanm.livejournal.com]

Ну какой заговор - зачем так? В твоей ссылке нет высказываний фармацевтов и косметологов а есть какая-то информация, написанная кем-то, кто не очень в биохимии сечёт.

Например "Суточная потребность в диоксиде кремния SiO2" - это нонсенс, потому что диоксид кремния это песок, y него нулевая растворимость,
в нём не может быть никакой потребности - потребность может быть в кислоте H4SiO4 или в ионах этой кислоты.

У нас в группе (не лично я) в статьях и грантах всегда писали, что достоверного участия кремния в биохимии (человека) не обнаружено.

Вот нарыл ревью в уважаемом журнале, правда тоже довольно старую (1996):

http://www.sciencedirect.com.myaccess.library.utoronto.ca/science/article/pii/S0010854596900284

Silicon was confirmed as an essential element in experiments (1972) in which rats and chicks fed on a silicon-depleted diet showed reduced weight gains and pathological changes in the formation and structures of collagenous connective tissue and bone. The biochemical mechanisms underlying the effects of silicon deficiency have until recently been obscure, with no evidence for any organic binding of silicon.

Но мне и это кажется немного подозрительным - на неё плохо ссылаются + сколько не гуглил - нигде силикон не упоминается как essential element - ну хоть тресни. В вики ссылка на книжку (1999), в которой сказано "Arsenic, silicon, and vanadium have established, albeit specialized, biochemical roles as structural or functional cofactors in other organisms, and are possibly, even probably, used by mammals (including humans).

Надо флейворкемиста спросить.

[haritonoff.livejournal.com]

Про потребность в песке написал явно не тот, кто устанавливал участие кремния в оссификации и оволосении - он так же, как и я, взял эти сведения в каком-то источнике, у того, кто все-таки сечет в биохимии. ))) Во всяком случае, я ссылаюсь на него не как на бесспорного авторитета. а как на пример того, что - есть такая буква!

[grihanm.livejournal.com]

Мне кажется у нас не осталось серьёзных разногласий. :)

[haritonoff.livejournal.com]

Пожалуй, нет.

[grihanm.livejournal.com]

В пылу полемики зарапортовался. SiO2 + 2H2O --> H4SiO4