Кремний. Мифы и реальность

На скудном пайке существуют и автотрофные бактерии, они питаются одними лишь неорганическими веществами. Так называемые силикатные бактерии усваивают азот из атмосферы и фосфор из фосфорсодержащих минералов, а кремний — из кремнезема, силикатов и алюмосиликатов. Причем, как полагают исследователи, кремний они используют в качестве источника энергии. Обширные исследования микроорганизмов, разрушающих силикаты, были начаты в нашей стране в конце 40-х годов XX века профессором В. Александровым. Он изучал бактерии, живущие в почве, на граните и других силикатных породах, а также в водоемах, которые с помощью ферментов разрушают силикаты и алюмосиликаты, а потом усваивают входящий в их состав кремний. Освобождающаяся при этом энергия используется этими бактериями для усвоения углерода из атмосферы или карбонатов почвы, а также для фиксации азота воздуха. Силикатные бактерии чрезвычайно выносливы и не теряют жизнеспособности при замораживании до -40 °C и после нагревания до 150–160 °C, кроме того, они еще и длительное солнечное облучение спокойно выдерживают. И возможно, что именно силикатные бактерии миллиарды лет тому назад первыми принялись обживать сушу нашей планеты. Может, именно им мы обязаны и тем, что на Земле сегодня существуют условия для более высокоорганизованной жизни, ведь именно они могли переработать силикатный покров нашей планеты, создав тем самым почву.

Ученые отмечают, что кремний необходим не только бактериям, но и вирусам. Они в среднем содержат 0,2–0,6 % кремнезема в протеиновой матрице. Правда, роль кремния в их жизнедеятельности еще совершенно не изучена.

Изучение кремнеорганизмов, об отдельных видах которых здесь было упомянуто, занятие отнюдь не праздное. Ведь оно может предоставить много новых данных, корректирующих наши представления о формах существования живой материи и протекающих в ней биохимических процессах. Во всяком случае, так считают ученые М. Г. Воронков и И. Г. Кузнецов, авторы статьи «Земная кремневая жизнь», материалы которой были использованы мною в этом рассказе о представителях земных кремнеорганизмов.

Так как эта книга посвящена кремнию и его свойствам, более чем уместно будет сказать несколько слов о широко известном ученом, специалисте в области химии элементоорганических соединений, органической и физико-органической химии, Михаиле Григорьевиче Воронкове, чье имя уже упоминалось выше. Именно Михаил Григорьевич впервые в нашей стране начал изучение кремнеорганических соединений. Его исследования биологически активных соединений кремния привели к открытию веществ с уникальным действием на живые организмы, он создал новую область химии кремния — биокремнеорганическую химию. Ряд оригинальных разработок ученого оказались высокоперспективны в том числе и для медицины (биостимуляторы, адаптогены, катализаторы микробиологического синтеза, гидрофобные и биозащитные кремнеорганические покрытия и др.). Под руководством М. Г. Воронкова создан ряд оригинальных лекарственных препаратов, не имеющих аналогов в мировой медицине (феракрил, ацизол, крезацин и трекрезан, силокаст, силимин, дибутирин, онкосорб, кобазол и др.).

КРЕМНИЙ В ПРИРОДЕ

В природе кремний рассеян буквально всюду. Это чрезвычайно распространенный элемент, и не только на нашей планете (по распространенности в земной коре кремний занимает второе место). Частицами карбида кремния, силикатов магния и алюминия насыщено околозвездное пространство. А такое, например, кремнеорганическое соединение, как полидиметилсилоксана, отсутствующее в земной природе, в микроскопических количествах было обнаружено в лунной пыли. В падающих на Землю каменных метеоритах кремний занимает второе место после кислорода. А в космосе — седьмое место после водорода, гелия, азота, кислорода, неона и углерода. Более того, как указывают в своей книге «Удивительный элемент жизни» М. Г. Воронков и И. Г. Кузнецов, в космических масштабах атомная распространенность кремния считается общепризнанным стандартом и содержание в космосе других элементов выражается отношением числа их атомов на миллион атомов кремния.

Самые распространенные соединения кремния были известны человеку с незапамятных времен. Но с простым веществом кремнием человек познакомился относительно недавно, примерно 200 лет тому назад. Первыми исследователями, получившими кремний, были французы Ж. Л. Гей-Люссак и Л. Ж. Тенар. Проводя в 1811 году свои эксперименты, они обнаружили, что при нагревании фторида кремния с металлическим калием образуется некое буро-коричневое вещество, однако эти исследователи так и не сделали правильного вывода по поводу полученного нового простого вещества.