Глава 8
Организация элементов
в живых и неживых системах

Как справедливо отмечает Б. Небел (1993), на протяжении многих лет химики, биологи и многие другие естествоиспытатели потратили значительные усилия на то, чтобы отыскать некую "жизненную" силу, которая обусловливает функционирование живых организмов. Но никакой особой субстанции, никаких особых примет того, что она существует, обнаружить не удалось. В конце концов было установлено, что живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и окружающий нас воздух, вода, горные породы и почва. Но была обнаружена одна главная химическая особенность, отличающая "живое" от "неживого". Это - сложность слагающих их молекул. Соединения "неживой" природы принципиально просты, хотя некоторые из них состоят из нескольких (до десятков) отдельных атомов. Вода, воздух и минералы горных пород непрерывно взаимодействуют друг с другом, в связи с чем происходят химические реакции, но при этом особого усложнения молекул не происходит.

Другое дело, когда речь идет о "живой" природе. Химическая структура в данном случае основана на сложных молекулах - углеводах, белках, липидах, нуклеиновых кислотах. Эти соединения представляют собой молекулы в составе тканей живых существ, образованные в основном атомами углерода (и связанными с ними атомами водорода) и соединенные друг с другом в "цепочки". В их построении может принимать участие и ряд других главных биогенов и микроэлементов, но общим для всех этих молекул являются углерод-углеродные и углерод-водородные связи. Сложность таких соединений колоссальна

127

(некоторые состоят из нескольких миллионов атомов), а потенциальные возможности создания различных комбинаций соединений являются бесконечными. Таким образом обеспечивается абсолютное разнообразие живых организмов.

Все молекулы, которые основаны на структурах из разнообразных углеродных "цепочек", носят название органических, и вслед за этим все соединения, в основе которых лежат углеродные и углерод - водородные связи, также называют органическими.

С химической точки зрения созданные человеком пластмассы и другие близкие к ним материалы можно отнести к органическим, но ничего общего с живыми системами они не имеют. В связи с этим следует выделять природные органические и синтетические органические соединения. Особенностью синтетической органики является то, что в подавляющем большинстве ее представители в природных редукционных процессах не разлагаются до простых соединений и при сжигании выделяют не только диоксид углерода, воду и соединения главных биогенов, но и другие химические образования, многие из которых (например, диоксины) токсичны. В любом случае в воздухе, воде и горных породах сколько бы значимых следов органики ни обнаружено, если только она не оказалась там при деятельности человека.

Затем при сравнении "живого" и "неживого" показано, что хотя они могут состоять из одинаковых элементов, в том числе и из главных биогенов (N, С, Н, О, Р, S), но характер организации атомов в молекулах существенно различен. Как было установлено и будет показано и в дальнейшем изложении: при синтезе, росте, разложении и горении речь идет не об изменении атомов, не об образовании их, а только о перегруппировке атомов. Это свойственно всем химическим реакциям с органическими природными соединениями.

Универсальный характер установленного факта позволяет сделать вывод, что для взаимодействий в органических системах полностью выполняется один из главных физических законов, а именно закон сохранения массы. В данном случае его следует сформулировать следующим образом: "атомы в химических реакциях с органическими природными соединениями никогда не исчезают, не образуются и не превращаются друг в друга; они только перегруппировываются с образованием различных молекул и соединений". В то же время в физике установлено, что при высокоэнергетических ядерных реакциях возможно изменение атомов (превращение атомов одних элементов в другие), но для "живых" систем это не выявлено и, как полагают практически все биологи, является абсолютно нехарактерным, тем более в живых организмах отсутствуют какие-либо радиоактивные химические элементы или радиоактивные изотопы, если они не попали

128

в организмы случайным образом. Можно заключить, что живые организмы ни при каких условиях не могут представлять собой "ядерные реакторы".

129