Что общего между кремнием и углеродом и почему организм не может существовать без кремния

Кремний (Si) активно исследуют ученые в области альтернативной биохимии. Это наука, которая изучает возможность жизни на другой химической основе. Сейчас в основе всех процессов в живой природе находится углерод (C). Он легко вступает в реакции, образует сложные структуры и входит в состав клеток микроорганизмов, растений, животных и человека.

Так как кремний похож на углерод по свойствам, ученые пытаются получить или найти организм, в основе которого будет Si. Кремния на земле много (около 30 % массы планеты), а углерода – мало. Может быть, у природы были какие-то глобальные цели в отношении 14-го элемента? Однако организмы на основе Si до сих пор не обнаружены и не выведены искусственно.

Периодическая система элементов

Периодическая система элементов – кремний и углерод располагаются в одной подгруппе, что означает схожесть их свойств

Кто открыл кремний

Чистый кремний впервые получили в лабораторных условиях Жозеф Луи Гей-Люссак и Луи Жак Тенар. Это произошло в 1811 году. Следующие опыты по добыче чистого Si ставил Йенс Берцелиус в 1825 г., он назвал элемент «силицием». В 1934 году русский химик Гесс дал ему название «кремний».

Герман Иванович Гесс

Г. И. Гесс дал Si известное всем русское название

Почему современный организм не сможет существовать с обменом веществ на основе кремния

Если бы эволюция пошла другим путем и главным строительным кирпичиком для жизни стал кремний, то, скорее всего, базовые процессы в организме происходили бы совсем не так. Например, для реакции окисления мог использоваться не кислород, а фтор с образованием газообразных соединений кремния, которые легко удалить с помощью дыхания. Да и само устройство кремниевой клетки, наверняка, оказалось бы иным.

Конечно, если вдруг волшебным образом встроить кремний вместо углерода в современное живое существо, оно долго не протянет.

Углерод обеспечивает газообмен между клеткой и средой. Он входит в состав животных и растительных белков, углеводов, жиров. Что будет делать кремний, оказавшись на его месте? В процессе стандартного для нас обмена веществ Si свяжется с кислородом и образует диоксид – твердый порошок. Перевести SiO2 в газообразное состояние, чтобы клетки могли его «выдыхать» (как углекислый газ), невозможно – для этого потребуется температура свыше 2000 градусов. Через пот и мочу кремний также не выведешь, ведь соединения Si не растворяются в воде.

Клетки попросту не смогут избавиться от твердых кремниевых продуктов метаболизма и начнут задыхаться. А вместе с ними и все кремниевое существо.

Диоксид кремния в порошке

Диоксид кремния в порошке

В общем, на развитие кремниевой жизни потребовались бы те же миллионы лет эволюции, но природа пошла другим путем и сделала ставку на углерод. Хотя кремний тоже не был ею позабыт.

Возможно ли существование живого организма без кремния

Несмотря на то что Si – не основа жизни, без него наш организм существовать не может. Этот элемент входит в состав коллагена – строительного белка соединительных тканей (крови, хрящей, костной ткани, некоторых мышц и пр.). При его недостатке возникают болезни костей и суставов, нарушается метаболизм, появляются преждевременные признаки старения. Снизить риск развития серьезных заболеваний можно с помощью биологических добавок с кремнием.

Si в чистом виде в природе не встречается. Поэтому для изготовления биологически активных добавок используется диоксид кремния (SiO2) – твердый порошок. Его молекулы большие: заполняя клетки, они угнетают их дыхание, порой полностью блокируют его. Из-за этого принимать кристаллизованные формы SiO2 не рекомендуется.

Лучше всего употреблять кремний в виде коллоидного раствора. В нем диоксид растворен в специальной воде и образует идеальное состояние вещества, при котором кремний беспроблемно проникает в клетки.

Все, кто использовал коллоидный кремний Silica, отметили многочисленные улучшения:

  • кожа стала выглядеть увлажненной, мелкие морщины разгладились;
  • улучшилось состояние сосудов: значительно уменьшилось количество гематом, частично исчезли «звездочки»;
  • ногти стали прочнее, волосы перестали сечься и выпадать;
  • снизилась общая заболеваемость: кремний мобилизует иммунитет и защитные силы организма.
Коллоидный кремний

Коллоидный кремний Silica

Кремний – интереснейший элемент, который не является основой живого, но считается его важной частью. Следите за здоровьем и не упустите момент, когда Si станет не хватать! Хорошего дня!