Очень важна способность атомов углерода взаимодействовать друг с другом, образуя стабильные углерод-углеродные связи, что и обеспечивает углеводородные каркасы разнообразных молекул. Соединениям углерода свойственна еще одна отличительная особенность, которая состоит в способности спаренных электронов образовывать вокруг каждого атома углерода тетраэдрическую конфигурацию, благодаря чему различные типы органических молекул обладают различной трехмерной структурой. Никакой другой химический элемент, кроме углерода, не может создавать стабильные молекулы со столь разнообразными конфигурациями и размерами и с таким многообразием функциональных групп.
Кремний, значительно более распространенный в литосфере, чем углерод, оказался менее пригодным для живых организмов, по всей видимости, потому, что 1) соединения кремния малорастворимы; 2) в присутствии кислорода связи кремний – кремний нестабильны.
В качестве первичных элементов жизни необходимо добавить еще фосфор и серу.
В самом деле, жизнь невозможна без передачи наследственной информации и без энергии. Фосфор входит в состав основы молекул наследственности – ДНК и РНК, а также молекулы, поставляющей энергию, – АТР.
Сера не только входит в состав двух из 20 основных аминокислот – метионина и цистеина, единиц, образующих белки всех высших организмов, но и в их составе этот элемент, образуя дисульфидные мостики, формирует третичную, глобулярную структуру белка.
Во вторую подгруппу биогенных элементов под общим названием «макроэлементы» можно объединить шесть элементов: калий, натрий, кальций, магний, хлор, кремний. Эти элементы явились основой для появления одноклеточных организмов около 3 млрд. лет назад. Необходимо было развить системы внутреннего минерального гомеостаза посредством создания клеточной мембраны и тургорной, буферной системы.
Третью подгруппа биогенных элементов – эссенциальные микроэлементы. Эссенциальные элементы должны удовлетворять условию: и дефицит, и избыток данного элемента приводят к патологическим отклонениям в организме. Это направление было развито с использованием лабораторных животных, содержащихся на искусственных диетах, обедненных или обогащенных тем или иным микроэлементом. Кроме того, необходимые знания были получены при изучении заболеваний различной этиологии у человека. К этой подгруппе можно отнести десять элементов, биологическая значимость которых в организме высших млекопитающих и человека на сегодняшний день твердо установлена: железо, медь, цинк, марганец, хром, селен, молибден, йод, кобальт, фтор.
Существует ряд микроэлементов, которые в микроколичествах, но стабильно присутствуют в человеческом организме. Дефицитные их состояния обнаружены лишь у некоторых сельскохозяйственных и лабораторных животных. В четвертую подгруппу условно эссенциальных микроэлементов относятся следующие: мышьяк, бор, бром, литий, никель, ванадий, кадмий, свинец. В геологическом плане большинство из них вулканического происхождения, появились на относительно поздних этапах развития Земли, и можно предполагать, что в метаболизм организмов с эволюционной точки зрения они включились сравнительно поздно.
Имеется группа элементов с неизведанными функциями, которую с достаточно большой степенью осторожности можно связать с интеллектуальными способностями человека. Так обращает на себя внимание относительно высокое содержание в головном мозге: золота (2,54 мкмоль/кг сухой массы), таллия (2,44 мкмоль/кг, тогда как в других органах – не более 1,96 мкмоль/кг), олова (16 мкмоль/кг, что на порядок превышает его содержание в других органах) и некоторых других элементов.
При исследовании детей одного из районов Новосибирской области с диагнозом «умственная отсталость» было установлено, что у больных детей в волосах достоверно повышена концентрация марганца, ванадия и никеля и понижена концентрация галлия. Все эти элементы можно объединить в пятую подгруппу брэйн-элементов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.