Синтез гелия можно считать началом всех реакций в природе, первопричиной жизни, света, тепла и метеорологических явлений на Земле.
Рождение химических элементов – функция звезд. До железа включительно они рождаются в термоядерных процессах синтеза ядер в недрах бесчисленных солнц. Начиная с кобальта и далее, элементы создаются при взрывах сверхновых звезд через нейтроноизбыточные ядра с последующей серией бета-распадов. К настоящему времени в спектрах Солнца и других небесных объектов найдены линии 72 химических элементов.
Появление радиотелескопов позволило обнаружить в межзвёздном пространстве примерно полторы сотни видов молекул – от двухатомных до 13-атомных. Радиоастрономы показали, что огромные темные межзвездные облака содержат сложные молекулы (метанол, оксид углерода, формальдегид, этанол, синильную кислоту, муравьиную кислоту и др.). Молекулярная радиоастрономия позволила идентифицировать все эти молекулы по их вращательным спектрам в микроволновой области. Молекулы играют важную роль в коллапсе межзвездных облаков, приводящем к образованию звезд. В результате гравитационного притяжения межзвездные облака сжимаются и нагреваются, а выделяющаяся при этом энергия испускается за счет вращательных переходов (главным образом молекул оксида углерода). Этот процесс вызывает дальнейший коллапс облака, приводящий в конечном итоге к таким давлениям и температурам, при которых формируются новые звезды и планеты. Можно сказать, что само существование Земли является результатом астрохимических процессов.
Главный вопрос, стоящий перед астрохимией: насколько далеко может заходить синтез сложных молекул в молекулярных облаках. Ответ на него имеет прямое отношение к проблеме происхождения жизни на Земле. Возможно, что придумывать механизмы синтеза сложных предорганических соединений на Земле не нужно, поскольку они присутствовали в нашей планетной системе изначально.
Зачем нужна биохимия?
Живые организмы суть химические реакторы. Здесь нам и необходима биохимия, которая изучает входящие в состав организмов химические вещества, их структуру, распределение, превращения и функции.
Первые сведения по биохимии связаны с хозяйственной деятельностью человека (обработка растительного и животного сырья, использование различных типов брожения и т.п.) и медициной. Принципиальное значение для развития биохимии имел первый синтез природного вещества – мочевины (Ф. Велер, 1828), подорвавший представления о жизненной силе, участвующей якобы в синтезе различных веществ организмом. Внедрение в биологию идей и методов физики и химии и стремление объяснить такие биологические явления, как наследственность, изменчивость, мышечное сокращение и др., строением и свойствами биополимеров привело в середине XX века к выделению из биохимии молекулярной биологии. Потребности народного хозяйства в получении, хранении и обработке различных видов сырья привели к развитию технической биохимии. Кто занимается консервированием дачных продуктов и хранением их и «закромах Родины»-подвалах, тот стихийный биохимик. Неправильно законсервировали – банки взорвутся в результате химических реакций, а то и помрете от ботулизма! Если у вас хорошо получаются хрустящие огурчики с острогончиком, будьте уверены – вы зарыли свой талант биохимика на дачном участке!
В России работают Институт биохимии РАН (Москва), Институт биохимии и физиологии микроорганизмов РАН (Пущино), Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН (Саратов), Институт прикладной биохимии и машиностроения (Москва). Есть журналы «Биохимия» и «Журнал эволюционной биохимии и физиологии». Учебник – Березов Т.Т. Биологическая химия. М.: Медицина, 2004. – 704 с.
Теперь о ее дочке, бионеорганической химии, которая изучает комплексы биополимеров или низкомолекулярных природных веществ с ионами металлов, присутствующих в живых организмах (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe2+). Исследует роль этих ионов в выполнении биологических функций ферментов. Сформировалась в самостоятельную область в 1950-х гг.
Если вам за сорок, посмотритесь в зеркало. Морщины! Почему? Зачем так рано? А затем, что тургур ослаб.