Геохимики накопили к сегодняшнему дню невероятное количество сведений о составе пород, образующих оболочку нашей планеты. Но если прежде имело смысл тратить силы на сбор и анализ все новых и новых образцов, то теперь возникла настоятельная необходимость осмыслить несчетное множество цифр, выявить кроющийся за ними закономерности.
Подобные исследования стали возможными лишь в последние годы, после того как ученые получили возможность пользоваться ЭВМ, способными перерабатывать огромное количество информации. О результатах одной из таких работ, выполненной в Санкт-Петербурге, в Научно-исследовательском геологическом институте:
Было давно подмечено, что некоторые элементы часто встречаются совместно: обнаружив где-либо один элемент, можно смело искать там же и другой. Но эти наблюдения носили лишь качественным характер, к тому же далеко не все связи такого рода удавалось выявить. Ведь только 50 элементов в парных комбинациях способны дать 1225 сочетаний!
Но с помощью быстродействующих ЭВМ, пользуясь статистическим анализом, подобные связи можно оценивать количественно, вычисляя в каждом случае коэффициент корреляции. ЭВМ позволили выявить сочетания элементов, встречающихся совместно, сопоставляя результаты десятков тысяч геохимических анализов.
Что же дали такие исследования? Например, в геологии принято делить все породы па магматогенные, то есть возникшие из магмы, осадочные биогенные. На основе этой классификации составляются геологические карты, ведутся поиски полезных ископаемых.
Но оказалось, что с точки зрения геохимических связен между элементами можно различать всего две группы пород. Первая группа — магматогенные породы и породы, возникшие из них в результате физических процессов, скажем, дробления. Вторая группа — это породы, возникшие из магматогенных в результате химических процессов, в том числе и процессов жизнедеятельности. Мы пересмотрели некоторые выводы, считавшиеся ранее бесспорными, и дали геологам рекомендации, которые действительно подтвердились.
Но вот что интересно. В человеческом организме связи между элементами оказались тоже более или менее постоянными, причем весьма схожими со многими обнаруженными геохимическими связями. К какому же выводу можно прийти, если сопоставить этот факт с известными биохимическими свойствами элементов?
Давайте рассуждать по порядку. Все живое на Земле, в том числе и человек, находится с незапамятных времен в тесном контакте с окружающей средой и поэтому в ходе эволюции приспособилось к установившимся сочетаниям элементов. Для живых существ вовсе не безразличен химический состав среды: чтобы взрослый организм нормально функционировал, он должен поглощать извне ровно столько элементов (как по ассортименту, так и по количеству), сколько выделяется из него в ходе жизнедеятельности. Нарушение этого равновесия должно приводить к каким то отклонениям от физиологической нормы.
Конечно, организм будет бороться с нарушением внутреннего равновесия, происшедшим в результате изменения состава внешней среды, и эта борьба может увенчаться успехом. Но может случиться и так, что борьба окажется бесполезной, равновесие восстановить не удастся. К чему это может привести?
С геохимической точки зрения все элементы можно разделить на три группы: подвижные, малоподвижные и неподвижные. Подвижные элементы — это калий, натрий, хлор, сера, кальций, магний, они дают легко растворимые в воде соединения и поэтому способны мигрировать на большие расстояния. К элементам относятся такие, как цинк, железо, кобальт, марганец; их соединения мало растворимы в воде. Соединения неподвижных элементов — редкоземельных, алюминия, титана, циркония, таллия и других — как правило, в воде нерастворимы и переносятся лишь механически.
Но если обратить внимание на роль различных элементов в процессах жизнедеятельности, то и тут их удается разделить на те же три группы.
Подвижные элементы входят в заметных количествах в состав живых существ. Организм легко справляется с недостатком или избытком этих элементов; например, если съесть много соленого, то начинает мучить жажда, а если соли мало, то возникает соляной голод.
Многие малоподвижные элементы жизненно необходимы, хотя и в очень небольших количествах; они, например, входят в состав ферментов. К изменению их концентрации организм более чувствителен: недостаточное поступление малоподвижных элементов приводит к серьезным нарушениям жизнедеятельности, а при повышенных концентрациях они действуют как яды. В этом случае организму уже гораздо труднее бороться с нарушением равновесия.
А вот с изменением естественной концентрации неподвижных элементов живое практически не может справиться: попав в организм, соединения этих элементов накапливаются и почти не выводятся
Обратим внимание на последний случай.
В принципе избыток неподвижных элементов может быть либо полезным для организма, либо никак себя не проявлять, либо оказывать вредное воздействие. Вряд ли эти элементы полезны, поскольку они не включены в нормальные биохимические цепи. Но вредными они могут оказаться, скажем, если способны замещать микроэлементы, содержащиеся в ферментах, или воздействовать на коллоидные системы клетки.
Развитие цивилизации не могло не сказаться на составе внешней среды. В частности, сейчас человек получает с пищей одни элементы в избыточных количествах, другие— в недостатке, Это касается и элементов третьей группы, геохимический неподвижных.
Так не может ли это обстоятельство служить причиной широкого распространения некоторых недугов, называемых «болезнями века»? Скажем, заболеваний сосудистой системы, нервных или раковых заболеваний? Ведь по некоторым данным, они участились как раз с началом технической эры. Чтобы проверить это предположение, следовало бы исследовать химический состав здоровых и пораженных органов и статистически обработать результаты анализов.
Загрузка...
