Полная версия

Главная arrow Экология arrow Ключ к генетическому коду в структуре объединенных молекул воды

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Разновидности воды

На Земле содержится около 1500 млн. км3 воды. Доля пресной воды составляет 10% от общего количества. В зависимости от типа залегания, свойств и химического состава вода на Земле подразделяется на множество видов:

  • - соленая вода - её главным хранилищем на Земле является Мировой океан. Под соленостью морской воды понимают массу (в граммах) сухих солей в 1 кг морской воды. В среднем ее соленость считается равной 35. Это означает, что в морской воде содержится приблизительно 3,5 % растворенных солей;
  • - пресная вода - около 2% всей пресной воды сосредоточено в ледниках, около 7% находится в озерах и реках и около 0,5 % в грунтовых водах. Пресная вода в свою очередь делится на следующие виды:
  • - дистиллированная вода - так называют воду, химический показатель которой близок к чистому Н20. Природной дистиллированной воды не существует, она производится в специальных дистилляторах методом выпаривания пресной воды с последующей конденсацией. Она используется, в основном, для медицинских или исследовательских целей;
  • - минеральная вода - так называют воду с повышенным содержанием

минеральных компонентов. Она образуется в результате обогащения подземных вод целебными минералами. К минеральным относятся: лечебно-столовые (минерализация 2-6 г/л), столовые (минерализация 1-2 г/л) и лечебные

  • (минерализация от 6 г/л);
  • - искусственная вода - так называются пресные воды, изготовленные с помощью технологических методов с целью имитации химического состава природных минеральных или других вод;
  • - колодезная вода - так называется подпочвенная вода, которая извлекается на поверхность с помощью колодцев;
  • - вода из артезианских источников - это вода глубокого залегания, которая лучше защищена от различных промышленных и бактериальных загрязнений;
  • - родниковая вода - родником или ключом называют небольшой водный поток, бьющий непосредственно из земных недр. Вода может быть пресной или минерализованной. В первом случае говорят о родниках и ключах, а во втором -об источнике минеральных вод;
  • - геотермальная - так называют воду, выделяющуюся из недр Земли с температурой выше 20 С. В большинстве случаев они имеют температуру от 40 до 100° С;
  • - сточные воды - подразделяются на два вида: первые поступают из городских квартир, вторые - с различных промышленных предприятий.

Молекула воды, как мы уже отмечали, может быть образована сочетаниями различных изотопов водорода и кислорода. Поэтому существует очень много разных вод, но некоторые из них неустойчивы. Нет только обыкновенной воды, так как вся вода разная - «необыкновенная» [46].

Образующие воду атомы кислорода и водорода могут иметь различную массу, а также отличаться своими физико-химическими свойствами, однако они имеют одинаковый электрический заряд атомных ядер, занимая в периодической системе одно и то же место.

Некоторые исследователи считают, что при комнатной температуре степень ассоциации кластеров для воды составляет, по их данным, от 3 до 6 [47]. Это означает, что формула воды не просто Н20, а среднее между Н603 и Н1206. Другими словами, вода - сложная жидкость, состоящая из повторяющихся групп, содержащих от трех до шести одиночных молекул.

При комнатной температуре молекулы воды не находятся в покое, а постоянно генерируют сложные комплексные колебания, которые обнаруживаются с помощью электромагнитной спектроскопии и разделяются с помощью этого метода на простые составляющие. Даже на уровне отдельных молекул имеет место явление генерации широкого спектра колебаний феномена, сходного с работой антенны-передатчика. Атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, генерирует колебания в микроволновой части спектра. Электронная оболочка атома излучает низкочастотные колебания, относящиеся к области величин, измеряемых в герцах и килогерцах. В природе существует множество различных типов волн, от вызванных ветром морских волн до электромагнитных волн. Волны, в зависимости от длины волны, разделяют на несколько видов:

Гамма-лучи с длиной волны до 0,01 нанометра (нм).

Рентгеновские лучи с длиной волны - от 0,01 нм до 10 нм.

Волны ультрафиолетового диапазона, которые имеют длину от 10 до 380 нм. Человеческому глазу они не видимы.

Свет в видимой части спектра с длиной волны 380-700 нм. Невидимое для людей инфрактасное излучение с длиной волны от 700 нм до 1 миллииметра. Связь кислорода с водородом характеризуется излучением в инфракрасной части спектра. Угол, образуемый между связями обоих атомов водорода с атомом кислорода, характеризует генерацию колебаний в инфракрасной и микроволновой области. И, наконец, за счет воздействия дневного света происходит постоянное возбуждение электронов, расположенных на валентной оболочке: в течение одной десятимиллионной доли секунды электроны отрываются от нее и спонтанно возвращаются обратно с высвобождением светового кванта (фотона). При этом частота колебаний молекул воды достигает максимальной величины - порядка 1015 герц. Как видно из приводимых величин, спектр частотных колебаний молекул воды очень широк. Еще более обширным спектром характеризуются кластеры воды. Отдельные молекулы воды, каждая из которых является диполем, присоединяются друг к другу следующим образом: между атомами водорода одной молекулы, обладающей частично положительным зарядом, и атомами кислорода другой молекулы с частично отрицательным зарядом образуются связи, называемые водородными мостиками. Вокруг этих связей, задающих структуру псевдополимерной цепи, собственно и вращаются молекулы воды. Излучаемые при этом колебания характеризуются частотами инфракрасного спектра. Разумеется, при фактической величине кластера, составляющей около 400 взаимосвязанных молекул, возможно бесчисленное количество различных конфигураций этих структур. Кластеры взаимодействуют в кило- и мега- герцовом диапазоне. Таким образом, кластерная вода обладает существенно большим количеством резонансных частот, чем единичные молекулы воды.

Внутри молекул воды отрицательные и положительные заряды уравновешены, не смотря на то, что сама молекула воды полярна, как магнит. Нейтральность заряда достигается равновесием между положительно заряженными протонами, и отрицательно заряженными электронами. Но вода способна к диссоциации (расщеплению) на противоположно заряженные ионы водорода Н+ и гидроксила

ОН-, т.е. происходит ионизация воды. В случаях связывания одного из ионов с

каким либо другим веществом вода из нейтральной может стать кислой (при преобладании положительных свободных ионов водорода) или щелочной (при преобладании отрицательного гидроксила иона). Если чистая вода совершенно не ионизирована, то она не электропроводна. В действиительности в природе вода всегда является электролитом, пропускающим электрический ток. Наличие ионов делает воду очень активной. Мы знаем, что существуют как ионы, стимулирующие биологическую активность, так и ионы, подавляющие её. Вода, содержащая различное количество Н+, ОН , ионов солей, регулирует сборку и самосборку всех клеточных компонентов, деление и функции клеток, рост, развитие и старение организма.

Для существования жизни необходимо большое количество химических соединений, состоящих в основном из ограниченного числа химических элементов. В случае органической химии это углерод, водород, азот, кислород, сера, причем число подобных соединений огромно, эти соединения должны быть термодинамически стабильными или хотя бы метастабильными, то есть время их жизни должно быть достаточно продолжительным для осуществления различных биохимических реакций. Кроме того, должны существовать реакции для извлечения энергии из окружающей среды, а также ее накопления и высвобождения. И самое главное для самовоспроизводимости жизни требуется механизм наследственности, носителем информации в котором выступает крупная апериодическая молекула. Эрвин Шрёдингер предполагал, что носителем наследственной информации может быть апериодический кристалл, а позднее была открыта структура молекулы ДНК — линейный сополимер. Наконец, все эти вещества должны находиться в жидком состоянии, чтобы обеспечить достаточную скорость реакций метаболизма (обмена веществ) за счет диффузии, то есть нужна вода.

Кроме кислорода и водорода как составляющих воды необходим и углерод -тоже удивительный элемент, созданный природой. Кластеры воды, взаимодействующие с химическими веществами, способны эволюционировать. Решающая роль при этом принадлежит углероду. Из всех химических элементов углерод наиболее распространен во Вселенной. Углеродные цепочки, вследствие малых размеров атомов, способны к скручиваниям, подобным структуре ДНК. Углерод Земли имеет органическое происхождение, показателем этого является изменение в соотношении его изотопов С12 и С13 в последние 3,8 миллиарда лет. Он находится в середине второго периода таблицы Менделеева и наиболее склонен образовывать неполярные связи в отличие от своих соседей справа и слева. Углерод- первый элемент четвёртой группы таблицы Менделеева. Химическая связь атома С-С очень простая. Это подтверждает самый прочный природный материал - алмаз, кристаллическая решётка которого состоит только из атомов углерода. Но прочность связи С-С сохраняется и в том случае, когда атомы углерода одновременно связаны и с другими атомами. Этим объясняется тот факт, что 95% из всех природных химических соединений - это соединения, включающие в себя животворный углерод.

Среди большого разнообразия химических веществ, входящих в состав живых организмов, особое значение имеют два биологических полимеров - белки и нуклеиновые кислоты. Структура белков очень сложна. Важнейшим химическим элементом, обеспечивающим функционирование белков и является углерод. Поэтому говорят, что земная жизнь является органической, то есть, построена на углеродной основе. Углерод обладает уникальными свойствами, которые делают возможным существование сложных органических соединений. Углерод позволяет сформировать цепочки и кольца. Вот почему большинство специалистов научного мира склонны утверждать об универсальности водно - углеродной жизни - углеродном шовинизме.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>