Жизнь начинается и кончается двуокисью углерода
Император Тиберий особо провинившихся рабов казнил изощренным образом: связав, их бросали на дно Собачьей пещеры, расположенной у подножия Везувия (Неаполь). Через некоторое время люди умирали, и их бездыханные тела клали к ногам жестокого монарха. У входа же в эту пещеру буйствовала зелень, как бы подчеркивая разницу между жизнью и смертью. Пещера получила свое название потому, что попав в нее, собаки и кошки быстро погибали, а люди, входившие в нее, оставались невредимы.
Попытаемся объяснить, почему «обычные» люди попадая в эту пещеру, выходили из нее живыми, а провинившиеся рабы находили там свою смерть.
Чтобы объяснить это «почему», неплохо было бы вспомнить, что еще Плиний в «Естественной истории» писал: «В глубоких колодцах серные и квасцовые вещества убивают землекопов. Чтобы обнаружить опасность, опускают горящую лампу, которая в этом случае гаснет. Тогда вблизи колодца, справа и слева выкапывают воздушные каналы, по которым отходят опасные испарения. Независимо от этих вредных свойств, воздух становится нездоровым от самой глубины колодца, поэтому для проветривания непрерывно машут полотнами».
Углекислота Плинию еще не была известна. [3]
Плиний еще не знал, что этот невидимый, неощутимый яд есть не что иное как двуокись углерода и сопутствующий ему окись углерода. Это объяснялось высокой концентрацией углекислого газа в приземном слое воздуха (до 77%). Газ поступал в пещеру по трещинам в известняках и вулканических породах.
Нам же хорошо знаком этот бесцветный, не имеющий запаха газ, который примерно в полтора раза тяжелее воздуха. Он не горит и не поддерживает горения, поэтому применяется при тушении пожаров. Процентное его содержание в воздухе 0,03%, а вот повышенное содержание его в воздухе вредно действует на дыхательную, сердечно-сосудистую и нервные системы человека. Особенно чувствителен к малейшему повышению двуокиси углерода головной мозг.
Из вулканической трещины выделяется газ… Угарный газ не имеет цвета и запаха. Он образуется при взрывах, работе двигателей внутреннего сгорания, источников открытого огня. Симптомы отравления им — головная боль, одышка, учащенный пульс; возможны быстрая потеря сознания и судороги.
Исходя из выше сказанного ясно, что виновником смерти людей, лежащих на дне пещеры, а так же собак и кошек, был не что иное, как углекислый газ с примесью угарного. Они, являясь одним из газообразных продуктов вулканической деятельности, образовывали на дне Собачьей пещеры слой в семьдесят сантиметров. Двуокись углерода безобидна при вдыхании в малых концентрациях, но смертельно опасна в больших.
Для людей же, которые заходили в пещеру на «своих ногах» газ пещеры был не опасен, так как рост человека превышает обычно 100 см.
Теперь ответим на вопрос: Почему углекислота, CO2, столь вредна в больших концентрациях для людей и животных, но весьма полезна для растений? (Вспомните описание зеленых растений при входе в пещеру).
На этот вопрос выдающийся ученый прошлого века академик В.И. Вернадский ответил так: «Все живое в конечном итоге в значительной части своей массы происходит из угольной кислоты, растворенной водой, так как это единственный источник, из которого оно извлекает потребный ему углерод». [4]
Это углерод, без которого, жизнь на нашей планете невозможна, словно эстафета передается через пищу от одного биологического вида к другому. Эстафета эта начинается с фотосинтеза. [5]
Растения превращают солнечный свет в запасенную химическую энергию в два этапа: сначала они улавливают энергию солнечного света, а затем используют ее для связывания углерода с образованием органических молекул.
Зеленые растения — биологи называют их автотрофами — основа жизни на планете. С растений начинаются практически все пищевые цепи. Они превращают энергию, падающую на них в форме солнечного света, в энергию, запасенную в углеводах, из которых важнее всего шестиуглеродный сахар глюкоза. Этот процесс преобразования энергии называется фотосинтезом. Другие живые организмы получают доступ к этой энергии, поедая растения. Так создается пищевая цепь, поддерживающая планетарную экосистему.
Кроме того, воздух, которым мы дышим, благодаря фотосинтезу насыщается кислородом. Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит так:
вода + углекислый газ + свет = углеводы + кислород
Растения поглощают углекислый газ, образовавшийся при дыхании, и выделяют кислород — продукт жизнедеятельности растений.
А процессы жизнедеятельности нефотосинтезирующих организмов, равно как и процесс разложения живых тканей после гибели, можно выразить тем же уравнение, только написанным справа налево.
- [1]Тибе́рий Ю́лий Це́зарь А́вгуст определение, значение слова [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D2%E8%E1%E5%F0%E8%E9
- [2] Климат пещер [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.kmvline.ru/lib/zanimat/8.php[4] В.И.Вернадский. Живое вещество. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vernadsky.name/zhivoe-veshhestvo/
- [3] Agricola G. Agricolas mineralogische schriften. Freiberg, 1806—1811 по рукописи русского перевода Ю. Е. Копелевич Р 1 і п і і Naturalis historia, XXXI, 28. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.info-library.com.ua/libs/serija-klassiki-nauki/45-georgij-agrikoly-o-gornom-dele-i-metalurgii/470-prilozhenija.html
- [4] В.И.Вернадский. Живое вещество. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://vernadsky.name/zhivoe-veshhestvo/
- [5] Фотосинтез [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_4119.html
Фото: Андрей Бутко, Википедия.
Об авторе: Воевудская Ольга Игоревна, учитель химии и биологии, ГБОУ Центр образования №80
Центрального района города Санкт-Петербурга.
0
