Научные сказки периодической таблицы. Занимательная история химических элементов от мышьяка до цинка

До ХХ столетия доступ желающих к мышьяку был ничем неограничен. В настоящее время распространение белого мышьяка находится под строгим контролем, но он все еще достаточно широко применяется в медицине: совсем недавно Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США одобрило его использование в лечении пациентов, страдающих лейкемией. Контроль за мышьяком в природе осуществлять гораздо сложнее, и там его соединения причиняют довольно большой вред. Вполне возможно, что питьевая вода, которую употребляют до 100 миллионов жителей нашей планеты, заражена мышьяком. Анализ образцов воды, почвы и риса в Бангладеш показал высокий уровень содержания мышьяка, гораздо выше верхнего предела безопасности, принятого на Западе, который был установлен в ответ на возмущение в обществе в связи с многочисленными летальными случаями из-за мышьяка в обоях и который сам по себе является достаточно произвольным. Описываемое явление – недавнего происхождения, и его причина, по всей вероятности, заключается в переходе от глубоководных колодцев к так называемым «трубчатым колодцам», которые прорывают в мелководных осадочных породах. Они обеспечивают питьевой водой миллионы людей, но вода в них содержит мышьяк, вымываемый из естественных отложений, расположенных вверх по течению. Некоторые ученые полагают, что результатом этого может в ближайшее время стать настоящая эпидемия злокачественных опухолей. Конечно, мы говорим совсем не о том, что имел в виду Флобер. Однако его слова вновь становятся справедливыми и приобретают особый зловещий смысл в гораздо большем масштабе, чем он мог предполагать. Некоторые народы с ужасающей регулярностью потребляют мышьяк с пищей.

Радуга в крови

Где-то между бакалеей Ли Джонга и ночлежкой под названием «Палас», одной из многочисленных достопримечательностей Монтерея, которые Джон Стейнбек описывает в «Канареечном ряду», затерялась лаборатория «Вестерн байолоджикал», где вы можете приобрести «самых очаровательных обитателей моря: губок, оболочников, анемоны, простых морских звезд, солнечных, двустворчатых моллюсков, морских уточек, червей и ракообразных, самых поразительных сказочных существ, а также ожившие морские цветы, обретшие способность двигаться» и многое-многое другое.

Коллекционеров всегда поражало разнообразие форм глубоководной жизни, которая часто бывает красива и удивительна, занимая некое не совсем определенное место между животным, растительным и минеральным царством. Порой ее загадочных представителей выносят на поверхность из глубины прибрежные штормы. Самыми таинственными существами из приводимых Стейнбеком являются оболочники – класс живых организмов, включающих асцидий, обычно обитающих на морском дне в виде цветных похожих на мешки гроздей. Однажды я договорился с Музеем естественной истории взять для выставки образец оболочника. Они доставили мне его в квадратном резервуаре из толстого стекла, заполненного консервирующей жидкостью, подобно образцам из «Вестерн байолоджикал». Этот организм, или организмы, или попросту некий нарост – ученые до сих пор не пришли к окончательному выводу относительно того, как его классифицировать, – представляет собой хаотическое нагромождение форм и цветов, напоминающее некое странное настольное украшение. На каждом отдельном выросте есть свое прозрачное «одеяние», похожее на пластиковую ткань, которое ритмично вздувается и опадает, впитывая морскую воду, чтобы получить из нее питательные вещества, и отдавая ее обратно. Описываемые организмы в ряде биологических функций зависят от всей колонии в целом, но тем не менее способны выражать свою индивидуальность разнообразием цветов: голубым, зеленым, лиловым, розовым, желтым и белым.

В 1911 г. немецкий физиолог Мартин Хенце, которому хотелось узнать, почему оболочники используют эти разнообразные оттенки, выловил несколько их образцов из Неаполитанского залива и с удивлением обнаружил у них в крови большое количество элемента ванадия. Ванадий, находящийся в периодической таблице как раз перед хромом, подобно хрому, имеет массу соединений, отличающихся яркими цветами. В упомянутых организмах он может находиться в концентрациях, в сто раз превосходящих его содержание в морской воде, из которой оболочники получают свою пищу, и, по мнению ученых из Университета Хиросимы, оболочники, возможно, обладают самой высокой способностью концентрации металла из всех живых существ. Представляется вполне логичным предположить, что ванадий накапливается для какой-то конкретной цели, но, несмотря на обнаружение зеленых клеток, так называемых «ванадоцитов», в которых элемент накапливается в крови, и определение белков, которые с ним соединяются, ученые пока не могут установить цель собирания ванадия оболочниками. Поначалу считалось, что ванадий выполняет в них ту же функцию, которую у нас в крови выполняет железо, однако от этого предположения пришлось отказаться. Не исключена возможность, что элемент играет какую-то роль в иммунной системе организмов.