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Batteri e calcio

Come sappiamo (Ch. XII, Sezione 8), gli organismi che compongono il calcare hanno avuto origine nell'antichità profonda. Il loro metabolismo doveva essere diverso dal metabolismo delle moderne alghe calcaree. Il contenuto di ossigeno nell'atmosfera terrestre 2,7 miliardi di anni fa era, nella migliore delle ipotesi, l'1% del suo contenuto nell'atmosfera moderna, e il metabolismo vivente, ovviamente, era poco simile a quello moderno. Ma queste differenze non avrebbero dovuto avere un forte impatto sulla capacità di depositare il carbonato di calcio. I calcari nutrienti descritti da MacGregor potrebbero essere stati creati da organismi primitivi fotosintetici come le moderne alghe verdi e organismi con un metabolismo simile nel tipo alla fermentazione, che classificheremmo oggi come anaerobi. Anche se non posso discutere in dettaglio questo aspetto del problema, sarebbe utile una breve rassegna dei metodi per la produzione di calcare come nutriente. Ho usato le informazioni qui, gentilmente fornite dal prof. K. Van-Nile (comunicazione personale, 1967).

La deposizione di calce può essere il risultato di processi sia inorganici che organici. Per esempio, i depositi di calcite nelle caverne di stalattiti sono formazioni abiogeniche e il travertino che si verifica nei paesi caldi nei siti in cui viene rilasciata l'acqua sotterranea è un esempio di moderni depositi di calcare biogenico.

I depositi di calcite delle caverne di stalattiti si trovano sotto forma di gocce di pioggia, che coprono il fondo delle caverne, e sotto forma di stalattiti e stalagmiti. Tutte queste formazioni sono sorte nella parziale allocazione di CO2 dal caso arricchito3 acque sotterranee che circolavano nelle rocce in cui si formava la grotta e che gocciolavano dal suo soffitto. Questo processo è il seguente:

Se tali acque emergono in superficie, in contrasto con le cavità scure si sviluppano alghe in abbondanza. Nel processo di fotosintesi, consumano CO2 fuori dall'acqua, e mentre caso precipitato3:

In questa equazione, come in altre equazioni che descrivono la fotosintesi, il simbolo (CH2O) significa sostanza organica sintetizzata da organismi. Il travertino, largamente usato come edificio e fronteggiante la pietra (ad esempio, in Italia), è diffuso nei paesi mediterranei, dove il calcare è la roccia madre del terreno. Il travertino non è raro intorno alle sorgenti calde; Un grande esempio è l'area vicino alle Mammoth Hot Springs a Yellowstone Park (USA). Il travertino è limitato alle aree in cui le acque sotterranee ricche di carbonato di calcio sfociano in superficie.

Naturalmente, insieme alla deposizione biogenica del calcare associata alla fotosintesi, durante l'evaporazione delle acque sorgive si verifica la formazione di calcare inorganico. Ma in luoghi illuminati dal sole, il suo ruolo è completamente insignificante rispetto all'attività delle alghe. Il calcare abiogenico si verifica principalmente dove non c'è luce solare, ad esempio nelle caverne.

Ma ciò che è interessante (io, come un amatore in biologia, ne fu molto sorpreso): il calcare biogenico può anche sorgere come risultato dell'attività di alcuni batteri che possono riprodursi in un ambiente privo di ossigeno. Appartengono a microorganismi chemio e foto-organotropici e batteri solforati verde e viola fotolitotropici (Capitolo VIII, Sezione 7). Questi (o altri organismi con un metabolismo simile) potrebbero svolgere un ruolo importante nella deposizione del calcare nelle condizioni dell'atmosfera priva di ossigeno primaria. In considerazione del fatto che, come già accennato, la vita iniziale potrebbe coesistere con la pre-vita per un lungo periodo, abbiamo bisogno di aggiungere più foto organiche a questi gruppi.

In generale, si può affermare che tali organismi causano la precipitazione del CaCO3, aumentando l'alcalinità dell'ambiente. Il risultato è uno spostamento dell'equilibrio verso CO3 2:

E se la concentrazione di CO 2 2- in un ambiente con ioni di calcio supera il prodotto di solubilità di CaCO3 (circa 1 × 10 -8 M), quindi precipita carbonato di calcio. Esempi di tali processi anaerobici nel mondo vivente moderno sono la fermentazione del metano, il recupero di solfati e nitrati da parte di microrganismi e la fotosintesi batterica. È ragionevole concludere che questi o simili processi metabolici sono stati una delle prime manifestazioni della vita sulla Terra. Forse, come risultato di questi processi, sorsero calcari biogenici del Precambriano primitivo e medio.

Durante la fermentazione del metano [4, 40, 52], i sali dei composti organici, specialmente i sali degli acidi grassi, sono ossidati; allo stesso tempo recupero di CO2 a CH4. È stato dimostrato [52] che la fermentazione di acetato di calcio, butirrato e caproato procede secondo le equazioni:

Poiché tra i prodotti di queste reazioni c'è CO2, Sembrerebbe che gli ioni di Ca possano rimanere in soluzione sotto forma di bicarbonato. Ma contemporaneamente il metano formato, insolubile in acqua, evapora nell'atmosfera, portando con sé anche CO2. Pertanto, i flaconi in cui avviene questa fermentazione vengono presto coperti dall'interno con uno strato di calce.

Quando il solfato viene ridotto al solfuro, alcune sostanze vengono ossidate simultaneamente [32]. In questo caso, l'aumento di alcalinità è dovuto al fatto che l'acido solforico è molto più forte di H2Allo stesso modo, quando si riduce il nitrato, l'acido nitrico forte viene convertito in prodotti non acidi - N2Oh n2, NH3; qui il substrato viene anche ossidato in parallelo [2, 8].

Ora facciamo conoscenza con l'attività dei moderni batteri fotosintetici. Sono rappresentati da tre gruppi: 1) batteri anaerobici di zolfo verde (Cuorobacteria), 2) batteri anaerobici viola o rossi, di zolfo (Thiorhodaceae) e 3) batteri aerobici rossi e marroni non grigi opzionali (Athiorhodaceae). Per tutti questi gruppi di batteri, due caratteristiche importanti sono caratteristiche. Innanzitutto, in assenza di O2 la loro crescita dipende dall'afflusso di energia radiante, con la parte più efficiente dello spettro con lunghezze d'onda da 730 a 1000 nm. In secondo luogo, non producono ossigeno.

I primi due gruppi sono fotolitotropi (Capitolo VIII, Sezione 7). Ossidano i composti di zolfo inorganici, ad esempio H2S, zolfo elementare o tiosolfati ai solfati; allo stesso tempo c'è assimilazione (cioè recupero)2 [24, 54]. Questo processo può essere schematicamente espresso dalle equazioni

Athiorhodacea - organismi fotografici; di solito usano sostanze organiche, principalmente acidi grassi, trasformandole nella sostanza delle loro cellule. Se il substrato di reazione è più ridotto di (CH2O), quindi allo stesso tempo c'è un'assimilazione CO.2 [55]. Pertanto, l'utilizzo di acidi acetico e butirrico può essere descritto dalle seguenti equazioni riassuntive:

Tutti questi processi portano ad un aumento del pH dovuto al fatto che le sostanze acide, compresa la CO2, trasformarsi in una sostanza a cellule neutre. E con l'aumento del pH in qualsiasi terreno contenente calcio, inizia la precipitazione del CaCO.3.

Riassumendo, possiamo distinguere tra gli organismi moderni, il cui metabolismo porta alla precipitazione della calce, due gruppi. Il primo sono le alghe verdi, gli eucarioti che vivono in ambienti aerobici, contenenti ossigeno. Il secondo gruppo è procarioti anaerobici capaci di fermentazione e fotosintesi. Sebbene nelle condizioni dell'atmosfera moderna le alghe siano i principali fornitori di calcare, è ragionevole supporre che, agli albori della storia geologica, la deposizione di calcare fosse principalmente il risultato dell'attività vitale di organismi simili alla vita moderna per fermentazione o fotosintesi anaerobica. Queste antiche forme di vita primitiva si svilupparono, naturalmente, in luoghi protetti dalla dura radiazione ultravioletta del sole; hanno liberamente contattato l'idrosfera e l'atmosfera, ma nonostante questo hanno vissuto in assenza di ossigeno.

Sulla base di considerazioni teoriche, Van Niel ha postulato che i primi organismi coinvolti nella deposizione di calcare non erano in grado di fotosintesi [56]. Poi sono stati sostituiti da microbi con un tipo di fotosintesi batterica, che erano lo stadio evolutivo logicamente necessario della transizione alla fotosintesi caratteristica delle piante verdi. Ma, naturalmente, nel formulare tali conclusioni, dobbiamo sempre ricordare i pericoli del trascinamento nella biochimica comparativa (vedi Capitolo IX, Sezione 5).

Il calcio aumenta il tasso di sopravvivenza del ceppo ospedaliero.

Con un alto livello di calcio nell'ambiente, i batteri cambiano la loro strategia di vita - la rivista Nature Microbiology.

Scienziati dell'Università di Basilea (Svizzera) hanno studiato il comportamento di Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas aeruginosa), che crea ceppi ospedalieri comuni che non rispondono al trattamento antibiotico. Pseudomonas aeruginosa causa spesso polmonite.

Il batterio Pseudomonas aeruginosa è caratterizzato da un cambiamento inaspettato nella strategia di vita in cui la malattia da una forma acuta diventa improvvisamente una forma cronica problematica. I batteri acquisiscono una membrana mucosa protettiva, resistenza agli antibiotici e all'azione protettiva dell'immunità umana.

Si è scoperto che l'enzima situato sulla parete cellulare misura la concentrazione di calcio all'esterno e trasmette informazioni alla cellula. Con un'alta concentrazione di calcio, vi è un cambio di strategia e la transizione della malattia da acuta a cronica. A questo proposito, è interessante notare che un importante segno di fibrosi cistica, in cui il corpo diventa particolarmente vulnerabile alle infezioni, è un aumento del livello di calcio.

Utili batteri probiotici e calcio, c'è una connessione?

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Utili batteri probiotici e calcio, c'è una connessione?

Una donna nel mondo moderno ha così tanti compiti e funzioni: una bellezza, uno specialista di successo, un campione di fitness, oltre a una figlia, una sorella, una madre e un'amica. E indipendentemente da compiti, funzioni, stato sociale e familiare, salute, conservazione dell'attività e bellezza esterna sono importanti per tutti: un aspetto sano e ben curato.

Mi chiamo Natalia, ho 25 anni, lavoro come traduttrice. Sono un sostenitore di uno stile di vita sano, cerco di seguire una dieta equilibrata, fare pilates e guardare il mio aspetto. Nel mio lavoro, la bellezza non è l'ultima cosa, perché ogni giorno devo comunicare con persone diverse. Pertanto, trascorro molto tempo per mantenere la pelle, i capelli, le unghie in buona salute e monitorare sempre lo stato dei miei denti.

Sai che l'assunzione di vitamine ha anche i suoi trucchi. Ad esempio, il calcio viene assorbito meglio se assunto insieme alla vitamina D. Ma se l'equilibrio della microflora intestinale è disturbato, tutti gli sforzi possono essere vani. Ho scoperto che la microflora intestinale è molto importante per l'intero organismo, il suo metabolismo, l'assorbimento di vitamine e minerali e l'immunità dipende dal suo lavoro.

Ciò che causa una mancanza di calcio nel corpo

Latte e latticini sono ottime fonti di calcio. Ma dalla mia infanzia non mi piacevano i latticini, mangio cereali solo sull'acqua, in generale preferisco i cibi vegetali - frutta fresca, verdura, noci e bacche.

Tuttavia, il mio medico ha avvertito: nonostante il fatto che siano estremamente utili, contengono una grande quantità di vitamine e minerali essenziali, con questa dieta, il corpo soffre di una grave carenza di calcio. Latte e prodotti lattiero-caseari sono i leader in termini di contenuto di questo microcell, e semplicemente non sono nella mia lista di prodotti acquistati e consumati.

Per questo motivo, nel corso di molti anni, ho acquisito vari complessi multivitaminici con calcio e complessi individuali che includono calcio. Di sicuro ho fatto in modo che il mio corpo avesse ricevuto abbastanza vitamina D3, nei mesi estivi ho provato a passare più tempo al sole, e nei mesi invernali ho preso la vitamina sotto forma di gocce. E ho pensato che fosse abbastanza. Ma durante l'esame, il dentista notò che lo smalto dei denti sembrava avere una carenza di calcio nel corpo.

La salute intestinale influisce sull'assorbimento del calcio

Ho iniziato a studiare questo problema e ho scoperto che ci sono molte ragioni per cui il calcio non viene assorbito, nonostante un'adeguata assunzione di cibo o complessi vitaminici. Dopo aver sofferto di infezioni intestinali, raffreddore, avvelenamento, un ciclo di antibiotici, può svilupparsi disbiosi, l'equilibrio della microflora intestinale può essere disturbato. Allo stesso tempo, l'assorbimento del calcio diminuisce. Certo, tutte queste ragioni, che ho letto, erano con me. Mi sono chiesto come aiutare il tuo corpo?

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Ho appreso che esistono integratori alimentari speciali che contengono fermenti lattici e bifidobatteri - complessi probiotici e aiutano a ripristinare l'equilibrio della microflora intestinale. Tuttavia, ci sono molti prodotti simili, ed è stato difficile per me fare una scelta. Di conseguenza, ho optato per Bifiform® Balance.

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Certificato di registrazione dello stato

№ RU.77.99.11.003.E.003180.07.17 del 21/07/2017

  1. Belmer S.V., Malkoch A.V. Microflora intestinale e l'importanza dei prebiotici per il suo funzionamento // Il medico curante. - 2006. - № 4. - p. 60-65.

Batteri cariogeni

Più di 700 specie di vari batteri abitano la cavità orale. Ma solo alcuni di essi sono la causa della carie, questi sono i cosiddetti microrganismi cariogeni: Streptococco, Lactobacillus, Actinomyces e altri.

I batteri si accumulano sulla superficie dei denti sotto forma di un film denso. Trasformano facilmente i nutrienti in acido organico. Sono gli acidi che distruggono il nostro smalto, lavano il calcio e il fluoro. A causa della perdita di "materiali da costruzione" si forma un foro cariato.

Come fanno i batteri cariogeni

I batteri cariogeni si nutrono di carboidrati, ovvero microparticelle di carboidrati, che rimangono nel cavo orale dopo ogni pasto. Di conseguenza, inizia il processo di fermentazione.

Nel processo di fermentazione, i prodotti metabolici vengono rilasciati sotto forma di acidi organici: lattico, formico, butirrico, ecc.

I principali agenti causali della carie

streptococchi

Questi includono Streptococcus mutans, Streptococcus sanguis, Streptococcus mitis, ecc. Questi sono batteri che formano acido, caratterizzati dalla fermentazione anaerobica. Il principale agente causale della carie è Str. Mutans. Il suo contenuto nella placca è circa il 90% del numero totale di microrganismi.

Comprovata relazione diretta tra Streptococcus mutans e distruzione dello smalto. Maggiore è il numero di questi batteri, più intenso si sviluppa il processo carioso. Inoltre, gli scienziati hanno scoperto che Str. i mutans non appartengono alla normale (naturale) microflora della cavità orale, il patogeno viene trasmesso da persona a persona attraverso la saliva.

l'olio di cocco, trattato in modo speciale, inibisce la crescita della maggior parte dei ceppi di batteri Streptococco. Causano la carie.

lattobacilli

Nel processo di attività vitale, i batteri producono acido lattico, ma loro stessi sono resistenti ad esso. Il numero di lattobacilli nella placca dentale è piccolo. Tuttavia, la concentrazione di questi microbi aumenta significativamente con la formazione di una cavità cariata.

attinomiceti

Il più delle volte, Actinomyces israelii e Actinomyces naeslundi vivono in bocca, occupando una posizione intermedia tra funghi inferiori e batteri. Sono considerati meno pericolosi, poiché aumentano leggermente l'acidità sulla superficie del dente. Tuttavia, una specie come Aktinomyces viscosus può innescare lo sviluppo della carie dentale.

Come neutralizzare i batteri che causano la carie

I principali modi per combattere la microflora della carie:

Rimozione meccanica delle placche dentali.

Questa è una pulizia quotidiana dei denti a casa, così come la rimozione del metodo a ultrasuoni tartaro nell'ambulatorio del dentista.

Risciacquare la bocca con soluzioni antisettiche.

La soluzione di clorexidina allo 0,2% ha proprietà battericide. Quando viene esposto, il numero di batteri nocivi nella placca diminuisce dell'80% e nella saliva del 55%.

Applicare il dentifricio al fluoro.

Il fluoro e i suoi sali (ZnF2, CuF2) inibiscono l'azione degli enzimi, cioè rallentano il processo di fermentazione e la formazione dell'acido in bocca.

L'uso di preparati contenenti xilitolo: paste, gomme da masticare.

Lo xilitolo (xilitolo) è un alcol dolce di origine naturale. Inibisce la crescita dei batteri cariogeni, migliorando la microflora della cavità orale.

Sostituzione del saccarosio con altri carboidrati.

È per saccarosio, o, più semplicemente, la caratteristica dello zucchero del processo di fermentazione attiva. Pertanto, è necessario limitare il consumo di dolci o sostituirli, ad esempio, con i frutti.

Prevenzione della carie con l'aiuto di batteri

Si scopre che i batteri possono essere non solo nemici, ma anche alleati nella lotta contro la carie. Questa conclusione inaspettata è stata raggiunta dai ricercatori in Giappone.

Sulla superficie della lingua e della mucosa del cavo orale vivono microrganismi Streptococcus salivarius. La loro missione principale è quella di scoraggiare i loro "parenti cattivi" - Str. mutans.

Chissà, forse già nel prossimo futuro, la proteina FruA verrà aggiunta ai dentifrici per un'efficace prevenzione della carie.

I batteri cariogeni sono i principali parassiti dei nostri denti. Ma non gli unici. Assicurati di familiarizzare con altri fattori di rischio per la carie.

UNIMAT RIKEN ZOO Batteri lattici + calcio + vitamina D, 150 pezzi

descrizione

UNIMAT RIKEN ZOO Batteri lattici + calcio + vitamina D, 150 pezzi

Descrizione del prodotto: UNIMAT RIKEN ZOO Batteri lattici + calcio + vitamina D, 150 pezzi

Vitamine con gusto di yogurt alla frutta.

I batteri dell'acido lattico sintetizzano sostanze antibatteriche che impediscono lo sviluppo di microrganismi purulenti. E questa non è la loro unica funzione nel mantenere una microflora sana. Con la loro partecipazione, avviene la sintesi di aminoacidi, l'assorbimento di calcio e vitamina D. Regolano anche il livello di acidità. Con la loro mancanza si osserva disbatteriosi. Con disbatteriosi prolungata, lo sviluppo di tali malattie è possibile: diarrea, stitichezza, gastrite, ulcere, allergie.

Il calcio occupa uno dei primi posti nel corpo umano in termini di contenuto quantitativo e svolge un ruolo primario. È contenuto nei denti e nelle ossa, occupa un posto importante nel processo del metabolismo, svolge un ruolo importante nella trasmissione degli impulsi nelle cellule nervose. La mancanza di calcio può influenzare il normale funzionamento del cervello e causare uno scarso funzionamento del muscolo cardiaco, o addirittura fermarlo.

Le funzioni della vitamina D nel corpo:

Sistema osseo: la funzione principale della vitamina D è l'assorbimento di magnesio e calcio, necessari per la formazione e lo sviluppo di denti e ossa. Stimola anche l'assorbimento del calcio nei reni e nell'intestino. Regola il contenuto di fosforo e calcio nel sangue, la vitamina D è il principale legame ormonale di regolazione dello scambio di fosforo e calcio. Inoltre, aumenta il flusso di calcio alle ossa e ai denti, contribuendo a rafforzarli.

Crescita delle cellule: la vitamina D è coinvolta nella crescita e nello sviluppo delle cellule. Secondo gli studi, l'ormone calcitriolo protegge il corpo dalle malattie maligne, rallentando la crescita delle cellule tumorali nel petto, nel colon, nella pelle. È efficace nel trattamento e nella prevenzione della leucemia, del cancro al seno, dell'ovaio, della prostata, del cervello. La vitamina D 3 è utilizzata per uso esterno nel trattamento della psoriasi, poiché riduce il ridimensionamento della pelle, che è caratteristica della psoriasi.

Il sistema immunitario: la quantità di vitamina D nel corpo colpisce l'area del midollo osseo, che è responsabile per la sintesi delle cellule immunitarie - monociti, cioè aumenta l'immunità.

Ormoni: la vitamina D coordina la produzione di insulina da parte del pancreas, cioè colpisce il livello di glucosio nel sangue.

Sistema nervoso: aiuta a mantenere un livello ottimale di calcio nel sangue, che assicura la piena trasmissione degli impulsi nervosi e il processo di contrazione muscolare, cioè il normale funzionamento dei nervi e dei muscoli. Secondo alcuni rapporti, migliorando il processo di assimilazione del magnesio e del calcio, la vitamina D aiuta a ripristinare le membrane protettive che circondano il nervo, per questo motivo è incluso nel complesso trattamento della sclerosi multipla.

Ingredienti: proteine ​​0,02 g, grassi 0,03 g, carboidrati 1,22 g, sodio 2,52 mg, batteri dell'acido lattico 2 miliardi, calcio 230 mg vitamina D 5 mg

Calorie: la dose giornaliera raccomandata è di due pezzi (2 g) in: energia 5,26 kcal

Applicazione: 2 pezzi al giorno, attentamente masticando.

Non una droga. Prima dell'uso, consultare il medico.

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Il calcio è direttamente coinvolto nella contrattilità dei muscoli e nell'eccitabilità del tessuto nervoso. Il calcio influenza la coagulazione del sangue - è uno degli elementi che sono coinvolti nella formazione di coaguli di sangue, intasando il posto delle lacrime di tessuto. È uno degli elementi che compongono il nucleo e la membrana cellulare e influenza anche la permeabilità delle membrane. Il calcio è un componente dei tessuti e dei liquidi cellulari. Il calcio è in grado di combattere il colesterolo bloccando l'assorbimento dei grassi saturi nel tratto digestivo. Svolge un ruolo chiave nell'attività dell'ipofisi, delle ghiandole surrenali, delle ghiandole sessuali, del pancreas e della tiroide, la sua mancanza o eccesso porta a disfunzioni di questi sistemi. La vitamina D aiuta il calcio a penetrare nelle cellule dei tessuti.

I batteri dell'acido lattico hanno un effetto benefico sull'equilibrio della microflora intestinale e, agendo anche sull'apparato linfoide dell'intestino, stimolano il sistema immunitario del corpo. Inoltre, i microorganismi dell'acido lattico inibiscono la riproduzione dei batteri putrefattivi dannosi e li spingono fuori dal tratto gastrointestinale, prevenendo la diarrea e altri disturbi.

Composizione e modalità di applicazione

Ingredienti: glucosio, zucchero, zucchero di malto, polvere di mela, calcio osseo, acidulante, emulsionanti, polisaccaridi, aminoacidi.

Valore nutrizionale: 2 compresse - 5 kcal, proteine ​​- 0 g, lipidi - 0,02 g, carboidrati - 1,3 g, sodio - 8 mg, calcio - 230 mg, vitamina D - 5,0 μg, batteri lattici - 2 miliardi.

Dosaggio e somministrazione: il giorno 2 compresse, indipendentemente dal pasto, masticare e bere con acqua.

Non una droga.

Prima dell'uso, consultare un medico.

La causa della mancanza di calcio può servire come disbiosi

Il calcio è un elemento importante che influenza il funzionamento dell'intero organismo. Principalmente è contenuto nel tessuto osseo. Non sorprende che la formazione di tessuti dentali duri e lo sviluppo della carie dipendono in larga misura dall'intensità dell'assorbimento del calcio. Nel corso del trattamento della carie possono essere prescritti supplementi di calcio, ma la loro efficacia clinica può essere bassa.

Caratteristiche del tratto gastrointestinale

Il calcio è noto per essere assorbito e trasportato dal tratto gastrointestinale. Questo processo dipende da molti fattori: la natura della nutrizione umana, lo stato funzionale del tratto gastrointestinale, lo stato del sistema endocrino, lo stato immunitario. Se il calcio viene scarsamente assorbito dall'organismo, questo porta alla comparsa di 150 diverse malattie.

I dentisti notano la relazione tra l'insorgenza di carie e la disbiosi.

Fattori che migliorano l'assorbimento del calcio:

  • normale acidità del succo gastrico;
  • acido citrico;
  • lattosio;
  • proteine;
  • vitamine.

Fattori che compromettono l'assorbimento del calcio:

  • caffeina;
  • zucchero raffinato;
  • dolci;
  • nicotina e alcol;
  • disbiosi.

I medici osservano che circa il 40% del calcio viene assorbito da un adulto durante il pasto e il 70% viene assorbito dai bambini. Se una persona ha problemi con il tratto gastrointestinale, allora il calcio, come una serie di altre vitamine benefiche, non sarà assorbito. Il processo di assorbimento è inestricabilmente legato al lavoro della microflora intestinale. Per migliorare la produzione di acido lattico e acetico, è necessario ricostituire il corpo con i bifidobatteri.

Se la microflora intestinale funziona normalmente, allora produce tali enzimi come l'amilasi e la lipasi. Non solo assorbono, ma usano come carboidrati e grassi prescritti.

Cosa non dovrebbe essere dimenticato

La composizione della flora intestinale è in continua evoluzione. Tipicamente, violazioni nella composizione sono osservate in estate e in autunno. L'inverno è un momento migliore.

Dopo aver mangiato, il numero di microrganismi nel corpo aumenta, ma dopo alcune ore, questo numero diminuisce.

Se la dieta di una persona include una grande quantità di frutta e verdura, che contengono fibre, l'intestino sarà più utile per i batteri. Per questo motivo, dovresti periodicamente attenersi a una dieta vegetariana. Questa dieta dovrebbe essere considerata non solo come una prevenzione della disbiosi, ma anche come un corso di salute.

Nelle persone che mangiano principalmente prodotti a base di carne, i microrganismi patogeni predominano nell'intestino.

Si consiglia di consumare quotidianamente prodotti a base di acido lattico in grado di reintegrare il corpo con batteri buoni.

Va ricordato che le bevande alcoliche hanno un effetto negativo sulla microflora. L'alcol, che entra nel corpo umano, uccide immediatamente i batteri benefici.

Se si ricordano questi suggerimenti, la disbatteriosi negli adulti non si farà sentire. In questo caso, è necessario sintonizzarsi su un lungo ciclo di trattamento, che comporterà un cambiamento nello stile di vita e nella dieta.

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Cocci (dal greco Kókkos - "grano") - batteri sferici. Il diametro è di 1 - 2 micron, sono immobili, non formano una disputa,.

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Pneumococco (Streptococcus pneumoniae) (sinonimo: Weikselbaum diplococcus, Frenkel diplococcus, Diplococcus pneumoniae, Micr.

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Cl. spora

Questa classe include specie parassitarie dei più semplici. Nel processo del loro sviluppo, hanno uno stadio della cosiddetta controversia, che

Cl. sarkodovyh

Questa classe include gli abitanti dei mari, dei bacini idrici e del suolo. Sono protozoi primitivi, che sono chiamati amebe.

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Perché abbiamo bisogno di calcio?

Cosa sai del calcio? Grazie a un insegnante di chimica in buona fede, Ca è il ventesimo elemento della tavola periodica, il metallo. E grazie agli inserzionisti coscienziosi che il calcio è utile per i bambini, per i denti e inimmaginabilmente utile per i denti dei bambini. Tutto questo è vero, ma è possibile pagare per la salute con consapevolezza di un importo così modesto. È importante essere avvisati di armare il Borjomi prima che sia troppo tardi.

Osteoporosi - un'epidemia invisibile

Sei stato torturato da frequenti fratture ossee sotto l'influenza delle lesioni più lievi o anche del tuo stesso peso corporeo? Sei il proprietario della diagnosi di una frattura dell'anca? Ha iniziato a chinarsi? La tua schiena è ferita tutto il tempo? I tuoi soldi sono fluiti senza intoppi da un dentista che ti tratta regolarmente carie? Questi sono tutti sintomi dell'osteoporosi o del diradamento osseo.

Questa malattia ossea, che si è diffusa in tutti i paesi e continenti, è stata persino definita "epidemia invisibile": per lungo tempo può essere trascurata, ma una volta affrontata da un fatto triste.

La causa principale dell'osteoporosi è la mancanza di calcio nel corpo. Il 99% del calcio che arriva nel nostro corpo è coinvolto nella costruzione del tessuto osseo e l'1% nel sangue, che viene costantemente aggiornato. Se non prendiamo la sostanza dal cibo o non viene assorbita, inizia a "lavare" le ossa. La conseguenza è che le ossa diventano sciolte e fragili, e questo è "ciao, sono la tua malattia".

Il gruppo a rischio è costituito, prima di tutto, da persone di età matura e anziana, in particolare donne dopo l'inizio della menopausa (una diminuzione con l'età degli ormoni estrogeni porta al fatto che il calcio viene assorbito peggio dal corpo).

Come essere? Spesso puoi sentire storie strane su come le donne incinte mangiano il gesso. Devo dire che questo non è il modo migliore per aiutare il corpo in un disperato bisogno di calcio. Il fatto è che il calcio è una sostanza ribelle e il meccanismo della sua assimilazione da parte del nostro corpo è molto difficile.

Il calcio non passa attraverso il corpo come un "turista disattento", ma si dissolve, si coalizza, assorbe e beneficia, ha bisogno di una "suite" di vitamina D3, magnesio, fosforo e altri oligoelementi, lattosio, fibra alimentare, acidi grassi polinsaturi. Quindi un pezzo di gesso non è sufficiente qui - è necessario almeno un "cocktail" equilibrato. E, considerando che l'osteoporosi e l'osteocondrosi sono una "coppia dolce" con "popolarità" globale, è generalmente meglio mantenere la salute del sistema muscolo-scheletrico secondo il programma, che include non solo

  • farmaci contenenti calcio ben composti, ma anche
  • un complesso ricco di silicio (per rafforzare il tessuto connettivo di articolazioni, tendini e dischi intervertebrali), nonché
  • digestione che ottimizza il complesso - e il calcio sarà assorbito meglio e i problemi con la sedia no.

Stiamo incontrando ogni primavera con pillole e maledizioni? Ci stiamo ancora chiedendo perché molti farmaci antiallergici sintetici hanno un effetto collaterale allergico. Rispondi a una semplice domanda:

Lo sapevi che la minima mancanza di calcio nel corpo aumenta le reazioni allergiche?

È stato scientificamente dimostrato che l'assunzione di calcio facilita la vita in caso di allergie.

Quanto bere? L'Organizzazione Mondiale della Sanità raccomanda il seguente apporto giornaliero di calcio:

  • Bambini sotto i 3 anni - 600 mg.
  • Bambini da 4 a 10 anni - 800 mg.
  • Bambini da 10 a 13 anni - 1000 mg.
  • Adolescenti dai 13 ai 16 anni - 1200 mg.
  • Giovani 16 e più anziani - 1000 mg.
  • Adulti da 25 a 50 anni - da 800 a 1200 mg.
  • Donne in gravidanza e in allattamento - da 1500 a 2000 mg.

Vita e materia minerale

Per millenni, le menti avanzate dell'umanità sono state alle prese con domande su ciò che è la materia, qual è la sua struttura. L'emergere di una nozione atomistica della struttura della materia, un ardente sostenitore del quale fu M. V. Lomonosov, divenne una tappa importante nello sviluppo della conoscenza. Così, MV ​​Lomonosov vide la manifestazione della struttura atomica di una sostanza nella loro proprietà di riscaldamento. Credeva che il calore non fosse altro che il movimento delle particelle più piccole di un corpo, e il grado di riscaldamento dipende dalla velocità di movimento delle particelle. La scoperta e lo studio di elementi chimici hanno dimostrato che le sostanze sono semplici e complesse e che esistono possibilità di decomporre determinate sostanze, ottenendo altre più semplici. Gradualmente, sono state scoperte le leggi chimiche, in particolare, la legge della costanza della composizione di un composto chimico, la struttura molecolare delle sostanze è stata scoperta. È stato dimostrato che le proprietà degli elementi dipendono periodicamente dalle cariche nucleari dei loro atomi, dalle dimensioni dei pesi atomici degli elementi.

Lo sviluppo delle idee di DI Mendeleev, la scoperta di un numero di nuovi elementi con proprietà previste, la scoperta della struttura elettronica degli atomi di E. Rutherford e N. Bohr hanno portato alla creazione di una singola natura di tutti gli elementi chimici. Quindi sono state calcolate le dimensioni degli elettroni, è stata determinata la composizione dei nuclei e la nuova fisica ha imparato a convertire un elemento in un altro.

Lo sviluppo del pensiero materialista e la creazione di Marx e F. Engels del materialismo dialettico hanno portato all'idea di sviluppo, all'idea di un continuo aggiornamento di tutto ciò che esiste. Il materialismo dialettico considera la capacità di sviluppare una proprietà intrinseca della materia. La visione materialistica del mondo ci conduce all'idea dell'eterno e immutabile principio fondamentale di tutte le cose, all'idea dell'esistenza di oggetti e fenomeni oggettivamente, cioè indipendentemente dalla nostra coscienza. V.I. Lenin ha scritto che la materia è una realtà oggettiva data a noi nella sensazione. La ragione principale per cui la materia agisce sui sentimenti è che è in movimento.

La scoperta del radio e della radioattività ha arricchito la fisica e la chimica in modo insolito, avvicinando l'umanità alla comprensione della sostanza della Terra. La fisica nucleare si sta ancora sviluppando su questa base e non ha detto la sua ultima parola, tuttavia, ha portato allo studio degli isotopi in natura e ha permesso, in collaborazione con la chimica, la biochimica e la geochimica, di comprendere la natura delle connessioni tra elementi della natura morta e vivente, nonché all'interno queste due categorie di sostanze.

Alla luce dei nuovi punti di vista sulla sostanza vivente della natura, il punto principale è il concetto del lato energia dei fenomeni della vita.

V. I. Vernadsky riteneva che l'intera biosfera, in tutte le sue forme, fosse in continuo movimento. La temperatura della troposfera libera (zona inferiore della vita dell'atmosfera terrestre) diminuisce verso l'alto, la temperatura dell'idrosfera diminuisce fino al fondo e la temperatura della litosfera (strato superiore della crosta) aumenta gradualmente con la profondità. Nella troposfera, l'azoto e l'ossigeno sono in una certa proporzione. Sottoterra, l'ossigeno scompare rapidamente e c'è una "superficie dell'ossigeno" al di sotto della quale si trova l'atmosfera sotterranea azotata.

La sostanza della biosfera V. I. Vernadsky si divideva principalmente in due categorie principali: sostanza "vivente" (la totalità di tutti gli organismi viventi), ricca di energia efficace e "inerte", efficace energia radioattiva e chimica di cui nella sua massa schiacciante, nel corso del tempo storico insignificante La materia vivente copre e riorganizza tutti i processi chimici nella biosfera. V. Vernadsky quindi credeva che "la materia vivente è la forza geologica più potente della biosfera, cresce con il passare del tempo (la mia scarica è A.V.). Non è casuale e indipendente da essa, vive in essa, è una manifestazione di organizzazione chimica della biosfera. "

Passiamo alla considerazione di quegli elementi chimici che sono comuni sia per la materia vivente sia per la materia inerte. Questi elementi comuni, poiché sono i componenti principali delle sostanze - portatori di vita, sono chiamati biofili. Non ce ne sono così tanti, sebbene in generale molte decine di altri elementi siano inclusi nella composizione dei corpi viventi, ma di solito in quantità minuscole.

Gli elementi biofili sono carbonio, azoto, idrogeno, ossigeno e zolfo. Come si è scoperto, le proprietà "biofiliche" di questi elementi devono essere comprese e considerate con riserve. La linea di fondo è che quasi tutti gli elementi chimici conosciuti si sono rivelati essere miscele di isotopi, quasi nessuno diverso tra loro nelle loro proprietà chimiche e fisiche. Tuttavia, non tutti gli isotopi degli elementi menzionati sopra sono ugualmente rilevanti per i processi della vita.

Il desiderio di comprendere la composizione materiale della Terra, soprattutto quella parte di essa, che è chiamata biosfera, ha portato ricercatori - chimici e mineralogisti, così come i geologi - a studiare la distribuzione di elementi chimici in natura, nella crosta terrestre, alla ricerca di modelli basati su una mappa geologica.

La mappa geologica ha lo scopo di mostrare la distribuzione di alcune rocce dai loro affioramenti e lavorazioni artificiali e pozzi, con indicazioni sulla loro età geologica e composizione del materiale, e sulle varie relazioni di queste rocce.

Per le rocce della crosta terrestre era molto importante tenere conto della distribuzione di elementi chimici in essa contenuti. Come risultato delle opere di V.I. Vernadsky, F.W. Clark, A.E. Fersman, i loro studenti e seguaci, una tabella di abbondanza quantitativa di elementi chimici, o, come dicono i geochimici, "clarks" di elementi, sono sorti ed è in continua espansione. Da qui l'idea della composizione media della crosta terrestre, sullo sfondo del quale le concentrazioni locali più alte o più basse erano di interesse pratico o scientifico. Alte concentrazioni di valore pratico sono i depositi di minerali. Pertanto, la geochimica assiste la geologia pratica, sui materiali di cui si è sviluppata e sviluppa, integrandola con studi speciali.

È estremamente importante che allo stesso tempo sia nata l'idea dell'evoluzione della materia della crosta terrestre. V. I. Vernadsky ha apprezzato molto il lavoro in questa direzione, tenendo presente la possibilità di studiare a fondo la materia terrestre e credere che la sua composizione chimica atomica non sia un fenomeno accidentale, che sia associata alle diverse proprietà degli atomi in un campo fisico, principalmente nell'energia - termodinamica.

Le relazioni quantitative degli atomi della Terra si riflettevano nella cosiddetta tabella di Phillips-Clark-Focht. Ha mostrato che la composizione atomica della Terra è identica alle composizioni degli strati superficiali delle stelle e del Sole.

Organismi viventi V. I. Vernadsky non considera principalmente il carbonio. Credeva che dal punto di vista geochimico, la materia vivente è una sostanza ossigeno ricca di carbonio, e solo occasionalmente è carboniosa e contiene più del 10% di carbonio in peso. Il valore del carbonio nella materia vivente, negli organismi, non è spiegato dalla sua quantità, ma è una funzione delle sue proprietà chimiche.

Una caratteristica notevole delle opinioni di V. I. Vernadsky è l'unità del suo approccio alle idee sulla composizione elementare della natura vivente e inerte. Si è scoperto che gli elementi che compongono i corpi degli organismi sono peculiari alla natura in generale, non solo al vivere, ma anche alla sua sostanza inerte, in particolare al minerale. Quindi era naturale riconoscere categoricamente la costanza dell'aspetto chimico della crosta terrestre durante il tempo geologico, il riconoscimento che "le quantità medie e la composizione della materia vivente rimasero approssimativamente uguali in questa incomprensibile durata di tempo". Pertanto, ha riconosciuto che la quantità di materia vivente sembra essere una costante planetaria (costante) dall'era Archeana, cioè per l'intero corso del tempo geologico.

Va notato che prima alcuni pensatori, in particolare nel XVII secolo. J. Buffon, ha parlato a favore dell'idea della relativa immutabilità della quantità di materia vivente. Nel frattempo, e al momento non ci sono dati precisi sulle variazioni della quantità di materia vivente nel tempo e quindi la soluzione a questo problema non è ancora possibile.

Considerando la composizione elementare della materia vivente, V. I. Vernadsky divise gli elementi in decenni a seconda della loro distribuzione:

Nei corpi di tutti gli organismi viventi troviamo ossigeno, idrogeno, zolfo, azoto e soprattutto carbonio. Questi elementi e un numero di altri, presenti in quantità minori, ferro, manganese, rame, formano composti chimici semplici e complessi, i più importanti dei quali sono proteinacei. Dei composti semplici, l'acqua, il diossido di carbonio, il metano, il monossido di carbonio, il protossido di azoto e altri, che sono tipici non solo per gli organismi viventi, ma anche per la cosiddetta "natura morta", dovrebbero essere notati.

Sono menzionati gli elementi e i loro composti semplici e complessi che costituiscono i corpi degli organismi, ma tutti sono anche caratteristici del loro ambiente. Elementi e composti vengono rimossi dagli organismi dall'ambiente con la formazione delle sostanze di cui hanno bisogno per costruire cellule e tessuti appropriati, e quindi nel processo di scambio con l'ambiente e dopo la morte dell'organismo, ritornano alla composizione dell'ambiente.

Pertanto, la vita organica si basa su elementi chimici e composti che sono comuni ad essa e alla "natura morta" circostante. È qui che sorge una delle leggi più importanti della biologia - "l'unità dell'ambiente e della vita", principalmente nel senso materiale.

La caratteristica principale di ogni essere vivente è la capacità di assimilare gli elementi e le sostanze rilevanti della natura - la capacità di assimilare. F. Engels considerava l'assimilazione una funzione essenziale della vita.

La sostanza elementale che determina la vita è una proteina o un complesso di composti proteici. Secondo F. Engels, la proteina è una sostanza completamente senza struttura, rivela tutte le proprietà fondamentali della vita, svolte mediante assimilazione: digestione, escrezione, contrazione (irritabilità, reazione all'irritazione), riproduzione. Il grande pensatore riteneva che i millenni dovessero passare finché non fossero state create le condizioni necessarie per il passo successivo, quando una cellula emerse da questa proteina informe a causa della formazione del nucleo e del guscio. Egli credeva che dapprima apparisse un numero infinito di protomi scheletrici privi di cellule e cellulari (protozoi), di cui parla la scienza della paleontologia e che furono gradualmente trasformati nelle prime piante, nei primi animali. Al momento attuale, in primo luogo in questa lista mettiamo microrganismi - batteri e forme di vita correlate.

L'essenza della relazione tra il corpo e l'ambiente è energia. Tutti gli organismi sono caratterizzati da un'estrazione costante dall'ambiente di energia, che viene quindi utilizzata dal corpo nelle sue diverse funzioni, principalmente per costruire il suo corpo, per muoversi. La nutrizione in senso generale è il percorso che permette al corpo di rifornire costantemente e continuamente l'approvvigionamento energetico, e non appena il flusso di energia si ferma per qualche motivo, il corpo muore. Nei più antichi bacini d'acqua o nell'umidità dei terreni più antichi sulla terra, dove si sviluppavano e si sviluppavano le forme di vita più antiche, poteva svilupparsi assimilando principalmente sostanze inorganiche che erano capaci di ossidarsi con ossigeno libero o non libero. Potrebbe essere l'anidride carbonica, il metano, i sali disciolti nell'acqua, che una volta nell'organismo sono stati in grado di ossidarsi e l'energia libera è stata rilasciata (termica e chimica) ei prodotti di ossidazione sono andati alla costruzione del corpo e del suo guscio o sono scoppiati nella composizione. ambiente, dove spesso andavano al sedimento sul fondo. L'accumulo di sostanze organiche, lo sviluppo della vita organica ha portato ad un altro modo per estrarre energia libera - l'ossidazione delle sostanze organiche, relativamente più efficiente dal punto di vista energetico rispetto all'ossidazione dei composti inorganici.

Come è noto, l'accademico A.I. Oparin ha creato un'ipotesi dell'origine della vita sulla Terra proprio sulla base delle idee sulla compattazione iniziale dei composti organici sulla Terra, che si sono affermati chimicamente prima della formazione delle proteine. Proteine ​​coagulate in goccioline - coacervates, che, anche assimilando i composti proteici del mezzo, divennero le prime cellule viventi. Non è escluso che la vita, in modo massiccio e casuale, con successo e senza successo, sorga e si estingua, sia in entrambe le direzioni, sia in modo intermedio, cioè con l'uso simultaneo di cibo sia inorganico che organico (mixotrophs).

La pianta, che riceve energia dal sole esterno, la utilizza per decomporre l'acqua, per assimilare l'anidride carbonica dall'atmosfera, per costruire le sostanze necessarie dai composti di carbonio creati sinteticamente nel processo di crescita e riproduzione. La cellula ferro-batterio, assimilando ferro o composti di manganese disciolti in esso dal mezzo, li ossida in composti di ossido rilasciati in forma solida o nel mezzo o sulla superficie cellulare sotto forma di guaina. L'acqua ferrosa arrugginita è il risultato della dissoluzione e dell'ossidazione del ferro da parte dei batteri "ruggine" (nella tecnica si chiama corrosione del metallo). Tali organismi che usano composti inorganici per la loro esistenza sono chiamati autotrofi. Gli organismi che si nutrono di composti organici, come i batteri putrefattivi e gli animali sono anche chiamati eterotrofi.

V.I. Vernadsky ha anche individuato un tipo intermedio di creature - i mixotropi - organismi capaci di nutrirsi di composti inorganici e organici. Si può presumere che il mollusco di mare sia un'ostrica capace di accumulare un guscio di carbonato di calcio (involucro) che pesa fino a 3 kg con un peso corporeo di circa 40-50 g per diversi anni, appartiene ai mixotropi. In tutti gli organismi, la conchiglia gioca un ruolo importante. Le sostanze dall'ambiente penetrano attraverso il guscio nel corpo se sono assenti al suo interno. Dal corpo derivano attraverso il guscio della sostanza, il cui contenuto nell'ambiente è inferiore.

Il nodulo di proteine ​​primarie potrebbe diventare un organismo vivente solo in combinazione con l'energia proveniente dall'esterno o che si forma all'interno di esso. Il primo si svolge in autotrophi verdi - tutte le piante della Terra, il secondo - in altri organismi. L'esistenza di grumi primari solo da composti proteici che sono diventati organismi nell'oceano più antico del mondo o nei terreni più antichi sulla terra è improbabile. Indubbiamente, c'era, come ora, uno stadio transizionale - simile ad un virus, "ultramicrobico" con proprietà molto variabili, simili agli organismi, ora con materia morta. Dopotutto, i virus che cristallizzano sono noti, capaci di resistere a temperature estremamente basse e alte, ecc. Per le proteine, tuttavia, 60 ° C è il limite al quale coagula e non è più in grado di svolgere alcuna attività. La sostanza dei "virus" primari - i probionti, gli embrioni della vita primaria nel passato geologico, potrebbero essere vari composti organometallici, che in natura esistono in innumerevoli diversità. Come è noto, sono formati con la partecipazione di un numero di metalli dal gruppo "biofilo". Inoltre, il ruolo degli atomi di metallo nei composti organometallici complessi è quello di fungere da ponti, legami tra particelle di composti organici, in conseguenza del quale le molecole di composti organometallici possono essere molto complesse e avere varie proprietà.

È noto che i batteri, in particolare il "ferro", sono capaci di attività vitale in un certo intervallo di temperatura, nel quale prosperano davvero, moltiplicandosi rapidamente. Di conseguenza, la temperatura del mezzo a un certo punto "accende" il processo vitale. Le sostanze dall'esterno che entrano nella cellula scatenano le forze interne, come se servissero da miccia per loro, come stimolante. Quindi, un batterio può passare da uno stato inattivo a uno stato attivo. Quindi, potrebbero sorgere diversi organismi primari. Creato con successo - esistito, senza successo - scomparso negli ambienti del lontano passato della Terra, contribuendo all'accumulo di materia organica e minerale nei bacini idrici e nei sedimenti. Il metabolismo ben consolidato significava vita, disturbato - morte.

La selezione naturale di organismi adattati all'ambiente e alle condizioni di vita in esso, ha già modellato il grumo primario della materia vivente, causando un'ulteriore evoluzione della vita. Prendiamo un esempio dalla storia della tecnologia. I creatori del motore a benzina non sono riusciti, immediatamente, a regolare la sua modalità di funzionamento al fine di trasformare l'energia chimica interna della miscela combustibile (benzina + aria) in calore, in grado di produrre lavoro. Ma quando il motore, aspirando regolarmente "cibo", guadagnava ritmicamente, sembrava "prendere vita". Allo stesso modo, la vita sorse.

Le sostanze viventi e minerali (inerti) si trovano in condizioni naturali nell'interrelazione e nell'interazione nei processi vitali di organismi autotrofi, semi-autotrofi, mixotropici ed eterotrofi. V. Vernadsky, che fu il primo ricercatore che prestò seria attenzione al significato geologico dei fenomeni della vita, suggerì il concetto di materia vivente, della biosfera - l'area di sviluppo di questa sostanza con i corrispondenti processi energetici che accompagnavano la sua trasformazione. Propose di considerare il guscio superficiale della Terra non solo come l'area di distribuzione della materia della biosfera, ma anche come area di energia, e prese in considerazione l'influenza dei processi geologici e geochimici e delle radiazioni solari e cosmiche sullo sviluppo della materia vivente. V. I. Vernadsky ha parlato del ruolo dell'energia solare radiante per l'esistenza della vita e per i fenomeni geologici - il movimento di masse d'aria, masse di acqua di mare (correnti), onde del mare, onde costiere; ha rilevato la capacità di regolazione del calore delle masse d'acqua dei mari e degli oceani, che svolge un ruolo enorme nei fenomeni meteorologici e climatici e nei processi associati di vita e agenti atmosferici; nella materia vivente, un insieme di organismi viventi della Terra, ha visto il convertitore dell'energia radiante del sole in energia chimica della biosfera, dove un numero infinito di nuovi composti chimici vengono creati nelle reazioni fotosintetiche.

A. I. Oparin nel suo straordinario lavoro "L'emergere della vita sulla terra" ha dipinto un quadro molto convincente dell'evoluzione chimica delle sostanze organiche, i precursori della "sostanza vivente" V. I. Vernadsky, attraverso tre principali tipi di reazioni: condensazione di sostanze organiche primarie di origine chimica, polimerizzazione - idrolisi e reazioni redox. A. I. Oparin ha creato molte nuove idee interessanti sull'origine della vita, ma non ha tenuto sufficientemente conto del ruolo delle radiazioni solari e cosmiche in questo processo, al quale V. I. Vernadsky ha attribuito un'importanza grande, quasi primaria.

Il limite inferiore dell'area della vita - la biosfera - V. I. Vernadsky determinato a una profondità di tre o più chilometri dalla superficie. Lo ha fatto sulla base del valore planetario della materia vivente microbica, principalmente anaerobico (che vive in un ambiente privo di ossigeno), raggiungendo tali profondità. E a tutto il potere della biosfera, da questo confine nelle viscere della Terra agli strati inferiori dell'atmosfera, distribuiva manifestazioni della migrazione biogenica di elementi chimici, l'energia biogeochimica degli organismi, che, essendo una "funzione regolare della biosfera", sono distribuiti in essa in stretta connessione con la sua struttura.

Secondo lo stato di conoscenza di quel tempo, V. I. Vernadsky aveva molto da dire in termini generali sui processi biochimici. Per la maggior parte, non ha specificato le sue idee sull'attività degli organismi nella circolazione delle sostanze. L'accademico A.P. Vinogradov dedicò un grande lavoro a questo campo di domande e prestò seria attenzione alla chimica degli organismi marini. Possiede il primo, unico, straordinario schema del rapporto tra materia vivente e minerale (inerte) per una serie condizionale evolutiva di organismi moderni, portandolo all'idea di una "piramide" del substrato minerale della vita, all'idea di una graduale evoluzione chimica della materia vivente, liberandola da parte mineraria di elementi chimici, la graduale partenza del corpo dall'uso di energia biogeochimica e il passaggio all'uso di trasformazioni biochimiche solo energia. Più alto è il livello di sviluppo chimico di una sostanza vivente omogenea, minore è la parte nella sua composizione sono gli elementi chimici che formano minerali.

V.I. Vernadsky a volte definiva l'interrelazione tra vita e habitat con il termine "corpo bioassiale", come suolo, acqua dolce, ecc. Queste sono aree, zone e parti della biosfera dove la materia vivente elabora il guscio geologico della biosfera, la cambia proprietà fisiche, chimiche e meccaniche. In relazione a ciò, V. I. Vernadsky definì "inerte" - inanimato - la massa principale della sostanza della biosfera che non è inclusa nella materia vivente - le sue rocce e minerali, i cui elementi chimici nel processo di migrazione biogenica degli atomi possono "entrare in corpi viventi naturali e torna indietro. " Ciò si manifesta nei processi di respirazione, nutrizione, riproduzione, secrezioni caratteristiche della materia vivente, che egli considerava una "funzione regolare" della biosfera, sottolineando la costante connessione più stretta tra l'organismo e l'ambiente, che egli notava essere "non sempre correttamente preso in considerazione" dai ricercatori. V.I. Vernadsky ha notato che i corpi bioassiali sono caratteristici della biosfera. Tra questi, egli attribuiva, in particolare, la zona di alterazione delle rocce, che considerava un processo biosipico, sottolineando la natura biogeochimica della distruzione delle rocce nella crosta degli agenti atmosferici.

Ci siamo dati il ​​compito di tracciare l'influenza della materia vivente sul minerale - inerte, sulla base di dati precedenti e nuovi sulla roccia e sull'attività di formazione di minerali di organismi autotrofi fossili. Nuovi materiali hanno portato a nuove scoperte, alcune molto interessanti, relative a un certo numero di discipline scientifiche correlate. A questo proposito, vi è un'urgente necessità di apportare modifiche sostanziali ad alcune delle opinioni, in particolare sulla questione dell'origine di alcune rocce e minerali. Ma qui va notato che le nostre idee sul rapporto tra vita e materia minerale in natura non vanno oltre la cornice generale, ingegnosamente delineata da V. I. Vernadsky. Possiamo offrire solo una serie di idee specifiche su alcuni corpi bioassiali, corpi composti da materia vivente e minerale.

Passiamo ora più in dettaglio agli organismi - concentratori di materia minerale, elementi minerali, sostanze inerti, situati alla base della "piramide" di A. P. Vinogradov. Esistevano ed esistono in natura. Ci sono concentratori specializzati - autotrofi e lavoro biogeochimico, per così dire, "in combinazione" - mixotrophs.

L'alluminio è chimicamente precipitato nella mucosa da batteri, ad esempio il genere crenotrix, contenente fino al 17,7% di esso. Il silicio viene assorbito dalle diatomee, dalle spugne di selce, ecc. Il calcio viene precipitato da varie alghe (blu-verde, rosso, carbone, ecc.). Le alghe precipitano carbonato di calcio, assorbendo CO2 e Sa (NSO3)2. Un tipo noto di batteri che fa precipitare il CaCOe all'interno della cellula. In altri, il carbonato di calcio viene rilasciato sotto forma di cristalli quando la materia cellulare decade. Il calcio in grandi quantità, come è noto, viene consumato da animali vertebrati, costruendo il loro scheletro e varie parti del corpo da fosfati di calcio e calcio organico.

Il magnesio si accumula nella litotromia, in alcuni briozoi, ecc.

Il ferro, oltre a rappresentanti di batteri di ferro, è assorbito da molti rappresentanti di alghe. Essenzialmente, è usato dall'intero mondo animale.

Il manganese è assimilato da un certo numero di organismi di manganese, come i leptotriki, da alcune diatomee.

Il fosforo, sotto forma di fosfati, fu notato da V.I. Vernadsky come una parte di gusci allineati - brachiopodi con un guscio di corno. Il ruolo dei batteri nel suo accumulo non è stato precedentemente preso in considerazione dai ricercatori.

Lo zolfo è una fonte di energia per un numero colossale di organismi di varie posizioni sistematiche, dai batteri (tionico, porpora, ecc.) Agli organismi superiori, poiché lo zolfo è un componente essenziale delle proteine.

Degli organismi menzionati, siamo particolarmente interessati a quelli autotrofi, ai quali V.I. Vernadsky attribuiva tali organismi che "prendono tutti gli elementi chimici di cui hanno bisogno per la vita, nella moderna biosfera, dalla materia inerte che li circonda e non richiedono composti organici pronti per costruire i loro corpi un altro organismo. " Ha distinto due gruppi tra gli autotrofi: gli organismi verdi clorofilla - il "meccanismo principale della biosfera, creando corpi organici mediante la fotosintesi", "la fonte dell'energia chimica efficace della biosfera" - e il mondo dei batteri autotrofi.

VI Vernadsky riteneva che la massa di autotrophi verdi fosse quantitativamente vicina alla metà della sostanza vivente animale. È importante notare che egli considerava la quantità di materia vivente raccolta sotto forma di batteri autotrofi molto più piccola. Ha detto di questi batteri che sono sparpagliati dappertutto: nel terreno, nel limo dei bacini d'acqua, nell'acqua di mare - ma che "nessuna parte delle loro quantità è paragonabile alla quantità di terra verde autotrofi, per non parlare del plancton verde dell'oceano".

Riconobbe allo stesso tempo che "l'energia geochimica dei batteri è molto più alta della stessa energia delle masse verdi, è massima per gli esseri viventi". Considerava la ragione per cui il "piccolo gruppo" di materia vivente in questa forma doveva essere associato a quantità insufficienti di composti non ossidati e non ossidati di azoto, zolfo, ferro, manganese e carbonio nella biosfera. Secondo lui, i batteri autotrofi sono ora in uno stato di continua mancanza di cibo, "malnutrizione". Ha notato un particolare "equilibrio secondario tra i batteri che riducono i solfati e il loro ossidante, come è, per esempio, osservato nei fanghi del lago, nei terreni umidi e nell'acqua di mare.Essi ha notato lo stesso equilibrio tra i batteri che ossidano l'azoto e gli eterotrofi disossidando i nitrati. V.I. Vernadsky considerava la massa di materia vivente concentrata nella parte illuminata dal sole del nostro pianeta, dove si raccolgono organismi eterotrofi e batteri autotrofi, strettamente legati ai prodotti della vita degli organismi verdi e del ki libero Da questa zona, gli autotrofi penetrano nelle regioni oscure della biosfera, dove determina il limite inferiore per gli anaerobi a una profondità di 500 me dove l'ambito della loro attività vitale è considerato limitato.

Nei nostri studi, abbiamo iniziato a selezionare materiali su materia organica che è stata dispersa, in naftalina nelle rocce, che non era stata studiata prima, il che avrebbe dovuto avere una composizione molto complessa in alcuni punti. Il suo studio ci permetterebbe di avvicinarci alle idee sulla composizione della materia organica primaria originaria, sulla composizione chimica degli stessi organismi antichi. Questa materia organica di rocce sedimentarie in molti casi non è correlata alla composizione dei resti visibili degli organismi, i soliti oggetti della ricerca paleontologica. Pertanto, in alcuni casi, abbiamo dovuto accettarlo in parte per la materia organica residua di origine batterica. In alcuni punti, si è rivelato chiaramente correlato alla sostanza delle alghe blu-verdi fossili.

L'idea concepita del ruolo significativo del fossile degli antichi batteri autotrofi e di altri minerali nella formazione di rocce e minerali ci ha portato in alcune regioni del Tien Shan, nelle regioni montuose della Siberia - a sezioni dei più antichi depositi sedimentari, dove abbiamo conosciuto o ipotizzato concentrazioni anomale di un certo numero di interessanti sostanze minerali. Si trattava di depositi di fosfato nel Karatau del Cambriano (Kazakistan), oltre a lastre con minerali sedimentari di ferro e manganese, varie rocce ferroso-silicee e calcari di vario tipo. Come si è scoperto, sono disponibili materiali molto interessanti in aree di noti depositi di ferro a contatto e depositi di manganese di origine sconosciuta. Materiali interessanti sono stati forniti anche dallo studio del processo di cementazione di alcune antiche rocce detritiche, nonché dagli agenti atmosferici delle rocce, compresi quelli intrusivi.

Questi materiali hanno portato alla necessità di rivedere le opinioni sul ruolo di formazione dei minerali dei microrganismi, in particolare i fossili. Il primo posto tra loro ora deve essere attribuito ai batteri.

Studiando le attività dei batteri denitrificanti marini nell'Oceano Atlantico, G. Drew ha scoperto forme che precipitano carbonato di calcio dall'acqua di mare. Questi batteri si rivelarono denitrificanti e decalcificanti. Sembrano ridurre il contenuto di nitrati nell'ambiente marino, limitando in tal modo la scala dell'attività del fitoplancton. I batteri mostrano la loro "attività" in aree di mari e oceani tropicali e subtropicali. La temperatura ottimale per loro è di circa 29,5 ° C. La loro crescita è osservata a temperature superiori a 10 °, a 33 ° C inizia a rallentare. Il precipitato carbonatico formato da essi sotto forma di una nuvola bianca - torbidità - si deposita lentamente (in condizioni di laboratorio) o rimane sospeso per un lungo periodo. Questo fenomeno può essere osservato in URSS sul lago. Balkhash. Il precipitato è ottenuto o simile al limo, o sotto forma di piccole palline del tipo oolit, se viene aggiunto all'acqua del gesso finemente triturato. Queste palle, in particolare, dal fondo del Gran Lago Salato in Nord America, sono costituite da aragonite con graduali transizioni verso la calcite. La calcite veniva a volte formata direttamente dalla torbidità del calcare quando veniva depositato il campione di acqua di mare, e veniva liberato idrogeno solforato, che avveniva con la partecipazione di batteri.

I microbiologi sovietici credono che il rilascio di carbonato di calcio da parte dei batteri dall'acqua di mare e da altri mezzi mineralizzati sia dovuto al solfato di calcio (gesso) nel processo della sua distruzione, a volte con il prodotto finale sotto forma di zolfo. Il corso delle reazioni è il seguente:

Pertanto, la precipitazione del carbonato di calcio, e talvolta del magnesio proveniente da ambienti acquatici naturali, deve essere considerata collegata in un modo o in un altro all'attività vitale dei batteri. Questa litologia e geologi a volte sottovalutano questo processo nei mari del passato geologico, a volte non lo considerano affatto un fenomeno di massa.

Come è noto, le rocce carbonatiche iniziarono ad essere incluse nella composizione sedimentaria direttamente dal tempo Archeano, dal momento dell'inizio della formazione delle più antiche rocce sedimentarie normali. Se l'origine biogenica di molti strati e orizzonti conosciuti di calcare, ad esempio reef, archeociti, coralli, brachiopodi, foraminiferi e altri, non era in dubbio, per molti strati e suite di rocce così "dense" la questione della genesi non era sempre chiara. Più antiche sono le rocce carbonatiche, più spesso troviamo i cosiddetti strati "silenziosi" e strati privi di resti visibili di organismi fossili. Troviamo rocce simili, in sostanza, in tutti i sistemi geologici. Strati con residui organici in natura sono ancora rari, ma dove esistono, diamo loro un'attenzione prioritaria, con il risultato che le nostre collezioni sono relativamente più ricche nei resti di macroorganismi fossili rispetto alle sezioni naturali che mostrano nelle serie geologiche e nelle serie corrispondenti.

Nel frattempo, una ricerca approfondita di resti organici spesso consente di caratterizzare paleontologicamente molti strati di antichi sedimenti marini, in cui resti di alghe blu-verdi formanti rocce si trovano sotto forma di stromatoliti, oncoliti e persino a volte rocce esterne. Tuttavia, vi è ancora un'opinione diffusa sulla prevalenza di "strati stupidi" e, di conseguenza, spesso si riconosce che alcuni sedimenti marini sono di origine chimica, il che non è sempre corretto.

È noto che una soluzione supersatura di carbonato di calcio nell'acqua di mare potrebbe essere ottenuta solo mediante evaporazione di quest'ultimo del 75%, che viene effettuata in natura, ma non in normali condizioni marine, ma in condizioni lagunari. La perdita di carbonato di calcio può essere accompagnata dalla precipitazione del solfato di calcio sotto forma di gesso. Alcuni ricercatori, contando la solubilità del carbonato di calcio nelle acque marine, credono che ci possano essere anche condizioni per la saturazione del mezzo con questo sale, cioè le condizioni per la sua precipitazione chimica. Ma è necessario tenere conto delle riserve nelle acque marine dell'acido carbonico libero, in grado di sciogliere il carbonato di calcio solido. Pertanto, l'idea della precipitazione chimica di massa dei sedimenti calcarei marini deve essere risolutamente abbandonata. La massa principale di questi deve essere definitivamente considerata microbiogenica. Di conseguenza, dobbiamo sostenere le opinioni espresse in precedenza su Merrey, V. I. Vernadsky, B. L. Isachenko, A. P. Vinogradov e altri.

Facendo le sezioni sottili più sottili trasparenti dai vari calcari degli strati più antichi, siamo stati in grado, in alcuni casi, di colorare i preparati, di distinguere i corpi a forma di bastoncello, a bacilli, in cui è impossibile non riconoscere le cellule di alcuni batteri che formano roccia impregnati di carbonato di calcio. I batteri batterici che abbiamo scoperto nel calcare Cambriano hanno uno spessore di circa 1 pH con una lunghezza di 2,0-2,5 μ.

Pensiamo che la precipitazione del carbonato di calcio dall'acqua di mare non avvenga con la partecipazione indiretta dei batteri, come molti ricercatori avevano precedentemente immaginato, ma nel corpo dei batteri, nel processo di conversione del bicarbonato di calcio in acqua marina in un composto di calcio organico vicino alla calcite. Pertanto, la formazione di feccia carbonatica, il fango di calce nei mari caldi, probabilmente, è il processo di sedimentazione di cellule morte di batteri, supersature di materia minerale solida sotto forma di calcio organico. Allo stesso tempo, il guscio organico di questi coaguli sulla via del fondo del bacino, nel sedimento e talvolta anche dopo averlo trasformato in calcare, li protegge più o meno permanentemente dalla ridistribuzione della sostanza. Quest'ultimo si verifica indubbiamente solo dopo la completa decomposizione delle sostanze organiche della cellula con precipitazione del carbonato di calcio sotto forma di piccoli cristalli. Di conseguenza, a volte riusciamo a osservare formazioni simili in rocce molto antiche.

Secondo la ricerca dell'accademico B. L. Isachenko, che ha studiato le condizioni di formazione del fango di calce nel lago Sevan (Armenia), così come le formazioni di calce nelle sorgenti calde, ci sono un certo numero di tipi di batteri che possono rilasciare il carbonato di calcio, prima sotto forma di composti organici del calcio, quindi sotto forma di ammassi informi carbonato di calcio, quindi in forma cristallina di calcite o aragonite. A volte si formano corpi arrotondati: sferoli o ooliti radialmente radianti o concentricamente stratificati. All'interno di quest'ultimo, il ricercatore ha rilevato cellule batteriche. Pertanto, B. L. Isachenko riteneva che i depositi di calcare si potessero formare in questo modo in antichi corpi idrici freschi e salini.

Da questo punto di vista, dobbiamo assumere che il gruppo di batteri denitrificanti (che rilasciano azoto) sia anche un accumulatore nella biosfera della materia organica. Ciò non può essere almeno in parte attribuito al rilascio simultaneo di idrogeno solforato, cioè all'attività dei batteri idrogeno solforato, che distruggono le sostanze proteiche delle cellule morte dei batteri del calcio.

Quindi, calcare "muto", denso, massiccio e stratificato, spesso ricristallizzato, privo di resti visibili di animali e piante, a volte abbiamo motivo di essere considerati formazioni microbiogeniche, bioliti, corpi di biosyne, che indica l'enorme ruolo dei batteri del calcio nella formazione della materia vivente - sostanza generalmente organica nella biosfera. Se prendiamo in considerazione che questi organismi assorbono la maggior parte del calcio fornito ai mari e agli oceani (secondo Clark, 577.670.000 tonnellate di calcio all'anno!), La sostanza vivente dei batteri di calcio avrà un posto di rilievo tra i concentratori di minerali che formano roccia.

I batteri di calcio, in base al loro ruolo nella formazione rocciosa, vengono avvicinati solo dalle alghe carbonatiche del gruppo di blu-verde, nello stato fossile rappresentato dagli stromatoliti studiati, i cui accumuli, specialmente nei sedimenti più antichi, sono spesso osservati sotto forma di strati e spessori di molte centinaia di metri. Nel Proterozoico e Cambriano, queste formazioni si sono formate in abbondanza, in alcuni punti fino al 40-50% rispetto alle rocce di carbonato microbiogenico. Le alghe blu-verdi vivono a stretto contatto con vari batteri, spesso con batteri di ferro. La formazione della materia vivente qui si è conclusa con una quasi completa fossilizzazione del materiale residuo sotto forma delle citate stromatoliti, prodotti dei loro molti anni di attività vitale. Dovrebbe essere pensato che la natura esotermica della reazione di escrezione di carbonato di calcio solido nel corpo ha anche svolto il suo ruolo nel bilancio energetico di alcune delle alghe più antiche, come è stato senza dubbio nel caso del Mesozoico e successivamente delle Coralinacee.

Alghe blu-verdi microscopiche formate nel tempo blu, spesso strati potenti costituiti da colonne calcaree a strati ramificati. Lo spessore dello strato, di cui una parte è mostrata nella figura, era di 36 metri Foto dell'autore

In relazione a quanto sopra, possiamo permetterci di dare una nuova occhiata al processo di accumulo di carbonato di calcio in molti invertebrati, ad esempio sotto forma di gusci di molluschi, brachiopodi, coralli di corallo, archaeociti scheletrici, spicole di spugne calcaree, ecc. questi organismi, vivendo e vivendo nello stesso ambiente marino, ripristinando lo stesso bicarbonato di calcio, devono ricevere e l'energia rilasciata nello stesso tempo. Allo stesso tempo, possiamo ricordare il brutto guscio denso e goffo di alcune ostriche moderne e fossili, di cui abbiamo già parlato in precedenza. È molto interessante studiare questi gusci, si può vedere come si sviluppa, come la crosta dietro la crosta si ispessisca continuamente, a volte anche senza una connessione diretta con la crescita del corpo morbido dell'animale. Cosa ha causato questo fenomeno? Poiché questo processo è continuo, sebbene continui a velocità diverse nel corso dell'anno, è più simile a un processo di alimentazione che a una tendenza ad essere protetta da influenze meccaniche esterne. Alcuni scienziati pensano che una tale ostrica debba aumentare il suo peso in modo che non venga "disturbata" da un'onda o da una corrente. La selezione naturale potrebbe creare tali organismi, ma è impotente creare la funzione menzionata del mantello, se non si presentasse durante l'evoluzione di questo gruppo per eseguire uno specifico compito fisiologico. E questo compito per gli organismi che formano il carbonio è la conversione del bicarbonato di calcio in carbonato (una reazione esotermica!). Pertanto, nel ciclo di vita delle ostriche, la presunta fonte di energia (probabilmente storicamente primaria) è apparentemente prominente. Nel bilancio energetico di altri animali, tra i suddetti, oltre ai coralli, che depositano anche costantemente carbonato di calcio, questa fonte di energia vitale sembra svolgere un ruolo relativamente modesto sotto forma di un "dono ancestrale", a volte gradualmente perso durante l'evoluzione.

La paleontologia ci fornisce molti esempi simili, prima della transizione verso forme "scheletriche", come è previsto in alcune archeologie all'inizio del tardo Cambriano, così come nei coralli.

Pertanto, sembra molto allettante per noi assumere che tutti gli organismi multicellulari generatori di carbonio, non escludendo i più alti rappresentanti del mondo animale (con fosfati di calcio nello scheletro), siano tra le sostanze carbonatiche disciolte che usano nel processo di uso dell'energia, vale a dire. il numero di semi-autotrofi, in gradi diversi, non liberi da questa antica fonte primitiva di energia chimica. Sulla base di ciò, otteniamo una nuova comprensione della portata della relazione tra la sostanza vivente e la sostanza minerale della natura, che è diversa dalle nostre idee precedenti. Allo stesso tempo, riconosciamo, ovviamente, il detrital e in alcuni luoghi l'origine chimica di molti calcari. Siderite, magnesite, dolomite e altri carbonati sembrano avere solo una connessione indiretta con l'attività della materia vivente.

Negli studi esistenti su depositi di minerali e minerali, la migrazione di ferro e manganese nella crosta terrestre e sulla sua superficie viene spesso interpretata alla luce di processi puramente chimici.

Depositi microbiologici di ossidi di ferro e di manganese in condizioni terrestri - sode, palustri e lacustri sono noti da tempo. Molti ricercatori hanno preso parte allo studio di queste formazioni.

Ricerche di batteri di ferro marino, iniziate con le spedizioni di "Challenger", inizialmente non hanno avuto successo. La scoperta di batteri di ferro-manganese marino nel nostro paese è stata effettuata solo da V. S. Butkevich. Tuttavia, molti scienziati non avevano dubbi sul fatto che i maggiori accumuli di ferro nella crosta terrestre formati da mezzi biochimici con scarsa partecipazione al processo delle alghe. Così, V.I. Vernadsky considerava i minerali di ferro mesozoico dei minerali di Alsazia-Lorena e Kerch Terziario come biogenici, probabilmente batterici, come i minerali di Chiatura al manganese. La maggior parte dei ricercatori di batteri di ferro erano inclini a credere che, insieme agli accumuli di ferro biogenici nel sedimento delle piscine, si depositassero anche depositi di agenti chimici. I batteri di ferro mostrano attività vitale nei tubi dell'acquedotto, formano noduli sul fondo del mare e del lago.

Il modo biogenico è di ossidare gli idrati di ossido di ferro e manganese, così come i loro bicarbonati, con il trasferimento, con l'aiuto di un enzima appropriato di batteri, ferro ferrico in ferro, durante l'elaborazione di enormi quantità di ossido di ferro, rimossi dalle viscere della terra dalle acque sotterranee.

Abbiamo intrapreso una ricerca di strutture microbiogeniche in minerali di ferro e manganese di strati sedimentari di varie ere geologiche, a partire dal Proterozoico antico, nonché in aree di minerali simili di origine magmatogenica primaria, in rocce territali detritiche e nella zona di invecchiamento di massicci rocce. I risultati sono stati meravigliosi.

Studiando al microscopio una sezione sottile di un campione di quarzite ferrosa dal minerale di bassa qualità di Krivoy Rog (Precambriano), abbiamo trovato massicci accumuli di tappi di ferro-batterio racchiusi nella massa di silice colloidale, che apparentemente ha preservato questa struttura microbiogenica dei grappoli di ossido di ferro. Gli idrossidi di ferro primari come risultato del metamorfismo sono ora rappresentati dalla magnetite. Gruppi simili di cellule ferro-ferro di batteri di ferro in associazione con silice colloidale sono stati scoperti nello scisto di ferro della suite Grebenskaya del Proterozoico r. Angara, cresta Paleozoica inferiore Karatau.

I minerali ferrosi marroni, la cui formazione era considerata chimica da V. Lindgren, ci interessarono molto. Li abbiamo studiati sulla base di materiali provenienti dalla regione di Kokchetav in Kazakistan, in sedimenti attribuiti a Precambrian. Per tutti i campioni di minerale studiati, l'origine era comune. In essi era possibile distinguere chiaramente i cappucci dei rappresentanti più antichi di batteri di ferro, di cui è composta l'intera massa di minerali. Le dimensioni delle celle senza ferro sono vicine al moderno. Lo studio del minerale di ferro marrone e della limonite di molti altri giacimenti, ai cosiddetti "cappelli di ferro", formati in condizioni di superficie durante l'esposizione agli agenti atmosferici di minerali di solfuro di ferro, ha mostrato assolutamente la stessa cosa. Tutto il minerale di ferro marrone e la limonite preservano perfettamente la loro struttura microbiogenica. Divenne chiaro che l'attività vitale dei batteri di ferro, tipici aerobi, veniva effettuata e condotta nelle viscere della Terra, nella zona di circolazione dell'ossigeno dell'acqua. L'avena di ferro marrone, usuale nei depositi di magnetite di origine magmatogenica, mostrava la stessa struttura microbiogenica e, di conseguenza, un enorme campo di applicazione di questo processo.

Abbiamo studiato gli accumuli naturali di manganese nei campi del Kazakistan e della Siberia appartenenti al Paleozoico inferiore e medio, ottenendo gli stessi risultati. I minerali, ad eccezione di una parte di essi che erano stati sottoposti a ricristallizzazione, risultavano composti da corpi di microorganismi di cellule batteriche fossilizzate di circa 1,33 μ di diametro e fino a 2,0-3,6 μ di lunghezza, collegate in lunghi fili ricurvi e strettamente intrecciati. Questi ultimi sono distinguibili il migliore, il "più povero" il minerale studiato, in cui la massa del minerale è intervallata da minerali non metallici, solitamente trasparenti. Una caratteristica comune per i bioliti di manganese marcati, così come per quelli di ferro, secondo il Kazakistan e materiali siberiani, è la loro densa struttura colloidale, o radiazione fibrosa (psilomelano, limonite), mentre in superficie, condizioni "sedimentarie", concrezione-gelatina e pisello sono più comuni - strutture pyzolitic. La natura delle formazioni di concrezione sembra essere correlata alla decomposizione della materia organica delle cellule batteriche e alla perdita della struttura microbiogenica di tali minerali.

Le formazioni microbiogeniche sono i cosiddetti "dendriti" - le incursioni degli ossidi di manganese sulle pareti delle fessure rocciose, vicine a gruppi di minerali e minerali di manganese. La natura del pattern dendritico è probabilmente correlata alla struttura delle colonie di batteri di manganese e ferro. La stessa origine, apparentemente, e le rocce "deserte abbronzate", non sono ancora state studiate. Arenarie rosse di cemento ferroso, ad esempio, l'età Permiana dal fiume. Lo Shugor (bacino di Pechora) si è rivelato un enorme ammasso di sabbia tra corpi rocciosi fossili di batteri di ferro impregnati di ossidi di ferro. Diverse ocre e ruggine sono di natura comune nelle crepe rocciose, nelle cavità carsiche formate durante l'invecchiamento delle rocce, dove i batteri svolgono indubbiamente un ruolo di primo piano.

La presenza costante di sostanze organiche, spesso sotto forma di una massa carboniosa, negli strati di fosforite di Karatau ha da tempo attirato l'attenzione, ma negli ultimi anni abbiamo anche potuto scoprire la sua natura e l'origine delle fosforiti.

L'accumulo di fosfati nei sedimenti è stato finora spiegato da scienziati che hanno usato due teorie. La prima, la cosiddetta teoria "biolitica", considerava la formazione di fosforiti come conseguenza della morte di massa di organismi e il trasferimento del loro fosforo alla roccia fosfatica. Secondo la seconda teoria, la precipitazione diretta dei sali di fosfato dall'acqua di mare avveniva sotto l'influenza di un cambiamento nella loro solubilità. Secondo la prima teoria, la causa della morte di organismi era considerata come un cambiamento nel livello del mare, la direzione delle correnti, il grado di salinità nell'era di "interruzione", i grandi movimenti tettonici. La teoria chimica è nata alla luce delle idee sull'alto contenuto di fosforo nelle acque del mare profondo (fino a 300 mg /m 3 ). Salendo da ipotetiche correnti ascendenti a profondità di 50-150 m, queste acque dovrebbero trasferire il fosforo contenuto in esse e depositarlo dopo che il carbonato di calcio si è in qualche modo precipitato. Ma qui, il fosforo diventa di nuovo l'oggetto del suo uso da parte del fitoplancton, cioè un substrato per le alghe. Gli strati superiori delle acque marine sono quindi sempre poveri di fosforo. Il punto debole di questa teoria è la mancanza di "correnti ascendenti" di massa nei mari e l'assenza in normali condizioni marine della possibilità di precipitazione chimica del carbonato di calcio, che abbiamo già menzionato sopra.

Le fosforiti di Karatau sono sviluppate nel medio Cambriano su una vasta area. Sono rappresentati qui da specie denso ("piatto") e oolitico. Questi ultimi sono molto simili nell'aspetto alla bauxite, per la quale sono stati originariamente presi. In primo luogo, abbiamo studiato le fosforiti oolitici costituiti da grani grigi cementati da una sostanza bruno-giallastra. In questo cemento abbiamo trovato il ferro. Le sottili sezioni sottili fatte di tali fosforiti, con ingrandimenti oltre 2000 volte, hanno mostrato che i grani oolitici sono il sito di accumuli di massa del microbo dall'aspetto batterico, aventi un diametro di 1,1 μ con una lunghezza di 1,3 μ, quindi collegati in fili di flessione, quindi singoli. La natura batterica di queste formazioni è indubbia. È chiaro che si tratta delle cellule fossilizzate ben conservate di alcuni batteri dell'età del Cambriano. È interessante notare che nei centri di grani ololitici la disposizione delle cellule batteriche è disordinata, ma quando si avvicinano alla periferia in strati concentrici di grani, iniziano a prendere una disposizione più o meno radiale, indicando la formazione di colonie di "batteri fosfati" in un ambiente che cambia stagionalmente. La composizione di strati concentrici, spesso inframmezzati da essi, contiene film sottili piegati con corpi di composizione ferruginosa sotto forma di batteri morti ricchi di ferro di batteri di ferro. Il cemento della natura, che tiene insieme i grani oolitici, consiste interamente di cellule ferruginose di batteri di ferro morti di aspetto familiare. Quest'ultimo si è sviluppato più tardi, in condizioni di condizioni di temperatura un po 'alterate.

Ruggine con un ingrandimento di 3000 volte. Autore di foto

Uno studio su alcuni campioni di varietà dense di fosfato di Karatau ha mostrato che essi consistono interamente di cellule di batteri fosfati e una massa strutturata di carbonato di calcio, o cellule di ferro di cellule di batteri di ferro sono mescolate con le cellule mineralizzate di batteri fosfati. Questi ultimi in questi casi sono talvolta raggruppati sotto forma di film sottili, lenti.

La divulgazione della natura delle fosforiti di Karatau ci permette di pensare che altri noti depositi di fosforite siano probabilmente della stessa origine organica e batterica.

È interessante notare che, studiando la sezione della suite del fosfato, abbiamo osservato un cambiamento negli strati di fosfato di roccia manganese-ferruginosa con uno strato di alghe blu-verdi carbonatiche. La sezione mostra la vicinanza delle condizioni ecologiche per i batteri autotrofi che hanno assimilato il fosforo, il ferro e il manganese e per gli autotropi blu-verdi. È nota la contaminazione locale delle fosforiti di Karatau con materiale terrigeno.

Sui batteri moderni - gli accumulatori di fosfato quasi nulla è conosciuto. Solo batteri del suolo conosciuti che dissolvono i fosfati, riducenti i fosfati, in grado di formare sali solubili di acido fosforico. Nel frattempo, i batteri a concentrazione di fosforo nel Cambriano, apparentemente, esistevano. Forse tali organismi formano e raro nel nostro tempo accumuli di roccia fosfatica sul fondo del mare, come, per esempio, nella regione della punta meridionale dell'Africa.

Microstrutture batteriche residue di bauxite. Un aumento di 3.600 volte. Autore di foto

Quasi tutti gli organismi sono coinvolti nel ciclo dello zolfo, uno degli elementi biogenici più importanti della biosfera; Nelle profondità della crosta terrestre, molti gruppi di batteri sono anche coinvolti nella lavorazione dei composti dello zolfo. Il gruppo più conosciuto è costituito dai batteri che riducono il solfato (distruttori di solfati, in particolare di gesso) o putrefattivi (distruttori di sostanze organiche) - anaerobi, che spesso vivono in acque stagnanti e sotterranee. Troviamo tracce di processi di conversione dello zolfo già nelle rocce del Proterozoico e del Paleozoico Antico, sotto forma di arenarie e scisti piritizzati degli strati antichi della piattaforma siberiana. L'accumulo di idrogeno solforato si verifica microbiologicamente a causa dei sali solfati del mare, con la conseguente formazione negli accumuli di sedimenti di ferro solforato (pirite, marcasite) in un ambiente riducente. Esistono vari tipi di aerobi che ossidano con successo i solfuri sia nella zona della superficie terrestre - il "degrado" delle rocce, sia nella zona di ossidazione della crosta terrestre. Spesso la zona batterica dell'idrogeno solforato si sviluppa su sostanze organiche in decomposizione, con la distruzione di proteine ​​e altri composti.

Il "finissaggio" dei depositi di pirite, secondo le nostre osservazioni, così come l'ossidazione della magnetite, si verifica nel sottosuolo (zona di ossidazione) e nella zona subaerea (nell'aria) a causa dell'attività vitale del ferro e dei batteri allo stesso tempo, con la rimozione dei sali solfati e la conversione della pirite e magnetite in limonite, che si vede chiaramente nei preparati al microscopio. Pertanto, in un certo numero di casi, la formazione di massa di gesso può essere considerata correlata ai prodotti di scarto dei batteri di tione.

Naturalmente, non potremmo ancora elencare molti altri processi di comunicazione tra la sostanza vivente della natura e il substrato minerale, che svolge un ruolo indiretto come fonte di energia.

Così, la vita organica nella natura nelle sue forme batteriche più primitive risulta essere intimamente connessa con la materia della crosta terrestre. Pertanto, sarebbe perfettamente corretto trattare tutti questi materiali come appartenenti a una nuova scienza - microbiologia geologica. Gli scienziati sovietici, a partire da V. S. Butkevich, A. I. Samoilov, V. I. Vernadsky e B. L. Isachenko, hanno già dato un grande contributo alla creazione delle basi di questa scienza. Interessante e praticamente importante lavoro sull'attività geologica dei microrganismi viene svolto presso l'Istituto di Microbiologia dell'Accademia delle Scienze dell'URSS S. I. Kuznetsov e un gruppo del suo staff che sono stati in grado di far avanzare significativamente la soluzione di molti problemi di microbiologia geologica.

Un sacco di domande interessanti relative alla natura antica sono già state risolte. In questo caso, potremmo prestare attenzione al ruolo degli antichi organismi come creatori di queste o altre sostanze negli ambienti acquatici del passato, sepolti nelle rocce, o hanno assunto il carattere delle rocce. Quindi, sappiamo che dalla sostanza della terra e delle piante acquatiche nel passato geologico della Terra sono stati formati vari tipi di pietra e carbone marrone, il combustibile minerale. Le forme di vita più semplici - i batteri e gli animali più semplici - i foraminiferi creavano depositi di calce sul fondo dei bacini d'acqua, dai quali si ottenevano in seguito rocce solide di calcare e marmo.

L'origine del petrolio e dei gas combustibili nelle profondità sembrava misteriosa per molto tempo. Alcuni scienziati credevano che queste sostanze fossero principalmente sotto forma di gas metano semplice (gas idrocarburi CH4) sono la componente residua dell'antica atmosfera terrestre, ancora l'atmosfera cosmica, come il resto dell'atmosfera che è stata creata attorno al nostro pianeta durante la sua formazione, altri che petrolio e gas ci sono prodotti di trasformazione di materia organica, residui di organismi, principalmente di diversi gruppi di alghe, come risultato della sua decomposizione e trasformazione con la partecipazione di gruppi rilevanti di batteri.

Si è scoperto che nei più antichi bacini acquatici del nostro pianeta, la vita nelle prime fasi del suo sviluppo era particolarmente abbondante e rappresentata in modo diverso da batteri e alghe. I primi lavorati in luoghi ea volte enormi masse di ferro, manganese, zolfo, composti dell'azoto, formavano ferro "sedimentario" e minerali di manganese, minerali di zolfo, azoto libero, ecc. Il secondo, a causa dell'energia dei raggi solari, accumulava enormi quantità di materia organica a causa dell'anidride carbonica e dell'acqua. Allo stesso tempo, a causa dell'acqua, l'ossigeno è stato rilasciato nell'ambiente acquatico e nell'atmosfera. È così che è nata l'atmosfera moderna della Terra, che è composta da quattro quinti di azoto e un quinto di ossigeno.

La sostanza algale morta nell'ambiente acquatico o già nei sedimenti è stata distrutta dai batteri. In assenza di ossigeno, questa distruzione non era completa. Allo stesso tempo, si formarono gas di idrocarburi (composti di carbonio con idrogeno in proporzioni diverse). Questi gas potrebbero parzialmente andare all'antica atmosfera, dissolversi in acque antiche. Le alghe rimangono nei sedimenti sciolti sul fondo delle piscine e le sostanze idrocarburiche sono state sepolte a volte disperse, quindi disperse e, quindi, si sono rivelate quando si immergevano la crosta terrestre a diverse profondità. Essendo più leggeri dell'acqua, queste sostanze sono sempre state inclini alla tendenza a spostarsi verso l'alto verso la superficie terrestre verso pressioni più basse. In alcuni punti hanno incontrato ostacoli sotto forma di rocce più dense e quindi si sono accumulati lì. Allo stesso tempo, venivano spesso trasformati in composti di idrocarburi più pesanti, in quel complesso complesso di sostanze che conosciamo con il nome di "olio" - il "sangue" della Terra.

In precedenza si riteneva che il più vecchio tipo di strati di rocce sedimentarie formanti olio, portatori di petrolio, il più favorevole dei suoi accumuli (depositi) in termini di quantità. Così, più di cento anni fa, i campi petroliferi dei Carpazi e del Caucaso, che avevano diverse decine di milioni di anni (depositi del Cretaceo e del Terziario), furono sviluppati in Europa. Poi, dalla fine degli anni '20, i giacimenti di petrolio e gas sono stati scoperti nell'URSS, molto più antica, la provincia petrolifera del Volga-Ural - "Secondo Baku" con un'età di depositi di origine di circa trecento o più milioni di anni (sedimenti devoniani). Alcuni anni fa, giacimenti di petrolio e gas in rocce sedimentarie di origine marina circa cinquecentocinquanta milioni di anni (sedimenti del Basso Cambriano) furono scoperti nella Siberia orientale. Allo stesso tempo, quest'ultimo risultò non essere collegato dall'unità di origine con le rocce ospitanti (arenarie e dolomia).

Si è scoperto che nei tempi geologici più antichi, vasti mari si trovavano sul territorio della Siberia orientale, in cui le alghe si sviluppavano in modo particolarmente abbondante. I resti di queste alghe sono spesso ricoperti di croste di calcare e pozze d'acqua pesantemente calcaree. Nel corso di centinaia di milioni di anni, la materia organica di tale origine si è accumulata in totale (con conteggio condizionale) centinaia di metri di spessore. La successiva immersione delle sequenze antiche (Precambriane) nelle viscere della Terra, dove prevalgono alte pressioni e alte temperature, ha contribuito al movimento ascendente degli idrocarburi. Così, in un certo numero di aree della cosiddetta piattaforma siberiana, tra Yenisei e Lena, a nord del Sayan orientale e le Highlands del Baikal, si formarono depositi cambriani di petrolio e gas combustibile.

Quindi, le sostanze organiche non potrebbero essere formate con mezzi chimici con la partecipazione di fenomeni fisici (scariche elettriche dell'atmosfera, raggi ultravioletti del sole) e chimici (compattazione, sintesi di molecole) in composti più complessi (proteine, ammine e acidi nucleoproteinici). o l'energia radiante dovrebbe aver portato alla nascita della vita. Allo stesso tempo, il ruolo della vita nei processi geologici risulta essere molto significativo sulla base di materiali provenienti da geologi e paleontologi.