Химия кремнезема ч.2 - Айлер Р.
Скачать (прямая ссылка):
38 Заказ № 250
1010
Глава 7
исследованиях Оберлис и Полманн [27] нашли, что на образцы отполированного полевого шпата оказывали воздействие различные бактерии, как и в случае проведения соответствующих опытов на стекле [28]. Кутузова [29] проводила обширные исследования с множеством разнообразных микробов и минералов. Она обнаружила, что значение рН в таких средах в некоторых случаях понижалось до 2, что вызывало распад алюмосиликатов. Даже кварц выделял аморфный Si02 под воздействием бактерий рода Sarcina. Разнообразные типы бактерий, способных оказывать разрушение силикатов, были рассмотрены в обзоре Воронкова, Зелчана и Лукевица [4а].
Ассоциация с простейшими
Сведения о содержании кремнезема в микроорганизмах или о наличии адсорбированного кремнезема на их внешней оболочке, как это показано на рис. 7.1, трудно получить посредством химического анализа, Отделение клеточных микроорганизмов от загрязняющих примесей, таких, как коллоидные глины, также представляет собой проблему, которая делает сомнительными сообщаемые в литературе данные о содержании кремнезема в «золе», в особенности в исследованиях, выполненных еще до того, как стал применяться электронный микроскоп.
Вирусы
Сообщается, что даже в вирусах кремнезем является существенным компонентом. Фауст и Адаме [30] выделили кристаллический вирус, состоящий из полиэдрических частиц, из различных гусениц (Bombyx mon и др.) и обнаружили в нем содержание кремния, соответствующее концентрации 0,2—0,6 % Si02, что составляет существенную часть белковой матрицы.
Бактерии
Для некоторых определенных почвенных бактерий характерно, что поглощение кремния в виде растворимого кремнезема в культуральной среде сопровождается выделением фосфора. Хейнен [31] изучил факторы, которые ускоряли и затормаживали такой обмен. В отсутствие глюкозы кремний маскировался избытком фосфата. Фракции в виде частиц, отделяемые от бактериальных оболочек, включались в метаболизм кремния [32]. За период с 1960 по 1967 г. Хейнен представил 14 статей, в которых изложил детали этого вопроса.
Существенная роль кремнезема в метаболизме определенных видов бактерий, а также взаимодействие бактерий с силикаге-
Кремнезем в биосфере
1011
лями и минералами исследовалась в широком масштабе, особенно в Советском Союзе. Эти работы обобщены в монографии Воронкова, Зелчана и Лукевица [4а].
Грибы и лишайники
Тот простой факт, что грибы способны поглощать кремнезем, когда к такой культуре добавляют растворимые силикаты, может свидетельствовать только о том, что образующийся коллоидный кремнезем адсорбируется на поверхности клеток. Однако то обстоятельство, что поглощение кремния ускоряется в отсутствие кислородных соединений трехвалентного фосфора, является подтверждением определенной роли, которую кремний способен играть в подобном метаболизме [4а].
Лишайники, представляющие собой симбиотическое соединение грибов и водорослей, вероятно, существовали с давних времен и, как уже ранее упоминалось, по-видимому, ответственны за превращения горных пород в почву. Водоросли являются фотосинтезирующими организмами, и они запасают энергию в форме углеводов, тогда как грибы оказывают воздействие на горную породу, запасаясь минеральными питательными веществами. Ввиду большой сложности структур и близкого объединения с минеральными силикатами к результатам химического анализа на содержание кремнезема необходимо относиться осторожно, но тем не менее сообщалось о том, что зола содержит 10—20 % кремнезема. Данные по воздействию лишайников на кварц не были подтверждены [4а].
Водоросли
Из тысяч видов водорослей известна одна группа, а именно диатомовые водоросли, или диатомеи, образующие класс 01аго-тасеае или ВасШапорЬусеае, которые способны поглощать растворимый кремнезем из воды при чрезвычайно низких его концентрациях, причем такой кремнезем подвергается метаболизму и осаждается в виде внешнего скелета. Согласно данным Кал-верта [33], существует более чем 10 000 разновидностей диатомеи; некоторые из них живут в пресной воде, а другие — в соленой воде. Почти все разновидности схожи в том отношении, что их наружные стенки наполнены кремнеземом. Эти растения представляют собой одноклеточные организмы, состоящие из двух частей, причем края одной части входят внутрь другой, что напоминает соединение двух половинок коробочки от пилюль. Помимо того что диатомовая водоросль упрятана в кремнеземную оболочку, каждая ее клетка способна накапливать капельку нефти. Предполагается, что эта нефть наряду с другими
38*
1012
Глава 7
углеводородами, образующимися в результате разложения органического вещества диатомей, могла бы быть причиной формирования большой доли мировых запасов нефти. Отложения диатомового ила на площади, достигающей 650 км в длину и 150 км в ширину, были обнаружены вдали от океанского побережья в Африке. Органические глинистые сланцы, из которых, как предполагают впоследствии получилась нефть, формировались из отмерших телец этих организмов, осаждавшихся на дне древних океанов. Фотографии некоторых из этих великолепных формирований, состоящих из микроскопических скелетов диатомей, представлены Калвертом.
