Кремнийорганика в нашей жизни

[библиограф]

Назаров Б.Б. Радиолярии нижнего-среднего палеозоя Казахстана
Кадет Биглер, очень мило с вашей стороны, что за короткое время пребывания в рядах императорских войск вы старались вникнуть в стратегию.

Откуда информация? Радиолярии в докембрии не обнаружены.

Рановато вам читать специальные статьи по палеонтологии!
Первая публикация по докембрийским радиоляриям была аж в 1894 году, а сейчас даже
предполагают, что первые организмы с кремниевыми скелетами появились на Земле почти
миллиард лет назад!
Остатки Стеклянных губок известны из отложений Венда -580 млн. лет назад

В популярном изложении биоорганическая химия кремния
http://www.bibliotekar.ru/2-8-34-kremniy/

[EvilShurik]

>библиограф

Спасибо за литературу по теме.

И всё ж ещё сильнее становиться удивление, почему окись кремния не стала основным материалом скелета у большинства животных и растений? А наблюдается сейчас в основном целлюлозно-лигниновый у растений и фосфатно-кальциевый у животных.

[alena_korf]

И всё ж ещё сильнее становиться удивление, почему окись кремния не стала основным материалом скелета у большинства животных и растений? А наблюдается сейчас в основном целлюлозно-лигниновый у растений и фосфатно-кальциевый у животных.

Кстати да, это достаточно странно. Логичнее были бы скелеты на основе кремния.

[николай теллалов]

почему окись кремния не стала основным материалом скелета у большинства животных и растений?

биосистемам энергетически проще обрабатывать кальциевые и фосфатные соединения

[alena_korf]

А мне кажется, дело в свойствах среды, в которой формировались первые скелеты.

[николай теллалов]

но за ними пришли вторые и третие

да и какие бОльшие преимущества дает кремниевый скелет? я не знаю, надеюсь знающие объяснят (даже надеюсь, что сделают это не паясничая)

[alena_korf]

кстати, о кремниевом скелете:
https://zen.yandex.ru/media/po_baikalu/kremnievyi-skelet-fenomenalnoe-dostijenie-prirodnoi-laboratorii-5c93d87be2f7e800b4c99be8

[николай теллалов]

кстати, о кремниевом скелете:

а с примерами неоседлых организмов как обстоит дело?

[EvilShurik]

почему окись кремния не стала основным материалом скелета у большинства животных и растений?

биосистемам энергетически проще обрабатывать кальциевые и фосфатные соединения

Но в истории Земли были периоды, когда доминировали растения с кремниевым опорным клеточным скелетом! Те же древовидные хвощи и плауны, папоротники в палеозое. Известно, что у даже сейчас растущих хвощей настолько много окиси кремния в стволах, что они буквально "каменные"! Это можно видеть даже на примере низкорослых хвощей средней полосы России. Возмите такой болотный хвощ в руку, и ощутите, что стволик "травинки" ощутимо шершаый, "стеклянистый" на ощупь. При сжигании хвоща образуется белая окись кремния.

Преимущество у "кремнезёмистых" деревьев очень существенное - их очень тяжело есть! И такие деревья устойчивы к лесным пожарам, а следовательно, в атмосфере более богатой кислородом, чем наша. На Земле в палеозое содержание кислорода доходило до 30%, а по некоторым данным и до 40% и выше!
Возможно, накопление угля в палеозое происходило не потому что грибы не умели есть целлюлозу и лигнин, научиться этому как показывает экспериментальная эволюция можно за считанные тысячелетия, особенно грибам, с их бешеной сменой поколений, а потому что богатые кремнезёмом деревья банально не могли гнить даже в богатой кислородом атмосфере! Сверхпрочный клеточный скелет "кремнезёмистых" хвощей полностью блокировал рост грибных гифов! Вот и накапливались завалы стволов "кремнезёмистых" деревьев-хвощей даже без всяких болот, связывая углерод и насыщая атмосферу кислородом до запредельных значений. А затем по какой-то причине сверхустойчивые к повреждениям древовидные хвощи и плауны проиграли деревьям "из целлюлозы и лигнина"! Почему так, странно. Может быть причина в случайном стечении обстоятельств?

[alena_korf]

Может быть причина в случайном стечении обстоятельств?

Разумеется. Какой то случайный, ныне уже непросчитываемый фактор. Вся эволюция определяется такими случайностями.

[Rattus]

Рассмотрены возможности применения ископаемых радиолярий для стратиграфии докембрия и нижнего - среднего палеозоя.
http://www.geokniga.org/labels/18036

Стратиграфия - не более чем дифференцировка (разделение), идентификация "контуров" геологических периодов по слоям. А контур объекта, да будет Вам известно, можно выделить не только изнутри, но и снаружи.
Так что Вами цитированная фраза ниразу не опровергает тезис об отсутствии радиолярий в докембрии, тогда как Ваш оппонент выделил фрагмент прямо это подтверждающий. Так что свою сентенцию

Рановато вам читать специальные статьи по палеонтологии!

Комментарий модератора раздела

нарушающую п.3.1.а Правил Форума (+20%),

обратите прежде всего сами к себе.
Но за сведения про утилизаторов кремния в кембрии и прочем палеозое - спасибо.

Первая публикация по докембрийским радиоляриям была аж в 1894 году

Когда ещё во всю публиковались теории светоносного эфира, а до открытия радиоактивности оставалось ещё два года, не говоря уже про радиоизотопную датировку. Может всё же будем приводить более актуальные источники, а?

В популярном изложении биоорганическая химия кремния
http://www.bibliotekar.ru/2-8-34-kremniy/

Вот только в главе "Кремнеорганизмы" утверждения о докебрийских радиоляриях и прочих утилизаторах кремния даны без указания исходных источников. Фактически же сказано только о том, что сами одноклеточные эукариоты появились в докембрии - что и так давно известно. А вот что они в докембрии могли утилизировать кремний - таки нет.

Остатки Стеклянных губок известны из отложений Венда -580 млн. лет назад

Есть ссылка на работу с прямым подтверждением этого тезиса?

Это ж абсолютная защита от вредителей, с точки зрения интересов растения, его продолжения рода, получается! Так почему широко распространены растения со съедобным для насекомых лигнином и целлюлозой, а с кремнезёмом  - нет? Хотя такие растения есть в природе? И, почему нет животных, у которых скелет состоял бы из более прочного кремнезёма, а не мягких фосфатов и даже карбонатов кальция?!

Потому что эта адаптация - не пример медали в форме листа Мёбиуса. И обратной её стороной будут проблемы с ремоделированием собственного тела например в процессе роста и подвижностью, если речь идёт о животных.

только через несколько десятков миллионов лет рачки капиподы научились грызть диатомовые водоросли, потому что заменили в своих хелицерах соединения кальция на стекло, т. е. тоже освоили кремний!

Также как и грибы - разлагать лигнин с задержкой, которая теперь называется Каменноугольный период - самый продолжительный период Палеозоя (60 млн. лет). Так что для земной биоты кремний не принципиально лучше древесины.

почему даже диатомовые водоросли освоили кремнезёмовый панцирь так поздно, всего сто двадцать пять миллионов лет назад, это же в мезозое получается, причём в его конце - мелу? А почему не в палеозое, не во время кембрийского взрыва, когда резко выросла необходимость в прочных покровах из-за возникновения хищничества? Вот это вот странно.

См. в посте на предыдущей странице про биодоступность. Потому что условия, создавшиеся в океане в Мелу (pH, температура) способствовали формированию как известковых, так и кремнеземных панцирей. Только силикаты из воды добывать всегда гораздо трудней чем карбонаты и потребные на это ресурсы может быть гораздо эволюционно выгоднее направить на другие адаптации или просто на r-стратегию размножения.
И ещё очень поучительно обратить внимание на то, как именно диатомеи освоили кремнеземный панцирь: у них напрочь отсутствует способность к его ремоделированию, поэтому в цикле бесполых поколений каждое следующее получается с клетками меньшего размера, пока не будет достигнут критический минимум, после которого происходит половое размножение и формирование ауксоспор, лишённых сплошного панциря. Вот вам и "абсолютная защита"!

Вообще диатомеи - пожалуй самый наглядный пример того, как сама природа попыталась сделать настоящий "технорепликатор" и что из этого вышло. Эта весьма молодая, обширная и продвинутая группа протист с рекордным уровнем горизонтально перенесенных генов. Её панцирь фактически представляет собой две вложенных друг в друга монолитных решетчатых стеклянных микрочашки, очень разнообразных форм. За что их очень любят бионанотехнологи.
Но непрерывная последовательность репликаций с таким панцирем приводит к размерному вырождению по элементарной геометрической причине - и выход из создавшегося тупика оказывается возможен только через возврат к исходной мягкой беззащитной форме.

[николай теллалов]

условия, создавшиеся в океане в Мелу (pH, температура) способствовали формированию как известковых, так и кремнеземных панцирей. Только кремний из воды добывать всегда гораздо трудней чем карбонаты и потребные на это ресурсы может быть гораздо эволюционно выгоднее направить на другие адаптации или просто на r-стратегию размножения.
И ещё очень поучительно обратить внимание на то, как именно диатомеи освоили кремнеземный панцирь: у их напрочь отсутствует способность к его ремоделированию, поэтому в цикле бесполых поколений каждое следующее получается с клетками меньшего размера, пока не будет достигнут критический минимум, после которого происходит половое размножение и формирование ауксоспор, лишённых сплошного панциря

спасибо за разъяснение

[библиограф]

Есть ссылка на работу с прямым подтверждением этого тезиса?

Cкелетные образования проблематичных низших многоклеточных вендского (эдиакарского) периода
https://www.paleo.ru/upload/iblock/7ce/7ce9d8d905a135b7cdd76b518b9b1061.pdf

огда ещё во всю публиковались теории светоносного эфира, а до открытия радиоактивности оставалось ещё два года, не говоря уже про радиоизотопную датировку. Может всё же будем приводить более актуальные источники, а?

А ничего, что кембрийский период в 1835 году выделил Адам Седжвик ( Чарльз Дарвин был у него студентом) - безо всякой радиоактивности и изотопной датировки?
А красивые картинки радиолярий из атласа Эрнста Геккеля в ответе 55 - это 1860 год

[Rattus]

Cкелетные образования проблематичных низших многоклеточных вендского (эдиакарского) периода
https://www.paleo.ru/upload/iblock/7ce/7ce9d8d905a135b7cdd76b518b9b1061.pdf

По поводу кремнезёма - только предположения и косвенные данные. Хотя годится.

А ничего, что кембрийский период в 1835 году выделил Адам Седжвик

Ничего. Выделить и детально изучить все микрофоссилии - две большие разницы.

[Rattus]

В силазанах кремний чередуется с азотом.

Опечатка поправлена. Благодарю.

[EvilShurik]

Не соглашусь с тем, что кремнезём труднее добыть, нежели известь. А уж тем более фосфат кальция, учитывая редкость фосфора.
Где трудно добыть кремнезём? В толще воды. А уже на дне вот он, рядом. Кстати, диатомеи и тяготеют к донным организмам. И добывается кремнезём не так уж и сказать чтобы сложно - просто повышать pH выше 7, и кремнезём прекрасно растворяется. А уж в случае наземных растений, корни их буквально погружены в кремнезём. И далее просто считаем, что энергетически выгоднее - выделять щёлочь в корневых выделениях, и поглощать образовавшиеся растворимые силикаты, а затем их переоткладывать в теле растения где надо, или расщеплять углекислоту и воду, и из них синтезировать целлюлозу и лигнин?! Простой анализ показывает что гораздо выгоднее поглощать именно кремнезём. На порядки, по затрачиваемой энергии.
Так что тут сыграли какие-то другие факторы.

[Rattus]

А уже на дне вот он, рядом.

А почему Вы не питаетесь через прямую кишку? Засунули помытую картофелину - и вот он - питательный крахмал совсем рядом!

просто повышать pH выше 7, и кремнезём прекрасно растворяется.

Ну очень прекрасно :

Какие ещё сенсационные химические новости мы сегодня услышим ?

Кстати: для всей известной нам жизни условия с pH за 8,5 - уже существенно экстремальные. Организмы, что к ним приспособлены - алкалифилы - имеют для того целый ряд довольно специфических и небесплатных адаптаций.

[Dem]

Почему кремний не стал основой жизни?
Энергия связей у тяжёлых атомов ниже. А сами они при этом тяжелее - поэтому температура перехода в жидкое состояние выше. И при такой температуре уже никакой сложной химии невозможно - все связи рвутся.

Почему в организмах нет кремнийорганики? Скорей всего просто условия не сложились. Вот в посте выше графики - но растворимость растёт не только с рН и температурой - но и с давлением. Вот будет на планете атмосфера на пару порядков посерьёзней, такая вот Венера на орбите Марса - возможно на ней и будут силиконовые зверушки.

[Rattus]

поэтому температура перехода в жидкое состояние выше.

Как простое вещество углерод ещё твёрдый, когда кремний уже испаряется.

И при такой температуре уже никакой сложной химии невозможно - все связи рвутся.

Хорошо что химики, синтезировавшие силиконы, об этом были не в курсе.

[Dem]

Как простое вещество углерод ещё твёрдый, когда кремний уже испаряется.

Само собой имеются в виду малоатомные соединения.

Хорошо что химики, синтезировавшие силиконы, об этом были не в курсе.

Силиконы кроме самых простых - твёрдые.