Поэтому природа даже в тех ее формах, которые, казалось бы, не имеют отношения к жизни, в действительности создана при активном участии живых организмов. Коралловые острова и коралловые рифы, тянущиеся на тысячи километров и достигающие в высоту 2-3 км, созданы живыми существами, построившими их в основном из карбоната кальция.
Раскрытие этих важных закономерностей и помогло понять данные наблюдений, относящиеся к вопросу о жизненной ценности того или иного элемента. На полях Австралии, которые ничем особенным не выделялись среди других пастбищ, скот часто заболевал анемией; было выяснено, что причиной является недостаток в почве соединений меди. Еще более тяжелая картина анемических расстройств у крупного рогатого скота наблюдалась в некоторых прибалтийских районах: сильное исхудание, слабость, малокровие сопровождали эту болезнь, приведшую к гибели многих животных. Тонкий химический анализ выявил дефицит в почвах этих районов элемента кобальта. Немногое было известно о роли этого металла в жизненных процессах. Тревожные сигналы из угрожаемых районов заставили попытаться изучить проблему более детально.
Больные анемией животные быстро поправлялись при введении в их корм солей кобальта. Надо было, очевидно, искать кобальт среди тех веществ, которые находятся в нормальном, здоровом организме. Громадная работа, о трудностях которой мы позже расскажем, увенчалась успехом. Было доказано, что кобальт входит в состав витамина B>12, который, как и медь, необходим для процесса кроветворения. Результат этот имел далеко идущие последствия: удалось разработать методы надежного лечения опасной болезни — злокачественной анемии, поражавшей животных и человека и считавшейся до этого времени почти неизлечимой.
Недостаток меди и железа в почвах отражается и на состоянии растений — они заболевают хлорозом. В зеленых частях растения задерживается образование хлорофилла, снижается и процент витаминов.
Избыток некоторых элементов также представляет опасность. Известны заболевания животных, вызванные избыточным содержанием в почвах молибдена, селена, фтора и др. Все это указывает на то, что животный и растительный мир находится в постоянном взаимодействии с веществами литосферы (суши) и гидросферы (водная оболочка Земли).
А атмосфера? Имеет ли она отношение к жизни? Конечно! Мы ведь дышим кислородом атмосферы, а дыхание живых существ и работа многочисленных заводов обогащает атмосферу углекислым газом. Не все знают, что и появилась-то кислородная атмосфера на Земле именно вследствие деятельности фотосинтезирующих организмов, разлагавших воду и выделявших кислород. Лишь малая часть кислорода, по-видимому, возникла за счет разложения воды ультрафиолетовым излучением Солнца. Кислород, оказавшись в атмосфере, не только способствовал формированию микроорганизмов аэробного типа, но и окислял соединения металлов с низшими степенями окисления: соединения железа (II) превратились в соединения железа(III), оксиды марганца(II) образовали оксиды марганца (IV) и т. д. Живая и неживая природа постоянно влияют химически друг на друга, и было бы странным предполагать, что деятельные и хорошо растворимые соединения многих металлов не будут так или иначе вовлечены в жизненный круговорот.
На основе тех наблюдений, о которых шла речь выше, и начала постепенно развиваться отрасль науки, которую ныне называют бионеорганической химией. В ее задачи входило прежде всего выяснение роли каждого элемента в биологических процессах.
Сведения о функциях классических элементов жизни — углерода, кислорода, водорода, фосфора, серы, азота — достаточно подробны, их расширение составляет цель работы биохимиков. К области биохимии относят и данные о функциях йода и других галогенов. Поэтому на долю бионеорганической химии остаются главным образом металлы. Вспомним, что к металлам относится большинство элементов, и перспективы развития бионеорганической химии по этой причине разнообразны и значительны. Успехи, уже достигнутые на этом пути, в большой мере обусловлены введением в практику новых современных методов исследования, позволивших составить достаточно ясное представление о структуре биологических машин клетки и о месте, которое занимают в таких машинах ионы металлов.
