Kada sam za ove mrežne stranice napisao prilog o siliciju, razvila se burna diskusija o tome može li ili ne može biti života koji se temelji na siliciju, a ne na ugljiku. Tako nešto, silicijski život, tema je mnogih znanstveno-fantastičnih romana i filmova, a da bi se nešto takvo moglo naći u svemiru mislio je i Carl Sagan. Sa stajališta kemije to je međutim posve nesuvisla teorija, no ipak u svakoj bajci, u svakoj legendi ili mitu ima zrnce istine. Sve se naime više pokazuje da je život nastao međudjelovanjem organske tvari i minerala, ili – bolje rečeno – da je živa priroda (ma kakva bila) evoluirala zajedno s neživom prirodom, sa stijenama i mineralima. To će reći da je na Zemlji bivalo sve više vrsta minerala, a isto tako sve više vrsta živih bića, i to sve složenijih baš kao i sve složenijih minerala.
Kada se problem sagleda iz malo šire perspektive, vidi se da za postanak života nisu važni organski spojevi (aminokiseline, nukleinske baze i sl.) sami po sebi, nego organizirani sustavi u kojima oni nastaju. Takvih, „živih“ sustava ne može međutim biti bez katalizatora, jer samo oni mogu usmjeravati kemijske promjene u željenom smjeru, u smjeru nastajanja sve složenijih i uređenijih struktura od kojih je na kraju iznikla prva živa stanica. Drugim riječima, ono što u današnjim živim bićima čine enzimi, to su nekoć činili minerali. Koji minerali? Ponajviše minerali gline koji mogu, dokazano je, poslužiti kao katalizatori za polimerizaciju aminokiselina i nukleotida, u molekule koje su preteče današnjih proteina i nukleinskih kiselina. Minerali gline su pak alumosilikati, silikati u kojima su neki atomi silicija zamijenjeni atomima aluminija. Riječ je dakle o „silicijskom životu“, ali sasvim druge vrste od one na koju je mislio Carl Sagan.
Samo u svjetlu tih činjenica možemo shvatiti puno značenje znanstvenog rada, objavljenog ove godine u časopisu Angewandte Chemie International Edition, koji bi inače unatoč bombastičnom naslovu („Unexpected spontaneous photochemical formation of hydrogen peroxide in water microdroplets on silicate mineral surfaces“) izazvao malo pažnje. Kemičari iz Sjedinjenih Država, Kine i Italije otkrili su da kremen (SiO2) može služiti kao fotokatalizator za sintezu vodikova peroksida – pa šta? Istina, nisu to očekivali („unexpected“), ali mnogo toga u znanosti i životu dolazi neočekivano. Njihovo bi otkriće moglo biti zanimljivo samo kemičarima i to onima koji se bave silikatima.
S kemijske strane sve je više-manje jasno. Ako se površina kremena navlaži vodom, a potom izloži zračenju (najbolje ultraljubičastom, valne duljine 254 nm) od nje će nastati vodikov peroksid, H2O2. U reakciji ne sudjeluje kisik, što se vidi već po tome što su pokus radili u atmosferi čistog dušika, N2. Takvo djelovanje, ali slabije, imaju i silikatni minerali (tinjci – mica i feldšpati), ali i stijene (granit, pješčenjaci – sandstone, škriljevci – slate) koje sadrže bilo silikate bilo silicijev dioksid (kremen). Istina, vodikov peroksid nastaje djelovanjem zračenja na vodu i bez katalizatora, ali – pokazala su mjerenja – kremen može ubrzati stvaranje vodikova peroksida za pet redova veličine, a to znači sto tisuća puta, pa i više.
Tajna katalize silicijevim dioksidom leži u vezi Si-O-Si koja djelovanjem zračenja prelazi u vezu Si-O-O-Si, a potom u radikale Si-O ⸱ i Si-O-O ⸱. Taj posljednji radikal reagira s vodom pri čemu nastaje radikal H2O ⸱, a potom vodikov peroksid. Čitav se proces može prikazati devetorim kemijskim jednadžbama, kojima ne bih zamarao čitatelja. Važno je međutim napomenuti da je za svaku reakciju radikala presudan prvi korak (inicijacija) kojim nastaje prvi radikal, a on zatim pokreće lavinu kemijskih procesa. U nekataliziranoj reakciji prvi je radikal HO ⸱. On nastaje djelovanjem zračenja na molekule vode, H2O.
Kada se tako sagledaju stvari, vidimo da je u prvotnoj Zemljinoj atmosferi bilo više kisika nego što se dosad mislilo, jer se vodikov peroksid lako raspada na vodu i kisik (2 H2O2 → 2 H2O + O2). Usto je vodikov peroksid jak reagens (oksidacijsko sredstvo) ili, kako bi biokemičari rekli, energijom bogat spoj, a to znači da je mogao biti osnova prametabolizma u nekom praorganizmu. Da je tada, prije četiri milijarde godina, H2O2 mogao lakše nastajati nego danas, u to ne treba sumnjati, jer je tada do površine Zemlje, zbog nepostojanja zaštitnog ozonskog sloja, dopiralo mnogo više ultraljubičastog zračenja.
Sve to skupa ima još više smisla ako se sjetimo teorije američkog znanstvenika Christophera Chybe po kojemu u oceanu ispod ledene kore Europe i Enkelada, prirodnih satelita Jupitera i Saturna, žive mikrobi koji dobivaju energiju reakcijom formaldehida (metanala, CH2O) i vodikova peroksida što nastaju djelovanjem zračenja na površini leda. Potporu toj teoriji pruža nalaz vodikova peroksida (0,13 %) u česticama Europina leda. Tako se, eto, neočekivano otvara mogućnost zemaljskog (pra)života zasnovanog na fotosintezi vodikova peroksida.
Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik časopisa Priroda i urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Piše za časopis Čovjek i svemir, te mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug-online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, od kojih treba izvojiti „Kemijski leksikon u stripu“, „Metali života – metali smrti“ te „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“.
Datum i vrijeme objave: 23.05.2026 – 06:21 sati
