Naravne in umetne snovi

Naravne snovi so bodisi proizvod narave ali ljudi, kadar so izdelane na naraven način. Umetne snovi so narejene s pomočjo kemičnega ali genetskega inženiringa, ki povzročajo spremembe v kemijski strukturi snovi ali genetski strukturi organizma. V skupino umetnih snovi se uvrščajo tudi ogljikovodiki – snovi, ki so pripadale rastlinskemu in živalskemu svetu v minulih geoloških dobah, in ki so bile v vmesnem času izpostavljene podzemeljskim procesom, ki so povzročili spremembe njihove kemične sestave in zgradbe.

Poreklo in značilnost naravnih in umetnih snovi

K tej tematiki lahko pristopimo z zdravo razumsko definicijo "naravnih snovi, kot tistih, ki se nanašajo na snovi, ki jih proizvajajo rastline ali živali". [1] – to so snovi, proizvedene v naravi brez našega vpletanja. In umetne snovi lahko definiramo kot tiste, ki so narejene s kemičnim ali genskim inženiringom. Toda stvari niso tako preproste. Kajti, v naravi najdemo tudi minerale, kot so kamni, skale in cela gorovja, ki jih ni mogoče smatrati za umetna. In kam se uvrščajo premog, nafta in plini, ki se nahajajo v zemeljski skorji? Poleg tega, ljudje že cela tisočletja uporabljajo biološke procese, ki povzročajo kemične spremembe v snoveh. Kakšna je razlika med temi metodami in sodobnim kemijskim inženirstvom?

Dejstvo je, da se največja količina kemičnih preobrazb dogaja v naravi sami. Rastline so kemični geniji naravne kemije v primerjavi z živalmi in ljudmi. Sposobne so proizvajati ne le živih organskih snovi iz mineralov, vode, ogljikovega dioksida in svetlobe, ampak ogromno množico vsakovrstnih kemičnih spojin. Šele v zadnjih dveh desetletjih so se znanstveniki poglobili v to področje tako imenovanih fitokemikalij, in začeli odkrivati kemične strukture (formule) in jim dajati imena (npr. indol-3-carbinol, 16-alfa-hydroxyestrone, dihydroacetoxymatricin, itd.). Kot primer si lahko ogledate The Chemistry Found in a Single Yarrow Plant, kjer lahko sami vidite neverjetno moč 'kemijskega inženiringa', ki ga izvaja rastlinsko kraljestvo. To ni presenetljivo, če s pomočjo duhovne znanosti spoznamo dvojno naravo rastlin. Zaradi tega, ker rastline vsebujejo fizično in eterično telo, jih lahko prepoznamo kot resnične predstavnike sil eteričnega telesa. To telo je sestavljeno iz štirih etrov – med njimi je tudi kemijski eter. Prisotnost tega etra, ki ureja kemične procese, in njegova sorodnost z vodnim elementom pojasnjujeta izredno sposobnost rastlin pri izvajanju kemijskih procesov. [2]

V primerjavi s tem je bistvena lastnost kemijskega inženirstva človeška sposobnost manipuliranja kemijskih reakcij z namenom proizvesti določene snovi, ki jih želimo imeti. V ta namen uporabljamo dve osnovni skupini kemijskih reakciji:

• Reakcije, kjer kombiniramo dve ali več snovi, ki skupaj tvorijo novo snov. Splošna formula je: A + B = AB
• Reakcije, kjer se ena snov razgrajuje na njene sestavne dele. Splošna formula je: AB = A + B

V sodobni kemiji je ta dvojna delitev nekako zakrita z dolgim seznamom kemijskih reakcij, ki niso nič drugega kot variacije teh dveh osnovnih procesov združevanja in deljenja. Vendar lahko z malce truda prepoznamo obstoj dveh skupin kemijskih procesov. V eni skupini so procesi sinteze, in v drugi procesi razgradnje. [3]

Čeprav so se v prejšnjih stoletjih kemiki naučili izdelovati različne kemične snovi v laboratorijskih pogojih, pa je do velikega preboja prišlo v drugi polovici devetnajstega stoletja, v obdobju t.i. 'druge industrijske revolucije' – revolucije, ki je temeljila na plinu, nafti, elektriki in kemijskem inženiringu. To je bil čas, ko je prišla v obstoj kemija premogovega katrana, kemija naftnih proizvodov in farmacevtska industrija. To je bil čas, ko so kemiki odkrili postopke za izdelavo prvih sintetičnih barvil, dišav, sladil, umetnih gum, lepil, gnojil, pesticidov, plastik in zdravil. Nadaljnji razvoj njihovih spretnosti se je dogodil v dvajsetem stoletju, ko so kemiki vzeli snovi pridobljene iz rastlinskih ali živalskih virov in jih spremenili s pomočjo kemijskega inženirstva. [4] To je bilo tudi obdobje nastanka in velike ekspanzije prehranskih dodatkov. Dejansko šele od sredine devetnajstega stoletja obstaja potreba za razlikovanje med naravnimi in umetnimi snovmi v naši prehranjevalni verigi; v prejšnjih časih bi bilo takšno razlikovanje nesmiselno in odvečno.

Kemijski inženiring deluje na ravni anorganskih snovi – to je, na ravni kemičnih elementov razvrščenih v periodni sistem. Tukaj imamo opravka s posameznimi elementi (atomi) ali molekulami (kemične spojine). Te snovi pripadajo anorganskemu mineralnemu kraljestvu. V živih kraljestvih narave – vključno z rastlinami, živalmi in ljudmi, ter s posebnim področjem mikroorganizmov [5] – imamo opravka z nadaljnjimi strukturnimi nivoji: s celicami, tkivi in organi. Vstop znanstvenikov v ta področja živih organizmov z istimi metodami manipulacije, lahko vidimo kot neke vrste 'naravni razvoj'. Vendar pa je to pripeljalo do spornih metod manipuliranja genetskih kod celic in mikroorganizmov. Tu imamo poreklo genskega inženiringa v laboratorijskem okolju, kjer ljudje po svojem izboru poskušajo presaditi specifično karakteristiko, ki ni tipična za izbrani organizem. Najnovejša metoda manipuliranja je nanotehnologija, s pomočjo katere se materijo spreminja na atomskem in molekularnem nivoju obstoja. [6]

Skupno vsem tem metodam je, da jih izvajajo ljudje v laboratorijskem okolju – bodisi v raziskovalnih ali tovarniških laboratorijih – in da na ta način pride do sprememb znotraj treh najnižjih strukturnih nivojev snovi: na atomskem, molekularnem in celičnem nivoju. Tako smo prišli do ključne lastnosti vseh umetnih snovi.

Na podlagi tega lahko opredelimo naravne snovi kot: [7]

• Snovi, ki so proizvedene v naravi. Izjema so ogljikovodiki.
• Te snovi so lahko anorganske ali organske. [8]
• Lahko se jih pridobi na fizičen način, vendar brez spremembe njihove kemične strukture.
• Lahko so spremenjene s pomočjo naravno prisotnih bioloških procesov, kot so mlečna ali alkoholna fermentacija, itd.

S pomočjo te 'definicije' so očitni naslednji zaključki:

• ‘Umetno’ ni sinonim za ‘sintetično’; čeprav so vse sintetične snovi umetne, imamo poleg njih še druge umetne snovi, ki niso ustvarjene s pomočjo kemičnega inženiringa.  To so gensko spremenjeni organizmi, tiste snovi, ki so bile proizvedene s pomočjo nanotehnologije, in podobno.
• Ni pomembno, če je cilj ljudi s pomočjo kemijskega inženiringa simulirati naravne procese, ali če želijo enostavno ustvariti novo snov. Tako imenovane 'naravi-identične' snovi in sintetične snovi so vse umetne snovi, saj so bile oboje proizvedene v laboratorijskem okolju.
• Obstaja razlika med mineralnimi snovmi pridobljenimi s postopkom rafiniranja rastlinskega materiala (npr. sladkor) in mineralnimi snovmi izdelanimi s pomočjo kemijskih procesov (npr. sukraloza). Snovi v prvem primeru ne moremo imenovati za umetne, ker so bile v njihovi proizvodnji uporabljene zgolj fizikalne metode ekstrakcije, medtem ko je v drugem primeru uporabljen kemijski inženiring z namenom, da se pridobi določeno snov. [9]

Obrnjena kemija podnaravnih ogljikovodikov

Med snovmi, ki jih najdemo v zemeljski skorji, so tudi snovi, ki jih ne moremo šteti kot naravne. Medtem ko se rude štejejo kot naravne snovi, vse dokler niso podvržene postopkom kemijskega inženiringa, pa so snovi kot so premog, nafta, zemeljski plin in podobne snovi, že v osnovi umetne. Za tem navideznim paradoksom se skriva razlog, ki preskrbi za zelo dober argument v prid te izjeme.

Te snovi so bili proizvedene iz ostankov starodavnih rastlinskih in živalskih organizmov z 'geološko kemijo' zemlje, pri ekstremnih tlakih in temperaturah. Ti procesi so povzročili velike spremembe v njihovih kemijskih sestavah. Najbolj pomembna sprememba je popolna izguba kisika. Njihove kemijske strukture imajo podobne ogljikove okvire kot ogljikovi hidrati, le da so brez kisika. Iz tega razloga se imenujejo ogljikovodiki. Z duhovno-znanstvenega vidika so to mrtve snovi, ker nimajo elementa kisika, ki je nosilec kozmičnega življenja v naravi. [10] Področje, kjer lahko najdemo te snovi, leži pod vidnim nivojem naravnih kraljestev in se zato imenuje 'podnarava'. Iz tega razloga te snovi ne štejemo za naravne; lahko pa bi jih imenovali 'podnaravne'.

Zanimivo zgodovinsko dejstvo je, da je pojav sodobnega kemijskega inženirstva povezan s pojavom kemije premogovega katrana. Premog je bil glavni vir energije v prvi fazi industrijske revolucije. Med ostalim se je uporabljal tudi za proizvodnjo koksa in svetlečega plina. "Stranski proizvod koksa in plinske industrije je bil premogov katran. Sprva je bil samo nadloga, zaradi svoje odpornosti proti kemičnim in oksidacijskim snovem, ki sprožajo kemične reakcije. Glavni preboj se je zgodil z odkritjem, da lahko kombinacija žveplove in dušikove kisline razgradi cikloparafine," [11] glavne kemične spojine premogovega katrana. Z nadaljnjimi kemičnimi odkritji sta premogov katran in pozneje nafta postala temelj sodobne kemične industrije.

Če primerjamo naravno kemijo rastlin z rezultati kemije premogovega katrana in nafte, lahko vidimo naslednje: [12]

• Rastline so sposobne proizvajati ne le žive snovi kot so škrobi, maščobe, beljakovine, ampak tudi sladkorje, vključno z nektarjem. Poleg tega rastline proizvajajo številne kemične spojine, ki ustvarjajo barve, vonje, eterična olja in zdravilne snovi. Dandanes imenujemo te snovi fitokemikalije.
• Ljudje so iz ogljikovodikov uspeli proizvesti umetne kopije naravnih snovi. V laboratorijskem okolju se "človeška iznajdljivost polasti (teh snovi) in pričara sintetične zrcalne slike naravnega sveta: sintetične barve, vonje, saharin in druga sladila, mineralna olja in sintetična zdravila." [13]

"S primerjanjem obeh področij dobimo vtis, da je področje rastlin sfera dinamične biološke realnosti, prizorišče nenehnega usklajevanja življenjskih polarnosti med zemljo in nebom, ki povzroča neskončno paleto preobrazb. Na drugi strani pa je podzemni svet kemije ogljikovodikov videti kot – figurativno rečeno – senčni odsev dinamične ustvarjalnosti vesolja. Navkljub gotovosti , ki jo omogoča kombiniranje v tej podzemeljski sferi, pa le-to ne moremo imeti za bolj realno od področja zelenih, cvetočih in plodnih rastlin." [14]

Zakaj je bilo možno iz ogljikovodikov ustvariti spekter umetnih snovi, ki so kot sintetična zrcalna slika naravnih snovi? To je zaradi tega, ker je primarni izvor ogljikovodikov predpotopni svet rastlin in nižjih živali – vse te snovi so davno nekoč pripadale živemu svetu narave. Vendar so v vmesnem času vse te snovi šle dvakrat skozi proces spremembe lastnih kemičnih zgradb:

• Prvič v 'geološkem laboratoriju podnarave', kjer so se preoblikovale v premog, lignit, nafto, plin in podobno.
• Drugič v človeških laboratorijih in kemičnih tovarnah, kjer so bile 'spremenjene nazaj' v umetne imitacije naravnih snovi.

Iz tega razloga jih lahko označimo kot dvojno umetne snovi ali kot snovi 'umetne na kvadrat'. Ogljikovodiki so dober vir energije za transport in industrijo, vendar pa zavoljo blaginje ljudi ne bi smele nikoli vstopiti v prehranjevalno verigo v kakršni koli obliki.

  OPOMBE

1. Wikipedia/Organic compound, March 2012
2. Če si želite pridobiti boljši uvid o kemijskih sposobnostih rastlin, si preberite Plants Are All Chemists, ki je kratek opis bolj skritega delovanja rastlin.
3. Vir: Wikipedia/Chemistry, February 2014
4. Obstaja tudi primer, kjer originalna snov izhaja iz ljudi. Človeške lase zberejo iz brivnic in frizerskih salonov, jih očistijo in narežejo. "To vrsto las prodajajo kemičnim tovarnam, ki jih pretvarjajo v aminokisline za uporabo v živilih, zdravilih in mnogih drugih izdelkih." Vir: The Independent Magazine, 2001
5. Od vseh mikroorganizmov so bakterije najbolj plodne in številne. Oglejte si kratek opis v Bacteria – Our Splendid Kin, ki vam bo dal nekaj spoznanj o njihovem pomenu za življenje na zemlji.
6. Morda obstaja še več tehnologij z enakim učinkom, vendar nisem v stanju, da bi lahko izvedel pregleda vseh umetnih snovi. Tudi če obstajajo, to ne spremeni opisa glavne razlike med naravnimi in umetnimi snovmi.
7. Te 'definicije' ni mogoče preprosto prenesti na hrano in živila, saj v proizvodnji hrane obstaja več stvari, ki jih je treba upoštevati. Razlika med naravno in umetno hrano je obravnavana v poglavju Resnična živila v primerjavi s ponaredki.
8. O njihovem razlikovanju preberite poglavje ANORGANSKE IN ORGANSKE SNOVI.
9. Rafiniran oz. prečiščen sladkor je v tem oziru posebno problematičen. To ni umetno narejeno sladilo, kot je saharin ali industrijsko pridobljeni sorbitol; kljub temu ga ne moremo imenovati za naravno sladilo, ker je postopek prečiščevanja odstranil vse druge minerale in mineralne spojine, ki so del naravnega polnovrednega sladkorja. To pomeni, da je bila spremenjena celotna kemična sestava sladkorja, vendar ne s katero od metod kemijskega inženiringa, ampak s fizičnimi sredstvi prečiščevanja!
10. Opis narave kisika najdete v tekstu KOZMIČNO POREKLO ŽIVIH SNOVI.
11. Rudolf Hauschka, The Nature of Substance – Spirit and Matter, Sophia Books, Forest Row, UK, 2002
12. Namen te primerjave ni popoln pregled vseh snovi, ki jih lahko proizvajajo rastline, in vseh snovi, ki se jih lahko pridobi s pomočjo kemijskega inženiringa iz premogovega katrana, nafte in drugih oblik ogljikovodikov. Namen te slike je prikazati princip zrcaljenja umetnih snovi, ki so izdelane v laboratorijih, s tistimi, ki jih proizvajajo rastline.
13. Glej opombo 11
14. Glej opombo 11