2022. január 25., kedd
KRÉTAPOR

Érdekességek a kémia világából

A kémia a növény- és állatvilágban

Már több ízben is megfogalmaztuk, hogy a kémia és a természettudományok tanítása során számos akadályba ütközünk, ahogyan azt is, milyen nehézségekkel kell megküzdenünk. A temérdek nehezítő tényező közül azonban talán mégiscsak az elsők között emelhetjük ki a diákok érdeklődésének hiányát, ami az elmúlt két évben megvalósult online oktatás hatására valószínűleg még kifejezettebbé vált, hiszen azok a generációk, amelyeknek tagjai most iratkoztak be a középiskola első osztályába, vajmi keveset tapasztalhattak meg élőben a kémia csodálatos világából, amivel egyébként hetedik osztályos korukban kezdenek megismerkedni. A jelenléti oktatás kínálta lehetőségekkel, illetve az annak során alkalmazott módszerekkel egészen más távlatokat tudunk megnyitni a diákok előtt, aminek köszönhetően jóval könnyebben juthatunk el a kitűzött céljaink megvalósításáig. Következzen most néhány olyan érdekesség, amelyek felkelthetik a diákok érdeklődését!

Az élővilágban jelen levő szerves vegyületek kézenfekvő választást képezhetnek, hiszen a számuk a szénatomok közötti kötések különbözőségének köszönhetően óriási, és egészen biztosan akad köztük néhány olyan is, amelyekről már hallottak a diákok. Ezek remek kiindulási pontként szolgálhatnak, hiszen általában igazán eredményesen építhetünk rájuk. Külön kiemelhetünk továbbá néhány olyan témát is, amelyek érdekelni fogják őket, ilyenek lehetnek például a vitaminok, az alkaloidok, a feromonok, a méreganyagok, az illatanyagok, a színanyagok stb. Ha ezeket az érdekességeket valamilyen oknál fogva nem tudjuk a tananyaghoz kapcsolni, akkor a szakköri foglalkozásokon is kiválóan alkalmazhatjuk a megismerésükkel kapcsolatos feladatokat, csupán az a fontos, hogy mindig megteremtsük az alkalmat arra, hogy együtt tegyük fel a kérdést: Hol itt a kémia? Jöjjön tehát néhány olyan vegyületcsoport és vegyület, amelyekkel talán az egyébként megszokottnál nagyobb lelkesedéssel foglalkozhatnak a diákok, hiszen már a mindennapok során is hallhattak róluk.

Az alkaloidok növényi eredetű, nitrogéntartalmú szerves vegyületek, amelyeknek erős a fiziológiai hatásuk. Egy-egy növény több alkaloidot is tartalmazhat, ezért az adott növényben a legnagyobb mennyiségben előfordulót főalkaloidnak, a többit mellékalkaloidnak nevezzük. Vannak közöttük gyógyszerként használt vegyületek, mivel fájdalomcsillapító hatásuk van. Előfordul közöttük olyan is, amely élénkítő, serkentő hatású, ugyanakkor bódultságot is okozhatnak, mivel egyebek mellett az ember kedélyállapotára is kihatnak.

A magyar konyha egyik legfőbb sajátossága a pirospaprika széles körű alkalmazásában rejlik, azt azonban csak kevesen tudják, hogy a csípős paprika csípőssége éppen egy alkaloidtól, a kapszaicintól származik. A szembe kerülve égő érzést vált ki, emiatt a szárított erős paprika vagy csilipaprika feldolgozásához a szakemberek védőkesztyűt, sőt maszkot és szemüveget is ajánlanak. Ennek tudatában nem is annyira meglepő, hogy ezt a vegyületet használják könnyfakasztó gázként a tömegoszlatások során, és ez az alapanyaga egyes önvédelmi spréknek is. A kapszaicint mindemellett különféle kenőcsök hatóanyagaként, valamint számos egyéb területen is alkalmazzák. A kapszaicin erősségét a Scoville-skála mutatja meg.

A nikotin olyan vegyület, amely sajnos igen sok diák életében is jelen van, ám egészen biztosak lehetünk abban, hogy nem elsősorban a kémia felől közelítik meg. A dohány fő alkaloidja, tiszta állapotban színtelen, kábító szagú folyadék. A perifériás és a központi idegrendszerre egyaránt hat. A tiszta nikotin erősen mérgező. A kisebb dózis hatására jelentkező nikotinmérgezés főbb tünetei a fejfájás, a szédülés, valamint a csökkent látás és hallás. Erős függőséget okoz. A dohányfüstben sokféle vegyület van, amelyek rákkeltőek is, emiatt jelentős mértékben károsítják a hörgőket, valamint tüdőrákhoz, illetve szív- és érrendszeri megbetegedésekhez is vezethetnek.

A koffein elsősorban a kávécserje magjában és a teacserje leveleiben fordul elő, egyes adatok szerint a kávéban 1–1,5 százaléknyi, a szárított fekete teában pedig 5 százaléknyi koffein található. A mérsékelt mennyiségű kávéfogyasztás serkenti a szívműködést, az anyagcserét és a légzést, javítja az agy vérellátását, aminek következtében gyorsítja az agyműködést, csökkenti a fáradtságot, fokozza a munkateljesítményt, nagyobb mennyiségben azonban kézremegést, szétszórtságot okoz, illetve erős álmatlanságot idéz elő. Mindezt azért különösen fontos hangsúlyozni a diákoknak, mert olykor bizony hajlamosak a mértéktelen kávéfogyasztásra, sőt, gyakran előfordul, hogy azok, akik egyáltalán nem isznak kávét vagy teát, a különféle energiaitalok által szintén jelentős mennyiségű koffeint visznek be a szervezetükbe, így akár ennek következtében is produkálhatnak hasonló tüneteket.

A kinin sói több mikroorganizmust is elpusztítanak, láz- és fájdalomcsillapító hatásúak, ezért a malária gyógyításában is használták őket. Nagyobb mennyiségben szédülést, fejfájást, fülzúgást okozhatnak. A Dél-Amerikában és Jávában honos kínafafélékben keletkezik. A diákok mindenekelőtt a különféle üdítők fogyasztása során bukkanhatnak rá a vegyület nevére, hiszen sok esetben a nagy népszerűségnek örvendő, frissítő üdítőitalok ízesítésére használják.

A borsban a piperin nevű alkaloid található meg, ez adja a jellegzetes ízét. A só után a második leggyakrabban használt ételízesítő, és az emberiség legrégebbi fűszere a bors, amelynek napjainkban is igen nagy szerepe van a világ konyháiban, olyannyira, hogy a világ fűszer-kereskedelmének jelentős részét éppen ez a fűszer teszi ki.

A feromonok olyan vegyületek, amelyek elsősorban az állatvilágban bírnak igen nagy jelentőséggel, hiszen a szaglásnak köszönhetően a kémiai kommunikáció eszközei is. A feromonok kikerülnek az állatokat körülvevő levegőbe vagy vízbe, és mivel terjedésüket a közeg mozgásának iránya és sebessége is befolyásolja, ezáltal a levegőben nagy távolságokra is szétterjedhetnek. Ezek a vegyületek igen jelentősek a párválasztás során, hiszen például a gyapjaslepke nősténye messziről, akár több kilométerről is odavonzza a hímet az általa kibocsátott feromon illata által. A lepkéknek ezt az érzékenységét használja ki a korszerű növényvédelem azáltal, hogy mesterségesen előállított feromonokkal permetezi le a kártevő rovaroktól védendő területet – ezt nevezik feromoncsapdának. A feromonok üzenetek továbbítására szolgálhatnak, gondoljunk csak arra, hogy a kutyák megjelölik a területük határait, a hangyák viszont általuk figyelmeztethetik társaikat a közeledő veszélyre.

Azzal általában a diákok is tisztában vannak, hogy a növény- és állatvilágban egyaránt előfordulnak különféle mérgező anyagok, nem árt azonban, ha ezen a téren is megkíséreljük bővíteni az ismereteiket, illetve a tudásukat. Dél-Amerikában honosak például azok a kis méretű békák, az ún. nyílméregbékák, amelyek mérge a legerősebb állati eredetű mérgek közé tartozik. Hatását szintén egyfajta alkaloid okozza. Ez a méreg elsősorban az idegrendszerre hat. Az indiánok a vadászathoz használt nyilaikat kenték be vele, a mérget pedig úgy nyerték ki a békákból, hogy nyársra húzták őket, és a tűz fölé tartották, majd a hő hatására a békák bőréből kifolyt méregcseppeket edényekbe gyűjtötték, utána pedig bekenték a nyilaikat a folyadékkal.

A növényvilágból egy érdekes példa lehet a májusi gyöngyvirág, amellyel gyakran találkozhatunk a környezetünkben. Virágai májusban és júniusban nyílnak, a belőlük kifejlődő piros termés pedig augusztus és szeptember között érik be. A gyöngyvirág közel negyven olyan anyagot tartalmaz, amelyek a szívre hatnak. Emiatt veszélyes és mérgező, semmiképpen sem alkalmas a fogyasztásra, amivel kapcsolatban azért van szükség fokozott odafigyelésre, mert előfordul, hogy valaki összetéveszti a medvehagymával, és elfogyasztja, ami sajnos beláthatatlan következményekkel jár.

Értelemszerűen számos további példát is felsorakoztathatnánk, hiszen a természet csodálatos és rendkívül gazdag tárháza a kémia összefüggésrendszerében is kiapadhatatlan forrásként szolgál, ezúttal azonban csupán néhány olyan ötlettel szerettünk volna szolgálni, amelyek hozzásegíthetnek minket ahhoz, hogy a diákjainkkal könnyebben megértethessük, milyen módon lelhető fel a kémia a környezetünkben. Azt azonban újra meg újra hangsúlyoznunk kell, hogy a minket körülvevő növény- és állatvilág kapcsán nemcsak azok szépségét kell szem előtt tartanunk, hanem azt is, hogy olykor bizony különféle veszélyeket is rejthetnek magukban. Ezáltal pedig egyebek mellett arra is rámutatunk, milyen fontos, hogy ilyen jellegű, a természettudományok széles körű ismeretén alapuló tudás birtokában legyünk.