אורגני, אבל באיזה הקשר?
מרבים להשתמש באִפיון "אורגני" בשיח היומיומי ובהקשרים מדעיים ורפואיים. מתברר כי בהקשרים שונים משמעותו שונה בתכלית. כתבה ראשונה
"אִבחנו אצלו פגם אורגני, והועלתה השערה שהוא נגרם עקב חשיפה לחומר אורגני מסוים; מאז כל בני המשפחה מקפידים לאכול רק מזון אורגני" – זו אינה אלא ידיעה בדיונית, אך היא מנוסחת כמשפט תקין לגמרי מבחינה דקדוקית, ואפילו סבירה מבחינת תוכנה החדשותי. אלא שהמלה "אורגני" מופיעה כאן בשלושה מובנים שונים לחלוטין. אכן, התואר "אורגני" הוא חלק אורגני מהשיח שלנו, בהקשרים שונים, ולשלושה הקשרים נייחד הפעם מדור זה: ההקשר הכימי, ההקשר התזונתי-אקולוגי וההקשר הרפואי.
על חיים וחומרים
דורות של כימאים נוכחו לדעת כי חומרים שמקורם בטבע הדומם – כמו מים, מלח, מינרלים שבסלעים – הם חומרים שניתן לחמם לטמפרטורות גבוהות מבלי לגרום בהם שינוי "מהותי", כלומר – שינוי כימי, בעוד שחימום לטמפרטורות גבוהות של חומרים שמקורם ביצורים חיים, כגון שומנים, חלבונים וסוכרים, גורם לשינוי כימי, לפירוקם. יתר על כן, ניסיונם של הכימאים הצביע על שינוי חד-כיווני, בלתי הפיך: את תוצרי הפירוק שנתקבלו עקב חימום של שומנים, למשל, לא הצליחו לשוב ולהפוך לשומנים.
ועוד, אותם חומרים ייחודיים ליצורים החיים (כגון שומנים, סוכרים וחלבונים) הם חומרים שיכולים לבעור ולהישרף, בעוד שמים, מלח ורוב המינרלים אינם בוערים. ולבסוף: דורות של כימאים לא הצליחו לייצר במעבדה חומרים כגון סוכרים, שומנים וחלבונים. כך התגבשה תפישה לפיה יש בעולם שני סוגים של חומרים: חומרים שמקורם רק בעולם החי, וחומרים שמקורם בעולם הדומם או החי (מים, למשל, ניתן לייצר במעבדה על ידי שריפת מימן, ומים נוצרים גם ביצורים חיים, בתהליך הנשימה התאית).
זה היה הרקע לכך שבשנת 1807 הציע הכימאי המפורסם בדורו, השוודי ינס יקוב ברצליוס (Joens Jacob Berzelius), שחומרים האופייניים ליצורים חיים (כלומר – לאורגניזמים) יכונו "חומרים אורגניים", בעוד שחומרים שמקורם בעולם הדומם, כגון מים ומלח, ייקראו חומרים אי-אורגניים (אנאורגניים). רבים החזיקו אז בדעה שביצורים חיים מתרחשים תהליכים שאינם כפופים לחוקים החלים על עולם הדומם, כלומר שעל יצורים חיים חלים חוקי טבע נפרדים.
היה בכך מעין הד מטאפורי עמום (אם כי בכיוון שונה במובהק) לתפישה שלפני גליליאו וניוטון, לפיה החוקים השולטים בגרמי השמים שונים בתכלית מחוקי הפיזיקה שבעולמנו הארצי. התפישה בדבר נבדלותם של היצורים החיים, נפרדותם משאר העצמים בעולם מבחינת חוקי הטבע החלים עליהם, מכונה התפישה הוויטליסטית, או: ויטליזם (vita – מלשון חיים). מן התפישה הוויטליסטית נגזר שתאים חיים הם בעלי "כוח" מיוחד, "כוח ויטלי", שנדרש לשם בניית חומרים אורגניים מחומרים אי-אורגניים "פשוטים".
כוח החיים
האם טמון בהכרח כשל לוגי בתורה הוויטליסטית, לאמור: אם רק ליצורים חיים "כוח ויטלי" מיוחד, הדרוש לשם ייצור חומרים אורגניים, כיצד נוצרו יצורים חיים מלכתחילה? מהיכן היו חומרים אורגניים לבנייתם של האורגניזמים הראשונים?
זוהי תהייה, או פרדוקס, המקבילים במידת-מה לבעיית הגנרציה ספונטנה, לאמור – התהייה האם אפשרית יצירת חיים ספונטנית מחומר שאינו חי, כמו טריטונים מהבוץ שלאחר הגשם (על-פי אמונות עממיות מסוימות), עכברים מתערובת של בגדים ספוגי זעה וגרגרי חיטה (אכן, כך האמינו!), רימות זבובים בבשר הנרקב (האיטלקי פרנצ'סקו רֶדי הוא שהוכיח כי הרימות שמופיעות בבשר מקורן בביצים שהוטלו על ידי זבובים), או חיידקים מתוך בליל של חומרי מזון שהורתח, תהליך שהאיטלקי לאזארו ספלאנצני הדגים כי אינו מתקיים, ובלבד שנעשה עיקור מַתאים של בליל החומרים, ולואי פסטר הוכיח זאת באורח נחרץ.
אבל אם אין גנרציה ספונטנה, ויצורים חיים נוצרים רק מיצורים חיים קודמים, כיצד נוצרו החיים מלכתחילה? שאלה זו ממשיכה לנסר בחלל המדע, כשאחד הפתרונות הוא בבחינת "דחיקת הקץ" (ולמען הדיוק – דחיקת הראשית) – פנספֶּרמיה, לאמור שהחיים בכדור-הארץ מקורם ביצורים חיים שהופיעו מן החלל, כשהם רכובים, למשל, על גבי שברי אסטרואידים.
אך נשוב לשאלת מקורם של החומרים האורגניים שבנו את האורגניזמים הראשונים: אפשרות אחת היא שארע נס חד-פעמי, בנוסח סיפורי הבריאה של ספר בראשית. אפשרות אחרת היא כי בתנאים המיוחדים ששררו בימי הבראשית של כדור-הארץ "הכוח הוויטלי" פעל לא רק באורגניזמים חיים.
לא פלא שכימאים התייחסו לחומר אורגני כאל משהו שלא ניתן כלל לצפות לסינתזה שלו במעבדה, שהרי במבחנה ניתן לערבב ולחמם חומרים שונים אך לא ניתן להוסיף לה "כוח ויטלי". אכן, האמינו בהפרדה מוחלטת בין העולמות, העולם האורגני מחד גיסא והעולם האי-אורגני מאידך גיסא.
יצא לחפש ציאניד – ומצא שתנן
במסגרת לימודי הרפואה שלו בגרמניה עסק פרידריך ווהלר (Wohler, 1800 - 1882) בבידוד אוריאה (שתנן), כחומר הפרשה המופיע בשתן. חקר החומרים ובידוד גבישי האוריאה כבש את ליבו, הוא נטש את הרפואה ושם פעמיו לשוודיה ללמוד אצל ברצליוס. אכן, הגורל – גם המדעי – מתעתע לעתים. בתום לימודיו בשוודיה נתמנה פרופסור לכימיה בגטינגן, ומחקרו עסק בציאנטים וציאנידים.
יום אחד, בשנת 1828, חימם במעבדתו אמוניום ציאנט, וקיווה שהחימום יגרום לציאנט לפלוט ציאניד. הוא נחל אכזבה – הציאנט המחומם כלל לא פלט ציאניד. ואולם – תמיד צריך לפקוח עיניים! – הוא שם לב כי גבישי הציאנט השתנו במהלך החימום, והפכו לגבישים שהיו זכורים לו היטב: הגבישים נראו כגבישי אוריאה (שתנן).
בבדיקה זהירה של תכונותיהם אכן נוכח כי היו אלה גבישי אוריאה. ואולם – ואני תוהה כלום לא סמר עורו מרוב התרגשות – בעוד אמוניום ציאנט נחשב חומר אי-אורגני, האוריאה היא חומר שמקורו באורגניזמים, ביצורים חיים: האוריאה היא חומר אורגני! נרגש מיהר לבשר במכתב למורו הדגול ברצליוס: עלי להודיעך כי עלה בידי להכין אוריאה ללא שימוש בכליה כלשהי (אגב, את השתנן בגוף מייצר בעיקר הכבד; בכליות הוא מופרש מן הדם אל השתן).
בהמשך התנצל בפני המורה על שתגליתו ממוטטת את הטענה בדבר נפרדותה של כימיית החיים מכימיית העולם הדומם, והביע צער על כי, במילותיו של תומס האקסלי (Thomas H. Huxley), שוב התרחשה הטרגדיה הגדולה של המדע: רצח של היפותזה נאה בידי עובדה מכוערת... מכל החומרים שבעולם נפל דווקא בחלקו של השתנן להוביל את המהפכה.
מהפכה בתפישה – ובחיי היומיום
אכן, נפל דבר. אך היתה זו מהפכה בקול ענות חלושה. בסך הכל לא היתה זו בנייה, סינתזה, של חומר אורגני ממספר מרכיבים אי-אורגניים, אלא חומר אחד (אמוניום ציאנט), שנחשב אי-אורגני, הפך לחומר אחר, אורגני. ואולם גם אם לא היתה זו סינתזה כימית במלוא מובן המלה, מחסום פסיכולוגי נפרץ בקרב הכימאים. עתה יכלו כימאים לקוות לייצר חומרים אורגניים מחומרים אי-אורגניים במבחנות המעבדה. כך, למשל, הצליח אדולף קולבה (Kolbe), תלמידו של ווהלר, לייצר חומר אורגני מובהק – חומצת חומץ (חומצה אצטית, CH3COOH) מן היסודות הכימיים המרכיבים אותה – פחמן, מימן וחמצן. עתה קיבל הכוח הוויטלי מכה אנושה.
להוט במיוחד לרסק עד דק את הגבול שבין עולם החומרים האי-אורגניים לעולם האורגני היה הכימאי הצרפתי פייר ברתולט (Berthelot, 1827 - 1907). בשנות החמישים של המאה ה- 19 סינתז שורה של חומרים אורגניים, כגון מתנול, אתנול (כהל היין), מתאן, בנזֶן ועוד. בהמשך סינתז שומנים שכלל אינם נוצרים על-ידי יצורים חיים, שומנים שאינם נמצאים בטבע.
המושג "חומר אורגני" שטבע ברצליוס השלים מהפך: מחומר שנוצר רק ביצורים חיים, בסיועו של "כוח ויטלי" מסתורי, עבור לחומר שניתן להכינו במעבדה כימית מבלי לטפטף ולו טיפה של "כוח ויטלי", ועד לחומר שכלל אינו קיים בטבע אלא נוצר בכוחה של מבחנה כימית. האפיון "אורגני" נותק כך, למעשה, ממקורו המילולי – אורגניזם חי. מאוחר יותר – ובזאת אנחנו נוכחים יום יום, ולמעשה כמעט כל רגע בעולמנו המודרני –למדו כימאים-אורגניים לייצר חומרים שתכונותיהם שונות במובהק מן התכונות של החומרים האורגניים הנוצרים בטבע, כמו למשל מיני הפלסטיק למיניהם.
בספר שפירסם בשנת 1861 הכימאי הגרמני פרידריך קֶקוּלֶה פון סטרדוניץ (Kekule von Stradonitz, 1829 – 1886), המוכר בשמו קקולה, הציע להגדיר את הכימיה האורגנית ככימיה של תרכובות היסוד פחמן (C, Carbon).
במסגרת יריד בינלאומי גדול שנערך בראשית המאה ה- 20 הוצגה – בין מכונות ומכשירים שהיו בבחינת שיא הקידמה של אותה תקופה – מבחנה קטנה ובה מעט גבישים לבנים חסרי ייחוד למראה. היו אלה גבישי האוריאה שנוצרו כמעט שמונים שנה קודם לכן במבחנה של פרידריך ווהלר, גבישים שחוללו מהפכה בכימיה ובתפישתנו את היצורים החיים, וחוללו שינוי חומרי עצום בעולמו, שינוי שכיום הוא ניכר אף הרבה יותר – החומרים האורגניים המלאכותיים, שאותם אנו לובשים, ומהם בונים רהיטים וכלים ומכשירים וצינורות ומתקינים בידוד לקירות וצובעים אותם, ושטיחים ודיסקים וצעצועים.
למען האמת, לא כל תרכובות הפחמן נחשבות חומרים אורגניים; מעט מתרכובות הפחמן נחשבות כחומרים אי-אורגניים, כמו פחמן דו-חמצני (CO2) והקרבונטים (פחמות) הנגזרים ממנו, כגון גיר (סידן פחמתי, CaCO3). מה, אם כן, ההבחנה בין תרכובות פחמן "אורגניות" לבין תרכובות פחמן שאינן אורגניות?
אפשר לנסות לנסח כללי אפיון להבחנה כזו, אך לכללים אלה יש תמיד יוצאים מן הכלל, ולו מעטים. למשל – הכלל לפיו תרכובת אורגנית כוללת שרשרת של אטומי פחמן (בגלוקוז, למשל, שרשרת של 6 אטומי פחמן). ואולם לכך יש יוצאים מן הכלל, כגון המתאן ("גז הביצות", CH4; וראו ידיעות על טיטאן, ירחו של שבתאי, בגיליון זה), הכולל במולקולה שלו אטום פחמן אחד בלבד, וכן ... האוריאה עצמה, NH2)2CO). מכאן שדרך בטוחה להגדיר חומר אורגני היא זו: בקבוצת החומרים האורגניים נכללות כל תרכובות הפחמן מלבד – וכאן ניתן לפרט רשימה קצרה למדי, הכוללת, בין השאר, פחמן דו-חמצני, פחמות (קרבונטים), ביקרבונטים ואת הציאנטים, בהם החל המסע במעבדה של ווהלר.
בחלק הבא: שאלת המזון ה"אורגני" על המדף, ועל מחלות "אורגניות"
לפנייה לכתב/ת 
