“Naturalne” a “sztuczne”: dlaczego „chemia” to nie przeciwieństwo „natury”?

Czy „naturalne” naprawdę znaczy lepsze i zdrowsze niż „sztuczne”? Lubimy wierzyć, że tak. Problem w tym, że z punktu widzenia chemii i biologii taki podział po prostu nie istnieje, a różnica między jednym a drugim to często wyłącznie kwestia procesu produkcji — a nie składu.

A więc przyjrzyjmy się, krok po kroju, co w powszechnym przekonaniu ma odróżniać „naturalne” od „sztucznego”.

Pochodzące z natury a „sztuczne”

Pierwszym i pozornie najprostszym kryterium odróżniającym naturalne i sztuczne jest pochodzenie. Naturalne to coś, co istnieje w przyrodzie, a sztuczne jest stworzone przez człowieka. Innym kryterium może być materiał, z którego dana rzecz jest wykonana: drewno kontra plastik, tkanina lniana kontra poliestrowa.

Zazwyczaj odruchowo skłaniamy się ku temu, co naturalne. I faktycznie, świeżo wyciskany sok pomarańczowy jest przecież pełniejszy w smaku niż tani napój oparty na „aromatach identycznych z naturalnymi”.

W przypadku soku za różnicę odpowiada złożoność produktu. W rozwijającym się i dojrzewającym owocu zachodzą setki przemian biochemicznych, syntetyzowane są różne cukry, kwasy, związki aromatyczne ale i inne substancje. Niektóre z ich powstają jako produkty metabolizmu, wiele z nich w minimalnym, wręcz trudnym do zauważenia stężeniu, ale dopiero te tysiące zmieszanych składników dają ten pełny, wyraźny smak, który tak znamy i lubimy.

Z drugiej strony identyczny z naturalnym aromat w tanim napoju o smaku pomarańczowym to zaledwie kilka z tych głównych składników, a jego smak i zapach są tylko „tanią podróbką” tego, co naturalne. Zatem, przez swoją złożoność, trudną do uzyskania w warunkach produkcji, naturalny sok jest lepszy.

Właściwości naturalnych tkanin są cenione znacznie wyżej niż tych syntetycznych. Bawełna czy jedwab są szlachetniejsze, niż poliester, a wełna czy kaszmir są „cieplejsze” niż akryl, nawet jeśli ubrania wiskozowe mną się bardziej niż poliester, a jedwab plami się niemal od samego patrzenia.

Ludzie konstruują coraz lepsze silniki, a jednak w porównaniu z molekularnym motorem, który napędza nasze komórki w naszych ciałach, są one fatalnie wręcz skonstruowane i mają ogromne straty energii. Faktycznie, syntaza ATP – enzym odpowiedzialny za syntezę adenozynotrójfosforanu, organicznej cząsteczki, będącej przenośnikiem energii na potrzeby metabolizmu komórkowego, ma wydajność, o jakiej nasi inżynierowie mogą jedynie pomarzyć. Znów punkt dla natury.

Ale kiedy rozważymy już na przykład schronienie i jako docelowe lokum porównamy naturalną jaskinię nad jeziorem z willą z basenem, raczej nie znajdą się chętni, by urządzić się i zamieszkać w tej pierwszej.

No dobrze, może ten przykład jest mało realistyczny i przejaskrawiony.  Wróćmy do tego, co produkują żywe organizmy.

„Natura” vs. „chemia”

Niektórzy twierdzą, że przyroda daje nam wszystko, czego potrzebujemy, a my tylko psujemy sobie zdrowie, trujemy się „chemią”. A jednak podczas znieczulania przy zabiegu od dawna już nie popijamy wyciągu z maku lekarskiego zawierającego morfinę. Zdajemy się na precyzyjne systemy odmierzające optymalną dawkę sto razy silniej działającego przeciwbólowo fentanylu. Ten przykład również kieruje nas ku „sztucznemu” lekowi, który ma znacznie lepsze właściwości.

A podobne przykłady można mnożyć! Sięgając na tę samą, farmaceutyczną półkę, modyfikujemy chemicznie antybiotyki, by poprawić ich właściwości, oraz syntetyzujemy związki o podobnym do nich działaniu.

Weźmy na przykład witaminę C w kapsułkach. Jedna kapsułka witaminy pochodzącej z owoców i druga – z syntezy chemicznej. I znów ciągnie nas do tej pierwszej. „Chemia” działa odpychająco. A przecież mówimy o witaminie C, czyli właśnie o związku chemicznym. Sześć atomów węgla, osiem wodorów i sześć tlenów połączonych w określony sposób.

Nie ma naturalnych i sztucznych atomów. Wszystkie pochodzą z tego samego źródła i są nierozróżnialne. W syntezie chemicznej korzystamy z tej samej ich puli, z której korzystają rośliny, jedyna różnica to sposób przeprowadzenia reakcji chemicznych prowadzących do końcowego związku. Nie ma, bo i nie może być tu żadnej różnicy, poza (może) opakowaniem i opisem.

I tu dochodzimy do faktu, którego odkrycie może spowodować, że czujemy się trochę niezręcznie. Nasz pociąg do naturalnego jest wynikiem odruchu wzmacnianego sloganami reklamowymi. W reklamie nawet woda mineralna pochodzi z natury. A przecież to tylko woda i sole mineralne.

Gdzie przebiega granica?

Ale to jeszcze nic! Nawet kiedy uznamy, że naturalne nie zawsze jest lepsze niż sztuczne, docieramy do kolejnego odkrycia: nie zawsze da się je jednoznacznie zaklasyfikować!

Weźmy na warsztat insulinę, którą wstrzykują sobie diabetycy. Kiedy odkryto, że insulina może ratować ludzkie życie, przystąpiono do pozyskiwania jej z trzustek płodów świń. Tu sprawa jest oczywista, był to produkt naturalny. Ale jednak technika produkcji nie była ani dość wydajna, ani idealna. I nie chodzi już nawet o to, że wieprzowa insulina nieznacznie różniła się od ludzkiej, ale bardziej o to, że trudno było ją idealnie oczyścić, więc zdarzały się reakcje alergiczne na pozostałości innych białek zwierzęcych.

Obecnie stosuje się insulinę ludzką, produkowaną przez bakterie: pałeczki okrężnicy. Tyle, że bakterie same z siebie nie produkują insuliny. Aby mogły ją produkować, muszą zostać zmodyfikowane przy udziale technik inżynierii genetycznej. Ingerencją człowieka, w ściśle kontrolowanych warunkach wprowadza się do nich obce DNA: gen kodujący ludzką insulinę. Na dokładkę gen ten musi być odrobinę zmodyfikowany, by bakterie mogły uzyskać produkt końcowy, taką samą insulinę, jaką produkuje organizm zdrowego człowieka: zbudowaną z takich samych atomów wchodzących w skład takich samych aminokwasów ułożonych w takiej samej kolejności – a wszystko nie do rozróżnienia z insuliną wyprodukowaną przez człowieka.

Zatem czy pozyskana w ten sposób insulina jest produktem naturalnym, czy sztucznym? Kod DNA, na bazie którego powstaje, pochodzi z ludzkiego genomu. Produkowana jest przez bakterie, które są żywe i jak najbardziej naturalne. Ale jednak produkowana jest w bioreaktorze, a gen jest zmodyfikowany i sztucznie wprowadzony do bakterii.

Lepsze czy gorsze?

Bardzo podobnie ma się sprawa z nowymi metodami produkcji żywności. „Sztuczne” mleko produkowane w bioreaktorze powstaje w bardzo podobny sposób. Odpowiednio zmodyfikowane mikroorganizmy produkują białka krowiego mleka, oraz tłuszcze, które są w krowim mleku zawarte. Woda, sole mineralne i witaminy stanowią bazę dla mieszaniny.

Jako całość, w pochodzeniu produkt może i być sztuczny. Ale będzie podobny w smaku i z takimi samymi wartościami odżywczymi, jak mleko pochodzące od krowy. To przecież takie same cząsteczki. Właściwie, to taki produkt może być nawet lepszy!

Krowa zjada paszę, która nie jest wolna od zanieczyszczeń. Część z tych zanieczyszczeń, niekiedy szkodliwych związków chemicznych, siłą rzeczy będzie obecna w jej mleku. W produkcie pochodzącym z precyzyjnej fermentacji nie ma nic, czego do bioreaktora nie wprowadzimy, zatem to wyprodukowane dzięki biotechnologii mleko będzie wolne np. od metali ciężkich.

Ale mleko to jeszcze nic. Bo przecież wchodzimy w produkcję mięsa bez udziału zwierzęcia. No dobrze, nie całkiem bez udziału. Zwierzę musi oddać część swojego organizmu: komórki, z których powstają w nim włókna mięśniowe. Ale późniejszy proces, czyli ich namnażanie, różnicowanie właśnie w mięsień zachodzi już w laboratorium. I znów, otrzymany produkt ma smak i konsystencję podobną, ale nie identyczną z mięsem pochodzącym z ciała zwierzęcia. Zatem: lepsze czy gorsze? Naturalne, czy sztuczne? I czy na pewno to jest właściwe pytanie?

Granica pomiędzy naturalnym a sztucznym zaciera się coraz bardziej, obiekty pochodzenia naturalnego modyfikujemy, by lepiej spełniały swoje zadania. Może zatem zamiast ślepo podążać za naturalnością, lepiej rozpatrywać przydatność dla konkretnych zastosowań, koszty produkcji, zarówno finansowe, ekologiczne jak i etyczne, wpływ na zdrowie użytkownika czy trwałość.