Elementi biogenetici: cosa sono, tipologie e funzioni

Tutti gli esseri viventi sulla Terra sono composti da materia organica. Le strutture di base che compongono i diversi taxa (sia animali e piante che organismi microscopici) sono le cellulosa, tannino, cutina e lignina, insieme ad altre proteine, lipidi e zuccheri che costruiscono tessuti e rivestimenti telefono cellulare. Tutta questa materia non si crea come tale dal nulla, ma si trasforma attraverso i flussi energetici dei cicli biogeochimici.

Le piante trasformano i rifiuti e la materia inorganica in tessuti organici dall'energia solare (fotosintesi), gli erbivori consumano enormi quantità di questa materia e quindi il tessuto generato passa ai livelli più alti della catena alimentare, come carnivori e super predatori. Quando un essere vivente muore, i suoi tessuti vengono scomposti in materia e sostanze nutritive, che tornano a far parte del sistema vascolare della pianta per assorbimento radicale, chiudendo così il ciclo.

In questo modo dimostriamo con una serie di pennellate generali come la materia organica e l'energia fluttuino nelle diverse stratificazioni di un ecosistema. In ogni caso, per conoscere il funzionamento degli esseri viventi dobbiamo addentrarci a un livello molto più microscopico, di atomi e molecole. Unisciti a noi in questo viaggio attraverso

elementi biogenetici, perché in loro è la chiave della vita.

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Che cos'è un elemento biogenetico?

La stessa radice etimologica della parola può aiutarci ad introdurre questo termine. In greco, bio significa vita e origine della genesi. Pertanto, è facile ipotizzare che l'elemento biogenetico sia quello che permette la vita, facendo parte dei tessuti e/o delle vie metaboliche degli esseri viventi. Nonostante il fatto che la materia vivente del mondo sia composta da circa 25-30 elementi biogenetici, solo 8 di essi sono i più dominanti e diffusi in tutti i taxa..

A questo punto, va notato che un elemento chimico è un tipo di materia costituito da atomi dello stesso tipo, con un certo numero di protoni nucleari nella loro forma più semplice. Ci sono un totale di 118 elementi chimici sulla Terra, di cui 26 sono stati ottenuti in condizioni di laboratorio. Dei restanti 92, solo 27 sono considerati bioelementi (o elementi biogenetici, termini intercambiabili). La sua classificazione è distribuita come segue:

• Bioelementi primari: costituiscono il 96% di tutta la materia vivente sulla Terra. Senza di loro, l'esistenza su questo pianeta non potrebbe essere concepita.
• Bioelementi secondari: costituiscono il 3,9% della materia vivente.
• Oligoelementi: sono detti anche bioelementi temporanei, in quanto le loro concentrazioni variano nel tempo. Costituiscono lo 0,1% della materia vivente totale.

Quali sono i tipi più importanti di elementi biogenetici?

Come abbiamo detto, i bioelementi primari costituiscono quasi tutta la materia che conosciamo. Ci concentreremo quindi sui 6 elementi biogenetici per eccellenza (carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo), e poi fare un breve ripasso dei bioelementi secondari e oligoelementi. Non perderlo.

1. Carbonio (C)

Il carbonio è il bioelemento o elemento biogenetico per eccellenza. Si stima che la Terra contenga 550.000 milioni di tonnellate (550 Gt) di carbonio sulla sua superficie, di cui 450 Gt (80%) stoccati in materia vegetale. Le foreste non sono solo i polmoni del pianeta, ma rappresentano anche la prima riserva energetica, sotto forma di biomassa vegetale. Dopo questo gruppo, va notato che i batteri contribuiscono per circa 70 Gt alla superficie terrestre, nonostante la loro biomassa microscopica individuale.

Per quanto siamo abbondanti, è incredibile sapere che le popolazioni umane assumono solo 0,06 Gt di carbonio organico planetario totale. Paradossalmente, questo è il secondo elemento più presente nel nostro corpo (fino al 20%), superato solo dall'ossigeno che scorre attraverso tutte le nostre vene, arterie e capillari sanguigni.

2. Ossigeno (O)

Misurato in base alla sua massa totale, l'ossigeno è il terzo elemento chimico più presente sulla Terra, secondo solo all'elio (He) e all'idrogeno (H). In ogni caso è il più abbondante se il limite è circoscritto nella crosta terrestre, poiché forma più o meno la metà della sua massa.

Proteine, acidi nucleici, carboidrati, lipidi e acqua contengono ossigeno, quindi è essenziale per la costruzione di materia organica complessa.. Inoltre, l'acqua (H2O) utilizza questo elemento biogenico come pilastro. Senza O2, non siamo niente.

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3. Idrogeno (H)

L'idrogeno (H) è il primo elemento della tavola periodica per una buona ragione: è l'elemento biogenetico più abbondante su tutta la Terra, poiché rappresenta il 75% di tutta la massa visibile nell'universo. Ci muoviamo in cifre incomprensibili alla mente umana, ma ci è chiaro che quasi tutto ciò che è presente sul piano corporeo è, in misura maggiore o minore, idrogeno.

L'idrogeno non è solo parte della materia vivente, ma è un elemento che si trova in abbondanza nelle stelle e nei pianeti gassosi. In condizioni normali, questo elemento biogenetico si presenta sotto forma di gas biatomico (H2).

4. Azoto (N)

L'azoto costituisce il 78% dell'aria atmosferica, il che lo rende il componente principale dell'atmosfera terrestre. All'interno degli esseri viventi, questo elemento è essenziale per la formazione di amminoacidi e acidi nucleici. I primi danno origine alle proteine ​​di tutti i tessuti solidi viventi, mentre i secondi sono responsabili della formazione del DNA e dell'RNA.

Inoltre, i cicli dell'azoto negli ecosistemi sono considerati i più importanti, poiché questo elemento biogeno è quello che più favorisce la crescita delle piante nelle giuste condizioni. Senza azoto, eventi così disparati come l'eredità biologica o le fitte foreste sarebbero impossibili.

5. Fosforo (P)

Il fosforo è un altro elemento essenziale per la vita, sebbene si trovi in ​​una proporzione inferiore rispetto al resto nel calcolo lordo della massa terrestre.

Il gruppo fosfato (di cui fa parte) è essenziale per la sintesi di DNA e RNA, quindi, come per l'azoto, è grazie ad esso che avviene l'eredità genetica. Fa anche parte del doppio strato lipidico, la membrana che separa le cellule dall'ambiente organico o inorganico che le circonda.

6. Zolfo (S)

Lo zolfo è un altro degli elementi biogenetici essenziali per comprendere la vita. Fa parte degli aminoacidi cisteina e metionina e, di conseguenza, è necessaria per la sintesi proteica in tutti gli esseri viventi del pianeta.

7. Elementi biogenetici secondari

In base alle loro concentrazioni nei tessuti degli esseri viventi, questi elementi sono considerati secondari a livello di massa pura, ma altrettanto importanti per il mantenimento dell'esistenza. In questo gruppo spiccano, tra gli altri, potassio, calcio, cloro, magnesio o ferro. Per esempio, il calcio è uno degli elementi essenziali per la formazione del tessuto osseo negli esseri viventi, poiché il 99% del Ca in un organismo è nel sistema osseo.

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8. Oligoelementi

Nonostante rappresentino solo lo 0,1% della materia organica vitale, gli oligoelementi sono necessari anche per la vita in piccole quantità. Questo include cobalto, fluoro, cromo, rame, silicio, iodio e zinco, tra gli altri.. Va notato che la sua assenza nel corpo può essere letale, ma anche la sua eccessiva presenza. In concentrazioni atipiche, possono causare tossicità epatica.

Curriculum vitae

Come puoi vedere, gli esseri viventi non sono altro che atomi ed elementi invisibili all'occhio umano, che sono organizzati in modo più o meno complesso per dare origine a tutta la vita che conosciamo. Gli esseri umani sono quasi il 20% di carbonio, il 60% di acqua e, la restante percentuale (fino al 99%), gli altri elementi biogenetici citati. Se qualcuno di loro non esistesse, l'organizzazione tissutale che ci caratterizza sarebbe impossibile.

Dai cromosomi di una cellula alle foreste amazzoniche, passa ogni livello di organizzazione vivente dai 6 principali elementi biogenetici: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo. Alla fine, a livello microscopico e basale, tutti gli esseri viventi sono ridotti alla stessa cosa.