אלמנטים ביוגנטיים: מה הם, סוגים ותפקודים

כל היצורים החיים על פני כדור הארץ מורכבים מחומרים אורגניים. המבנים הבסיסיים המרכיבים את הטקסים השונים (בעלי חיים וצמחים וגם אורגניזמים מיקרוסקופיים) הם תאית, טאנין, קוטין וליגנין, יחד עם חלבונים אחרים, שומנים וסוכרים הבונים רקמות וציפויים טלפון נייד. כל העניין הזה לא נוצר ככזה יש מאין, אלא הוא הופך באמצעות זרמי האנרגיה של מחזורים ביו-כימיים.

צמחים הופכים פסולת וחומר אורגני לרקמות אורגניות מאנרגיית השמש (פוטוסינתזה), אוכלי עשב צורכים כמויות עצומות של חומר זה ואז הרקמה הנוצרת עוברת לרמות גבוהות יותר של שרשרת המזון, כמו טורפים וסופר טורפים. כאשר יצור חי מת, רקמותיו מתפרקות לחומר וחומרים מזינים, שהופכים שוב לחלק ממערכת כלי הדם הצמחית על ידי ספיגת השורשים, וכך סוגרים את המחזור.

באופן זה אנו מדגימים בעזרת סדרת משיכות מכחול כלליות כיצד חומרים אורגניים ואנרגיה משתנים ברבידות השונות של מערכת אקולוגית. בכל מקרה, כדי לדעת את התפקוד של יצורים חיים עלינו להתעמק ברמה הרבה יותר מיקרוסקופית, של אטומים ומולקולות. הצטרף אלינו למסע הזה אלמנטים ביוגנטיים, כי בהם המפתח לחיים.

• מאמר קשור: "10 ענפי הביולוגיה: יעדיהם ומאפייניהם"

מהו יסוד ביוגנטי?

השורש האטימולוגי מאוד של המילה יכול לעזור לנו להציג מונח זה. ביוון, ביו פירושו מקור ומקור חיים. לפיכך, קל להניח כי היסוד הביוגנטי הוא זה המאפשר חיים, המהווה חלק מרקמות ו / או מסלולים מטבוליים של יצורים חיים. למרות העובדה שהחומר החי של העולם מורכב מכ- 25-30 יסודות ביוגנטיים, רק 8 מהם הם הדומיננטיים והנפוצים ביותר ברחבי המוניות..

בנקודה זו יש לציין כי יסוד כימי הוא סוג של חומר המורכב מאטומים מאותו סוג, כאשר מספר מסוים של פרוטונים גרעיניים בצורתם הפשוטה ביותר. בסך הכל ישנם 118 יסודות כימיים על כדור הארץ, מתוכם 26 הושגו בתנאי מעבדה. מתוך 92 הנותרים, רק 27 נחשבים לאלמנטים ביולוגיים (או אלמנטים ביוגנטיים, מונחים הניתנים להחלפה). סיווגו מחולק באופן הבא:

• יסודות ביולוגיים ראשוניים: הם מהווים 96% מכלל החומרים החיים על פני כדור הארץ. בלעדיהם לא ניתן היה להעלות על הדעת קיום על הפלנטה הזו.
• אלמנטים ביולוגיים משניים: הם מהווים 3.9% מהחומר החי.
• יסודות קורט: הם מכונים גם ביואמנטים זמניים, מכיוון שריכוזם משתנה לאורך זמן. הם מהווים 0.1% מסך החי.

מהם הסוגים החשובים ביותר של יסודות ביוגנטיים?

כפי שאמרנו, מרכיבים ביולוגיים ראשוניים מהווים כמעט את כל החומרים שאנו מכירים. לכן, אנו הולכים להתמקד בששת היסודות הביוגנטיים par excellence (פחמן, מימן, חמצן, חנקן, זרחן וגופרית) ואז בוחנים סקירה קצרה על ביולוגים משניים ו יסודות קורט. אל תפספס את זה.

1. פחמן (C)

פחמן הוא היסוד הביולוגי או היסוד הביוגנטי. ההערכה היא שכדור הארץ שוכן 550,000,000,000 טון (550Gt) פחמן על פניו, מתוכם 450 Gt (80%) מאוחסן בחומר צמחי. יערות אינם רק ריאות כדור הארץ, אלא הם גם מייצגים את עתודת האנרגיה הראשונה, בצורה של ביומסה צמחית. לאחר קבוצה זו, יש לציין כי חיידקים תורמים כ -70 Gt לפני האדמה, למרות הביומסה המיקרוסקופית האישית שלהם.

עד כמה שאנו שופעים, מדהים לדעת שאוכלוסיות אנושיות מניחות רק 0.06 Gt מכלל הפחמן האורגני הפלנטרי. באופן פרדוקסלי, זהו היסוד השני בהווה בגופנו (עד 20%), שעולה רק על ידי החמצן שזורם בכל הוורידים, העורקים ונימי הדם שלנו.

2. חמצן (O)

נמדד על בסיס המסה הכוללת שלו, החמצן הוא היסוד הכימי השלישי בהווה ביותר על פני כדור הארץ, השני רק להליום (He) ומימן (H). בכל מקרה, הוא השכיח ביותר אם הגבול מוגבל בקרום כדור הארץ, מכיוון שהוא מהווה פחות או יותר מחצית ממסתו.

חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות, שומנים ומים מכילים חמצן, ולכן הוא חיוני לבניית חומר אורגני מורכב.. בנוסף, מים (H2O) משתמשים ביסוד ביוגני זה כעמוד התווך. בלי O2, אנחנו כלום.

• אתה עשוי להתעניין ב: "תורת האבולוציה הביולוגית: מהי ומה היא מסבירה"

3. מימן (H)

מימן (H) הוא היסוד הראשון בטבלה המחזורית מסיבה טובה: זהו היסוד הביוגנטי השכיח ביותר על פני כדור הארץ כולו, מכיוון שהוא מהווה 75% מכל המסה הנראית ביקום. אנו נעים בדמויות שאינן מובנות לתודעה האנושית, אך ברור לנו שכמעט כל מה שקיים במישור הגופני הוא, במידה פחות או יותר, מימן.

מימן הוא לא רק חלק מהחומר החי, אלא הוא יסוד שנמצא בשפע בכוכבים גזיים וכוכבי לכת. בתנאים רגילים, אלמנט ביוגנטי זה מתרחש בצורה של גז דיאטומי (H2).

4. חנקן (N)

חנקן מהווה 78% מהאוויר האטמוספרי, מה שהופך אותו למרכיב העיקרי באטמוספירה של כדור הארץ. בתוך יצורים חיים, יסוד זה חיוני ליצירת חומצות אמינו וחומצות גרעין. הראשונים מולידים את החלבונים של כל הרקמות המוצקות החיים, ואילו האחרונים אחראים על יצירת DNA ו- RNA.

בנוסף, מחזורי חנקן במערכות אקולוגיות נחשבים לחשובים ביותר, שכן יסוד ביוגני זה הוא זה שמעדיף ביותר את גידול הצמחים בתנאים הנכונים. ללא חנקן, אירועים שונים כמו ירושה ביולוגית או יערות צפופים יהיו בלתי אפשריים.

5. זרחן (P)

זרחן הוא מרכיב חיוני נוסף לחיים, אם כי הוא נמצא בשיעור נמוך יותר מהשאר בחישוב הגולמי של מסת כדור הארץ.

קבוצת הפוספט (שהיא חלק ממנה) חיונית לסינתזה של ה- DNA וה- RNA, כך שכמו בחנקן, בזכותה מתרחשת תורשה גנטית. זהו גם חלק משכבת ​​השומנים השומנית, הקרום המפריד בין התאים לסביבה האורגנית או האורגנית המקיפה אותם.

6. גופרית (S)

הגופרית היא עוד אחד המרכיבים הביו-גנטיים החיוניים להבנת החיים. זה חלק מחומצות האמינו ציסטאין ומתיונין וכתוצאה מכך, יש צורך בסינתזת חלבונים בכל היצורים החיים על פני כדור הארץ.

7. אלמנטים ביוגנטיים משניים

בהתבסס על ריכוזיהם ברקמות של יצורים חיים, היסודות הללו נחשבים משניים ברמת המסה הטהורה, אך חשובים לא פחות לשמירת הקיום. בקבוצה זו בולטים בין היתר אשלגן, סידן, כלור, מגנזיום או ברזל. לדוגמה, סידן הוא אחד המרכיבים החיוניים ליצירת רקמת עצם ביצורים חיים, שכן 99% מה- Ca באורגניזם נמצא במערכת העצם.

• אתה עשוי להתעניין ב: "מערכת עצם: מהי, חלקים ומאפיינים"

8. יסודות קורט

למרות שהם מייצגים רק 0.1% מהחומרים האורגניים החיוניים, יסודות קורט נחוצים גם לחיים בכמויות קטנות. זה כולל קובלט, פלואור, כרום, נחושת, סיליקון, יוד ואבץ, בין היתר.. יש לציין כי היעדרותו בגוף יכולה להיות קטלנית, אך גם נוכחותה המוגזמת. בריכוזים לא טיפוסיים הם עלולים לגרום לרעילות בכבד.

קורות חיים

כפי שאתה יכול לראות, יצורים חיים אינם אלא אטומים ואלמנטים בלתי נראים לעין האנושית, המאורגנים בצורה מורכבת יותר או פחות כדי להוליד את כל החיים שאנו מכירים. בני האדם הם כמעט 20% פחמן, 60% מים, והאחוז הנותר (עד 99%), שאר המרכיבים הביו-גנטיים שהוזכרו. אם מישהו מהם לא היה קיים, ארגון הרקמות המאפיין אותנו היה בלתי אפשרי.

מהכרומוזומים של התא ליערות האמזונס, כל רמה של ארגון חי עוברת על ידי 6 היסודות הביוגנטיים העיקריים: פחמן, מימן, חמצן, חנקן, זרחן ו גוֹפרִית. בסופו של דבר, ברמה המיקרוסקופית והבסיסית, כל היצורים החיים מצטמצמים לאותו הדבר.