องค์ประกอบทางชีวภาพ: มันคืออะไรประเภทและหน้าที่

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกประกอบด้วยอินทรียวัตถุ โครงสร้างพื้นฐานที่ประกอบเป็นแท็กซ่าต่างๆ (ทั้งสัตว์และพืชตลอดจนสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก) คือ เซลลูโลส แทนนิน คิวติน และลิกนิน ตลอดจนโปรตีน ลิปิด และน้ำตาลอื่นๆ ที่สร้างเนื้อเยื่อและสารเคลือบ โทรศัพท์มือถือ. สสารทั้งหมดนี้ไม่ได้เกิดขึ้นจากความว่างเปล่า แต่ถูกเปลี่ยนผ่านกระแสพลังงานของวัฏจักรชีวธรณีเคมี

พืชเปลี่ยนของเสียและสารอนินทรีย์ให้เป็นเนื้อเยื่ออินทรีย์จากพลังงานแสงอาทิตย์ (การสังเคราะห์ด้วยแสง) สัตว์กินพืชบริโภค จำนวนมากของเรื่องนี้และจากนั้นเนื้อเยื่อที่สร้างขึ้นจะผ่านไปยังระดับที่สูงขึ้นของห่วงโซ่อาหาร เช่น สัตว์กินเนื้อและสัตว์กินเนื้อ เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย เนื้อเยื่อของมันถูกย่อยออกเป็นสสารและสารอาหาร ซึ่งจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของระบบหลอดเลือดของพืชอีกครั้งโดยการดูดซึมของราก จึงเป็นการปิดวงจร

ด้วยวิธีนี้ เราแสดงให้เห็นด้วยชุดของพู่กันทั่วไปว่าอินทรียวัตถุและพลังงานผันผวนอย่างไรในการแบ่งชั้นต่างๆ ของระบบนิเวศ ไม่ว่าในกรณีใด หากต้องการทราบการทำงานของสิ่งมีชีวิต เราต้องเจาะลึกในระดับจุลภาคของอะตอมและโมเลกุล เข้าร่วมกับเราในการเดินทางครั้งนี้ผ่าน องค์ประกอบทางชีวภาพเพราะในนั้นคือกุญแจสู่ชีวิต

• บทความที่เกี่ยวข้อง: "ชีววิทยา 10 สาขา: วัตถุประสงค์และลักษณะเฉพาะ"

องค์ประกอบทางชีวภาพคืออะไร?

รากศัพท์ของคำสามารถช่วยให้เราแนะนำคำนี้ได้ ในภาษากรีก ชีวประวัติ หมายถึงชีวิตและกำเนิดกำเนิด ดังนั้นจึงง่ายที่จะสรุปว่าองค์ประกอบทางชีวภาพเป็นองค์ประกอบที่ช่วยให้ชีวิตสร้างส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อและ / หรือเส้นทางการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิต แม้ว่าสิ่งมีชีวิตในโลกจะประกอบด้วยองค์ประกอบทางพันธุศาสตร์ประมาณ 25-30 ธาตุ แต่มีเพียง 8 ชนิดเท่านั้นที่มีอิทธิพลมากที่สุดและแพร่หลายไปทั่วแท็กซ่า.

ณ จุดนี้ ควรสังเกตว่าองค์ประกอบทางเคมีคือสสารประเภทหนึ่งที่ประกอบด้วยอะตอมชนิดเดียวกัน โดยมีโปรตอนนิวเคลียร์จำนวนหนึ่งในรูปแบบที่ง่ายที่สุด มีองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด 118 ชนิดบนโลก ซึ่งได้รับ 26 รายการภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการ จาก 92 ที่เหลือ มีเพียง 27 รายการเท่านั้นที่ถือว่าเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพ (หรือองค์ประกอบทางชีวพันธุศาสตร์ เงื่อนไขที่ใช้แทนกันได้) การจำแนกประเภทมีการกระจายดังนี้:

• องค์ประกอบทางชีวภาพเบื้องต้น: พวกมันคิดเป็น 96% ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก หากไม่มีพวกเขา การดำรงอยู่บนโลกใบนี้จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้
• องค์ประกอบชีวภาพรอง: ก่อตัว 3.9% ของสิ่งมีชีวิต
• ธาตุตามรอย: พวกมันยังเป็นที่รู้จักกันในนามองค์ประกอบทางชีวภาพชั่วคราว เนื่องจากความเข้มข้นของพวกมันแตกต่างกันไปตามกาลเวลา พวกมันคิดเป็น 0.1% ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

องค์ประกอบทางชีวภาพประเภทใดที่สำคัญที่สุด?

ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว องค์ประกอบทางชีวภาพหลักประกอบขึ้นเกือบทุกอย่างที่เรารู้ ดังนั้น เราจะมุ่งเน้นไปที่ 6 องค์ประกอบทางชีวภาพที่เป็นเลิศ (คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน) จากนั้นทำการทบทวนสั้นๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบชีวภาพทุติยภูมิและ องค์ประกอบการติดตาม อย่าพลาด.

1. คาร์บอน (C)

คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพหรือองค์ประกอบชีวภาพที่เป็นเลิศ คาดว่าโลกจะมีคาร์บอนอยู่ 550,000 ล้านตัน (550 Gt) บนพื้นผิวของมัน onซึ่ง 450 Gt (80%) ถูกเก็บไว้ในพืช ป่าไม้ไม่ได้เป็นเพียงปอดของโลกเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวแทนของพลังงานสำรองแรกในรูปแบบของชีวมวลของพืช หลังจากกลุ่มนี้ ควรสังเกตว่าแบคทีเรียมีส่วนสำคัญต่อพื้นผิวโลกประมาณ 70 Gt แม้ว่าจะมีชีวมวลด้วยกล้องจุลทรรศน์แต่ละตัวก็ตาม

มากเท่าที่เรามี เป็นเรื่องเหลือเชื่อที่รู้ว่าประชากรมนุษย์คิดเอาคาร์บอนอินทรีย์คาร์บอนทั้งหมด 0.06 Gt เท่านั้น ที่ขัดแย้งกัน นี่คือองค์ประกอบที่มีอยู่มากที่สุดเป็นอันดับสองในร่างกายของเรา (มากถึง 20%) มีเพียงออกซิเจนที่ไหลผ่านเส้นเลือด หลอดเลือดแดง และเส้นเลือดฝอย

2. ออกซิเจน (O)

วัดจากมวลรวมของมัน ออกซิเจนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีอยู่มากเป็นอันดับสามของโลก รองจากฮีเลียม (He) และไฮโดรเจน (H) เท่านั้น ไม่ว่าในกรณีใด เปลือกโลกจะมีขอบเขตมากที่สุด เนื่องจากมีมวลมากหรือน้อยกว่าครึ่งหนึ่ง

โปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรด ลิปิด และน้ำมีออกซิเจน ดังนั้นจึงจำเป็นสำหรับการสร้างอินทรียวัตถุที่ซับซ้อน. นอกจากนี้ น้ำ (H2O) ยังใช้องค์ประกอบทางชีวภาพนี้เป็นแกนนำ ไม่มี O2 เราก็ไม่มีอะไร

• คุณอาจสนใจ: "ทฤษฎีวิวัฒนาการทางชีวภาพ: มันคืออะไรและอธิบายอะไร"

3. ไฮโดรเจน (H)

ไฮโดรเจน (H) เป็นองค์ประกอบแรกในตารางธาตุด้วยเหตุผลที่ดี: เป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่มีอยู่มากที่สุดในโลก เนื่องจากมีสัดส่วน 75% ของมวลที่มองเห็นได้ในจักรวาล. เรากำลังเคลื่อนที่ในรูปแบบที่มนุษย์ไม่สามารถเข้าใจได้ แต่เป็นที่ชัดเจนสำหรับเราว่าเกือบทุกอย่างที่มีอยู่ในระนาบร่างกายนั้นเป็นไฮโดรเจนในระดับมากหรือน้อย

ไฮโดรเจนไม่ได้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังเป็นองค์ประกอบที่พบมากในดาวและดาวเคราะห์ที่เป็นก๊าซ ภายใต้สภาวะปกติ ธาตุชีวภาพนี้จะเกิดขึ้นในรูปของก๊าซไดอะตอมมิก (H2)

4. ไนโตรเจน (N)

ไนโตรเจนประกอบด้วย 78% ของอากาศในชั้นบรรยากาศ ซึ่งทำให้เป็นองค์ประกอบหลักของชั้นบรรยากาศของโลก ภายในสิ่งมีชีวิต องค์ประกอบนี้จำเป็นสำหรับการก่อตัวของกรดอะมิโนและกรดนิวคลีอิก. แบบแรกก่อให้เกิดโปรตีนของเนื้อเยื่อแข็งที่มีชีวิตทั้งหมด ในขณะที่ตัวหลังมีหน้าที่ในการสร้าง DNA และ RNA

นอกจากนี้ วัฏจักรไนโตรเจนในระบบนิเวศถือเป็นสิ่งสำคัญที่สุด เนื่องจากองค์ประกอบทางชีวภาพนี้เป็นองค์ประกอบที่เอื้อต่อการเจริญเติบโตของพืชภายใต้สภาวะที่เหมาะสมที่สุด หากไม่มีไนโตรเจน เหตุการณ์ที่แตกต่างกันอย่างการถ่ายทอดทางชีววิทยาหรือป่าทึบจะเป็นไปไม่ได้

5. ฟอสฟอรัส (P)

ฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบสำคัญอีกอย่างหนึ่งของชีวิต แม้ว่าจะพบได้ในสัดส่วนที่ต่ำกว่าส่วนที่เหลือในการคำนวณมวลรวมของโลก

กลุ่มฟอสเฟต (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่ง) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ DNA และ RNA ดังนั้นเช่นเดียวกับไนโตรเจนต้องขอบคุณการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้น. นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของ lipid bilayer ซึ่งเป็นเมมเบรนที่แยกเซลล์ออกจากสภาพแวดล้อมอินทรีย์หรืออนินทรีย์ที่ล้อมรอบ

6. กำมะถัน (S)

กำมะถันเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งในการทำความเข้าใจชีวิต เป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโนซิสเทอีนและเมไทโอนีน และดังนั้นจึงจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนในสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกใบนี้

7. องค์ประกอบทางชีวภาพรอง

ตามความเข้มข้นของพวกมันในเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต ธาตุเหล่านี้ถือเป็นรองในระดับมวลบริสุทธิ์ แต่ก็มีความสำคัญต่อการดำรงอยู่เช่นกัน ในกลุ่มนี้ โปแตสเซียม แคลเซียม คลอรีน แมกนีเซียม หรือธาตุเหล็กมีความโดดเด่น ตัวอย่างเช่น, แคลเซียมเป็นองค์ประกอบสำคัญในการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกในสิ่งมีชีวิตเนื่องจาก 99% ของ Ca ในสิ่งมีชีวิตอยู่ในระบบกระดูก

• คุณอาจสนใจ: "ระบบกระดูก: มันคืออะไรส่วนและลักษณะ"

8. ติดตามองค์ประกอบ

แม้จะเป็นตัวแทนของอินทรียวัตถุที่สำคัญเพียง 0.1% ธาตุตามรอยก็จำเป็นสำหรับชีวิตในปริมาณเล็กน้อยเช่นกัน ซึ่งรวมถึงโคบอลต์ ฟลูออรีน โครเมียม ทองแดง ซิลิกอน ไอโอดีน และสังกะสี เป็นต้น. ควรสังเกตว่าการไม่มีอยู่ในร่างกายอาจทำให้ถึงตายได้ แต่ก็มีอยู่มากเกินไปเช่นกัน ความเข้มข้นที่ผิดปกติอาจทำให้เกิดพิษต่อตับได้

เรซูเม่

อย่างที่คุณเห็น สิ่งมีชีวิตเป็นเพียงอะตอมและองค์ประกอบที่ตามนุษย์มองไม่เห็น ซึ่งถูกจัดระเบียบในลักษณะที่ซับซ้อนไม่มากก็น้อยเพื่อก่อให้เกิดชีวิตทั้งหมดที่เรารู้จัก มนุษย์มีคาร์บอนเกือบ 20% น้ำ 60% และเปอร์เซ็นต์ที่เหลือ (มากถึง 99%) เป็นองค์ประกอบทางพันธุศาสตร์อื่น ๆ ที่กล่าวถึง หากไม่มีสิ่งเหล่านี้ การจัดระเบียบเนื้อเยื่อที่เป็นลักษณะเฉพาะของเราคงเป็นไปไม่ได้

จากโครโมโซมของเซลล์สู่ป่าอเมซอน ทุกระดับของสิ่งมีชีวิตผ่านไป โดยองค์ประกอบทางชีวภาพหลัก 6 ประการ: คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และ กำมะถัน. ในท้ายที่สุด ในระดับจุลทรรศน์และพื้นฐาน สิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะลดลงเป็นสิ่งเดียวกัน