- מדוע חשוב פחמן בדברים חיים?
- הרכב כימי של יצור חי
- חשיבות אטמוספרי
- העברת פחמן בין יצורים חיים
- נשימה סלולרית
- פוטוסינתזה
- נשימה של בעלי חיים
- פירוק טבעי
- רגולטור אוקיינוס
- הפניות
החשיבות של פחמן ליצורי חיים טמון בעובדה כי הוא היסוד הכימי שבו קיומו של חיים מבוססים. יכולתו ליצור פולימרים הופכת אותו לאלמנט אידיאלי להצטרף למולקולות המייצרות חיים.
פחמן הוא יסוד כימי מרכזי לחיים ולתהליכים טבעיים המתרחשים על פני האדמה. זהו האלמנט השישי השופע ביותר ביקום, ומשתתף בתצורות אסטרונומיות ותגובות.
8 אלוטרופים של פחמן
הפחמן נמצא בשפע על פני כדור הארץ ותכונותיו מאפשרות לו להיקשר עם אלמנטים אחרים כמו חמצן ומימן ויוצרים תרכובות מולקולריות חשובות ביותר.
פחמן הוא אלמנט קל, ונוכחותו ביצורים חיים חיונית, מכיוון שהוא משמש ומתמרן על ידי אנזימים במערכות אורגניות.
גוף האדם מורכב מ- 18% פחמן, וההערכה היא שכל החיים האורגניים על פני כדור הארץ מבוססים על נוכחות של פחמן. תיאוריות מסוימות משערות שאם החיים היו קיימים בחלק אחר של היקום, היה להם גם נוכחות גדולה של פחמן בהרכבו.
פחמן הוא היסוד הבסיסי ליצירת רכיבים כמו חלבונים ופחמימות, כמו גם בתפקוד הפיזיולוגי של הגוף החי.
למרות היותו גורם טבעי, הפחמן קיים גם בתגובות כימיות והתערבויות שהאדם ביצע, מה שמספק יתרונות חדשים.
מדוע חשוב פחמן בדברים חיים?
הרכב כימי של יצור חי
מכיוון שיצורים חיים הם תוצאה של קבוצה של תגובות כימיות בזמן מסוים וכאמור, הפחמן ממלא תפקיד מהותי בתגובות אלה, אי אפשר היה להעלות על הדעת את החיים ללא נוכחותו של יסוד זה.
הרבגוניות של הפחמן אפשרה לו להיות בתהליכים התאיים והמיקרו-אורגניים המולידים את המרכיבים החיוניים בגוף: שומנים, חלבונים, ליפידים המסייעים להיווצרות מערכות נוירולוגיות וחומצות גרעין המאחסנות את ה- DNA באמצעות DNA. קוד גנטי של כל פרט.
באותו אופן, הוא קיים בכל אותם יסודות שיצורים חיים צורכים כדי להשיג אנרגיה ולהבטיח את חייהם.
חשיבות אטמוספרי
פחמן, בצורה של פחמן דו חמצני, הוא גז שנמצא באופן טבעי ברמה האטמוספרית.
פחמן דו חמצני מונע את הטמעה של הטמפרטורה הפנימית של כדור הארץ, ונוכחותו המתמדת מאפשרת ספיגתו על ידי יצורים אחרים לבצע את מחזורי ההזנה שלהם.
זהו מרכיב מרכזי בשמירה על רמות החיים המגוונות הנמצאות על פני כדור הארץ. עם זאת, ברמות לא טבעיות הנגרמות כתוצאה מפליטה מוגזמת על ידי האדם, זה יכול בסופו של דבר להכיל יותר מדי טמפרטורה, מה שיוצר אפקט חממה. אף על פי כן, זה יהיה מכריע לשמירת החיים בתנאים חדשים אלה.
העברת פחמן בין יצורים חיים
הסדר התזונתי של מערכות אקולוגיות קשור קשר הדוק להעברת הפחמן שמתרחשת בין יצורים חיים המשתתפים באינטראקציות אלה.
בעלי חיים, למשל, משיגים לעיתים קרובות פחמן מיצרנים ראשוניים ומעבירים אותו לכל אלו הגבוהים יותר בשרשרת.
בסופו של דבר, הפחמן מוחזר לאטמוספירה כמו פחמן דו חמצני, שם הוא משתתף בתהליך אורגני אחר.
נשימה סלולרית
הפחמן, יחד עם מימן וחמצן, תורמים לתהליך שחרור האנרגיה דרך הגלוקוזה בגוף, ומייצרים אדנוזין טריפוספט, הנחשב למקור האנרגיה ברמה התאית.
הפחמן מקל על תהליך חמצון הגלוקוז ושחרור האנרגיה, הופך את עצמו לפחמן דו חמצני ומגורש מהגוף.
פוטוסינתזה
תופעה סלולרית נוספת בעלת חשיבות אוניברסלית היא זו שרק צמחים מסוגלים לה: פוטוסינתזה; שילוב האנרגיה שנספגת ישירות מהשמש עם הפחמן שהם סופגים מהסביבה האטמוספרית.
התוצאה של תהליך זה היא הזנת הצמחים והארכת מחזור חייהם. הפוטוסינתזה לא רק מבטיחה חיי צמחים, אלא גם תורמת לשמירה על רמות תרמיות ואווירה תחת שליטה מסוימת, כמו גם אספקת מזון ליצורים חיים אחרים.
הפחמן הוא המפתח בפוטוסינתזה, כמו גם במחזור הטבעי סביב יצורים חיים.
נשימה של בעלי חיים
למרות שבעלי חיים אינם יכולים להשיג אנרגיה ישירה מהשמש למזונם, כמעט לכל המזונות שהם יכולים לצרוך הם בעלי נוכחות גבוהה של פחמן בהרכבם.
צריכה זו של מזון מבוסס פחמן מייצרת תהליך בבעלי חיים התוצאה היא ייצור אנרגיה לכל החיים. אספקת הפחמן בבעלי חיים באמצעות מזון מאפשרת ייצור רציף של תאים ביצורים אלה.
בסוף התהליך, בעלי חיים יכולים לשחרר פחמן כפסולת, בצורה של פחמן דו חמצני, אשר נספג לאחר מכן על ידי צמחים לביצוע תהליכים משלהם.
פירוק טבעי
דברים חיים פועלים כמחסני פחמן גדולים במהלך חייהם; האטומים עובדים תמיד על התחדשות רציפה של המרכיבים הבסיסיים ביותר בגוף.
ברגע שהיישה מתה, הפחמן מתחיל בתהליך חדש שיוחזר לסביבה ושימוש חוזר בו.
ישנם כמה אורגניזמים קטנים הנקראים מתפרקים או מתפרקים, שנמצאים הן בארץ והן במים, ואחראים על צריכת שרידי הגוף חסר החיים ואגירת אטומי הפחמן ואז שחרורם לסביבה.
רגולטור אוקיינוס
פחמן קיים גם בגופים האוקיאניים הגדולים של כדור הארץ, בדרך כלל בצורה של יוני ביקרבונט; תוצאה של פירוק דו תחמוצת הפחמן שנמצאת באטמוספירה.
הפחמן עובר תגובה הגורמת לו לעבור ממצב גזי למצב נוזלי ואז הופך ליוני ביקרבונט.
באוקיינוסים, יוני הביקרבונט מתפקדים כווסת pH, הנחוצים ליצירת תנאים כימיים אידיאליים התורמים להיווצרות חיים ימיים בגדלים שונים, המאכלסים את שרשראות המזון של מיני האוקיאנוס.
ניתן לשחרר פחמן מהאוקיאנוס לאטמוספירה דרך פני האוקיאנוס; עם זאת הסכומים האלה קטנים מאוד.
הפניות
- בראון, ש '(2002). מדידה, פיקוח ואימות של יתרונות הפחמן עבור פרויקטים מבוססי יער. עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית, 1669-1683.
- Pappas, S. (9 באוגוסט 2014). עובדות על פחמן. נשלח מ- Live Science: livescience.com
- סמסה, פ '(נ'). מדוע פחמן חשוב לאורגניזמים חיים? נשלח מהונקר: hunker.com
- זינגר, ג '(נ'). מה עושה הפחמן עבור גופים אנושיים? הושג מ- HealthyLiving: healthyliving.azcentral.com
- וילפרד מ. פוסט, WR, זינקה, PJ, וסטנגנברגר, א.ג. (1982). בריכות פחמן בקרקע ואזורי חיי עולם. טבע, 156-159.