- ทำไมคาร์บอนจึงมีความสำคัญในสิ่งมีชีวิต?
- องค์ประกอบทางเคมีของสิ่งมีชีวิต
- ความสำคัญของบรรยากาศ
- การถ่ายเทคาร์บอนระหว่างสิ่งมีชีวิต
- การหายใจของเซลล์
- การสังเคราะห์แสง
- การหายใจของสัตว์
- การสลายตัวตามธรรมชาติ
- ตัวควบคุมมหาสมุทร
- อ้างอิง
ความสำคัญของคาร์บอนในสิ่งมีชีวิตอยู่ที่ความจริงที่ว่ามันเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อาศัยการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต ความสามารถในการสร้างโพลีเมอร์ทำให้เป็นองค์ประกอบที่เหมาะที่จะรวมเข้ากับโมเลกุลที่สร้างชีวิต
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญสำหรับชีวิตและกระบวนการทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นบนโลก เป็นองค์ประกอบที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดอันดับที่ 6 ในจักรวาลมีส่วนร่วมในการก่อตัวและปฏิกิริยาทางดาราศาสตร์
8 allotropes ของคาร์บอน
คาร์บอนมีอยู่มากมายบนโลกและคุณสมบัติของมันทำให้สามารถยึดติดกับธาตุอื่น ๆ เช่นออกซิเจนและไฮโดรเจนทำให้เกิดสารประกอบโมเลกุลที่มีความสำคัญอย่างยิ่ง
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบที่มีน้ำหนักเบาและการมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากถูกใช้และจัดการโดยเอนไซม์ในระบบอินทรีย์
ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยคาร์บอน 18% และมีการประเมินว่าสิ่งมีชีวิตอินทรีย์ทั้งหมดบนโลกขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของคาร์บอน บางทฤษฎีคาดการณ์ว่าหากสิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ในอีกส่วนหนึ่งของจักรวาลก็จะมีคาร์บอนอยู่ในองค์ประกอบจำนวนมากเช่นกัน
คาร์บอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานสำหรับการสร้างส่วนประกอบต่างๆเช่นโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตรวมถึงการทำงานทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิต
แม้จะเป็นองค์ประกอบตามธรรมชาติ แต่คาร์บอนก็มีอยู่ในปฏิกิริยาทางเคมีและการแทรกแซงที่มนุษย์ทำขึ้นซึ่งให้ประโยชน์ใหม่ ๆ
ทำไมคาร์บอนจึงมีความสำคัญในสิ่งมีชีวิต?
องค์ประกอบทางเคมีของสิ่งมีชีวิต
เนื่องจากสิ่งมีชีวิตเป็นผลมาจากชุดของปฏิกิริยาทางเคมีในช่วงเวลาหนึ่งและดังที่กล่าวไว้คาร์บอนมีบทบาทพื้นฐานในปฏิกิริยาเหล่านี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะตั้งครรภ์โดยปราศจากองค์ประกอบนี้
ความเก่งกาจของคาร์บอนทำให้สามารถมีอยู่ในกระบวนการของเซลล์และไมโครออร์แกนิกที่ก่อให้เกิดส่วนประกอบที่สำคัญของร่างกาย: ไขมันโปรตีนไขมันที่ช่วยในการก่อตัวของระบบประสาทและกรดนิวคลีอิกที่เก็บดีเอ็นเอผ่าน DNA รหัสพันธุกรรมของแต่ละบุคคล
ในทำนองเดียวกันมันมีอยู่ในองค์ประกอบทั้งหมดที่สิ่งมีชีวิตบริโภคเพื่อให้ได้พลังงานและรับประกันชีวิตของพวกเขา
ความสำคัญของบรรยากาศ
คาร์บอนในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่มีอยู่ตามธรรมชาติในระดับบรรยากาศ
คาร์บอนไดออกไซด์ป้องกันไม่ให้อุณหภูมิภายในของโลกหลุดรอดออกไปและการมีอยู่คงที่ทำให้สิ่งมีชีวิตอื่นดูดซึมเพื่อดำเนินวงจรการให้อาหารของพวกมัน
เป็นองค์ประกอบหลักในการรักษาระดับความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลกใบนี้ อย่างไรก็ตามในระดับที่ผิดธรรมชาติซึ่งเกิดจากการปล่อยมลพิษของมนุษย์มากเกินไปอาจทำให้มีอุณหภูมิมากเกินไปทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก ถึงกระนั้นก็ถือเป็นเรื่องเด็ดขาดสำหรับการรักษาชีวิตภายใต้เงื่อนไขใหม่เหล่านี้
การถ่ายเทคาร์บอนระหว่างสิ่งมีชีวิต
ลำดับทางโภชนาการของระบบนิเวศมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการถ่ายเทคาร์บอนที่เกิดขึ้นระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์เหล่านี้
ตัวอย่างเช่นสัตว์มักจะได้รับคาร์บอนจากผู้ผลิตหลักและถ่ายโอนไปยังสิ่งที่อยู่สูงขึ้นไปบนห่วงโซ่
ในท้ายที่สุดคาร์บอนจะกลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งจะมีส่วนร่วมในกระบวนการอินทรีย์อื่น ๆ
การหายใจของเซลล์
คาร์บอนร่วมกับไฮโดรเจนและออกซิเจนมีส่วนช่วยในกระบวนการปลดปล่อยพลังงานผ่านกลูโคสภายในร่างกายผลิตอะดีโนซีนไตรฟอสเฟตซึ่งถือเป็นแหล่งพลังงานในระดับเซลล์
คาร์บอนช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการออกซิเดชั่นของกลูโคสและการปลดปล่อยพลังงานเปลี่ยนตัวเองเป็นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และถูกขับออกจากร่างกาย
การสังเคราะห์แสง
อีกปรากฏการณ์หนึ่งของเซลล์ที่มีความสำคัญสากลคือพืชเท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ การรวมกันของพลังงานที่ดูดซับโดยตรงจากดวงอาทิตย์กับคาร์บอนที่ดูดซับจากสภาพแวดล้อมในบรรยากาศ
ผลของกระบวนการนี้คือการบำรุงพืชและการยืดอายุของวงจรชีวิต การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่เพียง แต่รับประกันอายุของพืชเท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาระดับความร้อนและบรรยากาศภายใต้การควบคุมบางอย่างรวมทั้งจัดหาอาหารให้กับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
คาร์บอนเป็นกุญแจสำคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสงเช่นเดียวกับวงจรธรรมชาติรอบ ๆ สิ่งมีชีวิต
การหายใจของสัตว์
แม้ว่าสัตว์จะไม่สามารถรับพลังงานโดยตรงจากดวงอาทิตย์เป็นอาหารได้ แต่อาหารเกือบทั้งหมดที่พวกมันกินได้ก็มีคาร์บอนอยู่ในองค์ประกอบสูง
การบริโภคอาหารที่ใช้คาร์บอนนี้ก่อให้เกิดกระบวนการในสัตว์ที่ส่งผลให้เกิดการผลิตพลังงานเพื่อชีวิต การจัดหาคาร์บอนในสัตว์ผ่านทางอาหารทำให้สามารถผลิตเซลล์ในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ได้อย่างต่อเนื่อง
ในตอนท้ายของกระบวนการสัตว์สามารถปล่อยคาร์บอนออกมาเป็นของเสียในรูปของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งพืชจะดูดซึมไปใช้ในกระบวนการของมันเอง
การสลายตัวตามธรรมชาติ
สิ่งมีชีวิตทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บคาร์บอนขนาดใหญ่ในช่วงชีวิตของพวกมัน อะตอมมักทำงานเกี่ยวกับการสร้างใหม่อย่างต่อเนื่องของส่วนประกอบพื้นฐานที่สุดของร่างกาย
เมื่อสิ่งมีชีวิตตายคาร์บอนจะเริ่มกระบวนการใหม่เพื่อส่งคืนสู่สิ่งแวดล้อมและนำกลับมาใช้ใหม่
มีสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กบางชนิดที่เรียกว่า disintegrators หรือตัวย่อยสลายซึ่งพบได้ทั้งบนบกและในน้ำและมีหน้าที่ในการบริโภคซากศพที่ไม่มีชีวิตและกักเก็บอะตอมของคาร์บอนแล้วปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม
ตัวควบคุมมหาสมุทร
คาร์บอนยังมีอยู่ในเนื้อมหาสมุทรขนาดใหญ่ของโลกโดยทั่วไปอยู่ในรูปของไบคาร์บอเนตไอออน ผลจากการละลายของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในบรรยากาศ
คาร์บอนได้รับปฏิกิริยาที่ทำให้มันเปลี่ยนจากสถานะก๊าซไปเป็นสถานะของเหลวแล้วเปลี่ยนเป็นไอออนไบคาร์บอเนต
ในมหาสมุทรไบคาร์บอเนตไอออนทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมค่า pH ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างสภาวะทางเคมีในอุดมคติที่นำไปสู่การก่อตัวของสิ่งมีชีวิตในทะเลหลายขนาดรองรับห่วงโซ่อาหารของสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร
คาร์บอนสามารถถูกปลดปล่อยจากมหาสมุทรสู่ชั้นบรรยากาศผ่านพื้นผิวมหาสมุทร อย่างไรก็ตามจำนวนเหล่านี้มีน้อยมาก
อ้างอิง
- บราวน์, S. (2002). การวัดการตรวจสอบและการตรวจสอบประโยชน์ของคาร์บอนสำหรับโครงการที่ใช้ในป่า ธุรกรรมทางปรัชญาของราชสมาคม, 1669-1683
- Pappas, S. (9 สิงหาคม 2014). ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับคาร์บอน สืบค้นจาก Live Science: livescience.com
- Samsa, F. (nd). ทำไมคาร์บอนจึงมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต? ดึงมาจาก Hunker: hunker.com
- นักร้องช. (nd). คาร์บอนทำอะไรให้กับร่างกายมนุษย์? ดึงมาจาก HealthyLiving: healthyliving.azcentral.com
- Wilfred M. Post, WR, Zinke, PJ และ Stangenberger, AG (1982) สระว่ายน้ำคาร์บอนในดินและโซนสิ่งมีชีวิตของโลก ธรรมชาติ, 156-159.