Karbon bazlı yaşam - Carbon-based life - Wikipedia

Müzik grubu için bkz. Karbon Bazlı Yaşam Formları.
Ayrıca bakınız: organizma ve yaşam formu
Lewis yapısı bir karbon atom, dördünü gösteriyor değerlik elektronları

Karbon bilinen tüm bileşenlerin birincil bileşenidir hayat açık Dünya tüm kuru ürünlerin yaklaşık% 45-50'sini temsil eder. biyokütle.[1] Karbon bileşikleri Dünya'da doğal olarak büyük miktarda bulunur. Karmaşık biyolojik moleküller neredeyse her zaman karbon atomlarından oluşur bağlı diğeriyle elementler, özellikle oksijen ve hidrojen ve sıklıkla azot, fosfor, ve kükürt.

Hafif ve nispeten küçük olduğundan, karbon molekülleri için kolaydır. enzimler manipüle etmek için.[kaynak belirtilmeli ] Sıklıkla varsayılır astrobiyoloji eğer hayat başka bir yerde varsa Evren aynı zamanda karbon bazlı olacak.[2][3] Eleştirmenler bu varsayıma şu şekilde atıfta bulunur: karbon şovenizmi.[4]

Özellikler

Karbon, çok sayıda Bileşikler, bugüne kadar açıklanan neredeyse on milyon bileşik ile diğer tüm elementlerden daha fazla,[5] ve yine de bu sayı, standart koşullar altında teorik olarak olası bileşiklerin sayısının sadece bir kısmıdır. Bu nedenle, karbon genellikle "elementlerin kralı" olarak anılır.[6] Karbon içeren bileşiklerin muazzam çeşitliliği; organik bileşikler, bunlar ve karbon içermeyen bileşikler arasında bir ayrıma yol açmıştır. inorganik bileşikler. Organik bileşikleri inceleyen kimya dalı olarak bilinir organik Kimya.

Karbon 15. sırada yerkabuğunda en bol bulunan element, ve evrendeki en bol dördüncü element kütlece sonra hidrojen, helyum, ve oksijen. Karbonun yaygın bolluğu, diğer birçok elementle istikrarlı bağlar kurma yeteneği ve alışılmadık oluşturma yeteneği polimerler yaygın olarak karşılaşılan sıcaklıklarda Dünya bilinen tüm canlı organizmaların ortak bir unsuru olarak hizmet etmesini sağlar. 2018 yılında yapılan bir çalışmada, karbonun dünyadaki tüm yaşamın yaklaşık 550 milyar tonunu oluşturduğu bulundu.[7][8] En çok bulunan ikinci unsurdur. insan vücudu oksijenden sonra kütlece (yaklaşık% 18.5).[9]

Temel olarak karbonun en önemli özellikleri kimya hayat, her bir karbon atomunun dörde kadar oluşturabilmesidir. değerlik bağları Aynı anda diğer atomlarla ve bir karbon atomuyla bir bağ kurmak veya kırmak için gereken enerjinin hem kararlı hem de reaktif olabilen büyük ve karmaşık moleküller oluşturmak için uygun bir seviyede olduğunu.[kaynak belirtilmeli ] Karbon atomları diğer karbon atomlarına kolayca bağlanır; bu, keyfi olarak uzun makro moleküller ve polimerler olarak bilinen bir süreçte katenasyon.[kaynak belirtilmeli ] "Normalde 'yaşam' olarak düşündüğümüz şey, azot veya fosfor gibi birkaç başka atomla birlikte karbon atomu zincirlerine dayanır." Stephen Hawking 2008 konferansında "karbon [...] en zengin kimyaya sahiptir."[10]

Anahtar moleküller

Canlı organizmaların temel işlemlerinde kullanılan en önemli biyolojik makromolekül sınıfları şunları içerir:

  • Proteinler, canlı organizmaların yapılarının inşa edildiği yapı taşları olan (bu hemen hemen hepsini içerir enzimler, hangi katalize etmek organik kimyasal reaksiyonlar)
  • Nükleik asitler hangi taşıyan genetik bilgi
  • Karbonhidratlar, enerjiyi yaşayarak kullanılabilecek bir biçimde depolayan hücreler
  • Lipidler aynı zamanda enerji depolayan, ancak daha konsantre bir formda olan ve hayvanların vücutlarında uzun süre depolanabilen

Diğer adaylar

Biyolojik sistemleri ve süreçleri temelde karbonun yaptığı gibi desteklemek için umut verici görünen pek çok başka unsur yoktur, örneğin, metabolizma. En sık önerilen alternatif şudur: silikon.[11] Silikon, periyodik tablo karbon ile ayrıca dört tane oluşturabilir değerlik bağları ve ayrıca genel olarak şu şekilde olsa da, kendisine kolayca bağlanır kristal kafesler uzun zincirler yerine.[kaynak belirtilmeli ] Bu benzerliklere rağmen, silikon oldukça fazla elektropozitif karbona göre ve silikon bileşikleri hemen yeniden birleştirmek gerçekçi süreçleri makul bir şekilde destekleyecek şekilde farklı permütasyonlara dönüştürür.[kaynak belirtilmeli ]

Kurgu

Karbon temelli olmayan varsayımsal yaşamın kimyasal yapısı ve özellikleri hakkındaki spekülasyonlar, bilimkurgu. Silikon, kimyasal benzerliklerinden dolayı kurgusal yaşam formlarında karbonun yerine sıklıkla kullanılır. Sinematik ve edebi bilim kurguda, insan yapımı makineler cansızdan canlıya geçtiğinde, bu yeni biçim genellikle karbon temelli olmayan yaşamın bir örneği olarak sunulur. Ortaya çıkışından beri mikroişlemci 1960'ların sonlarında, bu tür makineler genellikle "silikon bazlı ömür" olarak sınıflandırılır. Diğer kurgusal "silikon tabanlı yaşam" örnekleri, "Karanlıktaki Şeytan" bölümünde görülebilir. Star Trek: Orijinal Seri, canlı bir kaya yaratığının biyokimyasının silikona dayandığı ve Bilinmeyen dosyalar silikon bazlı bir organizmanın bir yanardağ içinde keşfedildiği "Firewalker" bölümü.

İçinde Arthur C. Clarke'ın "2010" (1984) film uyarlaması, bir karakter şöyle diyor: "İster karbona, ister silikona dayanıyor olmamız, temel bir fark yaratmaz; her birimize uygun şekilde davranılmalı."[12] Bu alıntı temeli olabilir Steve Jobs tanıttığında şaka yap Mac OS X içinde Carbon,[13] "Karbon. Tüm yaşam formları buna dayanacak."[şüpheli – tartışmak]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ "Ulusal orman değerlendirmeleri için bilgi referansı - tahmin ve izleme için modelleme". www.fao.org. Alındı 20 Şub 2019.
  2. ^ "Astrobiyoloji". Biyoloji Kabini. 26 Eylül 2006. Alındı 2011-01-17.
  3. ^ "Polisiklik Aromatik Hidrokarbonlar: Dr. Farid Salama ile Söyleşi". Astrobiology dergisi. 2000. Arşivlenen orijinal 2008-06-20 tarihinde. Alındı 2008-10-20.
  4. ^ Canım, David. "Karbon bazlı yaşam". Yaşam Ansiklopedisi. Alındı 14 Eylül 2007.
  5. ^ "Binlercesi organik ve yaşam süreçleri için hayati önem taşıyan on milyona yakın bilinen karbon bileşiği var." Kimya İşlemleri (15 Aralık 2003). "Karbon". Los Alamos Ulusal Laboratuvarı. Arşivlenen orijinal 2008-09-13 tarihinde. Alındı 2008-10-09.
  6. ^ Deming Anna (2010). "Elementlerin kralı mı?". Nanoteknoloji. 21 (30): 300201. Bibcode:2010Nanot..21D0201D. doi:10.1088/0957-4484/21/30/300201. PMID  20664156.
  7. ^ Bar-On, Yinon M .; Phillips, Rob; Milo, Ron (21 Mayıs 2018). "Dünyadaki biyokütle dağılımı". Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. 115 (25): 6506–6511. doi:10.1073 / pnas.1711842115. PMC  6016768. PMID  29784790.
  8. ^ editör, Damian Carrington Environment (21 Mayıs 2018). "İnsanlar tüm yaşamın sadece% 0.01'ini, ancak vahşi memelilerin% 83'ünü yok ettiler - araştırın". Gardiyan. Alındı 20 Şub 2019 - www.theguardian.com aracılığıyla.CS1 bakimi: ek metin: yazarlar listesi (bağlantı)
  9. ^ Reece, Jane B. (31 Ekim 2013). Campbell Biyoloji (10 ed.). Pearson. ISBN  9780321775658.
  10. ^ Stephen Hawking (1 Ekim 2008). "Evrendeki Yaşam, NASA'nın 50. yıl dönümü kutlaması". NASA. Alındı 28 Ağustos 2015.
  11. ^ Hız, NR (2001). "Biyokimyanın evrensel doğası". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 98 (3): 805–8. Bibcode:2001PNAS ... 98..805P. doi:10.1073 / pnas.98.3.805. PMC  33372. PMID  11158550.
  12. ^ "2010: Alıntılar". IMDb. Alındı 26 Temmuz 2017.
  13. ^ "WWDC '98". NotesKey. 11 Mayıs 1998. Alındı 26 Temmuz 2017.

Dış bağlantılar