Semua makhluk hidup di bumi tersusun dari bahan organik. Struktur dasar yang membentuk taksa yang berbeda (baik hewan dan tumbuhan serta organisme mikroskopis) adalah selulosa, tanin, kutin dan lignin, bersama dengan protein lain, lipid dan gula yang membangun jaringan dan penutup sel. Semua materi ini tidak diciptakan begitu saja dari ketiadaan, tetapi diubah melalui aliran energi siklus biogeokimia.
Tanaman mengubah limbah dan bahan anorganik menjadi jaringan organik dari energi matahari (fotosintesis), herbivora mengkonsumsi sejumlah besar bahan ini dan kemudian jaringan yang dihasilkan lolos ke tingkat yang lebih tinggi dari rantai makanan, sebagai karnivora dan predator super. Ketika makhluk hidup mati, jaringannya dipecah menjadi materi dan nutrisi, yang kembali menjadi bagian dari sistem vaskular tanaman dengan penyerapan akar, sehingga menutup siklus.
Dengan cara ini, kita menunjukkan dengan serangkaian sapuan kuas umum bagaimana bahan organik dan energi berfluktuasi dalam berbagai stratifikasi ekosistem. Bagaimanapun, untuk mengetahui fungsi makhluk hidup, kita harus mempelajari atom dan molekul pada tingkat yang jauh lebih mikroskopis. Bergabunglah dengan kita dalam perjalanan ini melalui unsur biogenetik , karena di dalamnya adalah kunci kehidupan.
- Artikel terkait: “10 cabang Biologi: tujuan dan karakteristiknya”
Apa yang dimaksud dengan unsur biogenetik?
Akar kata yang sangat etimologis dapat membantu kita memperkenalkan istilah ini. Dalam bahasa Yunani, bio berarti kehidupan dan asal usul. Dengan demikian, mudah untuk mengasumsikan bahwa unsur biogenetik adalah yang memungkinkan kehidupan, membentuk bagian dari jaringan dan/atau jalur metabolisme makhluk hidup. Terlepas dari kenyataan bahwa makhluk hidup di dunia terdiri dari sekitar 25-30 unsur biogenetik, hanya 8 di antaranya yang paling dominan dan tersebar luas di seluruh taksa .
Pada titik ini, perlu dicatat bahwa unsur kimia adalah jenis materi yang terdiri dari atom-atom sejenis, dengan sejumlah proton nuklir dalam bentuknya yang paling sederhana. Ada total 118 unsur kimia di Bumi, 26 di antaranya telah diperoleh di bawah kondisi laboratorium. Dari 92 sisanya, hanya 27 yang dianggap biounsur (atau unsur biogenetik, istilah yang dapat dipertukarkan). Klasifikasinya didistribusikan sebagai berikut:
- Biounsur primer: mereka membentuk 96% dari semua materi hidup di Bumi. Tanpa mereka, keberadaan di planet ini tidak dapat dibayangkan.
- Biounsur sekunder: mereka membentuk 3,9% dari materi hidup.
- Unsur jejak: mereka juga dikenal sebagai biounsur sementara, karena konsentrasinya bervariasi dari waktu ke waktu. Mereka membentuk 0,1% dari total materi hidup.
Apa jenis unsur biogenetik yang paling penting?
Seperti yang telah kita katakan, biounsur primer membentuk hampir semua materi yang kita ketahui. Untuk alasan ini, kita akan fokus pada 6 unsur biogenetik par excellence (karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor dan belerang), dan kemudian melakukan tinjauan singkat biounsur sekunder dan unsur jejak. Jangan sampai ketinggalan.
1. Karbon (C)
Karbon adalah biounsur atau unsur biogenetik par excellence. Diperkirakan bahwa Bumi adalah rumah bagi 550.000 juta ton (550 Gt) karbon di permukaannya , 450 Gt (80%) di antaranya disimpan dalam materi tumbuhan. Hutan tidak hanya paru-paru planet ini, tetapi juga merupakan cadangan energi pertama, dalam bentuk biomassa tanaman. Setelah kelompok ini, perlu dicatat bahwa bakteri menyumbang sekitar 70 Gt ke permukaan bumi, terlepas dari biomassa mikroskopisnya masing-masing.
Betapapun melimpahnya kita, sungguh luar biasa mengetahui bahwa populasi manusia hanya mengira 0,06 Gt dari total karbon organik planet. Paradoksnya, ini adalah unsur paling banyak kedua dalam tubuh kita (hingga 20%), hanya dilampaui oleh oksigen yang mengalir melalui semua pembuluh darah, arteri, dan kapiler darah kita.
2. Oksigen (O)
Diukur berdasarkan massa totalnya, oksigen adalah unsur kimia ketiga yang paling banyak hadir di Bumi, kedua setelah helium (He) dan hidrogen (H). Bagaimanapun, itu adalah yang paling melimpah jika batasnya dibatasi di kerak bumi, karena ia membentuk kurang lebih setengah dari massanya.
Protein, asam nukleat, karbohidrat, lipid dan air mengandung oksigen, sehingga sangat penting untuk konstruksi bahan organik kompleks . Selain itu, air (H2O) menggunakan unsur biogenik ini sebagai andalan. Tanpa O2, kita bukan apa-apa.
- Anda mungkin tertarik: “Teori evolusi biologis: apa itu dan apa penjelasannya”
3. Hidrogen (H)
Hidrogen (H) adalah unsur pertama pada tabel periodik untuk alasan yang baik: itu adalah unsur biogenetik paling melimpah di seluruh Bumi, terhitung 75% dari semua massa yang terlihat di alam semesta . Kita bergerak dalam angka-angka yang tidak dapat dipahami oleh pikiran manusia, tetapi jelas bagi kita bahwa hampir semua yang ada di bidang jasmani, pada tingkat yang lebih besar atau lebih kecil, adalah hidrogen.
Hidrogen bukan hanya bagian dari materi hidup, tetapi merupakan unsur yang ditemukan berlimpah di bintang dan planet gas. Dalam kondisi normal, unsur biogenetik ini terjadi dalam bentuk gas diatomik (H2).
4. Nitrogen (N)
Nitrogen merupakan 78% dari udara atmosfer, yang menjadikannya komponen utama atmosfer bumi. Dalam makhluk hidup, unsur ini penting untuk pembentukan asam amino dan asam nukleat . Yang pertama memunculkan protein dari semua jaringan padat yang hidup, sedangkan yang kedua bertanggung jawab untuk membentuk DNA dan RNA.
Selain itu, siklus nitrogen dalam ekosistem dianggap yang paling penting, karena unsur biogenetik ini adalah yang paling mendukung pertumbuhan tanaman di bawah kondisi yang tepat. Tanpa nitrogen, peristiwa yang berbeda seperti warisan biologis atau hutan lebat tidak mungkin terjadi.
5. Fosfor (P)
Fosfor adalah unsur penting lain untuk kehidupan, meskipun ditemukan dalam proporsi yang lebih rendah daripada yang lain dalam perhitungan kasar massa bumi.
Gugus fosfat (yang merupakan bagiannya) sangat penting untuk sintesis DNA dan RNA, jadi, seperti halnya nitrogen, berkat itu pewarisan genetik terjadi . Ini juga merupakan bagian dari lapisan ganda lipid, membran yang memisahkan sel dari lingkungan organik atau anorganik yang mengelilinginya.
6. Sulfur (S)
Sulfur adalah salah satu unsur biogenetik penting untuk memahami kehidupan. Ini adalah bagian dari asam amino sistein dan metionin dan, oleh karena itu, diperlukan untuk sintesis protein di semua makhluk hidup di planet ini.
7. Unsur biogenetik sekunder
Berdasarkan konsentrasinya dalam jaringan makhluk hidup, unsur-unsur ini dianggap sekunder pada tingkat massa murni, tetapi sama pentingnya untuk mempertahankan keberadaan. Dalam kelompok ini, antara lain potasium, kalsium, klorin, magnesium, atau besi. Sebagai contoh, kalsium adalah salah satu unsur penting untuk pembentukan jaringan tulang pada makhluk hidup , karena 99% Ca dalam suatu organisme ada di dalam sistem tulang.
- Anda mungkin tertarik: “Sistem tulang: apa itu, bagian dan karakteristiknya”
8. Unsur jejak
Meskipun hanya mewakili 0,1% dari bahan organik vital, unsur jejak juga diperlukan untuk kehidupan dalam jumlah kecil. Ini termasuk kobalt, fluor, kromium, tembaga, silikon, yodium dan seng, antara lain . Perlu dicatat bahwa ketidakhadirannya di dalam tubuh bisa mematikan, tetapi kehadirannya yang berlebihan juga. Dalam konsentrasi atipikal, mereka dapat menyebabkan toksisitas hati.
Ringkasan
Seperti yang Anda lihat, makhluk hidup tidak lebih dari atom dan unsur yang tidak terlihat oleh mata manusia, yang diatur dengan cara yang kurang lebih kompleks untuk memunculkan semua kehidupan yang kita ketahui. Manusia hampir 20% karbon, 60% air dan, persentase sisanya (sampai 99%), unsur-unsur biogenetik lain yang disebutkan. Jika salah satu dari mereka tidak ada, organisasi jaringan yang menjadi ciri kita tidak mungkin.
Dari kromosom sel hingga hutan Amazon, setiap tingkat organisasi kehidupan melewati 6 unsur biogenetik utama: karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, dan belerang. Pada akhirnya, pada tingkat mikroskopis dan basal, semua makhluk hidup direduksi menjadi hal yang sama.