Kosmologika - Astrobiologi

Astrobiologi

Över 99 % av allt liv är uppbyggt av endast sex stycken atomtyper. Väte (H), kol (C), kväve (N), syre (O), fosfor (P) och svavel (S). Väte och syre är beståndsdelarna i vatten och typiskt 2/3 av en biologisk organism består av vatten. Kol, väte och syre finns i kolkedjor som bygger upp makromolekyler utgörande av lipider, kolhydrater, proteiner och nukleinsyra. Kol, väte, kväve och svavel bygger upp majoriteten av allt genom som utgör en stor del av protein via aminosyror, som i sin tur bygger upp muskler.

Livets byggstenar är de samma i hela Universum eftersom fysiken troligtvis är densamma. Det är rimligt att genom liknande DNA är universell eftersom denna består av CHNOPS.

Väte (H)

Väte utgör grundämnet för det mesta av fusionen i stjärnorna i Universum. Som ger mer än 99 % av all energi till livet som existerar i Universum. Väte utgör 99 % av atomantalet i en biologisk organism som en människa. Väte bygger tillsammans med syre upp vatten som har fantastiska egenskaper. Väte har högst specifik värmekapacitet av alla grundämnen. Och enastående kemiskt sociala egenskaper som märks inte minst i vatten. Väte binder ihop två enkelspiraler till dubbelhelix i genom kallad DNA. Väte kan användas som effektivt bränsle i fordons förbränningsmotorer.

Kol (C)

Kol är fantastiskt ur ett astrobiologiskt perspektiv eftersom grundämnet har ett antal egenskaper som särskiljer det från andra grundämnen:

Kol har fyra elektronhål vilket innebär att fyra kovalenta bindingar krävs för att fylla dess elektronskal. Fyra bindningar är det maximala antalet i det andra elektraskalet. Det gör att kol kan hålla ett icke trivialt antal bindningar och två atombindningar ut från sidan även när kol är med i en kedja.
Kol kan skapa bindningar med andra kolatomer.
Endast kol är känt att kunna skapa bindningar av miljardtals atomer.
Kolbindningar löses inte upp i vatten (till skillnad från kisel).
Kol har den högsta smälttemperaturen av alla grundämnen.
Kol utgör cirka 30 % av allt stjärndamm mellan stjärnorna.

Kväve (N)

Kväve är det vanligast förekommande grundämnet i Jordens atmosfär samtidigt som det är väldigt ovanligt i Jordens skal. Kväve utväxlas konstant mellan atmosfären och levande organismer som katalysator i biologiskt kretslopp. Kväve måste fixeras i atomstruktur för att växter skall kunna ta upp atomen, normalt sett som ammoniak. Ammoniak används av växter för att syntetisera proteiner. När djur äter växter så använder de kvävet för att bilda sitt eget protein och utsöndra avfall innehållande kväve.

Syre (O)

Restprodukt från soljusbaserad fotosyntes i växtliv och fundamental för djurliv. Möjliggör snabb utsöndring av energi. Oxiderar organiskt material som mat och metaller som järn.

Fosfor (P)

Finns med i ytterdelarna av DNA. Utgör en viktig beståndsdel för att växter skall växa tillsammans med kväve och kalium.

Svavel (S)

I växter och djur så är det mesta av svavlet bundet till aminosyror som cystein och methionin. Dessa aminosyror finns i alla polypeptider, proteiner och ensymer. Homocystein och taurin är andra syror med liknande struktur som innehåller svavel och utgör den primära strukturen hos proteiner. Svavel fungerar som en bärare av reducerande väte, och dess elektroner, för att reparera celler p g a oxidation.

Källor:
[1]: Dynamic Periodic Table".
[2]: "A very short introduction to Astrobiology", David C. Catling, Oxford University Press, 2013-10-24.