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Para el grupo de música, consulte Formas de vida basadas en carbono .
Ver también: organismo y forma de vida
La estructura de Lewis de un átomo de carbono , mostrando sus cuatro electrones de valencia.

El carbono es un componente principal de toda la vida conocida en la Tierra y representa aproximadamente del 45 al 50% de toda la biomasa seca . [1] Los compuestos de carbono se encuentran naturalmente en gran abundancia en la Tierra. Las moléculas biológicas complejas están formadas por átomos de carbono unidos a otros elementos , especialmente oxígeno e hidrógeno y, con frecuencia, también nitrógeno , fósforo y azufre (conocidos colectivamente como CHNOPS ).

Debido a que es liviano y de tamaño relativamente pequeño, las moléculas de carbono son fáciles de manipular por las enzimas . [ cita requerida ] Con frecuencia se asume en astrobiología que si existe vida en otra parte del Universo , también estará basada en carbono. [2] [3] Los críticos se refieren a este supuesto como chovinismo del carbono . [4]

Características [ editar ]

El carbono es capaz de formar una gran cantidad de compuestos , más que cualquier otro elemento, con casi diez millones de compuestos descritos hasta la fecha, [5] y, sin embargo, ese número es solo una fracción del número de compuestos teóricamente posibles en condiciones estándar. La enorme diversidad de compuestos que contienen carbono, conocidos como compuestos orgánicos , ha llevado a una distinción entre ellos y los compuestos que no contienen carbono, conocidos como compuestos inorgánicos . La rama de la química que estudia los compuestos orgánicos se conoce como química orgánica .

El carbono es el decimoquinto elemento más abundante en la corteza terrestre y el cuarto elemento más abundante en el universo en masa, después del hidrógeno , el helio y el oxígeno . La abundancia generalizada del carbono, su capacidad para formar enlaces estables con muchos otros elementos y su capacidad inusual para formar polímeros a las temperaturas que se encuentran comúnmente en la Tierra le permite servir como un elemento común de todos los organismos vivos conocidos. En un estudio de 2018, se descubrió que el carbono constituye aproximadamente 550 mil millones de toneladas de toda la vida en la Tierra. [6] [7] Es el segundo elemento más abundante en el cuerpo humano.en masa (aproximadamente 18,5%) después del oxígeno. [8]

Las características más importantes del carbono como base para la química de la vida son que cada átomo de carbono es capaz de formar hasta cuatro enlaces de valencia con otros átomos simultáneamente, y que la energía necesaria para establecer o romper un enlace con un átomo de carbono es de un nivel apropiado para construir moléculas grandes y complejas que pueden ser tanto estables como reactivas. [ cita requerida ] Los átomos de carbono se unen fácilmente a otros átomos de carbono; esto permite la construcción de macromoléculas y polímeros arbitrariamente largos en un proceso conocido como catenación . [ cita requerida ]"Lo que normalmente pensamos como 'vida' se basa en cadenas de átomos de carbono, con algunos otros átomos, como nitrógeno o fósforo", según Stephen Hawking en una conferencia de 2008, "el carbono [...] tiene la química más rica . " [9]

Norman Horowitz , fue el jefe de la sección de biociencias del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la primera misión estadounidense, Viking Lander de 1976 , para aterrizar con éxito una sonda no tripulada en la superficie de Marte . Consideró que la gran versatilidad del átomo de carbono lo convierte en el elemento más susceptible de aportar soluciones, incluso exóticas, a los problemas de supervivencia en otros planetas. [10] Sin embargo, los resultados de esta misión indicaron que Marte era actualmente extremadamente hostil a la vida basada en el carbono. También consideró que, en general, sólo existía una posibilidad remota de que las formas de vida sin carbono pudieran evolucionar con sistemas de información genética capaces de autorreplicarse y adaptarse.

Moléculas clave [ editar ]

Las clases más notables de macromoléculas biológicas utilizadas en los procesos fundamentales de los organismos vivos incluyen:

  • Proteínas , que son los componentes básicos a partir de los cuales se construyen las estructuras de los organismos vivos (esto incluye casi todas las enzimas , que catalizan reacciones químicas orgánicas)
  • Ácidos nucleicos , que transportan información genética .
  • Carbohidratos , que almacenan energía en una forma que pueden utilizar las células vivas.
  • Lípidos , que también almacenan energía, pero en una forma más concentrada, y que pueden almacenarse durante períodos prolongados en el cuerpo de los animales.

Otros candidatos [ editar ]

No hay muchos otros elementos que parezcan ser candidatos prometedores para sustentar sistemas y procesos biológicos tan fundamentalmente como lo hace el carbono, por ejemplo, procesos como el metabolismo . La alternativa sugerida con más frecuencia es el silicio . [11] El silicio comparte un grupo en la tabla periódica con el carbono, también puede formar cuatro enlaces de valencia y también se une a sí mismo fácilmente, aunque generalmente en forma de redes cristalinas en lugar de cadenas largas. [ cita requerida ] A pesar de estas similitudes, el silicio es considerablemente más electropositivo que el carbono, y los compuestos de silicio no lo hacen fácilmente.recombinarse en diferentes permutaciones de una manera que apoyaría de manera plausible procesos realistas. [ cita requerida ]

Ficción [ editar ]

Las especulaciones sobre la estructura química y las propiedades de la vida hipotética no basada en carbono han sido un tema recurrente en la ciencia ficción . El silicio se usa a menudo como sustituto del carbono en formas de vida ficticias debido a sus similitudes químicas. En la ciencia ficción cinematográfica y literaria, cuando las máquinas creadas por el hombre pasan de no vivir a vivir, esta nueva forma se presenta a menudo como un ejemplo de vida no basada en carbono. Desde la llegada del microprocesador a finales de la década de 1960, estas máquinas a menudo se clasifican como "vida basada en silicio". Otros ejemplos de "vida basada en el silicio" ficticia se pueden ver en el episodio "El diablo en la oscuridad" de Star Trek: La serie original , en el que la bioquímica de una criatura de roca viviente se basa en el silicio,y enEl episodio "Firewalker" de Expediente X , en el que se descubre un organismo a base de silicio en un volcán.

En la adaptación cinematográfica de "2010" (1984) de Arthur C. Clarke , un personaje sostiene: "El hecho de que estemos basados ​​en carbono o en silicio no supone una diferencia fundamental; cada uno de nosotros debería ser tratado con el respeto apropiado". [12] Esta cita puede ser la base de la broma de Steve Jobs cuando introdujo Carbon en Mac OS X , [13] "Carbon. Todas las formas de vida se basarán en él". [ dudoso - discutir ]

Ver también [ editar ]

  • Tipos hipotéticos de bioquímica
  • CHONPS , un mnemónico : acrónimo para el orden de los elementos más comunes en los organismos vivos c arbon, h ydrogen, o xygen, n itrogen, p hosphorus, y s ulfur

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Referencia de conocimiento para evaluaciones forestales nacionales - modelado para estimación y seguimiento" . www.fao.org . Consultado el 20 de febrero de 2019 .
  2. ^ "Astrobiología" . Gabinete de biología. 26 de septiembre de 2006 . Consultado el 17 de enero de 2011 .
  3. ^ "Hidrocarburos aromáticos policíclicos: una entrevista con el Dr. Farid Salama" . Revista de astrobiología . 2000. Archivado desde el original el 20 de junio de 2008 . Consultado el 20 de octubre de 2008 .
  4. ^ Cariño, David. "Vida basada en carbono" . Enciclopedia de la vida . Consultado el 14 de septiembre de 2007 .
  5. ^ "Hay cerca de diez millones de compuestos de carbono conocidos, muchos miles de los cuales son vitales para los procesos orgánicos y de la vida". Operaciones de química (15 de diciembre de 2003). "Carbono" . Laboratorio Nacional de Los Alamos. Archivado desde el original el 13 de septiembre de 2008 . Consultado el 9 de octubre de 2008 .
  6. ^ Bar-On, Yinon M .; Phillips, Rob; Milo, Ron (21 de mayo de 2018). "La distribución de la biomasa en la Tierra" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 115 (25): 6506–6511. doi : 10.1073 / pnas.1711842115 . PMC 6016768 . PMID 29784790 .  
  7. ^ editor, Damian Carrington Environment (21 de mayo de 2018). "Los seres humanos sólo el 0,01% de toda la vida, pero han destruido el 83% de los mamíferos salvajes - estudio" . The Guardian . Consultado el 20 de febrero de 2019 a través de www.theguardian.com.CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace )
  8. ^ Reece, Jane B. (31 de octubre de 2013). Campbell Biology (10 ed.). Pearson . ISBN 9780321775658.
  9. ^ Stephen Hawking (1 de octubre de 2008). "Vida en el Universo, celebración del 50 aniversario de la NASA" . NASA . Consultado el 28 de agosto de 2015 .
  10. ^ Horowitz, NH (1986). Utopía y Atrás y la búsqueda de vida en el sistema solar. Nueva York: WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-1766-2 
  11. ^ Ritmo, NR (2001). "La naturaleza universal de la bioquímica" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 98 (3): 805–8. Código Bibliográfico : 2001PNAS ... 98..805P . doi : 10.1073 / pnas.98.3.805 . PMC 33372 . PMID 11158550 .  
  12. ^ "2010: cotizaciones" . IMDb . Consultado el 26 de julio de 2017 .
  13. ^ "WWDC '98" . NotesKey . 11 de mayo de 1998 . Consultado el 26 de julio de 2017 .

Enlaces externos [ editar ]

  • "Enciclopedia de astrobiología, astronomía y vuelos espaciales" . Consultado el 14 de marzo de 2006 .
  • "Escuela de Química, Universidad de Bristol, Reino Unido" .