sciencetalk

Wat maakt koolstof nu zo essentieel voor leven? natuurlijk heb je voor biomoleculen een basiselement nodig met bepaalde voorwaarden, zoals meer dan 1 of 2 bindingen aan kunnen gaan bijvoorbeeld. maar verder? want dat kan ook prima met silicium of forfor.

Silicium is dan ook voorgesteld als mogelijk alternatief waar leven op andere planeten op gebaseerd zou kunnen zijn. Silicium deelt veel eigenschappen met Koolstof zoals je ook kan zien aan hun plaatsing in dezelfde groep in het periodiek systeem.

Silicium is dan ook voorgesteld als mogelijk alternatief waar leven op andere planeten op gebaseerd zou kunnen zijn. Silicium deelt veel eigenschappen met Koolstof zoals je ook kan zien aan hun plaatsing in dezelfde groep in het periodiek systeem.

Juist, echter, als je op het celniveau alle C atomen zou vervangen door Si atomen krijg je niet een organisme dat exact hetzelfde werkt, en dat op het moleculaire niveau compleet andere systemen nodig heeft voor het afvoeren van restproducten zoals SiO2. ( Dat is een vaste stof, tewijl CO2 een gas is. )

Bovendien levert het meer of minder energie op, tenzij de energiesprong van C+O2->CO2 gelijk is aan de energiesprong van Si+O2->SiO2.

Overigens zijn er wel organismen die van een soort SH2 kringloop leven. Zij gebruiken in hun lichamen het element C op dezelfde manier als andere organismen, behalve op het gebied van energie. Zij halen hun energie uit het ontleden van zwavelverbindingen. ( Ik kan er hier en daar naast zitten, vergeef me dat dan maar. :eusa_whistle: )

Ik zou dus willen stellen dat C voor leven absoluut noodzakelijk is. Simpelweg omdat al het leven dát we kennen dit nodig heeft.

EDIT: Is op aarde Si niet in veel grotere hoeveelheden aanwezig dan C? Zou het dan niet logisch zijn te verwachten dat het aardse leven op Si zou zijn gebaseerd? Maar we zien juist dat C wordt gebruikt in plaats van Si...

Si is lastig om te transporteren daar het vast en zeer inert is als oxide, zoals reeds gezegd. Een belangrijker probleem is dat Si niet zo'n stabiele polymeren vormt met zichzelf (wel met O), in tegenstelling tot C. Waarschijnlijk is die stevige C-C binding één van de belangrijkere redenen dat C zo broodnodig geworden is.

Zeker niet alle organismen gebruiken koolstofbronnen voor energieproductie. Zoals gezegd worden zwavelverbindingen ook gebruikt, maar ook Fe-ionen, N-verbindingen en enkele transitiemetalen (Mn bijvoorbeeld).

Silicium is eigenlijk maar zeer beperkt vergelijkbaar met koolstof. Ze zijn beide tetravalent, maar daar houdt het wel mee op. De electronegativiteit van Si is lager dan die van H, terwijl die van C hoger is. Hierdoor zijn C-H en Si-H bindingen behoorlijk verschillend, en C-O en Si-O bindingen ook. Verder is belangrijk (misschien nog wel belangrijker) het verschil tussen C-C-bindingen en Si-Si bindingen. Waar een C-atoom behoorlijk stabiele enkelvoudige, dubbele en zelfs drievoudige bindingen kan aangaan met een ander C-atoom, is dat voor Si en P uitgesloten. Dat beperkt het aantal te maken structuren significant. Voor stikstof speelt weer iets anders: Dat bindt enorm sterk aan zichzelf, maar moleculen met N-N of N=N bindingen zijn vaak minder stabiel (en zullen dus snel uiteenvallen waarbij N₂ vrijkomt). Dat is de reden dat vrijwel alle bouwstenen koolstof als basis hebben.

Overigens zijn er wel organismen die van een soort SH2 kringloop leven. Zij gebruiken in hun lichamen het element C op dezelfde manier als andere organismen, behalve op het gebied van energie. Zij halen hun energie uit het ontleden van zwavelverbindingen. ( Ik kan er hier en daar naast zitten, vergeef me dat dan maar. :eusa_whistle: )

Er zijn naar mijn weten sulfaat reducerende bacterien. Het gaat hier dus om SO₄ en niet om SH₂. SH2 is een veelgebruikt domein (Src Homology Domain) in eiwitten maar heeft naar mijn wetenniks met een zwavel kringloop te maken. Verder hebben deze sulfaat reducernede bacterien een opbouw die nog steeds bestaat uit een koolstof skelet. Ze halen hun energie uit sulfaat, maar doen er verder niet zo veel mee.