العناصر الكيميائية الاساسية لنشوء الحياة
تُشير الكثير من الأدلة الاحفورية إلى أنّ الحياة قد نشأت على الأرض منذ ما يزيد عن 3.5 مليار سنة مضت، وتطورت الحياة والمخلوقات حتى أصبحت بالحالة الحالية، وتشترك جميع هذه الكائنات في احتوائها على العناصر الكيميائية الاساسية لنشوء الحياة وهي ستة؛ الكربون، والهيدروجين، والنيتروجين، والأكسجين، والفوسفور، والكبريت. لكن لماذا هذه العناصر بالتحديد!؟
لمَ هذه العناصر بالتحديد!؟
بالنسبة لعنصر الكربون؛ فيمتاز بقدرته على تكوين روابطَ مع الكثير من العناصر الأخرى، مما جعله وحدة البناء الأساسية للجزيئات العضوية الكبيرة، أما عن الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين، فتمتاز هذه العناصر باتزانها ووفرتها، كما أن لها القدرة على الاتحاد مع الكربون لتكوين الأحماض الأمينية والدهون والقواعد النووية التي تكون الحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين DNA، والحمض النووي الريبوزي RNA. ولتكوين هذه المكونات، فإن الكبريت يلعب دور العامل الحفاز، الذي يحفز التفاعلات، والتي من خلالها ترتبط هذه الجزيئات ببعضها فتتكون.
أما عن الفوسفور، فإن له أهميةً كبيرةً في تكوين جزيئات الطاقة ATP وهي قادرةٌ على تخزين الطاقة في روابطها الكيميائية.
العناصر الكيميائية الاساسية لنشوء الحياة
- الأكسجين: يُعد الأكسجين أكثر عنصر متوفر في جسم البشر، إذ أنه يمثل حوالي 65 % من الجسم البشري، ويتواجد الأكسجين في جسم الإنسان في شكل جزيئاتٍ من الماء، التي تستخدم في إنتاج الطاقة التي يحتاجها الإنسان من أجل الحياة. ويمتاز الأكسجين بكونه أكثر عنصر موجود في صورةٍ متزنةٍ في القشرة الأرضية، وفي الغلاف الجوي أيضًا، مما يجعله عنصرًا أساسيًّا وضروريًّا جدًّا للحياة على الأرض.
- الكربون: هو العنصر الأساسي لبناء جميع أشكال الحياة على الأرض، نظرًا لقدرته على تكوين روابطَ مع العديد من الذرات، فيتيح الفرصة لتشكيل سلاسلَ طويلةٍ التي تساعد في تدعيم العمليات الكيميائية والفيزيائية، وتساعد في تكوين الهياكل المعقدة الضرورية للحياة، مثل البروتينات والأحماض النووية.
- الكبريت: والكبريت من أهم العناصر الضرورية للحياة إذ أنه موجودٌ وبشكلٍ أساسيٍّ في الحموض الأمينية، كما أنّ تفاعلات الكبريت مهمةٌ جدًّا في تحديد البنية الثلاثية للبروتينات، والكبريت عنصرٌ هامٌّ يدخل في تركيب مركباتٍ هامةٍ تسهم بدورها بقدرٍ كبيرٍ في العمليات الحيوية، مثلًا مركب كبريتيد الهيدروجين H₂S الذي يحل محل الماء H2O أثناء عملية التركيب الضوئي في بعض البكتيريا.
- الفوسفات: يُعد الفوسفات العنصر رقم 11 من حيث نسبة تواجده في القشرة الأرضية وهو عنصرٌ أساسيٌّ للحياة على الأرض، فهو يكون جزيئات الطاقة اللازمة لكل العمليات الحيوية في جسم الكائن الحي، كما أنه يساهم بقدرٍ كبيرٍ في تكوين الحمض النووي ومن أهم العناصر الضرورية لتكوين العظام، ونظرًا لقيمته الغذائية العالية، فهو يستخدم أيضًا في إنتاج الأسمدة المستخدمة في تغذية التربة الزراعية للحصول على أفضل وأجود المحاصيل، والفوسفور دورة مستمرة فعندما يخرجه الإنسان أو الحيوان، سرعان ما يقوم بعمله في التربة، ومن ثم يساعد في مد النباتات بالغذاء ثم بعد ذلك يتغذى الإنسان أو الحيوان على هذه النباتات التي تحتوي على الفوسفور، وتستمر الدورة الطبيعية للفوسفور.
- الهيدروجين: وهو أول وأخف عنصرٍ في الجدول الدوري، وهو من العناصر الكيميائية الأساسية لنشوء الحياة إذ أنه يساعد في تكوين جزيئات الماء الضرورية للحياة، فعندما تحتوي خلايا الجسم على كميةٍ مناسبةٍ من المياه فإنها تبقى في وضعٍ مستقرٍ يساعد الخلايا على التخلص من السموم، كما أنّ الهيدروجين يساعد في توليد الطاقة للجسم. والهيدروجين ليس ضروريًّا لجسم الإنسان فقط، بل مهم أيضًا لكل الكائنات الحية الموجودة على الأرض تقريبًا، ويدخل في تكوين معظم المواد الموجودة في الكون فمثلًا هناك كواكبُ تتكون بأكملها من الهيدروجين!
- النيتروجين: والذي يُعد بدوره أحد العناصر الهامة للغاية في تكوّين الكائن الحي وتدعيم الحياة! فهو يدخل في الكثير من التراكيب الحيوية المعقدة، فالنيتروجين هو المكون الرئيسي للبروتينات، ويتواجد في النطاق الحيوي بشكلٍ كبيرٍ، فهو موجودٌ في المواد العضوية وفي الطعام وفي الأسمدة الحيوية، وهو مهمٌ للغاية للحياة بشكلٍ عام، لكن يلزم وجوده في شكلٍ متزنٍ؛ لا قليل جدًّا فيحدث خللًا في النظام الحيوي، ولا كثير جدًّا فيتسبب في حدوث حالاتٍ من التسمم.