Wat zijn de zes meest overvloedige elementen die voorkomen in levende organismen?

Alle materie in het universum is samengesteld uit een aantal chemische elementen. Deze chemische bouwstenen vormen ook de basis voor alle levende organismen op aarde. Terwijl levende organismen een aantal verschillende elementen bevatten, worden sommige elementen in grotere overvloed aangetroffen in levende organismen. Deze elementen zijn zuurstof, koolstof, waterstof, stikstof, calcium en fosfor.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Levende organismen bevatten vaak sporen van verschillende elementen, maar de meest voorkomende zijn zuurstof, koolstof, waterstof, stikstof, calcium en fosfor.

Zuurstof is het meest voorkomende element in levende organismen en vormt ongeveer 65% van het menselijk lichaam. Zuurstof is ook het meest voorkomende element in de aardkorst en in de lucht die essentieel is voor het meeste leven op aarde. De aanwezigheid van zuurstof in het lichaam is grotendeels in de vorm van water, dat wordt gebruikt om de energie in het lichaam te produceren die nodig is om het leven in stand te houden.

Koolstof vormt de basis voor al het leven op aarde; inderdaad, levensvormen op aarde worden op koolstof gebaseerde levensvormen genoemd, wat het belang van dit element voor het leven benadrukt. Koolstofatomen binden zich gemakkelijk aan andere atomaire elementen, zoals zuurstof en stikstof. Omdat koolstof zo gemakkelijk kan binden aan andere elementen, kunnen lange ketens van bindingen worden gevormd en de fysieke en chemische structuur bieden die nodig is voor de complexe processen en structuren die voorkomen in levende organismen, zoals structurele eiwitten en genetische informatie in de vorm van nucleïnezuur zuren.

Waterstof is het eenvoudigste element, omdat het atoom slechts een enkel proton en een enkel neutron bevat. Als gevolg van deze eenvoud bindt waterstof gemakkelijk met andere elementen, waardoor het een belangrijk onderdeel is voor de vorming van levende organismen. Waterstof is het andere element (samen met zuurstof) dat water vormt, een cruciaal onderdeel voor de meeste levensvormen op aarde. Waterstof is ook een bijproduct bij veel biologische reacties, waaronder fotosynthese en metabolisme.

Stikstof is een van de meest voorkomende elementen op aarde en vormt ongeveer 80% van de lucht op aarde. Stikstof is een belangrijk element in de ontwikkeling van het plantenleven, omdat verbindingen die deze elementen bevatten, gemakkelijk door planten worden opgenomen en gebruikt. Stikstof is ook een belangrijk onderdeel van veel eiwitten en deoxyribonucleïnezuren (DNA), wat cruciaal is voor de overdracht van genetisch materiaal aan volgende levensgeneraties.

Zwavel is een hoofdbestanddeel van twee essentiële aminozuren die door levende organismen worden gebruikt: cysteïne en methionine. Deze aminozuren zijn, net als alle aminozuren, cruciaal voor de opbouw van eiwitten die worden gebruikt voor structurele stabiliteit en herstel van levende organismen. De structurele integriteit van haar en veren kan bijvoorbeeld worden toegeschreven aan deze aminozuren. Zwavel wordt ook gebruikt als energiebron en wordt gemetaboliseerd door sommige soorten bacteriën en andere lagere levensvormen.

Fosfor wordt gebruikt bij de vorming van fosfolipiden, een type molecuul dat een belangrijk onderdeel is van het celmembraan van alle levende cellen. Zonder dit celmembraan zouden cellen zich niet kunnen ontwikkelen en zouden ze in de eerste plaats niet de structurele stabiliteit hebben om zich te vormen. Deze beschermende laag fosfolipiden houdt alle interne componenten van cellen op hun plaats, waardoor de processen kunnen plaatsvinden die het leven van de cel in stand houden. De fosfolipidelaag beschermt de cel ook door ongewenste of potentieel destructieve materialen buiten de cel te houden.