dimarts, 18 de febrer del 2014

El cicle del carboni


El Sol il·lumina el nostre planeta i amb la seva llum ens aporta energia. Les plantes absorbeixen aquesta energia i mitjançant la funció de fotosíntesi, gràcies a la clorofil·la, realitzen la transformació de l'energia de la llum solar en energia química. Tot agafant aigua del terra i anhídrid carbònic (CO2) de l'aire obtenen molècules més complexes com sucres i oxigen, que alliberen a l'atmosfera. Aquest sucres posteriorment es poden transformar en altres productes orgànics més complexos, com cel·lulosa, lípids i aminoàcids que en el seu moment originaran proteïnes de tipus vegetal. Evidentment tot aquest procés ha significat que el CO2 que hi havia en l'aire ha estat fixat per la planta en molècules orgàniques, és a dir formades per àtoms de carboni, que després seran ingerides per animals.

D'aquesta forma aconseguirem que aquesta altre part de la cadena, els animals, entre els quals ens trobem puguem ingerir àtoms de carboni per a tornar a construir les nostres pròpies molècules. Nosaltres no podem absorbir carboni de cap altre lloc, sinó és menjant vegetals o animals que prèviament l'han absorbit.


Altre funció de la llum solar és, amb la seva energia, evaporar aigua dels mars. Aquesta forma núvols i després cau en forma de pluja o neu, amb el que el CO2 queda dissolt i atrapat de nou per l'aigua del mar o bé dins de la terra on formarà on formarà carbonats i bicarbonats, com són els sòls de la zona lacustre de Banyoles.

Amb els segles o els eons, les plaques tectòniques que formen l'escorça de la Terra es van movent, tan en sentit horitzontal, acostant o allunyant continents i formant muntanyes, com en sentit vertical provocant l'enfonsament d'una placa per sota de l'altre i provocant terratrèmols. Així tots els carbonats que s'havien sedimentat en el fons marí són empesos cap al centre de la Terra, on quan pugen les temperatures passen a forma líquida i si troben alguna esquerda com la sortida d'un volcà són expulsats de nou cap a l'atmosfera. Així es tanca el cicle del carboni, estava a l'aire, fa tot un cicle passant pel animals i torna al terra i d'aquí altre cop amunt.

Penseu que el carboni és l'àtom fonamental de la química i bioquímica que ha originat la vida i sense ells difícilment ens podem imaginar que aquesta es pugui desenvolupar, encara que hi científics que no descarten formes de vida suportades pel silici. De totes formes també calen altres àtoms, anomenats biogènics, com hidrogen, nitrogen, oxigen, sofre i fòsfor per aconseguir tots els productes que ens calen per mantenir la vida de forma activa al nostre planeta.

Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 171 del març 2014

dissabte, 1 de febrer del 2014

L'origen de la vida (II)


Ara ja tenim la sopa primordial i tal com van descriure Miller i Urey al 1954 després del bombardeig elèctric podem trobar una mica de tot, alcohols, sucres, aminoàcids, greixos. Ja tenim la base per anar construint. Ara imaginem que el cel s'ha aclarit i llueix el Sol que envia la seva energia i permet que totes aquestes molècules comencin a fer noves proves i reaccions. Unes sortiran bé, d'altres no.

Sabem la facilitat que ofereix el carboni per crear noves molècules i també per crear polímers, cadenes molt llargues repetint les mateixes unitats, com si es tractés d'un collaret pel coll. Però com ell aquest nou polímer té la propietat de ser flexible, fet que li permet adoptar moltes configuracions diverses, inclosa la de formar bucles. Així unint varis bucles podem arribar a fer una esfera buida per dintre, en la que poden entrar altres molècules més petites i, fins i tot amb una capacitat especial, la de repel·lir l'aigua i atreure els greixos. Hem aconseguit fer una esfera que serà la base del nucli de la cèl·lula.

Fins aquest moment l'única forma d'obtenir energia era reaccionant amb un alcohol i prendre-li. Pensem que un alcohol és similar a un sucre i aporta molta energia quan reacciona. Si entre les molècules atrapades dins de l'esfera o nucli han entrat alcohols i altres tipus de molècules capaces de reaccionar amb ell podem obtenir com resultat altres productes, noves combinacions amb noves propietats. Una forma d'evolucionar. Els productes interessants seguiran evolucionant i obrint nous camins, els que no ho siguin s'estancaran i desapareixeran.

Així ja tenim el nucli i saben com obtenir l'energia, ara ens cal una membrana que l'obtindrem capturant molècules de greix que estiguin nedant per l'exterior dins de la sopa i ancorant-les a la part externa del nucli, de forma que no pugui entrar més aigua a la part interna, que siguin hidròfobes. Ara bé aquesta membrana pot ser selectiva i deixar passar alguns tipus de molècules, com els sucres d'abans. Si amb les diferents reaccions produïdes, o bé per captura, aconsegueix un enzim que trenqui els sucres i alliberi la seva energia i després elimini els productes no desitjats a través de la membrana, tindrem un primer procés digestiu.

Aquest nucli cel·lular ja tindria la major part de les funcions necessàries. Només li faltaria la capacitat de duplicació i la capacitat d'absorbir l'energia directament del Sol, sense dependre dels sucres lliures a la sopa. La primera l'obtindrà sent capaç de generar la propietat de l'autocatàlisi i la segona creant la molècula de clorofil·la a partir dels cianobacteris.

Els científics no estan segurs de que tot el procés d'origen de la vida fos tal com aquí es descriu, però podria ser una aproximació prou bona, que els anys i nous experiments i descobriments poden acabar de confirmar i actualitzar.


Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 170 del febrer 2014