Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Hvaðan koma atómin þegar lífrænar frumur skipta sér?

Þegar frumur skipta sér breytist fjöldi atóma ekki endilega, heldur skiptast þau milli nýju frumnanna tveggja. Hins vegar eru lifandi frumur sífellt að skiptast á efnum (atómum) og orku við umhverfi sitt. Þegar fruma vex og þyngist hefur hún einfaldlega tekið til sín meira efni úr umhverfinu en hún skilar aftur til þess. Efnaskipti lífvera við umhverfi sitt fara að miklu leyti fram með svokölluðum efnahvörfum þar sem efnasambönd breytast hvert í annað en frumefni eða atóm breytast ekki.


Atómin eða frumefnin (elements) sem lífverur taka til sín þegar þær stækka og þyngjast koma úr umhverfi þeirra. Þau hafa orðið til á sama hátt og önnur frumefni hér á jörð, það er að segja í Miklahvelli og í hvers konar kjarnahvörfum í óravíddum geimsins, bæði í venjulegum sólstjörnum, sprengistjörnum og svo framvegis.

Í flestum samskiptum lífvera við umhverfið fara fram svokölluð efnahvörf (chemical reactions). Þau felast í því að efnasambönd (chemical compounds) breytast hvert í annað, en efnasambönd eru samsett úr frumefnum og þau breytast ekki við efnahvörfin. Grunneindir efnasambandanna nefnast sameindir (molecules) og þær eru samsettar úr frumeindum eða atómum sem eru grunneindir frumefnanna. Við getum einnig lýst efnahvörfum þannig að sameindir séu að breytast hver í aðra án þess að frumeindirnar breytist. Hins vegar þarf ýmist orku til efnahvarfa eða orka losnar við þau.

Atómin sem lífverur eru byggðar úr koma úr þeirri fæðu sem þær nærast á og er þá allt meðtalið, bæði lífræn efni og ólífræn efni, venjuleg næring og efnaskipti við andrúmsloftið. Lífræn efni eru kolefnissambönd en kolefni (C) má kalla einkennisfrumefni lífsins. Auk kolefnis innihalda lífræn efnasambönd vetni (H), súrefni (O), nitur (N), brennistein (S) og fosfór (P). Það eru fjögur fyrstnefndu frumefnin sem mest eru notuð. Gott dæmi er mannslíkaminn sem skiptist þannig í frumefni samkvæmt einni heimild að 60,3% eru vetni, 25,5% súrefni,10,5% kolefni, 2,4% nitur, 0,13% fosfór og 0,13% brennisteinn, og er þá átt við prósentu atóma en ekki þyngdar. Hér er vatn líkamans meðtalið. Öll eru þessi frumefni ómissandi fyrir allar lífverur.

Önnur frumefni sem finnast í nokkru magni í öllum lífverum eru magnesín (Mg), natrín (Na), kalín (K), kalsín (Ca) og klór (Cl). Loks eru allmörg frumefni, flest þeirra málmar, sem einungis er þörf fyrir í mjög smáum skammti, til dæmis járn (Fe), mangan (Mn), kopar (Cu) og sínk (Zn). Frumefni í þessum flokki eru flest ómissandi sem hjálparþættir vissra ensíma. Loks eru frumefni sem sumar lífverur notfæra sér en aðrar ekki, t.d. kísill (Si) og joð (I). Frumefnin sem þörf er fyrir a.m.k. í sumum lífverum eru samtals um 25.

Öll dýr, sveppir og margar bakteríur þurfa að nærast á lífrænum efnasamböndum og nýta þau sem bæði kolefnis- og orkugjafa. Slíkar lífverur eru sagðar vera ófrumbjarga. Öðru máli gegnir um grænar plöntur. Þær geta komist af án lífrænnar næringar og eru því frumbjarga. Plönturnar nýta sér orku sólarljóssins til þess að nema koltvíoxíð úr andrúmsloftinu til nýmyndunar lífrænna sameinda en skila súrefni út í andrúmsloftið. Þetta nefnist ljóstillífum (photosynthesis) eins og kunnugt er. Með henni afla plönturnar sér kolefnis en önnur nauðsynleg frumefni fá þær úr jarðveginum sem ólífræn sölt eða málmjónir.

Vissar bakteríur geta farið eins að og grænu plönturnar. Þetta á til dæmis við um blágrænar bakteríur sem áður fyrr voru nefndar blágrænir þörungar. Einnig eru til bakteríur sem geta notfært sér orku ólífrænna efnasambanda og þannig náð að vera frumbjarga. Ófrumbjarga lífverur jarðar eru óhjákvæmilega háðar þeim sem frumbjarga eru. Þær ófrumbjarga njóta orkuríkra lífrænna sameinda sem þær frumbjarga hafa búið til með ærnum tilkostnaði!

Nánar er fjallað um ljóstillífun í svari Kesöru Margrétar Jónsson við spurningunni Hvernig geta plöntur breytt koltvíoxíði í súrefni?

Útgáfudagur

19.6.2000

Spyrjandi

Sveinbjörn Geirsson

Efnisorð

Höfundar

Guðmundur Eggertsson

prófessor emeritus

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Tilvísun

Guðmundur Eggertsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvaðan koma atómin þegar lífrænar frumur skipta sér?“ Vísindavefurinn, 19. júní 2000. Sótt 19. október 2018. http://visindavefur.is/svar.php?id=537.

Guðmundur Eggertsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. (2000, 19. júní). Hvaðan koma atómin þegar lífrænar frumur skipta sér? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=537

Guðmundur Eggertsson og Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvaðan koma atómin þegar lífrænar frumur skipta sér?“ Vísindavefurinn. 19. jún. 2000. Vefsíða. 19. okt. 2018. <http://visindavefur.is/svar.php?id=537>.

Chicago | APA | MLA

Sendu inn spurningu
eða

Vísindadagatalið

Gunnhildur Óskarsdóttir

1959

Gunnhildur Óskarsdóttir er dósent í kennslufræði við Deild kennslu- og menntunarfræði við Háskóla Íslands. Rannsóknir hennar hafa einkum beinst að námi og kennslu ungra barna í grunnskóla, náttúrufræðikennslu og kennaramenntun.