El carboni, base de la vida

2003/01/29 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

• Biologia
• Kimika

La vida necessita molècules de diverses grandàries i tipus. Uns petits, d'uns vint àtoms, uns altres més grans i altres gegants, amb milers d'àtoms. Alguns són per a emmagatzemar energia i uns altres per a gastar. Alguns es barregen amb aigua i uns altres són similars a l'oli.

Cadascun d'ells té una funció concreta que requereix d'una estructura concreta. L'ADN, les proteïnes, les vitamines, els sucres, els lípids… tots estan basats en el carboni.

Però la pregunta la farem a l'inrevés, per què no tenen altres elements químics com a base de valor viu?

En la naturalesa hi ha 92 elements, sent l'hidrogen el més lleuger i l'urani el més pesat. Tots ells, excepte un, tenen diverses raons per a no ser la base de la vida. Analitzem aquestes raons:

Cinc dels 92 elements són radioactius, per la qual cosa amb el temps es desintegren: àstat, radó, francia, actini i prometio. És clar que els àtoms que es desintegren no poden participar en la vida.

Altres cinc gasos nobles són l'heli, el neó, l'argó, el cripton i el xenó. No constitueixen una relació química ni amb altres elements, ni entre si ni amb un mateix. Però la vida necessita estructures complexes i estables per a avançar, és a dir, els àtoms que s'uneixen i no es descomponen són imprescindibles.

Els 64 metalls presents en la naturalesa tampoc són aptes per a crear vida, amb un nombre insuficient d'electrons. Per a fer front a aquesta escassetat necessiten un enllaç químic molt especial: s'ajunten molts àtoms i es reparteixen electrons entre tots.

Però perquè aquest sistema sigui efectiu és necessari unir milers d'àtoms. És a dir, no es generen estructures formades per deu o vint àtoms de ferro, coure o plata. En la vida, no obstant això, aquestes petites estructures són imprescindibles.

Només queden 18 elements en la llista de candidats a la vida. Aquests elements sí que fan les unions químiques adequades i no es desintegren. Però set d'elles tendeixen a unir-se per parelles: hidrogen, fluor, clor, brom, iode, oxigen i nitrogen. Formen estructures de dos àtoms.

Altres tres, sofre, seleni i tel·luri, s'uneixen formant cadenes i altres quatre, bor, fòsfor, arsènic i antimoni, s'uneixen en estructures planes.

Per contra, la vida necessita estructures tridimensionals que només ens queden quatre elements: carboni, silici, germani i estany.

Almenys són quatre i no un. Llavors, per què el carboni és l'únic en els éssers vius?

El germani i l'estany formen vincles molt febles. No són estructures de gran estabilitat. El silici, per part seva, forma relacions molt més fortes amb altres elements que amb si mateix. La major part del silici que hi ha en el sòl està relacionat amb l'oxigen, que forma les pedres anomenades silicats.

Per això no és possible una vida basada en el silici, perquè les molècules de la vida s'oxidarien ràpidament.

Per tant, l'única opció és el carboni.

De 92 elements, només un.

Potser hauríem d'agrair a la naturalesa que tenim almenys carboni.

Text preparat per al programa de ràdio Norteko Ferrokarrilla.