Leben auf der Erde und Kohlenstoff
Kann mir jemand sagen, warum angeblich Leben ohne Kohlenstoff angeblich nicht möglich ist; und woher der Kohlenstoff auf der Erde herkommt?
6 Antworten
Um Leben auszubilden, muss man komplexe Gebilde herstellen können. Ein Gebilde kann umso komplexer gestalten werden, umso mehr Bindungen er eingeht. Kohlenstoff bietet dort mit seiner vier möglichen Bindungen gegenüber vielen anderen Elementen schon mal ein Vorteil zum Aufbau komplexer Strukturen. Zusätzlich bietet Kohlenstoff mehrere Vorteile: Durch seine etwa mittlere Elektronegativität bildet es mit sehr vielen Elementen eine stabile Elektronenpaarbindung aus. Andererseits ist Kohlenstoff sehr leicht gegenüber anderen Elementen. Durch seinen kleinen Atomdurchmesser bildet es relativ einfach Mehrfachbindungen aus (Erhöhung der Möglichkeiten zur Bildung komplexer Strukturen bzw. ermöglicht auch wichtige, biologische Möglichkeiten).
Wasserstoff kommt am meisten im ganzen Universum vor. Die Verbindung von Wasserstoff und Kohlenstoff ist sogar noch stärker als die zwischen den Kohlenstoffen (erhöhte Stabilität und leichte Zugänglichkeit von Bindungsstoff Wasserstoff). Zudem, das unsere Struktur als Zentrum hauptsächlich Kohlenstoff hat, muss sich ziemlich leicht auch Kohlenstoff aus den Körper raustransportieren lassen und dies geht nur auf chemischen Wege, indem man Kohlenstoff mit anderen Elementen bindet, die dann in Summe gasförmig sind (damit man diese raustransportieren kann).
Kohlenstoffdioxid ist gasförmig. Dadurch wird die Reparatur der Körperstruktur ermöglicht. Zusätzlich ermöglicht Kohlenstoff die Bildung langer Ketten sowie Ringe, die sehr stabil sind. Kein anderes Element im PSE bildet diese genannten Eigenschaften bzw. kommt in der Häufigkeit so oft vor, wie Kohlenstoff. Der nächste verwandte Silizium funktioniert nicht, da Siliziumdioxid sehr schwer und zudem erst gasförmig ist, bei mehreren tausend °C (waren das etwa 2600°C?).
Und Sauerstoff (zur Bildung von Kohlenstoffdioxid) ist on mass vorhanden in unserer Atmosphäre.
Andere Elemente haben viele der Eigenschaften dann nicht mehr. Es wäre auch evolutionär "dumm", wenn man Kohlenstoff nicht nehmen würde.
Das Kohlenstoff von der Erde kommst aus den Entstehungsprozess von Sternen (meines Wissens). Ein Stern verbrennt nicht nur Wasserstoff zu Helium. Je nach Größe etc. wird verbrannt, was da ist. Dies geschiet energiebringend bis zum Eisen. Danach ist alles energieverbrauchend. Kohlenstoff liegt mit seiner OZ von 6 unter 26 (Eisen). Somit entstand es höchstwahrscheinlich aus den Sternen (Man sagt auch: "Wir sind aus dem Stoff, aus dem die Sterne sind").
Zumal Sauerstoff auch oft vorkommen müsste (allgemein), denn es ist in seinem Vorkommen doppelt stabil ("doppelt magisch").
Kohlenstoff hat zwei Vorteile, die unabhängig voneinander bestehen: Einerseits ist er chemisch sehr vielseitig, und andererseits gibt es im Universum einen Riesenhaufen davon.
Die chemischen Eigenschaften von Kohlenstoff sind sehr geeignet, die komplexe Chemie von Lebewesen zu unterstützen: Man kann daraus große Moleküle bilden, hat die Auswahl zwischen vielen Strukturmotiven, und viele funktionelle Gruppen modifizieren die Eigenschaften. Es gibt kein Element, daß das in genau der gleichen Form macht, und alle Versuche, sich eine „Biochemie ohne Kohlenstoff“ vorzustellen, scheitern daran, daß niemandem etwas Plausibles einfällt.
Kohlenstoff wird im Inneren von Sonnen synthetisiert und mit Supernova-Explosionen ins interstellare Medium geblasen, wo er dann aus Baumaterial für neue Sonnensysteme zur Verfügung steht. Kohlenstoffkerne sind ungewöhnlich stabil und werden von den allen Sternen in großer Menge hergestellt (schwere Sterne verbrauchen ihn allerdings später wieder).
Es ist ein extremer Glücksfall, daß diese beiden Eigenschaften (chemische Vielseitigkeit und stabiler Kernbau) einander in ein und demselben Element treffen, denn sie haben gänzlich verschiedene Ursachen.
Kohlenstoff kann viele Verbindungen eingehen und ist in jedem Lebewesen und in den meisten organischen Stoffen enthalten. Ob leben jedoch auch ohne Kohlenstoff möglich ist weiß natürlich niemand immerhin haben wir ja noch keins gefunden.
Das nennt man Kohlenstoffchauvinismus. Kein Scherz..
http://de.wikipedia.org/wiki/Kohlenstoffchauvinismus
Kohlenstoff wurde in Sternen erbrütet. Bei der Ende der Lebenszeit des Sternes und bestimmten Sterntypen wurde der Kohlenstoff mit eine Explosion ins All geschleudert.
Ohne CO2 gibt es kein o2