Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Waarom is chemisch onevenwichtigheden essentieel voor het leven?

Chemisch onevenwicht is absoluut essentieel voor het leven zoals we die kennen. Dit is waarom:

1. Energietroom:

* Het leven vereist een constante energie -input: Organismen hebben energie nodig om hun structuur te behouden, te groeien en zich voort te planten. Deze energie komt van de omgeving, meestal door de omzetting van lichte energie (fotosynthese) of chemische energie (eten).

* Onevenwichtsstroom stimuleert de energiestroom: Het leven bestaat in een staat van chemisch onevenwicht. Dit betekent dat er concentratiegradiënten van moleculen en energieniveaus zijn die niet in evenwicht zijn. Deze gradiënten creëren een "drijvende kracht" voor energie om te stromen, waardoor levensprocessen kunnen plaatsvinden.

* Voorbeeld: De concentratie van glucose is hoger in een cel dan buiten. Met dit onevenwicht kan glucose in de cel gaan en energie leveren voor cellulair werk.

2. Metabolisme:

* Metabole reacties vereisen onevenwicht: De biochemische reacties die het metabolisme vormen, zijn afhankelijk van verschillen in chemische potentialen (energieniveaus) tussen reactanten en producten. Zonder onevenwicht zouden deze reacties niet doorgaan.

* Voorbeeld: De afbraak van glucose in pyruvaat geeft energie vrij. Dit proces treedt op omdat het chemische potentieel van glucose hoger is dan dat van pyruvaat.

3. Bestelling en complexiteit:

* evenwicht =stoornis: Bij het evenwicht is er geen netto stroom van energie of materie, wat leidt tot een toestand van maximale entropie (stoornis). Het leven daarentegen wordt gekenmerkt door zijn hoge mate van orde en complexiteit.

* Onevenwichtige bestelling ondersteunt: Levende organismen gebruiken voortdurend energie om hun geordende structuren te behouden en om biologische processen uit te voeren. Ze behouden onevenwicht door constant uit te wisselen en energie met hun omgeving.

4. Voorbeelden:

* Het handhaven van een stabiele lichaamstemperatuur: Onze lichamen bevinden zich in een staat van onevenwicht om een constante interne temperatuur te behouden, ondanks veranderingen in de externe omgeving.

* fotosynthese: Planten gebruiken lichte energie om onevenwicht te creëren door koolstofdioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof. Dit onevenwicht biedt de energie voor plantengroei.

* Cellulaire ademhaling: Het proces van het afbreken van glucose om energie te genereren, is afhankelijk van het chemische onevenwicht tussen glucose en zuurstof.

Samenvattend is het leven een dynamisch proces dat gedijt op chemisch onevenwicht. Dit onevenwicht maakt een energiestroom mogelijk, stimuleert metabole reacties en handhaaft de volgorde en complexiteit die nodig is om het leven te bestaan.