Kontent qismiga oʻtish

Uglerodli hayot

Vikipediya, erkin ensiklopediya
Uglerod atomining to'rtta valent elektronini ko'rsatuvchi Lyuis strukturasi (Lewis structure)

Uglerodli hayot (carbon-based life) — barcha ma’lum bo‘lgan hayot shakllari uchun uglerod (carbon) asosiy element hisoblanishi hamda barcha murakkab biologik molekulalarning markaziy tarkibiy qismi ekanligi haqidagi tushunchadir. Uglerod barcha quruq biomassa (biomass)ning taxminan 45–50% qismini tashkil etadi. Murakkab biologik molekulalar boshqa elementlar, xususan kislorod va vodorod, shuningdek, tez-tez azot, fosfor va oltingugurt (birgalikda CHNOPS nomi bilan mashhur) bilan bog'langan uglerod atomlaridan iborat.[1][2] Ushbu molekulalarda uglerodning to‘rtta valent elektroni va to‘rtta bog‘ hosil qilish qobiliyati uning organik molekulalarning «skeleti» sifatidagi funksiyasini ta’minlaydi. Uglerodning molekulyar darajadagi xususiyatlaridan tashqari, Yerdagi hayot geologik va atmosfera jarayonlarini o‘z ichiga oluvchi uglerod aylanishi (carbon cycle) deb nomlanuvchi keng ko‘lamli jarayonlarga ham tayanadi.

Koinotning boshqa joylarida topilishi mumkin bo‘lgan har qanday hayot ham katta ehtimol bilan uglerodga asoslangan bo‘lishiga keng ishonilsa-da, mos ravishda 4 yoki 5 ta bog‘ hosil qilish qobiliyati tufayli kremniy va bor muqobil variantlar sifatida muhokama qilingan. Ushbu ehtimollar kremniy, bor yoki boshqa muqobil elementlarga asoslangan hayot shakllarini o‘z ichiga olgan ilmiy-fantastik adabiyot namunalarining paydo bo‘lishiga sabab bo‘ldi.

Uglerodning hayot uchun muhim xususiyatlari

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Uglerodning keng tarqalganligi, ko‘plab boshqa elementlar bilan barqaror bog‘lar hosil qilish qobiliyati va Yerda tez-tez uchraydigan haroratlarda polimer (polymer)lar hosil qilish xususiyati uning barcha ma’lum tirik organizmlarning umumiy elementi bo‘lib xizmat qilishiga imkon beradi.[manba kerak] 2018-yilda o‘tkazilgan tadqiqot natijasida uglerod Yerdagi barcha hayotning taxminan 550 milliard tonnasini tashkil etishi aniqlangan.[3][4] Yer biomassasining quruq vazni bo‘yicha taxminan 50% qismi ugleroddir.[5] Biomassaning turli xillarida uglerod miqdori 42% dan 71% gacha o‘zgarib turadi.[6]

Hujayraviy hayot kimyosi asosi sifatida uglerodning eng muhim xarakteristikalari shundan iboratki, har bir uglerod atomi bir vaqtning o‘zida boshqa atomlar bilan to‘rttagacha valent bog‘ hosil qilishga qodir. Shuningdek, uglerod atomi bilan bog‘ hosil qilish yoki uni uzish uchun zarur bo‘lgan energiya ham barqaror, ham reaktiv bo‘lishi mumkin bo‘lgan yirik va murakkab molekulalarni qurish uchun muvofiq darajadadir.[7] Uglerod atomlari boshqa uglerod atomlari bilan oson bog‘lanadi; bu esa katenatsiya (catenation) deb nomlanuvchi jarayonda ixtiyoriy ravishda uzun makromolekulalar va polimerlarni qurish imkonini beradi.[8][9][10] «Biz odatda "hayot" deb hisoblaydigan narsa azot yoki fosfor kabi boshqa bir necha atomlarga ega bo‘lgan uglerod atomlari zanjirlariga asoslanadi», deb ta’kidlagan edi Stiven Xoking (Stephen Hawking) 2008-yildagi ma’ruzasida, «uglerod [...] eng boy kimyoga ega».[11]

Yengil va nisbatan kichik o‘lchamli bo‘lgani sababli, uglerod molekulalari fermentlar (enzymes) tomonidan manipulyatsiya qilinishi oson. Karboangidraza (carbonic anhydrase) barcha uglerodli hayot uchun asosiy ferment hisoblanadi.[12]

Asosiy molekulalar

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Tirik organizmlarning fundamental jarayonlarida qo‘llaniladigan biologik makromolekulalarning eng e’tiborga loyiq sinflariga quyidagilar kiradi:[13]

Suv

[tahrir | manbasini tahrirlash]
O'simliklardagi fotosintez sxemasi. Ishlab chiqarilgan uglevodlar o'simlik tomonidan saqlanadi yoki ishlatiladi. Fotosintez Yerdagi oziq-ovqat zanjirining asosi hisoblanadi

Suyuq suv uglerodli hayot uchun zarurdir. Uglerod molekulalarining kimyoviy bog‘lanishi suyuq suvni talab qiladi.[18] Suv birikma-erituvchi juftligini hosil qilish uchun zarur bo‘lgan kimyoviy xossaga ega.[19] Suv uglerod dioksidining qaytariluvchan gidratlanishini ta’minlaydi. Uglerod dioksidining gidratlanishi uglerodli hayot uchun zarurdir. Yerdagi barcha hayot uglerodning bir xil bioximiyasidan foydalanadi. Suv hayotdagi karboangidraza — uglerod dioksidi va suv o‘rtasidagi o‘zaro ta’sirda muhim ahamiyatga ega. Karboangidrazaga uglerod dioksidining gidratlanishi va hayotda pH darajasini tartibga soluvchi kislota-asos muvozanati (acid–base homeostasis) uchun uglerod asosidagi fermentlar oilasi zarur.[20] O‘simliklar hayotida suyuq suv fotosintez — o‘simliklar yorug‘lik energiyasi va uglerod dioksidini kimyoviy energiyaga aylantirish uchun foydalanadigan biologik jarayon uchun zarurdir.[21] Suv inson tanasi vaznining 55% dan 60% gacha qismini tashkil qiladi.[22]

Biogeokimyoviy sikllar bilan bog‘liqligi

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Uglerod aylanishi (carbon cycle) uzoq vaqt davomida Yerdagi hayotni saqlab qolishda muhim bo‘lgan biogeokimyoviy sikl (biogeochemical cycle) hisoblanadi. Ushbu sikl uglerod sekvestratsiyasi va uglerod omborlarini (carbon sinks) o‘z ichiga oladi.[23][24] Plitalar tektonikasi (plate tectonics) hayotning uzoq muddat mavjud bo‘lishi uchun zarur bo‘lib, uglerodli hayot plitalar tektonikasi jarayonida muhim ahamiyatga ega.[25] Yerda 3,80 dan 3,85 milliard yil oldin yashagan temir va oltingugurtga asoslangan anoksigen fotosintez shakllari ko‘p miqdorda qora slanets (black shale) konlarini hosil qilgan. Ushbu slanets konlari issiqlik oqimini va po‘stloqning suzuvchanligini oshirib, ayniqsa dengiz tubida plitalar tektonikasini kuchaytirishga yordam beradi. Talk (talc) — plitalar tektonikasini harakatlantirishga yordam beradigan yana bir organik mineraldir.[26][27] Anorganik jarayonlar ham plitalar tektonikasiga yordam beradi.[28] Uglerodga asoslangan fotosintezlovchi hayot Yerda kislorod miqdorining ko‘tarilishiga sabab bo‘ldi. Kislorodning bu ortishi plitalar tektonikasiga birinchi qit’alarni shakllantirishda yordam berdi.[29]

Boshqa nomzodlar

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Astrobiologiyada (astrobiology) ko‘pincha koinotning boshqa joylarida hayot mavjud bo‘lsa, u ham uglerodli bo‘ladi deb taxmin qilinadi.[30][31] Karl Sagan kabi tanqidchilar 1973-yilda ushbu taxminni uglerod shovinizmi (carbon chauvinism) deb ataganlar.[32] Bir necha boshqa elementlar biologik tizimlar va metabolizm kabi jarayonlarni uglerod kabi fundamental darajada qo‘llab-quvvatlash uchun nomzod sifatida taklif qilingan. Eng ko‘p taklif qilingan muqobil — kremniydir (silicon).[33] Tartib raqami 14 bo‘lgan kremniy ugleroddan ikki baravar katta bo‘lib, davriy sistemada uglerod bilan bir guruhda joylashgan. U ham to‘rtta valent bog‘ hosil qila oladi va o‘zi bilan oson bog‘lanadi, biroq odatda uzun zanjirlar emas, balki kristall panjaralar ko‘rinishida. Ushbu o‘xshashliklarga qaramay, kremniy uglerodga qaraganda ancha elektromusbat elementdir va kremniy birikmalari hayotga o‘xshash jarayonlarni qo‘llab-quvvatlashi mumkin bo‘lgan tarzda turli shakllarga osonlikcha rekombinatsiya (recombination) bo‘lmaydi. Kremniy Yerda ko‘p tarqalgan, biroq u elektromusbatroq bo‘lgani va suvli muhitda Si–Si bog‘laridan ko‘ra Si–O bog‘larini hosil qilishi aniqlangan.[34] Bor (boron) kislotalar bilan reaksiyaga kirishmaydi va tabiiy ravishda zanjirlar hosil qilmaydi, shu sababli bor hayot uchun nomzod hisoblanmaydi.[35] Mishyak (arsenic) hayot uchun zaharli bo‘lib, uning ehtimoliy nomzodligi rad etilgan.[36][37] O‘tmishda (1960–1970-yillar) hayot uchun boshqa nomzodlar ham ehtimoliy deb hisoblangan, ammo vaqt o‘tishi va ko‘proq tadqiqotlar natijasida faqat uglerod hayot uchun zarur bo‘lgan yirik molekulalar va polimerlarni hosil qilish uchun murakkablik va barqarorlikka ega ekanligi ko‘rsatilgan.[38][39][40]

Badiiy adabiyotda

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Gipotetik (taxminiy) uglerodli bo‘lmagan hayot shakllarining kimyoviy tuzilishi va xususiyatlari haqidagi mulohazalar ilmiy-fantastika (science fiction)da takrorlanuvchi mavzu bo‘lib kelgan. Kimyoviy o‘xshashliklari sababli kremniy ko‘pincha xayoliy hayot shakllarida uglerod o‘rnini bosuvchi sifatida ishlatiladi. Kinematografik va adabiy ilmiy-fantastikada inson tomonidan yaratilgan mashinalar jonsiz holatdan tirik holatga o‘tganida, bu yangi shakl ko‘pincha uglerodli bo‘lmagan hayotga misol sifatida taqdim etiladi. 1960-yillarning oxirida mikroprotsessor (microprocessor) paydo bo‘lganidan beri, bunday mashinalar ko‘pincha «kremniyli hayot» (silicon-based life) deb tasniflanadi. Xayoliy «kremniyli hayot»ning boshqa misollarini 1967-yilgi Star Trek: The Original Series serialining «The Devil in the Dark» qismida ko‘rish mumkin, unda tirik tosh mavjudotning bioximiyasi kremniyga asoslangan.[41] 1994-yilgi The X-Files serialining «Firewalker» qismida vulqon ichida kremniyga asoslangan organizm topiladi.[42][43]

Artur Klarkning (Arthur C. Clarke) 1982-yilda yozilgan 2010: Odyssey Two romani asosida ishlangan 1984-yilgi filmda bir qahramon shunday deydi: «Biz uglerodga asoslanganmizmi yoki kremniygami, buning fundamental farqi yo‘q; har birimizga tegishli hurmat bilan munosabatda bo‘lish kerak».[44]

JoJolionda, ya’ni JoJo's Bizarre Adventure turkumining sakkizinchi qismida, asosiy antagonistlar sifatida kremniyga asoslangan g‘aroyib «Tosh insonlar» (Rock Humans) irqi tasvirlangan.[45]

Galereya

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Yana qarang

[tahrir | manbasini tahrirlash]

Manbalar

[tahrir | manbasini tahrirlash]
  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Molnar, Charles; Gair, Jane (May 14, 2015). "2.3 Biological Molecules". Introduction to the Chemistry of Life. https://opentextbc.ca/biology/chapter/2-3-biological-molecules/.
  2. ↑ Education „CHNOPS: The Six Most Abundant Elements of Life“. Pearson Education. Pearson BioCoach (2010). — „Most biological molecules are made from covalent combinations of six important elements, whose chemical symbols are CHNOPS. ... Although more than 25 types of elements can be found in biomolecules, six elements are most common. These are called the CHNOPS elements; the letters stand for the chemical abbreviations of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus, and sulfur.“. 2017-yil 27-iyulda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2010-yil 10-dekabr.
  3. ↑ Bar-On, Yinon M.; Phillips, Rob; Milo, Ron (May 21, 2018). "The biomass distribution on Earth". Proceedings of the National Academy of Sciences 115 (25): 6506–6511. doi:10.1073/pnas.1711842115. PMID 29784790. PMC 6016768. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=6016768.
  4. ↑ Carrington, Damian. „Humans just 0.01% of all life but have destroyed 83% of wild mammals – study“ (2018-yil 21-may). Qaraldi: 2019-yil 20-fevral.
  5. ↑ Houghton, R. A.; Hall, Forrest; Goetz, Scott J. (2009). "Importance of biomass in the global carbon cycle". Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 114 (G2). doi:10.1029/2009JG000935.
  6. ↑ George, Joicy; Eldhose, Meenu; Tomy, Emy; John, Sona; Joseph, Alex; George, Cincy (2024), Thomas, Sabu; Hosur, Mahesh; Pasquini, Daniel; Jose Chirayil, Cintil (muh.), „Chemical Composition of Biomass“, Handbook of Biomass (inglizcha), Singapore: Springer Nature Singapore, 305–329-bet, doi:10.1007/978-981-99-6727-8_10, ISBN 978-981-99-6726-1, qaraldi: 2025-09-29
  7. ↑ „Carbon and hydrocarbons (article)“. Khan Academy.
  8. ↑ Oxford English Dictionary, 1st edition (1889) s.v. 'chain', definition 4g
  9. ↑ „27.8: Polymers and Polymerization Reactions“. Chemistry LibreTexts (2015-yil 18-yanvar).
  10. ↑ „Polymers“. www2.chemistry.msu.edu.
  11. ↑ Stephen Hawking. „Life in the Universe, 50th anniversary celebration of NASA“. NASA (2008-yil 1-oktyabr). 2015-yil 23-sentyabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2015-yil 28-avgust.
  12. ↑ Kupriyanova, E.; Pronina, N.; Los, D. (March 1, 2017). "Carbonic anhydrase - a universal enzyme of the carbon-based life". Photosynthetica 55 (1): 3–19. doi:10.1007/s11099-017-0685-4. http://ps.ueb.cas.cz/doi/10.1007/s11099-017-0685-4.html.
  13. ↑ Molnar, Charles; Gair, Jane (2015-05-14). "2.3 Biological Molecules" (en). Introduction to the Chemistry of Life. https://opentextbc.ca/biology/chapter/2-3-biological-molecules/.
  14. ↑ „RNA: The Versatile Molecule“. University of Utah (2015).
  15. ↑ Andoza:MerriamWebsterDictionary
  16. ↑ URS Rutishauser; Leo Sachs (May 1, 1975). "Cell-to-Cell Binding Induced by Different Lectins". Journal of Cell Biology 65 (2): 247–257. doi:10.1083/jcb.65.2.247. PMID 805150. PMC 2109424. https://archive.org/details/sim_journal-of-cell-biology_1975-05_65_2/page/246.
  17. ↑ Smelser, Neil J.; Baltes, Paul B.. International encyclopedia of the social & behavioral sciences, 1st, Amsterdam New York: Elsevier, 2001. ISBN 978-0-08-043076-8. 
  18. ↑ „Eight ingredients for life in space“. www.nhm.ac.uk.
  19. ↑ Westall, Frances; Brack, André (March 1, 2018). "The Importance of Water for Life". Space Science Reviews 214 (2): 50. doi:10.1007/s11214-018-0476-7. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2018SSRv..214...50W.
  20. ↑ „Reactome | Reversible hydration of carbon dioxide“. reactome.org.
  21. ↑ „Photosynthesis“. Lexico UK English Dictionary. Oxford University Press. 2022-yil 11-avgustda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2023-yil 15-iyul.
  22. ↑ „The Water in You: Water and the Human Body | U.S. Geological Survey“. www.usgs.gov (2019-yil 22-oktyabr).
  23. ↑ Riebeek, Holli „The Carbon Cycle“. Earth Observatory. NASA (2011-yil 16-iyun). 2016-yil 5-martda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2018-yil 5-aprel.
  24. ↑ Archer, David. The global carbon cycle. Princeton: Princeton University Press, 2010. ISBN 9781400837076. 
  25. ↑ „How plate tectonics have maintained Earth's 'Goldilocks' climate“. The University of Sydney.
  26. ↑ „Talc Processing“. www.soapstonetalc.com. 2024-yil 6-mayda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2026-yil 23-yanvar.
  27. ↑ Sidder, Aaron „Talc May Make Mexico's Subduction Zone More Slippery“. Eos (2023-yil 23-avgust).
  28. ↑ Manning, C. E. (May 2006). "Geology, Age and Origin of Supracrustal Rocks at Akilia, West Greenland". American Journal of Science 306 (5): 303–366. doi:10.2475/05.2006.02.
  29. ↑ Bressan, David „Rise Of Oxygen On Early Earth Linked To The Formation Of First Continents“. Forbes.
  30. ↑ „Astrobiology“. Biology Cabinet (2006-yil 26-sentyabr). 2010-yil 12-dekabrda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2011-yil 17-yanvar.
  31. ↑ „Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: An Interview With Dr. Farid Salama“. Astrobiology magazine (2000). 2008-yil 20-iyunda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2008-yil 20-oktyabr.
  32. ↑ Darling, David „Carbon-based life“. Encyclopedia of Life. Qaraldi: 2007-yil 14-sentyabr.
  33. ↑ Pace, NR (2001). "The universal nature of biochemistry.". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 98 (3): 805–8. doi:10.1073/pnas.98.3.805. PMID 11158550. PMC 33372. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=33372.
  34. ↑ Petkowski, Janusz Jurand; Bains, William; Seager, Sara (June 10, 2020). "On the Potential of Silicon as a Building Block for Life". Life 10 (6): 84. doi:10.3390/life10060084. PMID 32532048. PMC 7345352. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=7345352.
  35. ↑ „The Boron Family & Its Physical and Chemical Properties | PDF | Carbon | Silicon“. Scribd.
  36. ↑ Check Hayden, Erika (January 20, 2012). "Study challenges existence of arsenic-based life". Nature. doi:10.1038/nature.2012.9861. https://www.nature.com/articles/nature.2012.9861.
  37. ↑ Sheridan, Kerry „Scientists say NASA's 'new arsenic form of life' was untrue“. phys.org.
  38. ↑ Aono, Masashi; Kitadai, Norio; Oono, Yoshi (February 12, 2015). "A Principled Approach to the Origin Problem". Origins of Life and Evolution of the Biosphere 45 (3): 327–338. doi:10.1007/s11084-015-9444-3. PMID 26177711. PMC 4510921. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=4510921.
  39. ↑ „The Unique Carbon Atom, National Oceanic and Atmospheric Administration, noaa.gov“.
  40. ↑ „Biology, The Chemistry of Life, The Chemical Foundation of Life, Carbon“. OERTX.
  41. ↑ „Star Trek | The Science of Silicon-Based Life“. The Companion (2022-yil 30-mart).
  42. ↑ Lowry, Brian. The Truth is Out There: The Official Guide to the X-Files. Harper Prism, 1995. ISBN 0-06-105330-9. 
  43. ↑ Edwards, Ted. X-Files Confidential. Little, Brown and Company, 1996. ISBN 0-316-21808-1. 
  44. ↑ „2010: Quotes“. IMDb. 2017-yil 12-yanvarda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2017-yil 26-iyul.
  45. ↑ „Rock Organism“. JoJo's Bizarre Encyclopedia - JoJo Wiki (2023-yil 23-noyabr).

Tashqi havolalar

[tahrir | manbasini tahrirlash]
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Uglerodli_hayot&oldid=6194889" dan olindi