Nutzt das Leben auf der Erde jedes chemische Element?
wie z.B. als Spurenelement oder Katalysator?
10 Antworten
Nein. Insofern es keine feste Anzahl an Elementen gibt, da jedes Atom mit einem Atomkern einer bestimmten Anzahl an Protonen ein bestimmtes Element darstellt (ob dieses dann stabil ist, ist eine andere Frage), ist es schwierig von "jedem Element" zu sprechen.
Bislang sind 118 Elemente tatsächlich beobachtet worden. Davon kommen 80 stabil in der Natur vor. Die Übrigen können z. B. kurzfristig in der Natur vorkommen (z. B. Radium, welches in der Zerfallsreihe von Uran-238 vorkommt, welches wiederum in Erz zu finden ist) oder wurden künstlich in Teilchenbeschleunigern erzeugt. Dabei handelt es sich um sehr kleine Mengen, sie werden dokumentiert und sie zerfallen im nächsten Augenblick wieder.
Es gibt aber tatsächlich Beispiele von sehr ungewöhnlichen Elementen in Organismen. Ein Bakterium nutzt z. B. ein Enzym, welches Ionen seltener Erden beinhaltet:
https://de.wikipedia.org/wiki/Methylacidiphilum_fumariolicum
Dieses Bakterium gedeiht in vulkanischen Thermalquellen, hat sich also in einer Umgebung entwickelt, in der solche Elemente natürlich vorkommen.
Wenn wir uns mal auf die natürlich vorkommenden Elemente beschränken, so werden zwar erstaunlich viele Elemente benutzt, teils nur in sehr geringen Mengen und für ganz spezielle Funktionen, aber nicht annähernd alle, und mache auch nicht für alle Gruppen von Lebewesen.
So brauchen (in allen Fällen nur soweit mit bekannt) Lebewesen Cobalt nur im Vitamin B12, Iod nur Chordaten für Schilddrüsenhormone, das für uns so wichtige Chlorid manche Pflanzen nur in Spuren für einen Schritt in einem Photosystem, Kieselalgen und (manche?) Gräser Silizium. Die Liste ist nicht vollständig.
Alles in allem sind es gut 20 Elemente, die für alle oder nur einige Lebewesen essentiell sind. Auf Wikipedia gibt es zu jedem Element einen Absatz "Biologische Bedeutung", wo du Details erfahren kannst, und auch den neuesten Stand, denn durch die Forschung ergeben sich auch schon mal neue Erkenntnisse.
Ich verstehe nicht ganz, was du mit "nutzen" meinst. Radioaktive Elemente nutzen meines Wissens nach keinem Lebewesen direkt als Nahrung oder Ähnliches. Es gibt zwar Extremophile, die auf radioaktiv verseuchten Gegenständen leben, aber ich bin mir nicht sicher, ob sie die Strahlung auch zum Überleben brauchen oder lediglich damit leben.
Des Weiteren gibt es Edelgase wie Neon, die auch nicht direkt von Lebewesen produziert oder genutzt werden.
Und es gibt chemische Elemente, die es ausschliesslich im Labor gibt, ansonsten auf der Welt oder im Universum aber nicht.
Nein natürlich nicht. Aber durch die Nahrung und Trinkwasser werden auch Elemente aufgenommen, mit denen der Körper nichts anfangen kann (z.B. Blei). Diese Elemente werden vom Körper wieder ausgeschieden oder (falls sie nicht komplett ausgeschieden werden können) dort eingelagert, wo sie am wenigstens Schaden anrichten, z.B. in den Haaren.
Lebewesen brauchen nur einen ganz geringen Teil der Elemente. So eine gute Handvoll. Der Rest wird nicht verwendet. Insbesondere nicht Schwermetalle, radioaktive Elemente, Edelgase usw. Aber gucke hier: https://de.wikibooks.org/wiki/Biochemie_und_Pathobiochemie:_Die_Bausteine_des_Lebens
Ich musste in den letzten Tagen darüber nachdenken, weil doch alles in der Natur irgendeine Funktion hat. Und zumeist ja auch in Verbindung mit dem Leben an sich. Man könnte jetzt fragen: Warum gibt's überhaupt Elemente wie Ytterbium, Scandium, Praseodym u.a., wenn sie quasi "nutzlos" sind. Einfach nur "Abfallprodukte" einer Supernova? Bislang einverleibte sich das Leben ja sehr viele Elemente für biologische Zwecke, und sei es vielleicht im Boden für bestimmte katalytische Effekte. Oder vielleicht haben sie ja einen Wert woanders im All?
Das Weltall kam Millionen von Jahren ohne schwere Elemente aus. Und ja, die entstanden erst in Supernovae oder anderen kosmischen Katastrophen. Die Natur hat aber kein Ziel. Es muss nicht alles einen sinnvollen Nutzen haben.
Ich entwickle die Frage selbst grad, weil ich wegen eines Freundes darüber anfing nachzudenken. Dieser Freund beschäftigt sich mit Alchemie und Homöopathie und nutzt irgendwelche Verdünnungen von jedem Element der Natur zu irgendwelchen Zwecken. Auch Arsen, Lanthan und Gold usw. Was er mir erzählt, ist für mich einerseits nicht glaubhaft und andererseits fing ich an darüber nachzudenken, dass, wenn in der Natur doch alles Sinn macht, vielleicht auch jedes Element in der Natur einen Nutzen hat, kosmisch vielleicht ohnehin (Wasserstoff für Fusionen) und für das quirlige Leben vielleicht auch. Mein erster Gedanke war: Werden auch seltene Erden biologisch genutzt? Und Gold? Leben ist ja extrem flexibel und vielleicht bedingen die Elemente bestimmte Erscheinungsformen im Lebendigen. Eben, ich entwickle die eigentliche Frage noch...