Por que a vida evoluiu para depender de oxigênio em vez de nitrogênio?

1 semana ago
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Se você prestou atenção em suas aulas de ciências no ensino médio, sabe que nossa atmosfera é composta de muitos gases, incluindo nitrogênio, oxigênio, argônio, dióxido de carbono e traços de vários outros, como xenônio, metano, criptônio, hidrogênio. e vapor de água.
Dióxido de carbono de nitrogênio oxigênio argônio todos os outros gráfico

Os gases da nossa atmosfera.

Como você pode ver na imagem acima, o gás que representa o maior pedaço da atmosfera é o nitrogênio. Se falamos números, então 78,08% da atmosfera é feita de nitrogênio. Claramente, é o gás mais abundante na atmosfera da Terra. A composição de atmosferas em outros planetas do sistema solar é diferente da nossa.

Por outro lado, o oxigênio, um dos principais elementos essenciais para a vida na Terra, ocupa o segundo lugar, respondendo por quase 20,95% da atmosfera.

Se você pensar sobre isso, é um pouco estranho, não é? A vida evoluiu para se adaptar ao segundo gás mais abundante no meio ambiente, mas não o gás que é o mais abundante . Qual poderia ser a razão por trás disso?

Antes de responder a esta pergunta, você precisa entender uma coisa ou duas sobre a molécula de nitrogênio.

Gás nitrogênio é bastante inerte

O que isto significa é que o nitrogênio não reage com as coisas com muita facilidade. Mais especificamente, existe gás de azoto como N 2 , e tem uma tripla ligação covalente.

Gás nitrogênio é bastante inerte

A coisa sobre esse tipo de ligação entre dois átomos de nitrogênio é que é extremamente difícil de quebrar. O vínculo é tão forte que, quando os químicos precisam estabelecer uma “atmosfera não reativa” para seus experimentos, eles freqüentemente usam nitrogênio de uma maneira ou de outra. Os dois átomos de nitrogênio estão tão intimamente ligados entre si que é necessário um raio ou certas bactérias “fixadoras de nitrogênio” no ambiente que são capazes de dividi-las.

Piada de azoto

(Crédito da foto: Pixabay)

O oxigênio, por outro lado, é muito reativo (em comparação com o nitrogênio) e pode, portanto, ser usado em muitos processos bioquímicos que sustentam a vida na Terra. É por isso que o oxigênio naturalmente se torna o defensor da vida, apesar de não ser o gás mais abundante na Terra.

De qualquer forma, não é como se a vida na Terra dependesse sempre do oxigênio.

O grande evento de oxigenação

Um par de bilhões de anos atrás, a Terra não era como é agora, pelo menos em termos dos tipos de gases que tinha em sua atmosfera naquela época. Não havia insetos, nem animais e nem plantas frondosas. A maior parte da vida (principalmente microorganismos como bactérias) estava limitada aos oceanos naqueles dias. As bactérias que prosperaram nesse período eram anaeróbicas, significando que elas metabolizavam seus alimentos sem usar oxigênio.

Mas então um novato apareceu, e tudo mudou para a vida na Terra. Este novato veio na forma de cianobactérias. Também conhecida como alga verde-azulada, essas cianobactérias convertem a luz solar em energia e liberam oxigênio como subproduto. Em palavras mais específicas, eles são fotossintéticos.

Uma imagem de Cyanobacteria, Tolypothrix

Uma imagem de Cyanobacteria, Tolypothrix. (Crédito da foto: Matthewjparker / Wikimedia Commons)

Naquela época, nossa atmosfera não tinha tanto oxigênio como hoje. O pouco oxigênio que nosso planeta se tem ou foi ligado com minerais ou trancado dentro de moléculas de água.

Como cianobactérias floresceu, o suprimento de oxigênio no planeta aumentou exponencialmente. A grande maioria das bactérias anaeróbicas, para as quais o oxigênio era tóxico, começou a morrer devido a esse ataque brutal de oxigênio na atmosfera. Este evento é o que chamamos de Evento de Grande Oxigenação.

Oxigenação atm 2

O2 acumulado na atmosfera da Terra. Linhas vermelhas e verdes representam o alcance das estimativas, enquanto o tempo é medido em bilhões de anos atrás (Ga). (Crédito da foto: Heinrich D. Holland / Wikimedia Commons)

Após o Grande Evento de Oxigenação, microorganismos anaeróbios morreram aos milhões, e um acúmulo de oxigênio logo começou na atmosfera.

Foi então que outras formas mais complexas de vida (incluindo animais e humanos) começaram a evoluir, tornando o oxigênio o “combustível da vida”.

De qualquer forma, perguntar “por que não evoluímos para usar nitrogênio em vez de oxigênio (já que o primeiro está amplamente disponível)?” É como perguntar “por que não desenvolvemos carros movidos a água do mar em vez de gasolina, já que ex-está muito mais prontamente disponível?

Assim como a água do mar não pode funcionar um carro, não podemos correr com nitrogênio porque nossos corpos não são ‘projetados’ para fazer isso!

Referências:

  1. Universidade do Estado de São Francisco
  2. UCAR – University Corporation for Atmospheric Research
  3. Universidade do Arroz
  4. Universidade Estadual Central de Connecticut
  5. ASU: Universidade Estadual do Arizona
  6. Universidade do Oregon
Por que a vida evoluiu para depender de oxigênio em vez de nitrogênio?
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