Bioelementos (clasificación)
Llamamos bioelementos a los elementos químicos que constituyen la materia viva. También podemos llamarlos elementos biogénicos (bio=vida – génesis=origen), puesto que contribuyen a su formación.
Perspectiva histórica sobre los bioelementos
El concepto de bioelementos ha evolucionado a lo largo del tiempo a medida que los avances científicos han venido aclarando cómo interactúan los elementos químicos en los organismos vivos. Desde la identificación de los principales elementos en el siglo XIX hasta el agrupamiento más moderno en sistemas biológicos, el desarrollo del conocimiento sobre bioelementos está estrechamente vinculado al progreso de la química orgánica y la biología molecular.
No hay diferencia entre estos bioelementos y los elementos químicos ordinarios. Es decir, el átomo de carbono que puede estar formando parte de una de mis proteínas es a todos los efectos indistinguible del átomo de carbono presente en el CO2 atmosférico o en el carbonato cálcico de una roca caliza. No existen elementos químicos propios de la materia orgánica y otros propios de la materia viva.
De hecho un análisis fino puede determinar en un ser vivo buena parte de los elementos descritos en el sistema periódico. Los llamados bioelementos están en una proporción importante dentro de los organismos vivos.
Clasificación.
Aunque siempre hay numerosas posibilidades a la hora de clasificar cualquier grupo de elementos, podemos hacer tres grandes categorías:
- Elementos mayoritarios.
- Elementos traza.
- Elementos ultratraza.
Los elementos mayoritarios se presentan en cantidades superiores al 0,1 % del peso del organismo. Estos elementos son, por orden de abundancia el oxígeno (O), el carbono (C ), el hidrógeno (H), el nitrógeno (N), el calcio (Ca), el fósforo (P), el azúfre (S), el cloro (Cl) y el sodio (Na).
A la vez, podemos dividir esta categoría en dos subgrupos:
- Bioelementos fundamentales o primarios: Entre todos ellos suman el 98 % del peso de cualquier ser vivo. Son indispensables para la formación de las biomoléculas. Son O, C, H, N, P y S.
- Bioelementos secundarios. Son Ca, Na, K y Cl. Aparecen formando sales minerales o como iones.
Los elementos traza están presentes en una proporción comprendida entre el 0,1 y el 0,0001% del peso de un ser vivo. Entre otros se incluyen silicio (Si), magnesio (Mg) o cobre (Cu).
En cantidades inferiores al 0,0001% se encuentran los elementos ultratraza. Son, por ejemplo el yodo (I), el manganeso (Mn) o el cobalto (Co).
Los elementos traza y ultratraza pueden ser denominados en su conjunto oligoelementos (del griego oligo, que significa poco, escaso). Se han aislado unos 60 oligoelementos, pero de ellos sólo 14 se consideran comunes en casi todos los seres vivos.
Cabe hacernos un par de preguntas: ¿Porque la vida ha escogido precisamente a estos de entre todos los elementos conocidos en el sistema periódico? ¿Qué tienen de especial?
Impacto ambiental en la disponibilidad de bioelementos
La disponibilidad de bioelementos en la naturaleza está afectada por factores ambientales como la contaminación y la calidad del suelo. Las variaciones en la composición del suelo pueden influir en la cantidad de elementos como el fósforo y el potasio, afectando así su disponibilidad para las plantas. Asimismo, la contaminación industrial y agrícola puede alterar las concentraciones de ciertos oligoelementos en ecosistemas acuáticos y terrestres.
Bueno, la mayoría de los investigadores concuerdan en que estos son los elementos del sistema periódico que teniendo un pequeño peso molecular son capaces de formar enlaces covalentes muy estables y variados, por la compartición de los electrones de sus capas más externas.
Importancia en los procesos bioquímicos
Los bioelementos desempeñan un papel fundamental en los procesos bioquímicos. El nitrógeno, por ejemplo, es imprescindible para la síntesis de ADN y proteínas, mientras que el calcio contribuye a la estructura ósea y la neurotransmisión. El fósforo tiene un rol clave en las moléculas de ATP, actuando como la principal moneda energética en las células. Estos procesos son esenciales para la vida, asegurando la actividad celular y la comunicación intercelular.
Además tienen facilidad para ganar o perder electrones, lo que facilita mucho las reacciones de oxidación-reducción fundamentales en la energética celular. Y son relativamente abundantes.
Avances recientes en la investigación de bioelementos
Recientemente, la investigación sobre bioelementos ha avanzado significativamente con nuevas técnicas para detectar elementos traza en organismos vivos. Investigaciones han descubierto bioelementos en extremófilos, organismos que prosperan en condiciones extremas, revelando adaptaciones sorprendentes y ampliando nuestra comprensión sobre la diversidad y la adaptabilidad de la vida. Esta creciente comprensión proporciona perspectivas valiosas sobre el metabolismo y la ecología.