지구의 대기에는 산소보다 질소가 많은데 왜 지구에 사는 생물들은 질소를 활용하지 못할까요?
안녕하세요
지구의 대기 구성을 보면 질소가 78프로 산소가 21프로 존재 한다고 합니다 그런데 왜 이렇게 많은 질소를 마시면서도 활용하지 못하게 진화한 것일까요?
지구 생물들이 대기 중 질소를 직접 활용하지 못하는 이유는 질소 분자가 매우 안정한 삼중 결합 구조를 가지고 있어 화학적으로 반응하기 어렵기 때문입니다. 생물은 에너지를 많이 들이지 않고 효율적으로 대사작용을 하도록 진화했기 때문에, 이렇게 안정된 기체 질소를 직접 사용하는 방식보다는, 일부 세균이 질소를 고정해 만든 암모니아나 질산 같은 형태로 간접적으로 흡수하도록 진화한 것입니다.
여러가지 이유가 있을 수 있지만, 가장 큰 이유는 질소 분자의 특징 때문입니다.
질소 분자는 두 개의 질소 원자가 삼중 공유 결합으로 매우 강하게 결합되어 있습니다. 이 삼중 결합은 매우 안정적이기 때문에 일반적인 화학 반응 조건에서는 쉽게 끊어지지 않습니다.
그래서 대부분의 생명체는 이 강력한 결합을 끊어 질소를 생체 내에서 활용할 수 있는 형태로 변환할 수 있는 능력이 없으며, 설사 변환할 수 있는 능력을 가진다고 해도 너무 많은 에너지를 소모해야 하기에 에너지 효율성이 매우 낮습니다.
그렇다고 질소가 생명체에 전혀 필요 없는 물질은 아닙니다.
질소는 생명체에 필수적인 구성 요소이지만, 앞서 말씀드린 질소 분자의 특징 때문에 대기 중의 질소는 직접 활용하기 어렵고, 미생물 등의 도움을 받아 식물 등이 흡수하는 것입니다.
안녕하세요. 안상우 전문가입니다.
질소는 산소보다 안정적인 원소입니다. 분자는 우리 몸에서 여러 형태로 변형되거나 사용될수 있어야 합니다.
또한 몸을 이루고 있는 물도 산소와 수소로 이루어져 있기 때문에 산소를 이용할때 이 물을 분해하거나 합성해서 효율적으로 이용할수 있습니다.
질소의 경우에는 지구 생물들의 몸에서 효율적으로 이용할수 없기 때문에 질소를 많이 이용하지 않게 되었습니다.