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Penser le vivant (II) : le club des 5

CHON(P), vous connaissez ?

Oui en partie si vous avez lu l’article Penser le vivant (I) : les briques du vivant

CHON sont Carbone, Hydrogène, Oxygène, Azote qu’on trouve à l’état natif et naturel sous la forme de

  • C :carbone (diamant, graphite, charbon),
  • H2 : dihydrogène (de passage, car trop léger),
  • O2 : dioxygène (1/5 de l’air que nous inspirons env.),
  • N2 : diazote (4/5 de l’air que nous inspirons env.).

Et P, le phosphore. Il n’existe pas à l’état natif hors laboratoire vue sa réactivité, et par exemple sa trop grande appétence pour l’oxygène (auto-inflammation à l’air) qui empêcherait tout atome de subsister tel quel. Voici le club des 5 au sein des 36 plus légers atomes sur tous ceux qu’on connait (existants ou artificiels).

Le haut du tableau périodique des éléments et les emplacement des membres du club des 5 (en vert, les non-métaux)

Le haut du tableau périodique des éléments et les emplacement des membres du club des 5 (en vert, les non-métaux)

Arrêtons-nous en premier sur le phosphore in vivo dans sa forme ATP ou adénosine triphosphate.

adénosine triphosphate (ATP) [chaque  »angle » où il n’y a rien d’écrit est tenu par un atome de carbone]

On voit immédiatement la complexité environnementale pour que ce roi de l’instabilité chimique soit cadré, porté. Pas moins de 4 atomes d’oxygène le limitent énormément, le contiennent (sous réserve évidente que ce  »dessin » soit une reflet de la réalité) ;  au labo, du phosphore blanc s’enflamme tout seul et sans peine à partir du moment où il atteint 30°C. Du O mais aussi les 3 autres !

[En tant que phosphate, le phosphore est calmé mais il garde son tempérament. On le trouve dans le phosphate d’ammonium par exemple qui est souvent incorporé au engrais minéraux NPK où il représente la lettre P. Le phosphate d’ammonium (NH4)3POse montre en solution aqueuse sous la forme (NH4+)3 = ammonium et PO43 – = phosphate. Les « NPK » sont des engrais minéraux utilisés pour ce qu’ils peuvent apporter en quantité supplémentaire au sol :

  • N : azote     L’action essentielle de l’azote concerne la partie aérienne des végétaux : tiges, branches et feuillage.
  • P : phosphore     Le phosphore assure le bon développement des racines et favorise également la résistance aux maladies.
  • K : potassium     Le potassium favorise le développement des fleurs et des fruits.

source ]

Dans la plante où il est essentiel, le phosphore se trouve sous les formes di- et triphosphate de l’adénosine. Il permet à celle-ci de fournir l’énergie nécessaire à certaines réactions chimiques. Vite dit, l’adénosine passe de tri- à di- en libérant un phosphore libre et inorganique Pi (c’est comme ça qu’on l’appelle) cela permet de soutenir la réaction avant que le  Pi soit récupéré ensuite au calme par une forme quelconque di- qui de cette façon reviendra tri-. Le phosphore est ainsi un spectateur dynamique du métabolisme végétal, mais il assure aussi ce rôle chez nous comme chez les animaux. On pourrait peut-être dire qu’il éclaire la réaction de l’intérieur…

Regardons maintenant rapidement les 4 as de notre club des 5 loin des critères habituels :

Carbone
C
Hydrogène
H
Oxygène
O
Azote
N
état
(25°C, 1 atm)
 solide  gaz  gaz  gaz
valence
(liaison)
 4  1  2  3
tempérament  Terre
(charbon, diamant)
 Feu
(acides)
 Eau
(oxydes/bases)
 Air
forme des sels minéraux instables;
(explosifs…)
comportement attend d’être sollicité saute d’un élément à l’autre gros appétit indifférent
particularités  chantre de la forme chez le végétal, il en prend naturellement 3 dans le monde minéral : en feuille dans le graphite, en volume dans le diamant et en  »point » libre sous sa forme monoatomique (ou petits agglomérats) élément matériel le plus léger volontiers réductible à son seul noyau atomique (un proton) ignore seulement le tungstène, le platine, l’or et les gaz nobles
forme volontiers des oxydes multiples comme par exemple avec l’azote ou le manganèse
employé comme gaz inerte (peu réactif,
mais réaction directe avec lithium et magnésium)
 forme des particules fines qui flottent sans peine dans l’air  plutôt adapté au vivant qu’au minéral
 sublimation (passage solide gaz, hors oxygène) à 3825°C flamme la plus chaude gaz de la vie (même chez les végétaux !) modérateur des effets de l’oxygène dans l’air

On pourrait aussi les regarder 2 par 2 : H2O (eau), CO2 (gaz carbonique) et CO (monoxyde de carbone), NOx (gaz nitrés de nos pollutions automobiles et de chauffage), CnHm (hydrocarbures), CN (cyanure évoqué dans l’article précédent) ; H3N (nitrure d’hydrogène = ammoniac, gaz) ou par 3 ( »CHO » comme les oses, HCN (cyanure d’hydrogène), HNO (acide nitrique p.e.), OCN (cyanates)).

Ce faisant il faut regarder les nouvelles dynamiques installées, par exemple que l’O calme le feu de l’H en l’alourdissant, alors que le même O allège le carbone [notons que C et H sont tous les deux moins massif que O].


Ces quelques réflexions rapides amorcées par un article à propos d’astrophysique voudraient juste motiver un début de chimie du vivant, c’est-à-dire dans l’optique du vivant et non plus sous un aspect purement et de plus en plus physique uniquement. Observer sous un angle nouveau les tempéraments et autres particularités de composés formés sur ces 4 as construira à terme une riche chimie du vivant et à une lecture constructive de ce qui est à notre portée directe.

Le chemin des pensées pour envisager le vivant ne saurait être linéaire… Il faut penser de façon globale au moins tous les critères liés à ce que l’on considère quand on observe des parties du vivant, sinon l’élément global suffit.

La cellule par exemple possède une fonction, c’est celle-ci au sein de l’organisme qui la porte qu’il faut considérer ; le CHON(P) & + … qu’on y trouve est à prendre comme simple indicateur d’une dynamique particulière qui est reflétée dans la fonction de la cellule (par exemple c’est l’atome de magnésium dans la chlorophylle qui fait sa dynamique photosynthétique, le reste est là pour porter cet atome unique au milieu des 137 qui la composent [C55H72O5N4Mg, chlorophylle a].