Metabolitler ve su

Organizmaların, özellikle mikropların metabolize edebileceği organik molekül yelpazesi çok geniştir ve bazen formaldehit veya petrol gibi insan bakış açısından olası görünmeyen gıdaları içerir. Pseudomonas bakterileri, yalnızca molekülün suda en azından biraz çözünür olması koşuluyla, hemen hemen her organik molekülü bir karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilir. Mikroorganizmalar plastikleri metabolize edemezler, temel kimyasal yasaklar nedeniyle değil, muhtemelen plastikler çok uzun süredir mikroorganizma ortamının bir parçası olmadığı için. Oksijen eksikliğinin yaşam için son derece zararlı olduğu düşünülmektedir, ancak bu görüş insan merkezlidir. Pek çok bakteri, oksijenlerini alabilen veya bırakabilen fakültatif anaeroblardır. Diğer birçok bakteri ve protist, aslında oksijenle zehirlenen zorunlu anaeroblardır.

Yaşam için çok önemli olan su, tüm organizmalarda en önemli moleküldür.

Büyük bir mineral iskeleti olmadığı sürece, çoğu organizmanın kuru maddesi ağırlıkça yaklaşık yarısı karbondur. Bu, tüm organik moleküllerin en azından hidrojene bağlı karbondan oluştuğu gerçeğini yansıtır. Metabolizma, çok çeşitli başka kimyasal elementler kullanır. Amino asitler karbon, hidrojen ve oksijene ek olarak nitrojen ve sülfürden yapılır. Nükleik asitler, hidrojen, nitrojen, oksijen ve karbona ek olarak fosfordan yapılır. Elektrolit dengesini korumak ve hücrelere sinyal göndermek için sodyum, potasyum ve kalsiyum kullanılır. Silikon, diatom kabukta, radyolaryan ve heliozoan spikülde ve krizofit dış iskeletinde yapısal bir malzeme olarak kullanılır. Demir, hemoglobin molekülünün bir parçası olarak moleküler oksijenin taşınmasında temel bir rol oynar. Ancak bazı ascidianlarda (deniz fışkırmaları) vanadyum demirin yerini alır. Ascidian kanı ayrıca alışılmadık derecede büyük miktarlarda niyobyum, titanyum, krom, manganez, molibden ve tungsten içerir. Ascidian kanındaki vanadyum ve niyobyum bileşikleri, düşük oksijen seviyelerine adaptasyonlar olabilir. Bazı bakteriler elektron alıcısı olarak selenyum, tellür ve hatta arsenik kullanır. Diğerleri, metabolik atık olarak karbon, arsenik, fosfor veya silikonun tamamen doymuş gaz hidritlerini üretir. Yine diğerleri, klor veya iyot gibi halojenlerle karbon bileşikleri oluşturur. Sadece yukarıdaki elementler değil, aynı zamanda bakır, çinko, kobalt ve muhtemelen galyum, bor ve skandiyum, belirli hücrelerin enzimatik düzeninde belirli işlevleri yerine getirir. Hem nadir bulunanlar hem de fosfor kadar yaygın olan bu elementler, canlı maddenin bulunduğu çevreden çok canlı maddede yoğunlaşmıştır. Bu konsantrasyon, bu tür nadir kimyasalların, diğer, daha bol elementlerin hizmet edemeyeceği benzersiz işlevsel roller oynadığını göstermektedir.