Ποια είναι τα πιο άφθονα οργανικά πολυμερή;

Τα πιο άφθονα οργανικά πολυμερή στη Γη είναι η κυτταρίνη (που αντιστοιχεί στο ~ 30% του μη απολιθωμένου οργανικού άνθρακα), η λιγνίνη (~30%), η ημικυτταρίνη, η πηκτίνη, η χιτίνη και η κερατίνη. Η κυτταρίνη είναι το πιο κοινό από τα οργανικά πολυμερή στα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών, τα οποία αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της επίγειας βιομάζας. Συνολικά, περίπου το 33% της φυτικής ύλης είναι κυτταρίνη. Το βαμβάκι είναι 90% κυτταρίνη, ενώ το ξύλο είναι περίπου 50%.

Η κυτταρίνη είναι διάσημη ως το πιο άφθονο από τα πολυμερή της Γης. Χρησιμοποιείται σε κάθε φυτό, αποβάλλεται από ορισμένα βακτήρια ως βιοφίλμ. Η κυτταρίνη είναι το κύριο συστατικό του χαρτονιού και του χαρτιού. Για την παραγωγή χαρτιού, αλέθεται σε πολτό, λευκαίνεται και στη συνέχεια διαμορφώνεται σε φύλλα. Για τα περισσότερα ζώα, όπως οι άνθρωποι, η κυτταρίνη είναι δύσπεπτη και είναι η «διαιτητική ίνα» που λειτουργεί ως παράγοντας διόγκωσης για τα κόπρανα μας. Ορισμένα ζώα, όπως τα μηρυκαστικά και οι τερμίτες, έχουν ειδικά βακτήρια που ζουν στα έντερά τους για να βοηθήσουν στη διάσπαση της κυτταρίνης και να την κάνουν εύπεπτη.

Άλλα οργανικά πολυμερή που βρίσκονται σε μεγάλες ποσότητες στα φυτά περιλαμβάνουν ημικυτταρίνη, λιγνίνη και πηκτίνη. Αυτά αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος των αγγειακών φυτών και εξυπηρετούν διαφορετικές λειτουργίες. Για παράδειγμα, η ημικυτταρίνη είναι μη κρυσταλλική, σε αντίθεση με την κυτταρίνη, αποτελείται από μικρότερες μοριακές αλυσίδες και έχει δομή διακλάδωσης ενώ η κυτταρίνη όχι. Η λιγνίνη αποτελεί το ένα τέταρτο έως το ένα τρίτο της ξηρής μάζας του ξύλου, καθιστώντας το το δεύτερο σε αφθονία μεταξύ των οργανικών πολυμερών.

Χωρίς να υπολογίζουμε τα φυτά, τα πιο άφθονα οργανικά πολυμερή είναι η χιτίνη και η κερατίνη, με αυτή τη σειρά. Η χιτίνη σχηματίζει τα περισσότερα από τα κυτταρικά τοιχώματα των μυκήτων και τους εξωσκελετούς όλων των αρθρόποδων, συμπεριλαμβανομένων των εντόμων και των καρκινοειδών, και τα δύο είναι εξαιρετικά πολυάριθμα. Η ποσότητα χιτίνης που βρίσκεται στη φύση πιθανότατα ξεπερνά το ξηρό βάρος όλης της χερσαίας βιομάζας των σπονδυλωτών. Τα έντομα παράγουν συνεχώς μαζικά και το απορρίπτουν όταν λιώνουν.

Η κερατίνη είναι ένα από τα οργανικά πολυμερή που γνωρίζουμε περισσότερο, καθώς αποτελούν τις περισσότερες από τις σκληρές αλλά μη μεταλλαγμένες δομές σε ερπετά, πτηνά, αμφίβια και θηλαστικά. Συγκεκριμένα, η κερατίνη είναι το κύριο συστατικό των νυχιών και των μαλλιών στα θηλαστικά, τα λέπια και τα νύχια στα ερπετά, πολλά μέρη των πτηνών, συμπεριλαμβανομένων των φτερών, και αποτελούν τους εξωσκελετούς των αρθρόποδων μαζί με τη χιτίνη.