חמצן ביצורים חיים ממלא תפקיד רלוונטי ביותר, במקרים רבים חיוני. בתהליך המכונה נשימה, חמצן מאפשר למספר גדול של אורגניזמים להישאר בחיים (British & Journal, 2017).
הנשימה מורכבת מהתגובות המטבוליות שמבוצעות על ידי התאים לקבלת אנרגיה. אורגניזמים הדורשים חמצן למטרה זו מכונים Aerobes; אלה שלא נקראים Anaerobes.
מחזור חמצן
חמצן הוא גם חלק חשוב במבנה הכימי של מרבית המרכיבים של יצורים חיים.
הוא קיים במרכיבים הבסיסיים ביותר כמו פחמימות, סוכרים, ליפידים וחלבונים.
חמצן ואנרגיה ביצורים חיים
באורגניזמים אירוביים, חמצן נחוץ לתהליך הנשימה ולקבלת אנרגיה.
עם זאת, עבור אורגניזמים אנאירוביים חמצן אינו הכרחי ובמקרים רבים הוא רעיל.
למרות שהחמצן חיוני להישרדותם של אורגניזמים אירוביים, הוא יכול גם להזיק.
בדרך כלל תהליך הנשימה מייצר מולקולות חמצן תגוביות הפועלות כחומרים רעילים בתהליך המכונה לחץ חמצוני, שמדרדר את התאים (Magenta, Dellambra, Ciarapica, & Capogrossi, 2016).
ישנם גם אורגניזמים שתלויים בתנאי הסביבה עשויים או לא עשויים להשתמש בחמצן כדי להשיג אנרגיה. אורגניזמים אלה ידועים כפקולטטיביים.
חמצן, פוטוסינתזה ואוכל
ייצור חמצן קשור קשר הדוק לייצור מזון להרבה דברים חיים.
בפוטוסינתזה, אורגניזמים המשתמשים באור כמקור אנרגיה מייצרים תרכובות אורגניות וחמצן (Caumette, Lebaron, & Matheron, 2011).
התרכובות האורגניות שמקורן בפוטוסינתזה נצרכות על ידי אורגניזמים הטרוטרופיים, כלומר כאלה שאינם מייצרים מזון משלהם. במקרים רבים אורגניזמים הטרוטרופיים אלה צורכים חמצן.
ללא נוכחות חמצן, תהליך הפוטוסינתזה לא היה מתרחש כפי שאנחנו מכירים אותו וייצור המזון של הרבה דברים חיים לא יכול היה להתקיים.
חמצן באבולוציה.
החמצן היה האחראי העיקרי לכך שחיים על פני האדמה מורכבים מהאורגניזמים הקיימים כיום. בנוסף, זה השפיע על הדרך בה הם משיגים את החומרים המזינים והאנרגיה שלהם (Packard, 2017)
נוכחותם של כמויות גדולות של חמצן באטמוספרה עוררה את התפשטות האורגניזמים המשתמשים בחמצן כדי להשיג אנרגיה. לחץ סלקטיבי זה איפשר להקים את החי והצומח המאכלסים כיום את כדור הארץ.
מבחינה אבולוציונית, נוכחות המיטוכונדריה בחלק מהיצורים החיים מיוחסת לתא אנאירובי עם גרעין שקלט תא אירובי.
התא הספוג הפך למיטוכונדריון, ואיפשר לאורגניזמים כמו בני אדם להופיע.
חמצן מבטיח להישאר נדבך מכריע בהתפתחות החיים על פני האדמה.
מלבד חשיבות הזמינות שלו למזון וחילוף החומרים של יצורים חיים, תפקידו הידוע באקלים של כדור הארץ יגדיר את צורות החיים ששרדו (Decker & Kensal, 2011).
הפניות
- T. הבריטי נושם בחיים. BMJ. 2017; 1 (2254): 5–6.
- קאומט ג'יי לברון פ. מטהרון ר '(2011). מיקרוביולוגיה סביבתית: יסודות ויישומים.
- דקר ח. קנסל א. ואן ה. (2011). חמצן והתפתחות החיים. שפרינגר.
- מגנטה A. Dellambra E. Ciarapica R. Capogrossi M. תא מתח סידן חמצוני, מיקרו-רנ"א והומוסטאזיס ציטוזולי. סידן תאים. 2016; 60 (3), 207–217.
- פקרד ג '. האבולוציה של נשימות אוויר בדגי הגנאתוסטום הפליוזואיים. החברה לחקר האבולוציה. 2017; 28 (2): 320–325.