Co działa tlen w żywych istotach?

Tlen w istotach żywych odgrywa bardzo istotną rolę, w wielu przypadkach niezbędną. Dzięki procesowi znanemu jako oddychanie tlen pozwala dużej liczbie organizmów utrzymać się przy życiu (British & Journal, 2017).

Oddychanie składa się z reakcji metabolicznych, które komórki wykonują w celu uzyskania energii. Organizmy wymagające tlenu do tego celu są znane jako Aerobes; te, które nie są, nazywane są beztlenowymi.

Tlen jest również ważną częścią struktury chemicznej większości składników żywych istot.

Jest obecny w najbardziej podstawowych składnikach, takich jak węglowodany, cukry, lipidy i białka.

Tlen i energia w żywych istotach

W organizmach tlenowych tlen jest niezbędny dla procesu oddechowego i pozyskiwania energii.

Jednak w przypadku organizmów beztlenowych tlen nie jest konieczny iw wielu przypadkach jest toksyczny.

Chociaż tlen jest niezbędny dla przetrwania organizmów tlenowych, może być również szkodliwy.

Zwykle proces oddychania generuje reaktywne cząsteczki tlenu, które działają jako substancje toksyczne w procesie znanym jako stres oksydacyjny i który pogarsza komórki (Magenta, Dellambra, Ciarapica i Capogrossi, 2016).

Istnieją również organizmy, które w zależności od warunków środowiskowych mogą, ale nie muszą, używać tlenu do pozyskiwania energii. Organizmy te są znane jako fakultatywne.

Przykłady organizmów zgodnie z ich wykorzystaniem tlenu.

Tlen, fotosynteza i karmienie

Produkcja tlenu jest ściśle związana z produkcją żywności dla wielu żywych istot.

W fotosyntezie organizmy wykorzystujące światło jako źródło energii wytwarzają związki organiczne i tlen (Caumette, Lebaron i Matheron, 2011).

Związki organiczne pochodzące z fotosyntezy są pochłaniane przez organizmy heterotroficzne, to znaczy te, które nie wytwarzają własnej żywności. W wielu przypadkach te organizmy heterotroficzne zużywają również tlen.

Bez obecności tlenu proces fotosyntezy nie miałby miejsca, jak wiemy, a produkcji żywności wielu żywych istot nie można było przeprowadzić.

Tlen w ewolucji.

Tlen był głównym czynnikiem odpowiedzialnym za to, że życie na ziemi jest kształtowane przez istniejące dziś organizmy. Ponadto wpłynęło to na sposób, w jaki pozyskują składniki odżywcze i energię (Packard, 2017)

Obecność dużych ilości tlenu w atmosferze spowodowała proliferację organizmów, które wykorzystywały tlen do uzyskania energii. Ta presja selekcyjna pozwoliła ustalić florę i faunę, które dziś zamieszkują planetę.

Zdecydowanie obecność mitochondriów w niektórych żywych istotach przypisuje się komórce beztlenowej z jądrem, które wchłonęło komórkę tlenową.

Zaabsorbowana komórka stała się mitochondriami, umożliwiając pojawienie się organizmów takich jak człowiek.

Tlen może pozostać decydującym elementem w ewolucji życia na Ziemi.

Oprócz znaczenia jego dostępności do pożywienia i metabolizmu istot żywych, jego dobrze znana rola w klimacie planety określi formy życia, które przetrwają (Decker i Kensal, 2011).

Referencje

1. Brytyjski T. Oddychanie w żywych istotach. BMJ. 2017; 1(2254): 5-6.
2. Caumette J. Lebaron P. Matheron R. (2011). Mikrobiologia środowiskowa: podstawy i zastosowania.
3. Decker H. Kensal E. Van H. (2011). Tlen i ewolucja życia. Springer.
4. Magenta A. Dellambra E. Ciarapica R. Capogrossi M. Stres oksydacyjny komórek wapnia, mikroRNA i cytozolowa homeostaza wapnia. Wapń komórkowy. 2016; 60(3), 207-217. 
5. Packard G. Ewolucja oddychania powietrzem w paleozoicznych rybach Gnathostome. Towarzystwo do studiowania ewolucji. 2017; 28(2): 320-325.