Περιεχόμενο
Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο απαιτείται από όλα τα χερσαία και υδρόβια φυτά και τα ζώα για αναπνοή: η διάσπαση των οργανικών ενώσεων για τον άνθρακα και η ενέργεια που απαιτείται για την κυτταρική συντήρηση και ανάπτυξη. Τα φυτά και τα ζώα επιστρέφουν έπειτα το οξυγόνο πίσω στην ατμόσφαιρα, στο έδαφος ή στο νερό, αν και υπάρχουν πολλαπλές οδούς για λήψη οξυγόνου, κυρίως με αλληλεπίδραση με άλλα μόρια στο έδαφος και στο νερό.
Αέρα, έδαφος και νερό
Η ατμόσφαιρα της Γης έχει συγκέντρωση οξυγόνου 21% και το στοιχείο κυκλώνεται ταχέως μεταξύ των φυτών, των ζώων και της ατμόσφαιρας μέσω της φωτοσύνθεσης και της αναπνοής. Στο νερό, το οξυγόνο κινείται πολύ πιο αργά, έτσι η κατανάλωση οξυγόνου μέσω της αναπνοής συχνά υπερβαίνει την παραγωγή μέσω της φωτοσύνθεσης, με αποτέλεσμα την καθημερινή μετατόπιση των συγκεντρώσεων διαλυμένου οξυγόνου. Ομοίως, η διείσδυση οξυγόνου σε κορεσμένα εδάφη είναι πολύ πιο αργή από ό, τι σε ξηρό χώμα που οδηγεί σε διαφορετικές συγκεντρώσεις οξυγόνου σε διάφορα μέρη του εδάφους. Αυτό, με τη σειρά του, επηρεάζει την περαιτέρω μεταφορά οξυγόνου.
Φωτοσύνθεση
Στη φωτοσύνθεση, το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα μετατρέπεται σε γλυκόζη μέσα στα φύλλα των φυτών. Το οξυγόνο είναι ένα υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης και απελευθερώνεται από τα φυτά πίσω στην ατμόσφαιρα. Μπορεί επίσης να απελευθερωθεί μέσω του ριζικού συστήματος, παρέχοντας οξυγόνο στο έδαφος. Η βυθισμένη υδρόβια βλάστηση και το φυτοπλαγκτόν απελευθερώνουν οξυγόνο που παράγεται κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης στο νερό. Τόσο τα χερσαία όσο και τα υδρόβια φυτά καθιστούν το οξυγόνο διαθέσιμο για αναπνοή από άλλα φυτά και ζώα.
Αναπνοή
Η αναπνοή είναι μια κυτταρική διαδικασία που εκτελείται τόσο από φυτά όσο και από ζώα. Κατά τη διάρκεια της αναπνοής, χρησιμοποιείται μοριακό οξυγόνο για τη διάσπαση οργανικών ενώσεων άνθρακα. Στα ζώα, ο άνθρακας αυτός προέρχεται από τα τρόφιμα που καταναλώνουν, ενώ ο άνθρακας στα φυτά λαμβάνεται κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης. Αναπνοή που απαιτεί οξυγόνο ονομάζεται αερόβια αναπνοή και αποτελείται από οξυγόνο που δέχεται ηλεκτρόνια από άνθρακα. Στοιχεία άλλα από το οξυγόνο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δέχονται ηλεκτρόνια από άνθρακα, αν και είναι λιγότερο αποτελεσματικά.
Αναερόβια αναπνοή
Το οξυγόνο παρέχει την περισσότερη ενέργεια στα φυτά, τα ζώα και τα μικρόβια κατά την αναπνοή. Ωστόσο, όταν έχει καταναλωθεί όλο το οξυγόνο στο νερό ή σε κορεσμένο έδαφος, ορισμένα μικρόβια μπορούν να υποκαταστήσουν άλλες ενώσεις για το οξυγόνο, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου, του μαγγανίου, του νιτρικού άλατος και του θειικού άλατος, με μια διαδικασία γνωστή ως αναερόβια αναπνοή. Η αναερόβια αναπνοή είναι συχνή σε εδάφη υγροτόπων, τα οποία συχνά πλημμυρίζουν και έχουν χαμηλότερες συγκεντρώσεις οξυγόνου από τα ξηρότερα εδάφη. Όταν το οξυγόνο επανεισέλθει στο έδαφος ή στο νερό, η αερόβια αναπνοή αρχίζει ξανά.