Mida hapnik toimib elusolendites?

Elusolendite hapnikul on väga oluline roll, paljudel juhtudel eluliselt tähtis. Hingamise kaudu tuntud protsessi kaudu võimaldab hapnik paljudel organismidel elus püsida (British & Journal, 2017).

Hingamine koosneb ainevahetusreaktsioonidest, mida rakud energia saamiseks võtavad. Sellel eesmärgil hapnikku nõudvad organismid on tuntud kui aeroobid; neid, keda ei ole, nimetatakse Anaeroobideks.

Hapnik on ka oluline osa enamiku elusolendite komponentide keemilisest struktuurist.

Seda esineb kõige elementaarsemates komponentides nagu süsivesikud, suhkrud, lipiidid ja valgud.

Hapnik ja energia elusolendites

Aeroobsetes organismides on hingamine vajalik energia saamiseks ja energia saamiseks hapnik.

Anaeroobsete organismide puhul ei ole hapnik vajalik ja paljudel juhtudel on see mürgine.

Kuigi hapnik on oluline aeroobsete organismide ellujäämiseks, võib see olla ka kahjulik.

Tavaliselt tekitab hingamisprotsess reaktiivseid hapniku molekule, mis toimivad toksiliste ainetena oksüdatiivse stressi all tuntud protsessis ja mis halvendavad rakke (Magenta, Dellambra, Ciarapica, & Capogrossi, 2016).

On ka organisme, mis sõltuvalt keskkonnatingimustest võivad energia saamiseks saada hapnikku või mitte. Neid organisme nimetatakse fakultatiivseteks.

Organismide näited vastavalt nende hapniku kasutamisele.

Hapnik, fotosüntees ja söötmine

Hapniku tootmine on tihedalt seotud paljude elusolendite toidu tootmisega.

Fotosünteesil toodavad organismid, mis kasutavad valgust energiaallikana, orgaanilisi ühendeid ja hapnikku (Caumette, Lebaron, & Matheron, 2011).

Fotosünteesist saadud orgaanilisi ühendeid tarbivad heterotroofsed organismid, st need, mis ei tooda oma toitu. Paljudel juhtudel tarbivad need heterotroofsed organismid ka hapnikku.

Ilma hapniku esinemiseta ei toimu fotosünteesi protsess, nagu me teame, ning paljude elusolendite toidu tootmist ei saanud läbi viia.

Hapnik evolutsioonis.

Hapnik on olnud peamine vastutus selle eest, et elu maa peal kujundab tänapäeval eksisteerivad organismid. Lisaks on see mõjutanud nende toitainete ja energia saamist (Packard, 2017)

Suure hapnikusisalduse olemasolu atmosfääris ajendas hapnikku kasutavate organismide levikut energia saamiseks. See selektiivne surve võimaldas luua planeedil elava taimestiku ja loomastiku.

Kindlasti omistatakse mitokondrite esinemisele mõnedes elusolendites anaeroobne rakk, mille tuum on absorbeerinud aeroobse raku.

Imendunud rakk muutus mitokondriteks, mis võimaldasid selliseid organisme nagu inimene.

Hapnik lubab jääda otsustavaks elemendiks Maa elu arengus.

Lisaks toidu kättesaadavuse ja elusolendite ainevahetuse tähtsusele määrab selle tuntud roll planeedi kliimas kindlaks ellujäänud eluvormid (Decker & Kensal, 2011).

Viited

1. Briti T. hingamine elusolendites. BMJ. 2017; 1(2254): 5-6.
2. Caumette J. Lebaron P. Matheron R. (2011). Keskkonna mikrobioloogia: alused ja rakendused.
3. Decker H. Kensal E. Van H. (2011). Hapnik ja elu areng. Springer.
4. Magenta A. Dellambra E. Ciarapica R. Capogrossi M. Rakukaltsium Oksüdatiivne stress, mikroRNA ja tsütosoolne kaltsiumi homeostaas. Rakukaltsium. 2016; 60(3), 207-217. 
5. Packard G. Õhu hingamise areng palosooosse gnatostomi kalas. Evolutsiooni uurimise ühiskond. 2017; 28(2): 320-325.