วัฏจักรของออกซิเจนผ่านระบบนิเวศ

เนื้อหา

• อากาศดินและน้ำ
• การสังเคราะห์แสง
• การหายใจ
• ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ออกซิเจนในบรรยากาศเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพืชและสัตว์บกและสัตว์น้ำเพื่อการหายใจ: การสลายสารประกอบอินทรีย์สำหรับคาร์บอนและพลังงานที่จำเป็นต่อการบำรุงรักษาและการเจริญเติบโตของเซลล์ พืชและสัตว์จะคืนออกซิเจนกลับสู่ชั้นบรรยากาศดินหรือน้ำแม้ว่าจะมีหลายเส้นทางในการรับออกซิเจนโดยมีปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น ๆ ในดินและน้ำ

อากาศดินและน้ำ

ชั้นบรรยากาศของโลกมีความเข้มข้นของออกซิเจน 21 เปอร์เซ็นต์และองค์ประกอบนั้นถูกหมุนเวียนอย่างรวดเร็วระหว่างพืชสัตว์และชั้นบรรยากาศผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ ในน้ำออกซิเจนเคลื่อนที่ช้าลงมากดังนั้นการใช้ออกซิเจนผ่านการหายใจมักจะสูงกว่าการผลิตด้วยการสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของออกซิเจนละลายในชีวิตประจำวัน ในทำนองเดียวกันการซึมผ่านของออกซิเจนสู่ดินอิ่มตัวช้ากว่าในดินแห้งซึ่งนำไปสู่ความเข้มข้นของออกซิเจนที่แตกต่างกันในส่วนต่าง ๆ ของดิน ในทางกลับกันสิ่งนี้มีอิทธิพลต่อการขนส่งออกซิเจนเพิ่มเติม

การสังเคราะห์แสง

ในการสังเคราะห์ด้วยแสงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสในใบพืช ออกซิเจนเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสงและปล่อยออกมาจากต้นไม้กลับสู่บรรยากาศ นอกจากนี้ยังสามารถปล่อยออกมาผ่านระบบรากให้ออกซิเจนกับดิน พืชน้ำที่จมอยู่ใต้น้ำและแพลงก์ตอนพืชปล่อยออกซิเจนที่ผลิตในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงลงไปในน้ำ พืชบกและสัตว์น้ำทำให้มีออกซิเจนสำหรับการหายใจโดยพืชและสัตว์อื่น ๆ

การหายใจ

การหายใจเป็นกระบวนการของเซลล์ที่ดำเนินการโดยพืชและสัตว์ ในระหว่างการหายใจออกซิเจนโมเลกุลจะใช้ในการสลายสารประกอบคาร์บอนอินทรีย์ ในสัตว์คาร์บอนนี้มาจากอาหารที่พวกเขาบริโภคในขณะที่คาร์บอนในพืชจะได้รับในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจที่ต้องการออกซิเจนเรียกว่าการหายใจแบบแอโรบิคและประกอบด้วยออกซิเจนที่รับอิเล็กตรอนจากคาร์บอน องค์ประกอบอื่นที่ไม่ใช่ออกซิเจนสามารถใช้รับอิเล็กตรอนจากคาร์บอนได้แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่าก็ตาม

ระบบหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ออกซิเจนให้พลังงานแก่พืชสัตว์และจุลินทรีย์มากที่สุดในระหว่างการหายใจ อย่างไรก็ตามเมื่อออกซิเจนทั้งหมดในน้ำหรือดินอิ่มตัวมีการใช้จุลินทรีย์บางชนิดสามารถทดแทนสารประกอบอื่น ๆ สำหรับออกซิเจนรวมถึงเหล็กแมงกานีสไนเตรตและซัลเฟตในกระบวนการที่เรียกว่าการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นพบได้ทั่วไปในดินพื้นที่ชุ่มน้ำซึ่งมักถูกน้ำท่วมและมีความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำกว่าดินที่แห้ง เมื่อออกซิเจนกลับมาสู่พื้นดินหรือน้ำการหายใจแบบแอโรบิคจะเริ่มขึ้นอีกครั้ง