چرا تقریباً تمام موجودات زنده اکسیژن تنفس می‌کنند؟

ما اکسیژن را هم‌معنی با حیات و هوای تازه می‌دانیم؛ اما در واقع، اکسیژن عنصری بسیار واکنش‌پذیر است. هر کسی که یک تکه چوب را سوزانده باشد، این موضوع را از نزدیک تجربه کرده است. پس چرا این‌همه موجود زنده اکسیژن تنفس می‌کنند؟

به گفته‌ی دونالد کنفیلد، زمین‌زیست‌شناس دانشگاه جنوب دانمارک، احتمالاً هزاران نوع متابولیسم (فرایندهای شیمیایی که حیات را حفظ می‌کنند) در طبیعت وجود دارد، اما تقریباً تمام یوکاریوت‌ها (موجوداتی که سلول‌هایشان هسته دارند) و بخش بزرگی از پروکاریوت‌ها (موجوداتی که فاقد هسته هستند) اکسیژن مصرف می‌کنند.

کنفیلد در درجه‌ی اول به هتروتروف‌ها اشاره می‌کند؛ موجوداتی که مانند انسان برای دریافت مواد مغذی و انرژی، مواد آلی دیگر را مصرف می‌کنند. البته، همه‌ی موجودات این کار را به‌طور انحصاری انجام نمی‌دهند. برای مثال، دن میلز، پژوهشگر پسادکتری در دانشگاه مونیخ، می‌گوید:‌«گیاهان کربن مورد نیاز خود را از کربن‌دی‌اکسید موجود در هوا می‌گیرند.»

هتروتروف‌ها مواد آلی موجود در غذا را با جداکردن الکترون‌ها از آن تجزیه می‌کنند. این الکترون‌ها در غشای میتوکندری از یک آنزیم به آنزیم دیگر منتقل می‌شوند و جریانی کوچک ایجاد می‌کنند که پروتون‌ها را از این غشا عبور می‌دهد. به دلیل الکترونگاتیویته‌ی بالای اکسیژن، این عنصر معمولاً آخرین ایستگاه در زنجیره‌ی انتقال الکترون است و با دریافت الکترون‌ها و دو پروتون، مولکول آب تشکیل می‌دهد.