È noto che gli organismi aerobici, ovvero quelli che necessitano di ossigeno per svolgere le loro funzioni vitali, assorbono questo gas essenziale durante la respirazione. Tuttavia, ce ne sono altri che hanno sviluppato strategie innovative per assorbire l’ossigeno, pur non essendo tradizionalmente considerati respiratori aerobici. In questo articolo, esploriamo l’universo degli organismi che, per vivere, assorbono ossigeno e scopriamo i segreti della loro sopravvivenza.
La respirazione: un processo universale
La respirazione è un processo essenziale per la vita degli organismi, che comprende la cattura di ossigeno, la sua trasporto ai tessuti e la liberazione dei gas di scarto, come il carbonio clinogeno (CO2). Gli organismi aerobici, come gli umani, utilizzano l’inspirazione (intake) e l’espirazione (esclusione) per assorbire ossigeno e svolgere le loro funzioni fisiche e chimiche.
Organismi che per vivere assorbono ossigeno
Nonostante la respirazione sia un processo universale, ci sono organismi che hanno sviluppato strategie innovative per assorbire ossigeno, a volte senza la classica respirazione aerobica. Ecco alcuni esempi:
- Veli dei vermi nel terreno (Nematodi): alcuni vermi del suolo (nematodi) assorbono ossigeno direttamente dagli ioni polimerici di ossigeno nei pori del terreno.
- Pseudomonas: alcuni batteri del genere Pseudomonas, come Pseudomonas stutzeri, assorbono ossigeno utilizzando una struttura proteica detata ossidiasi ciclica, che contrasta con la classica respirazione aerobica.
- Parameci (Ciliati): questi parassiti unicellulari assorbono ossigeno direttamente dall’acqua circostante, attraverso il movimento delle ciglia e la produzione di perossido di idrogeno, che risalta l’ossigeno.
- Bacteria anaerobiche che utilizzano la chemiosintesi: Alcune batterie anaerobiche utilizzano la chemiosintesi per assorbire ossigeno durante la crescita in condizioni che normalmente impediscono la respirazione aerobica.
La scarsità di ossigeno: un fattore di selezione
Gli organismi che assorbono ossigeno soffrono spesso di scarsità ossigeno, che è un fattore di selezione per la loro sopravvivenza. Eccone alcuni esempi:
- Condizioni ipossiche: le profondità marine, le aree con scarso drenaggio o le regioni in cui l’ossigeno è limitato, sono sfide comuni per i batteri e gli organismi aerobici che assorbono ossigeno.
- Smutamento estremo: alcuni adattamenti fanno si che gli organismi possano sopravvivere in aree con limitati livelli di ossigeno; questi adattamenti emergono nel corso dell’evoluzione per fornire vantaggi di sopravvivenza.
Adattamenti per la sopravvivenza
I batteri, sia i batteri anaerobici che gli organismi aerobici, utilizzano una varietà di strategie per sopravvivere in condizioni ipossiche:
- Crescita in strutture chimiche: questi organismi assorbono ossigeno e utilizzano strutture chimiche per aumentare la resistenza alle condizioni ipossiche.
- Sviluppo della quinonemia: alcuni batteri anaerobici sognano quinoni, una famiglia di composti con proprietà ossidativa forte, per assorbire l’ossigeno
- Adattamento nella redox: i batteri e gli organismi aerobici che assorbono ossigeno possono modificare la loro attività redox per ridurre il consumo d’ossigeno e aumentare la resistenza
Applicazioni pratiche
L’Istruzione sugli organismi aerobici capisce le leggi di base per il metabolismo cellulare, suggerendo le applicazioni pratiche nell’ambito della biotecnologia, della medicina e delle scienze ambientali:
- Progettazione di batteri per produrre bio-composti: utilizzare batteri anaerobici o microaerofili per produrre composti biologici da batteri con una maggiore capacità d’assorbimento e di disintossicamento
- Mezzo di disinfezione batterica: sviluppare una famiglia di batteri per inibire potenziali contagiature di funzionalità batterica mentre una luce UV a bassa intensità esiste.
- Biologia dei prodotti chimici: capire la chimica e le interazioni con organici per produzione di intermedia da organici
Non ci resta che concludere: la respirazione e la quota di assorbimento dell’ossigeno sono stati il banco di prova per organismi in tutta la Storia della vita sulla Terra. La fine e l’inizio di ogni specie dipende finemente per quanto riguarda l’adeguamento e l’assegnazione di questi due dati.