Diferencia entre revisiones de «Dioxígeno»

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El oxígeno es liberado por las bacterias fotosintéticas, las algas y las [[planta]]s mediante la [[fotosíntesis]]. En el proceso inverso, los organismos aerobios mediante la [[respiración]] usan el oxígeno para convertir los nutrientes en energía ([[Adenosín trifosfato|ATP]]). La disminución de oxígeno provoca [[hipoxemia]] y su falta total [[anoxia]], lo que puede provocar la muerte del organismo.
 
En la naturaleza, el oxígeno no combinado se produce por la [[Fotólisis|fotodescomposición]] del agua durante la [[fotosíntesis]]. Según algunas estimaciones, las [[Alga verde|algas verdes]] y las [[cianobacteria]]s de ambientes marinos proporcionan alrededor del 70&nbsp;% del producido en la Tierra, y las plantas terrestres, el resto.<ref>{{cita libro|url=http://books.google.com/?id=g6RfkqCUQyQC&pg=PA147|titletítulo=Plants: the potentials for extracting protein, medicines, and other useful chemicals (workshop proceedings)|yearaño=1983|monthmes=septiembre|chaptercapítulo=Marine Plants: A Unique and Unexplored Resource|lastapellido=Fenical|firstnombre=William|pagepágina=147|isbn=1-4289-2397-7|publishereditorial=DIANE Publishing|idioma=inglés}}</ref> Otros investigadores estiman que la contribución oceánica al oxígeno atmosférico es aún mayor, mientras que otros la sitúan por debajo, en torno a un 45&nbsp;% del oxígeno atmosférico total del planeta cada año.<ref>{{cita libro|lastapellido=Walker|firstnombre=J. C. G.|yearaño=1980|titletítulo=The oxygen cycle in the natural environment and the biogeochemical cycles|publishereditorial=Springer-Verlag|locationubicación=Berlin|idioma=inglés}}</ref>
 
Una fórmula global simplificada de la fotosíntesis es:<ref>{{cita libro|lastapellido=Brown|firstnombre=Theodore L. |coauthorscoautores=LeMay, Burslen|titletítulo=Chemistry: The Central Science|isbn=0-13-048450-4|pagepágina=958|yearaño=2003|publishereditorial=Prentice Hall/Pearson Education|idioma=inglés}}</ref>
 
<center>6 CO<sub>2</sub> + 6 H<sub>2</sub>O + [[foton]]es → C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6 O<sub>2</sub></center>
<center>[[dióxido de carbono]] + agua + luz solar → [[glucosa]] + dioxígeno</center>
 
La [[Evolución del oxígeno|evolución]] fotolítica del oxígeno tiene lugar en las membranas [[tilacoide]]s de los organismos fotosintéticos y requiere la energía de cuatro fotones.{{#tag:ref|Las membranas tilacoides son parte del [[cloroplasto]] en las algas y plantas, mientras que son una mera estructura membranosa más de las muchas que tienen las [[cianobacteria]]s. De hecho, se cree que los cloroplastos han evolucionado desde las cianobacterias que una vez fueron compañeros simbióticos de los predecesores de las plantas y algas.|group=nota}} Están implicados muchos procesos, pero el resultado es la formación de un gradiente de un [[protón]] a través de la membrana tilacoide, que se usa para sintetizar [[adenosín trifosfato]] (ATP) por la [[fotofosforilación]].<ref name="Raven">{{cita libro|título=Biology of Plants|autor=Raven, Peter H.; Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn|año=2005|ubicación=Nueva &nbsp;York|edición=7ª|editorial=W.H. Freeman and Company Publishers|página=115-27|isbn=0-7167-1007-2|idioma=inglés}}</ref> El O<sub>2</sub> restante tras la oxidación de la molécula de agua se libera a la atmósfera.{{#tag:ref|La oxidación del agua se cataliza por un complejo de [[enzima]]s que contiene [[manganeso]], conocido como complejo enzimático capaz de lisar agua, que se encuentra asociado con el lumen de los [[Tilacoide|discos tilacoides]]. El manganeso es un [[cofactor]] importante y el [[calcio]] y el [[cloro]] son también necesarios para que la reacción pueda suceder.<ref name="Raven" />|group=nota}}
 
El dioxígeno molecular es esencial para la respiración celular en todos los [[Organismo aerobio|organismos aerobios]], ya que las [[mitocondria]]s lo usan para ayudar a generar adenosín trifosfato durante la [[fosforilación oxidativa]]. La reacción para la respiración aerobia es básicamente lo contrario que la fotosíntesis y se simplifica de la siguiente forma:
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<center>C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> + 6 O<sub>2</sub> → 6 CO<sub>2</sub> + 6 H<sub>2</sub>O + 2880 kJ·mol<sup>−1</sup></center>
 
En los [[vertebrado]]s, el O<sub>2</sub> [[Difusión (física)|se difunde]] por membranas pulmonares hacia los [[Eritrocito|glóbulos rojos]]. La [[hemoglobina]] envuelve el O<sub>2</sub> cambiando su color de un rojo azulado a un rojo brillante<ref name="GuideElem48">{{cita libro|titletítulo=Guide to the Elements|editionedición=revisada|firstnombre=Albert|lastapellido=Stwertka|publishereditorial=Oxford University Press|yearaño=1998|isbn=0-19-508083-1|pagespáginas=48–49|idioma=inglés}}</ref> (el CO<sub>2</sub> se libera desde otra parte de la hemoglobina mediante el [[efecto Bohr]]). Otros animales usan la [[hemocianina]] ([[molusco]]s y algunos [[artrópodo]]s) o la [[hemeritrina]] ([[araña]]s y [[Nephropidae|langostas]]).<ref name="NBB298">{{cita libro|título=Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|capítulo=Oxygen|autor=Emsley, John|año=2001|ubicación=Oxford, Reino Unido|editorial=Oxford University Press|páginas=298|isbn=0-19-850340-7|idioma=inglés}}</ref> Un litro de sangre puede disolver 200&nbsp;cm³ de O<sub>2</sub>.<ref name="NBB298"/>
 
Las [[Especie reactiva de oxígeno|especies reactivas de oxígeno]], como el ion [[superóxido]] (O<sub>2</sub><sup>-</sup>) y el [[peróxido de hidrógeno]], son peligrosos subproductos del uso de oxígeno en los organismos.<ref name="NBB298"/> Algunas partes del [[sistema inmunitario]] de organismos más avanzados, sin embargo, crean peróxido, superóxido y oxígeno singlete para destruir microbios invasores. Las especies reactivas de oxígeno también tienen un rol importante en la [[respuesta hipersensible]] de las plantas contra ataques patógenos.<ref name="Raven"/>
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| [[kPa]] {{#tag:ref|Derivado de los valores mmHg usando 0,133322 kPa/mmHg.|name=mmHg|group=nota}} || 14.2 || 11-13 || 4.0-5.3
|-
| [[mmHg]] <ref name=medlineplus>[http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003855.htm Blood gases] en MedlinePlus Medical Encyclopedia.</ref><ref name=brookside>[http://www.brooksidepress.org/Products/OperationalMedicine/DATA/operationalmed/Lab/ABG_ArterialBloodGas.htm La División Médica Educativa de Brookside Associates--> ABG (Arterial Blood Gas)] Recuperado el 6 de diciembre de 2009</ref>|| 107 || 75-100 || 30-40
|-
|}
El contenido de oxígeno en el cuerpo de un ser vivo es normalmente mayor en el [[sistema respiratorio]] y disminuye a lo largo de cualquier [[Arteria|sistema arterial]], los tejidos periféricos y el [[Vena|sistema venoso]], respectivamente. El contenido de oxígeno en este sentido se suele dar como la [[presión parcial]], que es la presión que tendría el oxígeno si ocupase por sí solo el volumen de las venas.<ref>{{cita libro|authorautor=Charles Henrickson|titletítulo=Chemistry|editionedición=|publishereditorial=Cliffs Notes|yearaño=2005|isbn=0-7645-7419-1|idioma=inglés}}</ref>
 
=== Acumulación en la atmósfera ===
[[Archivo:Oxygenation-atm-es.svg|thumb|left|300px|Acumulación del O<sub>2</sub> en la atmósfera terrestre: 1) Sin producción de O<sub>2</sub>; 2) O<sub>2</sub> producido, pero absorbido en océanos y rocas del fondo marino; 3) El O<sub>2</sub> comienza a salir de los océanos, pero es absorbido por la superficie terrestre y debido a la formación de la capa de ozono; 4–5) El O<sub>2</sub> desciende y el gas se acumula.]]
El oxígeno gaseoso no combinado era casi inexistente en la [[atmósfera terrestre]] antes de la evolución de las [[bacteria]]s y [[archaea|arqueobacterias]] fotosintéticas. Apareció por primera vez en cantidades significativas durante el [[Paleoproterozoico]] (hace alrededor de 2500 y 1600 millones de años). En un principio, el oxígeno se combinó con [[hierro]] disuelto en los océanos para crear [[Formación de hierro bandeado|formaciones de hierro bandeado]]. Los océanos comenzaron a exhalar oxígeno no combinado hace 2700 millones de años, alcanzando el 10&nbsp;% de su nivel actual hace unos 1700 millones de años.<ref name="Campbell">{{cita libro|lastapellido = Campbell|firstnombre = Neil A.|coauthorscoautores = Reece, Jane B.|titletítulo = Biology, 7ª Edición|publishereditorial = Pearson&nbsp;– Benjamin Cummings |yearaño=2005|locationubicación = San Francisco|pagespáginas = 522–23|isbn = 0-8053-7171-0|idioma=inglés}}</ref>
 
La presencia de grandes cantidades de oxígeno no combinado disuelto en los océanos y la atmósfera pudo haber conducido a la [[extinción]] de la mayoría de los [[organismo anaerobio|organismos anaerobios]] que vivían entonces, durante la [[Gran Oxidación]] (''catástrofe del oxígeno'') hace unos 2400 millones de años. Sin embargo, el uso de O<sub>2</sub> en la [[respiración celular]] permite producir a los [[organismo aerobio|organismos aerobios]] mucho más ATP que los anaerobios, ayudando a los primeros a dominar a [[biosfera]] de la Tierra.<ref name="Freeman">{{cita libro|lastapellido = Freeman| firstnombre = Scott|titletítulo = Biological Science, 2nd|publishereditorial = Pearson&nbsp;– Prentice Hall |yearaño=2005|locationubicación = Upper Saddle River, NJ|pagespáginas = 214, 586|isbn = 0-13-140941-7|idioma=inglés}}</ref> La fotosíntesis y la respiración celular del O<sub>2</sub> permitieron la evolución de las [[célula eucariota|células eucariotas]] y, finalmente, la aparición de organismos multicelulares complejos como plantas y animales.
 
Desde el comienzo del periodo [[Cámbrico]] hace 540 millones de años, los niveles de O<sub>2</sub> han fluctuado entre el 15&nbsp;% y el 30&nbsp;% por volumen.<ref name="geologic">{{cita publicación|url=http://www.pnas.org/cgi/content/full/96/20/10955 |titletítulo=Atmospheric oxygen over Phanerozoic time |firstnombre=Robert A. |lastapellido=Berner |issuenúmero=20 |pagespáginas=10955–57 |yearaño=1999|journalpublicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA |pmid=10500106 |doi=10.1073/pnas.96.20.10955 |volumevolumen=96 |pmc=34224 |bibcode=1999PNAS...9610955B|idioma=inglés}}</ref> Hacia finales del [[Carbonífero]] (hace unos 300 millones de años) el nivel de O<sub>2</sub> en la atmósfera alcanzó un volumen máximo del 35&nbsp;%,<ref name="geologic" /> que pudo haber contribuido al gran tamaño de los insectos y anfibios de aquella época .<ref name=Butterfield2009>{{cita libro|capítulo=Oxygen, animals and oceanic ventilation: an alternative view|título=Geobiology 7|autor=Butterfield, N. J.|año=2009|idioma=inglés|ISSN=1472-4677|doi=10.1111/j.1472-4669.2009.00188.x|pmid=19200141}}</ref> La actividad humana, incluyendo la combustión de 7000 millones de toneladas de [[combustible fósil]] cada año, ha tenido un impacto muy pequeño en la cantidad de oxígeno combinado en la atmósfera.<ref name="NBB303">{{cita libro|título=Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements|capítulo=Oxygen|autor=Emsley, John|año=2001|ubicación=Oxford, Reino Unido|editorial=Oxford University Press|páginas=297–304|isbn=0-19-850340-7|idioma=inglés}}</ref> Con los niveles actuales de fotosíntesis, llevaría unos 2000 años regenerar la cantidad total de O<sub>2</sub> en la atmósfera actual.<ref>{{cita publicación|titletítulo=The Natural History of Oxygen|firstnombre=Malcolm|lastapellido=Dole |url=http://www.jgp.org/cgi/reprint/49/1/5.pdf|formatformato=PDF|accessdatefechaacceso=22 de julio de 2012|journalpublicación=The Journal of General Physiology|volumevolumen=49|pagespáginas=5–27|yearaño=1965|doi=10.1085/jgp.49.1.5|pmid=5859927|issuenúmero=1|pmc=2195461|idioma=inglés}}</ref>
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