Durante la respiración celular, especialmente en eucariotas (como humanos, animales, plantas, hongos...), el oxígeno actúa como aceptor final de electrones en la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias - Foto: AI
A menudo vemos el oxígeno como símbolo de vida, una "fuerza vital" indispensable en cada respiración. Sin embargo, químicamente, el oxígeno es un elemento altamente reactivo, algo que cualquiera que haya encendido fuego o quemado leña puede percibir directamente.
Oxígeno: Vida y amenaza a la vez
El poder oxidante del oxígeno es suficiente para corroer los metales, destruir las células y es la principal causa de los radicales libres, que provocan daños en el ADN y el envejecimiento.
Entonces, ¿por qué tantos organismos, especialmente eucariotas como los humanos, todavía dependen del oxígeno para vivir?
"Probablemente existan miles de metabolismos energéticos diferentes en la naturaleza, pero casi todos los eucariotas y muchos procariotas utilizan oxígeno para vivir", afirmó el profesor Donald Canfield, geobiólogo de la Universidad del Sur de Dinamarca.
En los organismos heterótrofos, es decir, aquellos que obtienen energía mediante la digestión de otra materia orgánica (como los humanos o los animales), la producción de energía se produce en las mitocondrias celulares. Allí, las moléculas orgánicas se descomponen, liberando electrones, que pasan a través de una cadena de enzimas en la membrana mitocondrial.
Al final de la cadena, el oxígeno actúa como la "estación terminal" para aceptar electrones, gracias a su alta electronegatividad, y se combina con protones (H⁺) para formar agua (H₂O). Esto crea una diferencia de potencial eléctrico que crea un "depósito" de protones fuera de la membrana. A medida que los protones fluyen de regreso a través de una proteína especial que actúa como una turbina, esta gira y crea ATP, la "moneda energética" de la célula.
Luego, el ATP se utiliza para ejecutar todas las actividades del cuerpo: desde la contracción muscular, la transmisión de señales nerviosas y la síntesis de proteínas hasta el mantenimiento del equilibrio iónico celular.
¿Por qué no utilizar nitrógeno u otro gas?
El nitrógeno, aunque abundante, es muy estable y químicamente inerte, y apenas participa en reacciones biológicas para producir energía.
Mientras tanto, además del oxígeno, algunos organismos anaeróbicos (aquellos que viven sin oxígeno) pueden utilizar otros aceptores de electrones como el sulfato (SO₄²⁻), el nitrato (NO₃⁻) o los iones de hierro (Fe³⁺). Sin embargo, todas estas sustancias aportan mucha menos energía que el oxígeno.
"La reducción del oxígeno (O₂) libera la mayor energía libre por transferencia de electrones, solo superada por el fluoruro y el cloro, que son demasiado tóxicos para que la vida los utilice", compartió el profesor David Catling (Universidad de Washington) en la revista Astrobiology.
Por lo tanto, el oxígeno es la opción más ideal para la vida, al menos en la Tierra.
No a todas las criaturas les gusta el oxígeno.
Aunque el oxígeno es efectivo, no a todos los organismos les gusta. Algunas bacterias anaeróbicas pueden vivir completamente sin oxígeno, e incluso mueren debido a su deficiente desarrollo de sistemas de protección contra el oxígeno activo. Estos organismos suelen vivir en ambientes anaeróbicos como el fondo marino, el subsuelo o los intestinos de los animales.
Desde que las plantas y las cianobacterias comenzaron a producir oxígeno a través de la fotosíntesis hace más de 2.500 millones de años, la Tierra ha ido cambiando gradualmente hacia un entorno rico en oxígeno, promoviendo el desarrollo y el predominio de organismos que respiran oxígeno, allanando el camino para la vida multicelular y animales complejos como nosotros hoy.
Una pregunta muy interesante es: «Si hay vida extraterrestre, ¿necesita oxígeno?». La respuesta es quizá sí, quizá no.
Según los astrobiólogos, la vida extraterrestre podría evolucionar para utilizar otros aceptores de electrones, dependiendo de la composición de la atmósfera del planeta.
Pero si el planeta tuviera condiciones similares a las de la Tierra, con oxígeno fácilmente disponible, entonces las criaturas inteligentes que utilizaran oxígeno tendrían una clara ventaja evolutiva, por una sencilla razón: el oxígeno ayuda a generar más energía que cualquier otra opción.
MINH HAI
Fuente: https://tuoitre.vn/vi-sao-gan-nhu-toan-bo-su-song-tren-trai-dat-deu-hit-tho-oxy-20250528171343524.htm
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