Γιατί οι περισσότεροι πολύπλοκες οργανισμοί υποβάλλονται σε αερόβια αναπνοή και όχι αναερόβια αναπνοή;
1. Απόδοση ενέργειας: Η αερόβια αναπνοή είναι πολύ πιο αποτελεσματική στην παραγωγή ενέργειας (ΑΤΡ) από τη γλυκόζη από την αναερόβια αναπνοή.
* αερόβια: Παράγει ~ 38 ATP ανά μόριο γλυκόζης.
* αναερόβια: Παράγει μόνο ~ 2 ATP ανά μόριο γλυκόζης.
Αυτό σημαίνει ότι η αερόβια αναπνοή επιτρέπει στους πολύπλοκους οργανισμούς να αποκτήσουν σημαντικά περισσότερη ενέργεια από την ίδια ποσότητα καυσίμου, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τις ενεργειακές τους διεργασίες όπως η κίνηση, η ανάπτυξη και η διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος.
2. Προϊόντα απόβλητα: Η αερόβια αναπνοή παράγει νερό (H2O) και διοξείδιο του άνθρακα (CO2) ως απόβλητα. Αυτά είναι σχετικά ακίνδυνα και μπορούν εύκολα να εξαλειφθούν από το σώμα.
* αναερόβια: Παράγει γαλακτικό οξύ ή αιθανόλη ως απόβλητα, τα οποία μπορεί να είναι τοξικά σε υψηλές συγκεντρώσεις και μπορούν να διαταράξουν την κυτταρική λειτουργία.
3. Διαθεσιμότητα οξυγόνου: Οι σύνθετοι οργανισμοί έχουν αναπτύξει αποτελεσματικά συστήματα για την απόκτηση οξυγόνου από το περιβάλλον (πνεύμονες, βράγχια κ.λπ.). Αυτό τους επιτρέπει να παρέχουν σταθερά το απαραίτητο οξυγόνο για αερόβια αναπνοή.
4. Εξελικτικά πλεονεκτήματα: Η αερόβια αναπνοή ήταν μια βασική εξελικτική προσαρμογή που επέτρεψε στους οργανισμούς να ευδοκιμήσουν σε περιβάλλοντα με οξυγόνο. Τους επέτρεψε να αναπτύξουν μεγαλύτερα, πιο πολύπλοκα σώματα και να συμμετέχουν σε πιο πολύπλοκες συμπεριφορές.
Ωστόσο, η αναερόβια αναπνοή εξακολουθεί να παίζει ρόλο σε σύνθετους οργανισμούς:
* Δραστηριότητα μυών: Κατά τη διάρκεια της έντονης άσκησης, όταν η παροχή οξυγόνου είναι περιορισμένη, τα μυϊκά κύτταρα μπορούν να μεταβούν σε αναερόβια αναπνοή, παράγοντας γαλακτικό οξύ. Πρόκειται για μια προσωρινή λύση, καθώς η συσσώρευση γαλακτικού οξέος μπορεί να οδηγήσει σε κόπωση και πόνο των μυών.
* Μερικοί ιστοί: Ορισμένοι ιστοί, όπως τα ερυθρά αιμοσφαίρια, στερούνται μιτοχονδρίων και βασίζονται στην αναερόβια ζύμωση για να παράγουν ενέργεια.
Συνοπτικά:
Ενώ η αναερόβια αναπνοή είναι ένα σημαντικό αντίγραφο ασφαλείας για πολύπλοκους οργανισμούς σε ορισμένες καταστάσεις, η αερόβια αναπνοή είναι ο πρωταρχικός τρόπος παραγωγής ενέργειας λόγω της σημαντικά υψηλότερης απόδοσης ενέργειας, των λιγότερο τοξικών αποβλήτων και της μεγαλύτερης απόδοσης σε πλούσια σε οξυγόνο περιβάλλοντα. Αυτό το εξελικτικό πλεονέκτημα επέτρεψε στους πολύπλοκους οργανισμούς να ευδοκιμήσουν και να αναπτύξουν την ποικιλομορφία που βλέπουμε σήμερα.
