L'oxygène de l'atmosphère est requis par toutes les plantes et animaux terrestres et aquatiques pour la respiration: la décomposition des composés organiques pour le carbone et l'énergie nécessaires à l'entretien et à la croissance cellulaire. Les plantes et les animaux renvoient ensuite l'oxygène dans l'atmosphère, le sol ou l'eau, bien qu'il existe de multiples voies pour l'oxygène, principalement en interagissant avec d'autres molécules dans le sol et l'eau.
Air, sol et eau
L'atmosphère terrestre a une concentration d'oxygène de 21 pour cent et l'élément est rapidement cyclé entre les plantes, les animaux et l'atmosphère par la photosynthèse et la respiration. Dans l'eau, l'oxygène se déplace beaucoup plus lentement, de sorte que la consommation d'oxygène par la respiration dépasse souvent la production par photosynthèse, ce qui entraîne des changements quotidiens dans les concentrations d'oxygène dissous. De même, la pénétration de l'oxygène dans un sol saturé est beaucoup plus lente que dans un sol sec, ce qui entraîne des concentrations d'oxygène différentes dans différentes parties du sol. Ceci, à son tour, influence le transport ultérieur de l'oxygène.
Photosynthèse
Lors de la photosynthèse, le dioxyde de carbone atmosphérique est converti en glucose à l'intérieur des feuilles des plantes. L'oxygène est un sous-produit de la photosynthèse et est libéré par les plantes dans l'atmosphère. Il peut également être libéré par le système racinaire, fournissant de l'oxygène au sol. La végétation aquatique submergée et le phytoplancton libèrent dans l'eau l'oxygène produit lors de la photosynthèse. A la fois terrestre et aquatique les plantes fabriquent de l'oxygène disponible pour la respiration par d'autres plantes et animaux.
Respiration
La respiration est un processus cellulaire effectué à la fois par les plantes et les animaux. Pendant la respiration, l'oxygène moléculaire est utilisé pour décomposer les composés organiques du carbone. Chez les animaux, ce carbone provient de la nourriture qu'ils consomment, tandis que le carbone chez les plantes est obtenu lors de la photosynthèse. La respiration qui nécessite de l'oxygène est appelée respiration aérobie et consiste en l'oxygène acceptant les électrons du carbone. Des éléments autres que l'oxygène peuvent être utilisés pour accepter les électrons du carbone, bien qu'ils soient moins efficaces.
Respiration anaérobie
L'oxygène fournit le plus d'énergie aux plantes, aux animaux et aux microbes pendant la respiration. Cependant, lorsque tout l'oxygène de l'eau ou du sol saturé a été consommé, certains microbes peuvent en remplacer d'autres. composés pour l'oxygène, y compris le fer, le manganèse, le nitrate et le sulfate, dans un processus connu sous le nom d'anaérobie respiration. La respiration anaérobie est courante dans les sols des zones humides, qui sont fréquemment inondés et ont des concentrations d'oxygène plus faibles que les sols plus secs. Lorsque l'oxygène rentre dans le sol ou l'eau, la respiration aérobie recommence.