Siklus Oksigen Melalui Ekosistem

Oksigen atmosfer diperlukan oleh semua tanaman dan hewan darat dan air untuk respirasi: pemecahan senyawa organik untuk karbon dan energi yang diperlukan untuk pemeliharaan dan pertumbuhan sel. Tumbuhan dan hewan kemudian mengembalikan oksigen kembali ke atmosfer, tanah atau air, meskipun ada beberapa jalur untuk mengambil oksigen, terutama dengan berinteraksi dengan molekul lain di tanah dan air.

Atmosfer bumi memiliki konsentrasi oksigen 21 persen dan elemen ini dengan cepat berpindah antara tumbuhan, hewan, dan atmosfer melalui fotosintesis dan respirasi. Di dalam air, oksigen bergerak jauh lebih lambat, sehingga konsumsi oksigen melalui respirasi sering kali melebihi produksi melalui fotosintesis, yang mengakibatkan pergeseran konsentrasi oksigen terlarut setiap hari. Demikian pula, penetrasi oksigen ke dalam tanah jenuh jauh lebih lambat daripada di tanah kering yang menyebabkan konsentrasi oksigen yang berbeda di berbagai bagian tanah. Ini, pada gilirannya, mempengaruhi transportasi oksigen lebih lanjut.

Dalam fotosintesis, karbon dioksida atmosfer diubah menjadi glukosa di dalam daun tanaman. Oksigen adalah produk sampingan dari fotosintesis dan dilepaskan oleh tanaman kembali ke atmosfer. Itu juga dapat dilepaskan melalui sistem akar, menyediakan oksigen ke tanah. Vegetasi air yang terendam dan fitoplankton melepaskan oksigen yang dihasilkan selama fotosintesis ke dalam air. Baik terestrial maupun akuatik tumbuhan menghasilkan oksigen tersedia untuk respirasi oleh tumbuhan dan hewan lain.

Respirasi adalah proses seluler yang dilakukan oleh tumbuhan dan hewan. Selama respirasi, oksigen molekuler digunakan untuk memecah senyawa karbon organik. Pada hewan, karbon ini berasal dari makanan yang mereka konsumsi, sedangkan karbon pada tumbuhan diperoleh selama fotosintesis. Respirasi yang membutuhkan oksigen disebut respirasi aerobik dan terdiri dari oksigen yang menerima elektron dari karbon. Unsur selain oksigen dapat digunakan untuk menerima elektron dari karbon, meskipun mereka kurang efisien.

Oksigen menyediakan energi paling banyak bagi tumbuhan, hewan, dan mikroba selama respirasi. Namun, ketika semua oksigen dalam air atau tanah jenuh telah dikonsumsi, beberapa mikroba dapat menggantikan yang lain senyawa untuk oksigen, termasuk besi, mangan, nitrat dan sulfat, dalam proses yang dikenal sebagai anaerobik pernafasan. Respirasi anaerobik umum terjadi pada tanah lahan basah, yang sering tergenang air dan memiliki konsentrasi oksigen yang lebih rendah daripada tanah yang lebih kering. Ketika oksigen masuk kembali ke tanah atau air, respirasi aerobik dimulai lagi.