Hvorfra kommer oksygenet i atmosfæren?

Det er en relativt utbredt misoppfatning at Oksygen (O2) i lufta dannes fra CO2 i plantenes fotosyntese. Oksygenet i lufta dannes imidlertid fra vann (H2O).

Oksygen kommer fra vann.

Vi kunne torsdag 30. september 2010 lese innlegget Kastanjene visner i Bygdøy allé på debattsiden i Aftenposten (s. 26), der det bl.a. stod at

”Trær forvandler CO2 til luft”

I et eldre A-magasin fra 4.11.2005 stod det:

”Vi har jo alle lært på barneskolen at planter omdanner CO2 til oksygen,..”

Jeg håper at det ikke er dette norske elever lærer på skolen. Oksygen (O2) i lufta dannes ikke fra CO2. Oksygenet i lufta kommer fra vann (H2O) i plantenes fotosyntese.

Allerede for 60 år siden ble det med hjelp av den tunge  oksygenisotopen O-18 vist at oksygenet i lufta, som vi og andre organismer bruker til  celleånding (respirasjon),  har sin opprinnelse fra vann. I fotosyntesen kobles to og to vannmolekyler sammen, det lages oksygen (O2), og de resterende elektroner og protoner i vannet blir brukt til å redusere karbondioksid (CO2) til sukker og andre komplekse organiske molekyler ved hjelp av sollys og mineralnæringsstoffer.  

Vi kan si at plantene lagrer elektroner og protoner fra vann i organiske molekyler. Når vi og andre organismer spiser og metaboliserer organiske molekyler som har sin opprinnelse fra plantenes fotosyntese frigis energi når flyttes elektronene og protonene i maten flyttes i trinn tilbake til oksygen, og det dannes vann. Ringen er sluttet. Samtidig frigis det energi i oksidasjonen, og det blir tilgjengelig livsnødvendige organiske molekyler til vekst. Dette er livet i en oksygenatmosfære.

Mikroorganismer som bruker andre elektronakseptorer enn oksygen. I mange økosystemer som myrer, bunnsedimenter i vann, sumplandskap, oversvømte rismarker, gjødselkjellere og søppelfyllinger  er det lite (hypoksis) eller ikke noe oksygen (anaerobt). Når det organiske materialet i disse anaerobe økosystemene omsettes  må mikroorganismene bruke andre molekyler enn oksygen for å kunne motta elektroner og protoner fra fotosynteseproduktene og frigi energi. Sulfatreduserende bakterier bruker sulfat som akseptor og det dannes illeluktende hydrogensulfid som lukter råtne egg, og gir problemer med anaerob korrosjon.  Metanogene bakterier bruker CO2 som elektron- og protonakseptor og det dannes metangass.

I kloakkrenseanlegg benyttes nitratreduserende bakterier for å fjerne nitrogen fra avløpsvannet. Livet på jorda består av kretsløp og nødvendig for det meste av livet vi kjenner er karbondioksid og vann.  Uten karbondioksid er det bare noen få grupper organismer som kan leve, og alle er mikroorganismer. Disse bruker i stedet metan som karbonkilde.

Oksygen utvikles i et stort proteinkompleks tilknyttet fotosystem II i kloroplastene, hvor bl.a. mangan, kalsium og klorid inngår. Elektroner og protoner som kommer fra vann brukes til å redusere CO2 til organiske forbindelser ved hjelp av ATP og reduksjonskraften NADPH.

To fotosystemer i fotosyntesen

 

Les mer om fotosyntese

 

Av Halvor Aarnes
Publisert 3. feb. 2011 14:44 - Sist endret 23. juni 2016 14:42