КИСЛОРО́Д

КИСЛОРО́Д в жи­вой при­ро­де. На до­лю К. при­хо­дит­ся до 70% мас­сы все­го жи­во­го ве­ще­ст­ва био­сфе­ры. Он вхо­дит в со­став боль­шин­ст­ва ор­га­нич. (в т. ч. бел­ки, ли­пи­ды, уг­ле­во­ды) и не­ор­га­нич. со­еди­не­ний ор­га­низ­мов. В сред­нем в пе­ре­счё­те на 1 кг су­хо­го ве­ще­ст­ва в рас­те­ни­ях, а так­же в вод­ных жи­вот­ных со­дер­жит­ся 400–470 г К., в на­зем­ных жи­вот­ных – 186 г, в бак­те­ри­ях – 230 г. Бла­го­да­ря по­яв­ле­нию и жиз­не­дея­тель­но­сти фо­то­син­те­зи­рую­щих ор­га­низ­мов (гл. обр. циа­но­бак­те­рий, позд­нее зе­лё­ных рас­те­ний) ок. 2,7 млрд. лет на­зад на­ча­лось на­ко­п­ле­ние сво­бод­но­го К. (O₂) в пер­вич­ной бес­ки­сло­род­ной ат­мо­сфе­ре Зем­ли (важ­ней­ший этап в эво­лю­ции био­сфе­ры); за­тем об­ра­зо­вал­ся озо­но­вый эк­ран, за­щи­щаю­щий всё жи­вое от жё­ст­ко­го кос­мич. из­лу­че­ния. Совр. га­зо­вый со­став ат­мо­сфе­ры под­дер­жи­ва­ет­ся бла­го­да­ря фо­то­син­те­зу.

Боль­шин­ст­во на­се­ляю­щих пла­не­ту ор­га­низ­мов – аэ­ро­бы; они ну­ж­да­ют­ся в сво­бод­ном К., т. к. по­лу­ча­ют б. ч. не­об­хо­ди­мой для жиз­не­дея­тель­но­сти энер­гии за счёт окис­ле­ния био­ло­ги­че­ско­го. Ана­эроб­ные ор­га­низ­мы (гл. обр. про­ка­рио­ты) мо­гут жить в бес­ки­сло­род­ной сре­де. Об­ли­гат­ные ана­эро­бы при­спо­со­би­лись к ус­ло­ви­ям, ис­клю­чаю­щим дос­туп К. (ниж­ние слои поч­вы, дно во­до­ёмов, глу­бо­кие уча­ст­ки ра­ны и т. д.); мно­гие из них по­ги­ба­ют при на­ли­чии не­зна­чит. со­дер­жа­ния в сре­де O₂.

Кру­го­во­рот К. в био­сфе­ре весь­ма сло­жен, т. к. он вхо­дит в со­став мно­же­ст­ва со­еди­не­ний. Дви­жу­щей си­лой кру­го­во­ро­та слу­жит сол­неч­ная энер­гия, бла­го­да­ря ко­то­рой ат­мо­сфер­ные ди­ок­сид уг­ле­ро­да (CO₂) и К. не­пре­рыв­но цир­ку­ли­ру­ют, про­хо­дя че­рез жи­вые ор­га­низ­мы. Фо­то­син­те­зи­рую­щие ор­га­низ­мы улав­ли­ва­ют сол­неч­ную энер­гию и ис­поль­зу­ют её для син­те­за ор­га­нич. со­еди­не­ний из CO₂ и H₂O. В хо­де фо­то­син­те­за в ат­мо­сфе­ру вы­де­ля­ет­ся O₂. Аэроб­ные ге­те­ро­тро­фы ис­поль­зу­ют К. для ус­вое­ния бо­га­тых энер­ги­ей ор­га­нич. про­дук­тов фо­то­син­те­за, ко­то­рые они по­лу­ча­ют с пи­щей. Вы­сво­бо­ж­даю­щий­ся в ат­мо­сфе­ру CO₂ вновь во­вле­ка­ет­ся в фо­то­син­тез. Поч­ти во всех клет­ках ор­га­низ­мов (эу­ка­ри­от) 90% по­треб­ляе­мо­го К. вос­ста­нав­ли­ва­ет­ся (до CO₂ и H₂O) с уча­сти­ем ци­то­хро­мок­си­да­зы ми­то­хон­д­рий. Ос­таль­ной К. вклю­ча­ет­ся в окис­лит.-вос­ста­но­вит. ре­ак­ции, при­во­дя­щие к об­ра­зо­ва­нию ки­сло­род­со­дер­жа­щих со­еди­не­ний при уча­стии ок­си­ге­наз. В хо­де об­мен­ных про­цес­сов при не­пол­ном вос­ста­нов­ле­нии К. об­ра­зу­ют­ся су­пер­ок­сид­ный ра­ди­кал () и пе­рок­сид во­до­ро­да. Они об­ла­да­ют вы­со­кой ре­ак­ци­он­ной спо­соб­но­стью и край­не ток­сич­ны для кле­ток (по­вре­ж­да­ют плаз­ма­тич. мем­бра­ны, взаи­мо­дей­ст­вуя с ос­тат­ка­ми не­на­сы­щен­ных жир­ных ки­слот).

Совр. хо­зяйств. дея­тель­ность че­ло­ве­ка вно­сит су­ще­ст­вен­ные из­ме­не­ния в кру­го­во­рот К. Все­го в ми­ре толь­ко для сжи­га­ния то­п­ли­ва еже­год­но по­треб­ля­ет­ся ок. 9·10⁹ т К. В не­ко­то­рых стра­нах при этом рас­хо­ду­ет­ся К. боль­ше, чем его вы­де­ляют рас­те­ния при фо­то­син­те­зе.