Wie die globale Erwärmung die Zellatmung beeinflusst: Ein wissenschaftlicher Überblick

Die globale Erwärmung beeinflusst die Zellatmung, weil die Temperatur die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen beeinflusst. Die Zellatmung ist der Prozess, bei dem lebende Zellen chemische Energie, die als Zucker gespeichert ist, in nutzbare Energie umwandeln, und wird durch den Zitronensäurezyklus (oder Krebs-Zyklus) enzymatischer Reaktionen in den Zellen angetrieben, die Sauerstoff nutzen. Mit steigender Temperatur erhöht sich die Geschwindigkeit dieser Reaktionen, bis die Hitze beginnt, die Enzyme zu denaturieren (abzubauen), woraufhin die Geschwindigkeit der Reaktionen abnimmt und schließlich stoppt.

Wie es funktioniert

• Die Zellatmung wird durch eine Reihe von Enzymen (chemisch aktive Proteine) durchgeführt, die Glukose (C6H12O6) in Kohlendioxid, Wasser und Energie umwandeln. Diese Enzyme sind komplexe Moleküle, und zu viel Hitze lässt sie zerbrechen (denaturieren), wodurch ihre Stoffwechselfunktionen reduziert und schließlich gestoppt werden.

  Unter optimalen Bedingungen (für Menschen etwa 37 Grad Celsius) ist die Konzentration von Glukose, Enzymen, Sauerstoff und Wasser ideal für maximale Effizienz.

Bedeutung

• Lebewesen haben sich über Millionen von Jahren entwickelt, um unter bestimmten Umweltbedingungen zu überleben. Wenn sich diese Bedingungen (Temperatur, Zugang zu Nahrung usw.) zu drastisch ändern, wird der Organismus sterben.
  Wenn eine gesamte Art von Organismen nicht in der Lage ist, sich an ein wärmeres Klima oder andere veränderte Bedingungen anzupassen, kann die Art aussterben, was sich dann auf andere Organismen auswirkt, die sich von dieser Art ernähren oder auf andere Weise mit ihr interagieren (als Beute, Parasiten, Symbionten usw.).

Überlegungen

• Die globale Erwärmung wird verschiedene Organismen auf unterschiedliche Weise beeinflussen. Für Organismen, die derzeit in Umgebungen leben, die dem kälteren Ende dessen entsprechen, was sie tolerieren können, kann die globale Erwärmung zu steigenden Zahlen und der Ausbreitung der Art in Gebiete führen, die zuvor zu kalt waren.
  Einige Gebiete können längere Vegetationsperioden und eine erhöhte biologische Vielfalt erleben, während andere Gebiete eine Wüstenbildung durchlaufen können, da es für viele Organismen zu heiß wird, um zu überleben.

Missverständnisse

• Homöostase ist die Fähigkeit lebender Organismen, eine stabile innere Umgebung trotz Variationen in ihrer äußeren Umgebung aufrechtzuerhalten. Diese Fähigkeit, die Bedingungen aufrechtzuerhalten, die zum Erhalt des Lebens notwendig sind, hat es lebenden Organismen ermöglicht, extreme Umgebungen zu bewohnen, von der intensiven Hitze von Schwefelquellen auf dem Meeresboden bis zur eisigen Kälte der Antarktis.

  Was jedoch nicht bekannt ist, ist, welche Organismen überleben werden, wenn die globale Erwärmung schneller voranschreitet, als sich Organismen anpassen können.

Theorien/Spekulation

• Die Auswirkungen der globalen Erwärmung werden ungleichmäßig von allen Lebensarten auf der Erde geteilt. Einige Länder könnten von größerer Ernährungssicherheit oder niedrigeren Heizkosten profitieren, während andere Länder von Überschwemmungen, Wüstenbildung oder der Ausbreitung von Schädlingen und Krankheiten bedroht sein könnten. Für jede Art hängt die Effizienz des Organismus von der Effizienz der Zellatmung ab, die empfindlich auf Temperaturänderungen reagiert.