L’oxygène?

Premier article sur ce blog, on va parler de l’oxygène!

Ce n’est pas sans une certaine émotion que je débute ce blog avec cet article! Pour débuter, j’ai choisi le commencement: l’oxygène. L’oxygène est la raison pour laquelle on respire. Son utilisation a permis de passer de système anaérobie à aérobie conduisant à une explosion évolutive. A partir de cette molécule si simple et si commune, un incroyable système régulable s’est mis en route, le corps humain.

Familiarisons nous donc avec l’oxygène!

La molécule d’oxygène ou dioxygène 

Molécule de dioxygène
                   O=O

L’oxygène est le troisième atome le plus présent dans l’univers. Dans des conditions normales trouvées sur Terre, l’oxygène est trouvé sous forme gazeuse : le dioxygène. C’est une base fondatrice de la vie puisque la plupart des sources énergétiques proviennent de molécules contenant de l’oxygène (gaz carbonique utilisé par la photo-synthèse, sucres, alcools…) et les bases de l’ADN en contiennent. C’est aussi une des bases de notre bon fonctionnement métabolique.

Son nom lui a été donné par Lavoisier en 1777, à partir du grec « oxus » signifiant « acide ». En effet, ses propriétés oxydatives peuvent créer une « digestion » des matériaux. La rouille du Fer par exemple qui se forme  entre l’atome de fer qui se fait « voler » un électron par la molécule de dioxygène.

Lavoisier a donné à l’oxygène son nom

Comme il peut se lier à énormément de choses, il se lie aussi à la matière organique. Il forme ainsi des oxydes. Trop d’oxygène peut donc ainsi être toxique ! En effet, une trop grande quantité d’oxygène crée des radicaux libres. Ces radicaux libres, très réactifs viennent détériorer les membranes cellulaires et les organites! Ils sont responsables de stress dit oxydatifs. C’est d’ailleurs comme cela que l’on peut tuer des microbes avec de l’eau oxygénée. C’est aussi une des causes du vieillissement et la raison pour laquelle un bébé hurle lorsqu’il respire pour la première fois! En effet, l’oxygène lui brûle les poumons qui n’ont pas  encore été habitués!

Ainsi, nous ne pourrions ainsi pas survivre dans un environnement contenant 100% de dioxygène. Cela tombe bien puisque notre atmosphère n’en contient que 21%, le reste étant de l’azote (78%) et du CO₂ et d’autres gazs rares rendant ainsi notre planète habitable (par nous).

Origine de l’oxygène

D’ailleurs, d’où vient ce dioxygène ? En effet, de base, la surface de la Terre était composée surtout d’azote, CO₂ et d’H₂O. L’oxygène était présent mais piégé sous d’autres formes. Le dioxygène est donc arrivé il y a 2,7 milliards d’année grâce à des petits microorganismes, les cyanobactéries. Ces bactéries ont la propriété de réaliser de la photosynthèse. Autrement dit, elles consomment du CO₂ pour se nourrir en Carbone, puis rejette de l’O₂. Ainsi, petit à petit, le dioxygène est apparu sur Terre.

Les cyanobactéries ont permis d’oxygéner la Terre par photosynthèse

Toutefois, de par sa capacité à se lier facilement avec un peu tout, il n’est pas directement arrivé dans l’atmosphère mais s’est fixé à un peut tout ce qu’il trouvait, notamment au Fer. C’est seulement après qu’il s’est accumulé dans l’atmosphère créant un bouleversement de l’écosystème primordial. En effet, l’oxygène comme dit plus haut est toxique ! Ainsi, cette présence d’oxygène à tuer de nombreuses espèces de microorganismes anaérobies laissant la place aux cyanobactéries qui ont ainsi pu se démultiplier rendant l’atmosphère de plus en plus oxygénée. Ceci au prix d’une extinction de masse!

Cette atmosphère pleine de dioxygène a également provoqué des changements de températures. En effet, le méthane, molécule puissante à effet de serre, maintenait une haute température sur terre. En réagissant avec l’oxygène, il a été neutralisé refroidissant la planète. Enfin, l’O₂ a permis la constitution d’ozone, qui a ensuite formé la couche du même nom protégeant des UVs. La Terre pouvait donc recevoir des habitants plus complexes à sa surface.

La couche d’ozone, résultat du travail de milliard de milliard de cyanobactéries… ça laisse à réfléchir…

Oxygène et respiration?

La présence d’oxygène a ainsi pu permettre l’apparition d’organismes ayant une respiration aérobie. Ces organismes consomment nécessairement d’autres organismes pour avoir une source de carbone autre que le CO2. En effet, seuls les organismes photosynthétiques peuvent utiliser le CO2 pour le convertir en matière organique. Ces organismes sont à la base de la chaîne alimentaire. Les autres les consomment et grâce à la respiration de l’oxygène obtiennent un rendement énergétique beaucoup plus important, autorisant des actions plus complexes telles que la contraction musculaire par exemple. Contraction musculaire qui permet elle-même d’avoir un système cardio-vasculaire par exemple et donc une complexification des organismes en taille et en fonctions.

L’oxygène permet un meilleur rendement énergétique. Néanmoins, dans les systèmes complexes, comme cette molécule est la condition sine qua none de fonctionnement, sa quantité dans le corps est parfaitement contrôlée. On lui retrouve ainsi un rôle dans de nombreuses fonctions. C’est donc la respiration qui donnera accès à ces fonctions que l’on découvrira dans ce blog au fur et à mesure!

A bientôt

Yvan