Quyosh sistemamizning issiq va sovuq sayyoralaridan farqli o'laroq, Yer sayyorasida qandaydir shaklda hayotga ruxsat beruvchi sharoitlar mavjud. Asosiy shartlardan biri barcha tirik mavjudotlarning erkin nafas olishiga imkon beruvchi va koinotda hukm surayotgan halokatli nurlanishdan himoya qiluvchi atmosferaning tarkibidir.
Atmosfer nimadan iborat
Yer atmosferasi koʻplab gazlardan tashkil topgan. U asosan azot bo'lib, 77% ni egallaydi. Erdagi hayotni tasavvur qilib bo'lmaydigan gaz ancha kichikroq hajmni egallaydi, havodagi kislorod miqdori atmosferaning umumiy hajmining 21% ni tashkil qiladi. Oxirgi 2% turli gazlar, jumladan argon, karbonat angidrid, geliy, neon, kripton va boshqalar aralashmasidir.
Yer atmosferasi 8 ming km balandlikka ko'tariladi. Nafas oladigan havo faqat atmosferaning pastki qatlamida joylashgan.troposfera, qutblarda - 8 km, yuqorida va ekvatordan yuqorida - 16 km. Balandlik oshgani sayin havo yupqaroq bo'ladi va kislorod ko'proq kamayadi. Turli balandliklarda havodagi kislorod miqdori qanday ekanligini ko'rib chiqish uchun biz misol keltiramiz. Everest cho'qqisida (balandligi 8848 m) havo bu gazni dengiz sathidan 3 baravar kamroq ushlab turadi. Shuning uchun baland tog‘cho‘qqilarini zabt etuvchilar – alpinistlar uning cho‘qqisiga faqat kislorod niqoblarida ko‘tarilishlari mumkin.
Kislorod sayyorada omon qolishning asosiy shartidir
Yer paydo boʻlishining boshida uni oʻrab turgan havo tarkibida bunday gaz boʻlmagan. Bu okeanda suzuvchi eng oddiy - bir hujayrali molekulalarning hayoti uchun juda mos edi. Ularga kislorod kerak emas edi. Jarayon taxminan 2 million yil oldin, birinchi tirik organizmlar fotosintez reaktsiyasi natijasida kimyoviy reaktsiyalar natijasida olingan bu gazning kichik dozalarini dastlab okeanga, keyin atmosferaga chiqara boshlaganida boshlangan. Hayot sayyoramizda rivojlanib, turli shakllarni oldi, ularning aksariyati bizning davrimizga qadar saqlanib qolmagan. Ayrim organizmlar yangi gaz bilan hayotga moslashdi.
Ular oziq-ovqatdan energiya olish uchun elektr stansiyasi vazifasini bajaruvchi hujayra ichida uning kuchidan xavfsiz foydalanishni oʻrgandilar. Kisloroddan foydalanishning bunday usuli nafas olish deb ataladi va biz buni har soniyada qilamiz. Bu ko'proq narsaga imkon bergan nafas edimurakkab organizmlar va odamlar. Millionlab yillar davomida havodagi kislorod miqdori hozirgi darajasiga ko'tarilib, taxminan 21% ni tashkil qildi. Ushbu gazning atmosferada to'planishi yer yuzasidan 8–30 km balandlikda ozon qatlamining paydo bo'lishiga yordam berdi. Shu bilan birga, sayyora ultrabinafsha nurlarining zararli ta'siridan himoyalangan. Suv va quruqlikdagi hayot shakllarining keyingi evolyutsiyasi fotosintezning kuchayishi natijasida tez sur'atlar bilan o'sdi.
Anaerob hayot
Ba'zi organizmlar chiqayotgan gazning ko'tarilish darajasiga moslashgan bo'lsa-da, Yerda mavjud bo'lgan eng oddiy hayot shakllarining ko'pi yo'q bo'lib ketdi. Boshqa organizmlar kisloroddan yashirinib omon qolgan. Ulardan ba'zilari bugungi kunda dukkakli o'simliklarning ildizlarida yashaydi, o'simliklar uchun aminokislotalar hosil qilish uchun havodagi azotdan foydalanadi. Botulizmning halokatli organizmi kisloroddan yana bir "qochoq" hisoblanadi. U konservalar solingan vakuumli paketlarda tinchgina tirik qoladi.
Hayot uchun optimal kislorod darajasi qanday
O'pkasi nafas olish uchun hali to'liq ochilmagan erta tug'ilgan chaqaloqlar maxsus inkubatorlarga tushadi. Ularda havodagi kislorod miqdori hajm bo'yicha yuqoriroq bo'lib, bu erda odatdagi 21% o'rniga uning darajasi 30-40% gacha o'rnatiladi. Og'ir nafas olish muammolari bo'lgan chaqaloqlar bolaning miyasiga zarar etkazmaslik uchun 100% kislorod darajasiga ega havo bilan o'ralgan. Bunday sharoitda bo'lish gipoksiya holatida bo'lgan to'qimalarning kislorod rejimini yaxshilaydi va ularning hayotiy faoliyatini normallantiradi. Lekinuning havoda ko'p bo'lishi juda kam bo'lgani kabi xavflidir. Bolaning qonida kislorodning ko'p bo'lishi ko'z tomirlariga zarar etkazishi va ko'rish qobiliyatini yo'qotishi mumkin. Bu gaz xususiyatlarining ikki tomonlamaligini ko'rsatadi. Yashash uchun biz undan nafas olishimiz kerak, lekin uning ortiqcha miqdori ba'zan tana uchun zaharga aylanishi mumkin.
Oksidlanish jarayoni
Kislorod vodorod yoki uglerod bilan birlashganda oksidlanish deb ataladigan reaksiya sodir bo'ladi. Bu jarayon hayotning asosi bo'lgan organik molekulalarning parchalanishiga olib keladi. Inson tanasida oksidlanish quyidagicha davom etadi. Qizil qon hujayralari o'pkadan kislorod to'playdi va uni butun tanaga olib boradi. Biz iste'mol qiladigan oziq-ovqat molekulalarini yo'q qilish jarayoni mavjud. Bu jarayon energiya, suv va karbonat angidridni chiqaradi. Ikkinchisi qon hujayralari tomonidan o'pkaga qaytariladi va biz uni havoga chiqaramiz. Agar 5 daqiqadan ko'proq vaqt davomida nafas olish to'xtatilsa, odam bo'g'ilib qolishi mumkin.
Nafas olish
Nafas olayotgan havodagi kislorod miqdorini hisobga oling. Nafas olayotganda o'pkaga tashqaridan kiradigan atmosfera havosi nafas olish deyiladi va nafas chiqarishda nafas olish tizimi orqali chiqadigan havo nafas chiqarish deb ataladi.
Bu alveolalarni havo yo'llaridagi havo bilan to'ldiradigan havo aralashmasi. Tabiiy sharoitda sog'lom odam nafas oladigan va chiqaradigan havoning kimyoviy tarkibi amaldafarqlanadi va bu kabi raqamlar bilan ifodalanadi.
Gaz miqdori (%)
| - | Kislorod | Karbonat angidrid | Azot va boshqa gazlar |
| Ingalyatsion havo | 20, 94 | 0, 03 | 79, 03 |
| Nafas chiqarilgan havo | 16, 3 | 4, 0 | 79, 7 |
| Alveolyar havo | 14, 2 | 5, 2 | 80, 6 |
Kislorod hayot uchun havoning asosiy komponentidir. Bu gazning atmosferadagi miqdoridagi o'zgarishlar unchalik katta emas. Agar dengiz havosida 20,99% gacha kislorod bo'lsa, sanoat shaharlarining juda iflos havosida ham uning darajasi 20,5% dan pastga tushmaydi. Bunday o'zgarishlar inson tanasiga ta'sir ko'rsatmaydi. Fiziologik buzilishlar havodagi kislorod ulushi 16-17% gacha tushganda paydo bo'ladi. Shu bilan birga, aniq kislorod tanqisligi mavjud bo'lib, bu hayotiy faoliyatning keskin pasayishiga olib keladi va havodagi kislorod miqdori 7-8% bo'lsa, o'lim mumkin.
Turli davrlardagi atmosfera
Atmosferaning tarkibi har doim evolyutsiyaga ta'sir qilgan. Turli geologik davrlarda tabiiy ofatlar tufayli kislorod darajasining ko'tarilishi yoki pasayishi kuzatildi va bu biotizimning o'zgarishiga olib keldi. Taxminan 300 million yil oldin, uning atmosferadagi tarkibi35% gacha ko'tarildi, sayyorada esa ulkan hajmdagi hasharotlar yashagan. Yer tarixidagi tirik mavjudotlarning eng katta yo'q bo'lib ketishi taxminan 250 million yil oldin sodir bo'lgan. Uning davomida okean aholisining 90% dan ortig'i va quruqlik aholisining 75% nobud bo'ldi. Ommaviy qirilib ketishning bir versiyasiga ko'ra, havodagi kislorod miqdori kamligi sabab bo'lgan. Bu gaz miqdori 12% ga kamaydi va u atmosferaning quyi qatlamlarida 5300 metr balandlikda joylashgan. Bizning davrimizda atmosfera havosidagi kislorod miqdori 20,9% ga etadi, bu 800 ming yil avvalgidan 0,7% ga kam. Bu raqamlarni o'sha paytda shakllangan Grenlandiya va Atlantika muzlari namunalarini o'rgangan Prinston universiteti olimlari tasdiqlaydi. Muzlagan suv havo pufakchalarini saqlab qoldi va bu fakt atmosferadagi kislorod darajasini hisoblashda yordam berdi.
Uning havodagi darajasi nimaga bo'ysunadi
Uning atmosferadan faol singishi muzliklarning harakatlanishi natijasida yuzaga kelishi mumkin. Ular uzoqlashganda, ular kislorodni iste'mol qiladigan organik qatlamlarning keng joylarini ochib beradi. Yana bir sabab okeanlar suvlarining sovishi bo'lishi mumkin: uning bakteriyalari past haroratlarda kislorodni faolroq o'zlashtiradi. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, sanoat sakrashi va u bilan birga katta miqdordagi yoqilg'ining yonishi alohida ta'sir ko'rsatmaydi. Dunyo okeanlari 15 million yil davomida soviydi va atmosferadagi hayotiy moddalar miqdori inson ta'siridan qat'iy nazar kamaydi. Ehtimol, Yerda ba'zi tabiiy jarayonlar sodir bo'lib, kislorod iste'mol qilinishiga olib keladiishlab chiqarilganidan yuqori bo'ladi.
Insonning atmosfera tarkibiga ta'siri
Keling, insonning havo tarkibiga ta'siri haqida gapiraylik. Bizda mavjud bo'lgan daraja tirik mavjudotlar uchun ideal, havodagi kislorod miqdori 21% ni tashkil qiladi. Uning va boshqa gazlarning muvozanati tabiatdagi hayot aylanishi bilan belgilanadi: hayvonlar karbonat angidridni chiqaradi, o'simliklar undan foydalanadi va kislorod chiqaradi.
Ammo bu daraja doimo doimiy boʻlishiga kafolat yoʻq. Atmosferaga chiqadigan karbonat angidrid miqdori ortib bormoqda. Bu insoniyat tomonidan yoqilg'idan foydalanish bilan bog'liq. Va u, siz bilganingizdek, organik kelib chiqishi qazilmalaridan hosil bo'lgan va karbonat angidrid havoga kiradi. Ayni paytda sayyoramizdagi eng yirik o'simliklar, daraxtlar tobora ortib borayotgan darajada yo'q qilinmoqda. Bir daqiqada kilometrlab o'rmon yo'qoladi. Demak, havodagi kislorodning bir qismi asta-sekin tushib bormoqda va olimlar allaqachon signal berishmoqda. Yer atmosferasi cheksiz ombor emas va kislorod unga tashqaridan kirmaydi. U har doim Yerning rivojlanishi bilan birga ishlab chiqilgan. Doimiy esda tutish kerakki, bu gaz karbonat angidridni iste'mol qilish tufayli fotosintez jarayonida o'simliklar tomonidan ishlab chiqariladi. O'rmonlarning kesilishi ko'rinishidagi har qanday sezilarli qisqarish kislorodning atmosferaga kirishini muqarrar ravishda kamaytiradi va shu bilan uning muvozanatini buzadi.
