Środowisko, w którym żyją komórki

Naturalnym środowiskiem, w którym komórki mogą wykonywać swe czynności życiowe, są wodne roztwory elektrolitów i substancji organicznych. Wprawdzie i w powietrzu można spotkać wiele mikroorganizmów, ale są to formy przetrwalnikowe, nie wykazujące prawidłowej aktywności życiowej. Kontakt z wodą muszą mieć zapewniony zatem nie tylko organizmy jednokomórkowe, ale i komórki organizmów tkankowych. W organizmach zwierząt wyższych swobodnie poruszających się w powietrzu i na lądzie środowisko wodne dla komórek stanowią stale uzupełniane płyny ustrojowe. Brak dostępnej wody szybciej powoduje śmierć zwierząt niż brak odpowiedniego pożywienia.

W wodzie otaczającej komórki zawsze rozpuszczone są gazy, substancje mineralne i związki organiczne. Spośród gazów najlepiej rozpuszczalny jest w wodzie dwutlenek węgla. Jeden litr wody w temp. 0°C i pod ciśnieniem 1 atm absorbuje z powietrza 1,715 1 COs, a tylko 0,049 1 tlenu i 0,0241 azotu. Zatem stosunek ilościowy tych gazów w wodzie jest odmienny niż w powietrzu, którego podstawowymi składnikami są azot i tlen, a dwutlenek węgla występuje tylko w znikomej ilości. Wzrost temperatury i wzrost stężenia rozpuszczonych w wodzie elektrolitów zmniejszają zdolność wody do pochłaniania gazów. Stosunkowo znaczna rozpuszczalność w wodzie dwutlenku węgla, który jest produktem procesów oddechowych w komórkach i dla komórek roślinnych jest także substratem przeprowadzanych przez nie reakcji fotosyntezy, umożliwia łatwą jego wymianę pomiędzy komórkami a ich otoczeniem. Obecność tlenu w środowisku komórek jest niezbędna dla prawidłowego przebiegu w komórkach procesów oddychania tlenowego. Tylko komórki zdolne do uwalniania energii w procesach fermentacji beztlenowej, takie jak niektóre bakterie i komórki grzybów, mogą żyć w środowisku pozbawionym wolnego tlenu. W organizmach zwierząt tkankowych dostęp tlenu do komórek ułatwiony jest dzięki obecności specjalnych barwników pochłaniających go z atmosfery i rozprowadzających w obrębie organizmu. Barwniki te (np. hemoglobina zwierząt kręgowych) znajdują się w komórkach krwi albo są rozpuszczane bezpośrednio w płynach ustrojowych tak jak u niektórych bezkręgowców.

Podobne wpisy