Transferência de energia e respiração celular

Na postagem anterior você viu que as plantas produzem o seu próprio alimento, acumulando energia solar em moléculas de glicose que formam seus tecidos corporais: tubérculos, frutos, sementes, dentre outros.

 

Como consequência, as plantas servem de alimento para seres vivos que não realizam fotossíntese e precisam de ingerir outros seres para conseguir moléculas de glicose e, juntamente com elas, energia. Sendo assim, a energia solar é transferida para os demais seres vivos - consumidores - de uma cadeia alimentar através da ingestão das plantas - produtores.

 

 

 

Nos demais seres vivos, estas moléculas de glicose têm as ligações entre os seus átomos quebradas, liberando a energia que estava acumulada nelas. É essa energia que os animais irão utilizar para manter o seu corpo em funcionamento.

 

A quebra da glicose exige, no entanto, que está molécula reaja com o oxigênio adquirido do ar através da respiração corporal. Esse gás é direcionado pela hemoglobina sanguínea para as células, onde acontecerá o processo de respiração celular, ou seja, de quebra da glicose pela sua reação com o gás oxigênio dentro de cada célula, com posterior liberação de energia, gás carbônico e água. O gás carbônico será elimindo no ar pela respiração corporal e a água que não for utilizada será eliminada pelo suor ou pela urina. 

 

 

 

 

 

Note que a respiração celular nada mais é do que uma combustão, na qual o combustível é a molécula de glicose e o comburente é o gás oxigênio. Ainda há, assim como na combustão, a liberação de energia e de gás carbônico. A diferença da combustão e da respiração celular é que a energia é liberada gradualmente através do rompimento das ligações, uma por vez, dos átomos da molécula de glicose.

 

Para se manter vivo então, um organismo deve se alimentar para conquistar de energia solar acumulada nos nutrientes e, também, respirar para capturar o gás oxigênio do ar, que irá liberar a energia depositada nos alimentos.

 

 

 

 

 

 

 

 

Fotossíntese

As plantas conseguem realizar um processo chamado fotossíntese, através do qual fabricam o seu prórpio alimento. Como duas consequências desse processo temos:

 

1º - as plantas não precisam se alimentar de nenhum ser vivo para conseguir matéria e energia, conquistando a matéria diretamento do ambiente e a energia das moléculas de glicose que elas próprias fabricam.

 

2º - elas fabricam seu alimento energético - a glicose - a partir daquilo que retiram do ambiente, acumulando esse produto em seus tecidos corporais, tornando-se então o alimento de diversos seres vivos.

Para realizar esse processo, a planta retira água do solo e gás carbônico do ar (CO2) que são as duas moléculas ingredientes para a produção da glicose - produto da fotossíntese. Da reação dessas duas moléculas, com o acúmulo de energia solar entre as suas ligações, resulta a molécula altamente energética da glicose, o alimento das plantas e da maioria dos seres vivos.

 

 

 

Por essa razão é que ouvimos falar que para crescer uma planta necessita somente de solo, água, ar e luz, justamente porque são desses componentes do meio ambiente, que a planta retira todos os elementos necessários para ela produzir uma molécula orgânica mais complexa e repleta de energia.

 

Como resultando, ainda da fotossíntese, a planta libera no ar moléculas de gás oxigênio (O2) que sobram na reação. É esse oxigênio que nós e todos os demais seres vivos respiramos.

 

 

Veja que a energia solar entra na reação da fotossíntese não como componente material, mas como energia que fica acumulada nas ligações entre os átomos da molécula de glicose. Essa energia é captada pela planta através de suas folhas repletas de clorofila, molécula muito sensível à luz do sol. A folha de uma planta funciona portanto como um painel de captação de energia solar.

O ciclo da matéria na natureza

A matéria é formada por moléculas, que por sua vez são formados por átomos.

Essa matéria nunca tem fim, apesar de os seres vivos morrerem. No entanto, a matéria deles é constantemente reaproveitada pela natureza para formar novos corpos e novos objetos.

Sendo assim, em sua apostila, na página 94, temos um bom exemplo de como a matéria circula, transita ou "passeia" na natureza.

Na letra a temos: Uma ovelha se alimenta se capim, ingerindo os átomos que formam o corpo do capim. Fazendo isso a ovelha adquire átomos que serão usados para construir estruturas diferentes no corpo desta ovelha, no caso, seus pelos - a lã.

Na letra b temos: Um mosquito suga o sangue do ser humano, adquirindo seus átomos. No organismo do mosquito estes átomos serão reorganizados para formar estruturas importantes para ele, por exemplo, seus ovos logo após sua reprodução.

Na letra c temos: Uma preguiça vive e se alimenta de folhas de árvores. Quando ela se alimenta das folhas, adquire átomos que serão reorganizados para formar o corpo de seu filhote, logo após o período de reprodução da preguiça.

O movimento desses átomos na natureza é um ciclo. Pensando assim, vamos imaginar que nos três casos, a ovelha, o mosquito e a preguiça morreram. O que será que irá acontecer com os átomos que formam o corpo destes seres vivos?

Resposta: Seus corpos seram desmanchados pela decomposição dos fungos e bactérias. Com pouco tempo já não haverá nenhum resto visível destes seres na natureza. No entanto, seus átomos, apesar de não visíveis, nunca desapareceram. Eles serão utilizados pelo ambiente para formar outras moléculas como água, gases, terra.

E esses gases, essa água e essa terra serão utilizados por outros seres vivos para permanecerem vivos, para se hidratarem e se alimentarem, começando tudo novamente..... isso é o que significa movimento em forma de ciclo, ou ciclo da matéria (átomos) na natureza!

Princípio de Lavoisier

Antoine Laurent de Lavoisier foi um químico francês, considerado o pai da química moderna. Nasceu em Paris em  26 de agosto de 1743 e morrreu em 8 de maio de 1794.

Ajudou na pesquisa que conseguiu identificar o átomo de oxigênio e, inclusive, foi o químico quem sugeriu este nome ao átomo descoberto.

Foi ele quem descobriu que a água é uma substância formada por dois tipos de átomos: dois de hidrogênio e um de oxigênio, gerando o H₂O.

Durante seus estudos, anunciou o seguinte princípio:

"Na Natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma."

Você já é capaz de entender este princípio. Portanto, explique o princípio de Lavoisier, baseado no princípio da reciclagem da matéria na natureza.

O que o consumismo tem a ver com os átomos?

Você já conhece o significado da palavra átomo. Ela se refere a menor parte que forma um amontoado de matéria.

Por serem muito pequenos, os atómos precisam ser reunidos para formar moléculas (como por exemplo a molécula de água - H2O - formada por 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio). E estas moléculas são amontoadas para gerar um corpo ou um objeto que seja observado pela visão humana.

Sendo assim, para formar um pequeno grão de areia são necessários "trilhões e trilhões" de átomos.

Mas o que isso tem a ver com o consumismo: atitude do homem de adquirir muitos objetos?

Bom, já sabemos também que tudo o que utilizamos vem a princípio de algum recurso natural. O plástico vem do petróleo, a madeira vem das árvores, o vidro vem da areia, o ferro vem do solo, o papel vem das plantas. Ou seja, tudo tem uma origem natural.

Quando produzimos os objetos, os quais usamos em nosso dia a dia, estamos retirando átomos da natureza. Também quando produzimos lixo, estamos devolvendo um depósito de átomos para o meio ambiente.

O consumo quando é feito de forma consciente (somente quando é necessário) não perturba tanto o caminho natural que a matéria realiza na natureza. Isso porque, quando as retiradas de átomos ou matéria da natureza são feitas em poucas quantidades, extraimos os recursos naturais sem colocar a natureza em risco de escassez (falta) de matéria. Da mesma forma, não são gerados quantidades enormes de lixo, de forma que a natureza dá conta de desmanchá-lo para reciclar seus átomos.


Mas, se ao contrário, consumirmos exageradamente (comprar sem a devida necessidade), estaremos retirando uma quantidade muito grande de átomos da natureza através da extração de seus materiais (madeira, metais, petróleo, dentre outros) para a produção dos bens usados pelo homem. Não estaremos respeitando o tempo que a natureza necessita para gerar mais recursos, já que uma árvore não cresce da noite para o dia e nem uma rocha é formada  em poucas horas.

Haverá ainda o acúmulo de lixo a partir do desperdício de muitos produtos que nem chegam a ser usados. A natureza também precisa de tempo para desmanchar o lixo gerado pelo homem, visto que uma garrafa pet, por exemplo, precisa de cem anos para ser desmanchada. A grande quantidade de lixo gerada não consegue ser desmanchada, até chegar aos seus átomos, e eles não podem ser reciclados e reutilizados.

O lixo é um depósito de átomos que já pertenceram um dia à natureza, levando grande tempo para que esses átomos possam ser devolvidos a ela.

Diante disso, percebemos que o consumismo inconsciente e a grande geração de lixo perturbam a ordem natural. Isso porque, estes atos desrespeitam o tempo que a natureza necessita para desmanchar os corpos e objetos até chegar aos seus átomos e para construir outros corpos e objetos a partir da reunião destes átomos.

Esse é o princípio da reciclagem da matéria que é realizado pela natureza. Princípio que também tem sido praticado pelo homem como forma de diminuir os problemas causados pela sociedade ao meio ambiente.

Combustão

Combustão significa queima. Trata-se de uma reação química, ou seja, de uma mistura de substâncias químicas ou moléculas para formar outros tipos de substâncias químicas ou moléculas diferentes das iniciais.

As moléculas iniciais são as que formam o combustível (geralmente uma substância formada por muitos átomos de carbono) e o comburente (sempre será o gás oxigênio que mantem a chama acessa).

Como resultado desta mistura de substâncias iniciais temos a substância resultante: o gás carbônio ou CO2, formado a partir da mistura dos átomos de carbono (C) do combustível com o comburente gás oxigênio (O2).

Além desta substância química resultante, é formado nesta mistura a energia na forma de luz e calor, produzida através da chama.

Enquanto houver combustível e comburente, a chama se mantem. Quando o combustível acaba a queima termina. É isso que acontece quando a gasolina do carro acaba: a queima que ocorre no motor termina e a energia necessária para movimentar o carro não é produzida.

Quando a chama é abafada, ela também acaba. Neste caso, o que ocorre é que o comburente - gás oxigênio - não está entrando em contato com a chama, deixando-a de mantê-la acessa.

Portanto, para haver queima com produção de energia são necessários dois elementos: o combustível e o comburente, através dos quais é gerado o gás carbônico.

Por ser ligado ao gás oxigênio para gerar gás carbônico é que o combustível da queima é gasto, razão pela qual uma vela acessa diminui de tamanho, a gasolina de um carro em movimento acaba, a lenha desaparece em uma fogueira.

A biosfera e o ciclo natural da matéria no planeta

A biosfera é o conjunto de todos os seres vivos existentes no planeta. Sendo assim, podemos dizer que toda a matéria existente no planeta e que esteja formando um ser vivo é também parte da biosfera.

Desta forma, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio e demais átomos que estejam constituindo as proteinas, as gorduras, os órgãos, os músculos e os tecidos dos seres vivos estão temporariamente reunidos na biosfera: a esfera de vida.

Mas o que é a vida? Como dizer que uma determinada concentração de matéria está viva ou morta?

O que faz um ser vivo é o fato de ele retirar do meio ambiente átomos através de sua respiração e alimentação para formar as partes de seu corpo e, também, devolver ao meio ambiente átomos dos quais não irá mais necessitar como a matéria constituida nas fezes e na expiração.

Por essa razão usamos a palavra "temporariamente" quando citamos que a matéria está reunida na biosfera. Isto porque ao mesmo tempo que um átomo de carbono está formando uma célula do corpo de um ser vivo, ele pode ser liberado ao ambiente através da respiração deste ser vivo.

Percebemos então que a matéria gira entre ser vivo e meio ambiente, e, também, que é o meio ambiente que alimenta, que sustenta a vida, cedendo aos seres vivos toda a matéria que ele precisa para viver.

A atmosfera cede o ar, a hidrosfera dá a água e a litosfera concede minerais para que todas as formas de vida (plantas, aminais, bactérias, fungos, dentre outros) possam respirar, se hidratar e se alimentar.

Estamos, portanto, intimamente ligados ao meio ambiente, vivendo às custas dele, além de o modificarmos através da matéria que devolvemos a ele. Naturalmente existe um equilíbrio entre aquilo que alguns tipos de vida retiram do ambiente e aquilo que outros tipos de vida devolvem a ele. A isso se chama equilibrio natural e um exemplo é o fato de as plantas estarem a todo momento produzindo oxigênio e alimentos, enquanto os animais se alimentam destes alimentos e consomem este oxigênio, devolvendo gás carbônico.

No entanto, o modo de viver humano tem perturbado este equilibrio natural, retirando muitos recursos sem que a natureza dê conta de refazê-los. Além disso, tem gerado também muito lixo, o qual a natureza não consegue desmanchar e reutilizar.

Melhores exemplos dessa perturbação que o homem tem causado podem ser encontrados no link abaixo:

http://www.youtube.com/watch?v=7qFiGMSnNjw

O homem tem colocado em risco o equilibrio natural pelo fato de não compreender que faz parte desse equilíbrio. Entender isso é essencial para que possamos agir de forma consciente e que respeite o tempo e a ordem da natureza.

Endenter isso é essencial para que a vida no planeta possa ser garantida e sempre renovada, e nós, seres humanos, temos papel principal nesta história.