De evolutie van ademen

24 Oct, 2022

Door Karlien Bongers

Zonder zuurstof gaan we dood. Bij de geboorte nemen we onze eerste hap lucht en we blazen onze laatste adem uit als we het aardse bestaan verlaten. Zo lijkt zuurstof inademen het equivalent voor leven. Met een gemiddelde ademfrequentie van twaalf tot vijftien keer per minuut, halen we per dag tenminste 17.000 keer adem. De ademteugen komen het lichaam binnen via het buizenstelsel van luchtwegen en longweefsel die, met een gezamenlijke lengte van 2400 kilometer, de afstand Amsterdam-Moskou vormen.

Zuurstof is essentieel voor stofwisselingsprocessen van bijvoorbeeld vogels en zoogdieren zoals de mens. Toch was de beschikbaarheid van zuurstof op aarde niet altijd vanzelfsprekend. Hoewel volgens sommigen degene met honderdduizend namen, meestal aangeduid als God, aan het begin van alles stond, is de meest gangbare wetenschappelijke gedachte dat ons heelal zo’n 13,8 miljard jaar geleden is ontstaan, na de zogenaamde oerknal. In de eerste miljarden jaren veranderde ons universum door kernfusies en meteorietinslagen waarbij onze zon en aarde ontstond. Stromatolieten, 3,5 miljard jaar oude eencellige blauwalgen, worden gezien als eerste teken van leven op aarde omdat ze met behulp van zonlicht uit koolstofdioxide energie maakten met zuurstof als afvalproduct.

Zuurstof is een krachtige elektronenacceptor en kan daardoor gemakkelijk energie uitwisselen met andere moleculen in de omgeving. De geringe hoeveelheid zuurstof die de eerste planten op aarde produceerden reageerde met metalen zoals ijzer, als roestlagen terug te vinden in oude gesteenten. Na 1,2 miljard jaar was de zuurstofproductie als afvalproduct van de fotosynthese zo hoog dat er te weinig metalen beschikbaar waren om het te binden, waardoor het in de atmosfeer terechtkwam. Deze zogenaamde zuurstofcrisis, zo’n 2,3 miljard jaar geleden, vormde een tegen uv-straling beschermende ozonlaag. Organismen die niet tegen zuurstof bestand waren stierven of verhuisden naar zuurstofloze gebieden op aarde.

Meer informatie: www.mrjamesnestor.com/bibliography

Lees het gehele artikel vanaf pagina 10 in het VNIG 6/22.

Wilt u het gehele artikel als PDF bestand ontvangen? Bestel het dan hier voor € 3,50.

Bronvermelding:
1. Lane N. (2016). Oxygen, the molecule that made the world. Oxford: Oxford University Press. ISBN 9780198784937
2. Feinstein JS, Gould D, Khalsa SS. Amygdala-driven apnea and the chemoreceptive origin of anxiety. Biol Psychol. 2022 Apr;170:108305. doi: 10.1016/j.biopsycho.2022.108305. Epub 2022 Mar 7. PMID: 35271957.
3. Ritz T, Rosenfield D, Steele AM, Millard MW, Meuret AE. Controlling asthma by training of Capnometry-Assisted Hypoventilation (CATCH) vs slow breathing: a randomized controlled trial. Chest. 2014;146(5):1237-1247. doi:10.1378/chest.14-0665.
4. Nestor J. (2020). Het nieuwe ademen. Amsterdam: Harper Collins Holland. ISBN 9789402706291
5. Tenopoulou M, Doulias PT. Endothelial nitric oxide synthase-derived nitric oxide in the regulation of metabolism. F1000Res. 2020;9:F1000 Faculty Rev-1190. Published 2020 Oct 1. doi:10.12688/f1000research.19998.1.
6. Carmody RN, Dannemann M, Briggs AW, et al. Genetic Evidence of Human Adaptation to a Cooked Diet. Genome Biol Evol. 2016;8(4):1091-1103. Published 2016 Apr 13. doi:10.1093/gbe/evw059.
7. Carmody RN, Weintraub GS, Wrangham RW. Energetic consequences of thermal and nonthermal food processing. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108(48):19199-19203. doi:10.1073/pnas.1112128108.
8. Slagter D. (2020). 400.000 generaties. Amersfoort: Percipe et move. ISBN 9789090332727
9. Kahn S, Ehrlich P, Feldman M , Sapolsky R, Wong S. The Jaw Epidemic: Recognition, Origins, Cures, and Prevention. BioScience. 2020;70 (9):759–771. doi.org/10.1093/biosci/biaa073.