El oxígeno atmosférico es requerido por todas las plantas y animales terrestres y acuáticos para la respiración: la descomposición de los compuestos orgánicos para el carbono y la energía necesarios para el mantenimiento y el crecimiento celular. Las plantas y los animales devuelven el oxígeno a la atmósfera, el suelo o el agua, aunque existen múltiples vías para que el oxígeno se tome, principalmente al interactuar con otras moléculas en el suelo y el agua.

Aire, suelo y agua

La atmósfera de la Tierra tiene una concentración de oxígeno del 21 por ciento y el elemento se cicla rápidamente entre las plantas, los animales y la atmósfera a través de la fotosíntesis y la respiración. En el agua, el oxígeno se mueve mucho más lento, por lo que el consumo de oxígeno a través de la respiración a menudo excede la producción a través de la fotosíntesis, lo que resulta en cambios diarios en las concentraciones de oxígeno disuelto. De manera similar, la penetración de oxígeno en el suelo saturado es mucho más lenta que en el suelo seco, lo que conduce a diferentes concentraciones de oxígeno en diferentes partes del suelo. Esto, a su vez, influye en el transporte de oxígeno adicional.

Fotosíntesis

En la fotosíntesis, el dióxido de carbono atmosférico se convierte en glucosa dentro de las hojas de las plantas. El oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis y las plantas lo liberan a la atmósfera. También se puede liberar a través del sistema de raíces, proporcionando oxígeno al suelo. La vegetación acuática sumergida y el fitoplancton liberan el oxígeno producido durante la fotosíntesis en el agua. Tanto las plantas terrestres como las acuáticas hacen que el oxígeno esté disponible para la respiración de otras plantas y animales.

Respiración

La respiración es un proceso celular realizado por plantas y animales. Durante la respiración, el oxígeno molecular se usa para descomponer los compuestos de carbono orgánico. En los animales, este carbono proviene de los alimentos que consumen, mientras que el carbono en las plantas se obtiene durante la fotosíntesis. La respiración que requiere oxígeno se denomina respiración aeróbica y consiste en oxígeno que acepta electrones del carbono. Se pueden usar elementos distintos del oxígeno para aceptar electrones del carbono, aunque son menos eficientes.

Respiración anaeróbica

El oxígeno proporciona la mayor energía a las plantas, animales y microbios durante la respiración. Sin embargo, cuando se ha consumido todo el oxígeno en el agua o suelo saturado, algunos microbios pueden sustituir a otros compuestos por oxígeno, como hierro, manganeso, nitrato y sulfato, en un proceso conocido como respiración anaeróbica. La respiración anaeróbica es común en los suelos de los humedales, que a menudo se inundan y tienen concentraciones de oxígeno más bajas que los suelos más secos. Cuando el oxígeno vuelve a entrar en el suelo o en el agua, la respiración aeróbica comienza de nuevo.