वॉशिंग्टनः आपल्याकडे काही शब्द अतिशय चपखल असेच आहेत. पाण्याला आपण ‘जीवन’ म्हणतो तसेच ऑक्सिजनला आपण ‘प्राणवायू’ म्हणतो. जिवंत राहण्यासाठी अवघ्या जीवसृष्टीलाच या प्राणवायूची गरज असते. मात्र, ती तशी का असते, याचा कधी विचार केला आहे का? आपण ऑक्सिजनला केवळ जीवन, पोषण आणि ताज्या हवेचा श्वास समजतो; पण प्रत्यक्षात ते अत्यंत प्रतिक्रियाशील मूलद्रव्य आहे. जो कोणी कधी लाकूड जाळले असेल, त्याने हे थेट अनुभवले असेल. मग असे असताना, इतक्या जीवजंतूंना ऑक्सिजनचा श्वास का घ्यावा लागतो?
जीवन टिकवून ठेवणार्या रासायनिक प्रक्रिया हजारो प्रकारच्या असू शकतात, असे डोनाल्ड कॅनफिल्ड, युनिव्हर्सिटी ऑफ साउदर्न डेनमार्क येथील जीवभूगर्भशास्त्रज्ञ सांगतात. पण, जवळजवळ सर्व युकॅरिओटस् (अशा पेशी ज्यात केंद्रक असते) आणि अनेक प्रोकॅरिओटस् (ज्यांच्यात केंद्रक नसते) ऑक्सिजन वापरतात. कॅनफिल्ड हे मुख्यतः हेटेरोट्रॉफ्सबद्दल बोलत आहेत, जसे की मनुष्य आणि इतर जीव, जे स्वतः अन्न तयार न करता, इतर सजीव सेंद्रिय घटकांवर जगतात. सर्व जीव मात्र हे करत नाहीत. उदाहरणार्थ, वनस्पती हवेतून कार्बन डायऑक्साईड घेऊन त्यातून कार्बन प्राप्त करतात, असे डॅन मिल्स, म्युनिक विद्यापीठातील संशोधक सांगतात.
हेटेरोट्रॉफ्स अन्नातील सेंद्रिय घटकांमधून इलेक्ट्रॉन वेगळे करतात. हे इलेक्ट्रॉन माइटोकॉन्ड्रियाच्या झिल्लीतील एक एन्झाइमपासून दुसर्याकडे स्थानांतरित होतात. यामुळे झिल्लीपलीकडे प्रोटॉन्स (धनायन) पंप होतात आणि ऊर्जा निर्माण होते. ऑक्सिजन त्याच्या उच्च इलेक्ट्रोन ग्राहकतेमुळे या साखळीचा अंतिम टप्पा असतो, तो इलेक्ट्रॉन स्वीकारतो आणि दोन प्रोटॉन्स घेऊन पाणी तयार करतो. या प्रक्रियेमुळे झिल्लीवर प्रोटॉन्सचे साठवलेले ‘जलाशय’ तयार होते. हे प्रोटॉन्स नंतर एका विशिष्ट प्रथिन चॅनेलमधून धबधब्याप्रमाणे बाहेर पडतात, आणि ‘एटीपी’ (एडेनोसिन ट्रायफॉस्फेट) नावाची ऊर्जा-संचयक यंत्रणा निर्माण होते. ही ऊर्जा पेशी स्वतः वापरतात किंवा शरीराच्या विविध भागांत पाठवतात.
जीवन स्फटिक, नायट्रेट, लोह यांसारख्या इतर इलेक्ट्रॉन स्वीकारकांचाही वापर करू शकते; पण ऑक्सिजन हा सर्वाधिक ऊर्जा देणारा स्वीकारक आहे. वॉशिंग्टन विद्यापीठाचे प्राध्यापक डेव्हिड कॅटलिंग यांच्या म्हणण्यानुसार, ‘फ्लोरीन आणि क्लोरीन वगळता, ऑक्सिजनच्या रिडक्शनमुळे इलेक्ट्रॉन ट्रान्सफरमागे सर्वाधिक मुक्त ऊर्जा निर्माण होते.’ क्लोरीन आणि फ्लोरीन दोन्ही विषारी आहेत, तर ऑक्सिजनचा वापर करून अवायवीय श्वसनात पाणी आणि कार्बन डायऑक्साईड व्यतिरिक्त कोणतेही विषारी उत्पादने तयार होत नाहीत. तरीही, ऑक्सिजनची प्रतिक्रिया क्षमता काहीवेळा घातक ठरू शकते. जर शरीरात त्याचे प्रमाण जास्त झाले, तर तो डीएनए व प्रथिनांना हानी पोहोचवू शकतो.
त्यामुळे ‘अँटीऑक्सिडंट्स’ हे योग्य प्रमाणात आरोग्यास उपयुक्त मानले जातात. पण प्रश्न असा पडतो की, जर उपलब्धतेचा मुद्दा महत्त्वाचा असेल, तर नायट्रोजन (जो पृथ्वीच्या वातावरणात 78% आहे) का वापरला जात नाही? कॅनफिल्ड स्पष्ट करतात, ‘नायट्रोजनमध्ये त्रिगुणबंध असतो, जो तोडणं खूपच कठीण आहे.’ काही सूक्ष्मजीव (जसे की नायट्रोजन-फिक्सिंग बॅक्टेरिया) हे विशेषतः नायट्रोजनच्या बंधनांना तोडण्याचे ऊर्जाक्षम प्रोसेस करतात; पण ते सर्वसामान्य श्वसनासाठी योग्य नाही. ऑक्सिजनची वैशिष्ट्ये क्वांटम फिजिक्सवर आधारित असतात. सामान्य स्थितीत ऑक्सिजन फक्त एकच इलेक्ट्रॉन फिरकी (ीळिप) स्वीकारू शकतो, एकाच जोडीतील दोन्ही नाही. ही इलेक्ट्रॉन-स्वीकार पद्धत इतर मूलद्रव्यांपेक्षा वेगळी आहे, आणि तीच त्याला जैविक द़ृष्टिकोनातून उपयुक्त ठरवते.