Les eucaryotes sont des cellules avec des noyaux et d'autres organites. Tous les eucaryotes n'ont pas besoin d'oxygène pour survivre, mais la plupart le font. Les eucaryotes utilisent l'oxygène pour convertir les aliments en énergie, ce qui est une forme très efficace de métabolisme. Ce sont des aérobies ou des organismes eucaryotes «aérobies» (consommant de l'oxygène). Il y a aussi des cellules eucaryotes qui n'ont pas besoin d'oxygène dans le processus de production d'énergie. Cette méthode de production d'énergie est anaérobie.

L'oxygène pour la production d'énergie dans les eucaryotes

Les cellules convertissent les nutriments en énergie utilisée pour l'activité cellulaire. Les réactions impliquées dans ce processus nécessitent une cellule pour décomposer de grandes molécules nutritives en plus petites, ce qui produit de l'énergie en tant que produit. Afin de remplir cette fonction, la cellule nécessite une molécule capable d'accepter un électron provenant d'une molécule donneuse produite dans le processus de dégradation. Comme cet électron est accepté par la molécule d'oxygène, l'énergie est libérée. C'est ce qu'on appelle la respiration cellulaire aérobie.

Production d'énergie sans oxygène

Certaines cellules eucaryotes peuvent produire de l'énergie en l'absence d'oxygène. Les exemples incluent les cellules musculaires squelettiques humaines et les levures. Le muscle squelettique humain peut survivre sans oxygène très brièvement. De nombreuses levures peuvent survivre indéfiniment sans oxygène.

La respiration anaérobie et la fermentation

Les cellules eucaryotes, pour la plupart, utilisent un processus appelé fermentation pour permettre la production d'énergie sans oxygène. La fermentation est un processus qui recycle l'énergie plutôt que de la produire. Ce recyclage permet au métabolisme de continuer en présence de nutriments même lorsque l'oxygène n'est pas disponible. Une petite minorité d'organismes eucaryotes peuvent utiliser des voies de respiration anaérobies qui, comme la respiration aérobie, impliquent une chaîne de transport d'électrons, pour générer de l'énergie. Contrairement à la respiration aérobie, cependant, la respiration anaérobie n'utilise pas l'oxygène comme récepteur d'électrons final. Une molécule différente est utilisée.

Les levures et les cellules musculaires animales appauvries en oxygène sont des exemples de cellules eucaryotes qui utilisent la fermentation pour maintenir le métabolisme. Il y a des algues eucaryotes qui sont capables de convertir l'énergie du soleil en énergie cellulaire et elles peuvent vivre dans des environnements qui ont peu ou pas d'oxygène. Ces algues utilisent principalement le processus de fermentation, mais quelques-unes utilisent la respiration anaérobie.

Anaérobies facultatives versus anaérobies obligatoires

Certaines cellules eucaryotes peuvent survivre avec ou sans présence d'oxygène. Ceux-ci sont connus comme anaérobies facultatifs. Des exemples d'anaérobies facultatifs comprennent les levures et les invertébrés marins, y compris les moules et les crustacés. Les anaérobies facultatifs peuvent passer de l'utilisation d'oxygène pour produire de l'énergie à des processus anaérobies en fonction de la disponibilité en oxygène. Aucun organisme eucaryote ne nécessite l'absence d'oxygène pour se développer. Cependant, certaines bactéries procaryotes (dépourvues d'organites) ne peuvent pas survivre en présence d'oxygène. Ils sont appelés anaérobies obligatoires.