Alle levende ting skal have konstante energikilder for at fortsætte med at udføre selv de mest basale livsfunktioner. Uanset om denne energi kommer direkte fra solen gennem fotosyntesen eller gennem at spise planter eller dyr, skal energien forbruges og derefter ændres til en anvendelig form, såsom adenosintriphosphat (ATP).
Mange mekanismer kan konvertere den originale energikilde til ATP. Den mest effektive måde er igennem aerob åndedræt, hvilket kræver ilt. Denne metode giver mest ATP pr. Energiindgang. Hvis der imidlertid ikke er ilt, skal organismen stadig konvertere energien på andre måder. Sådanne processer, der sker uden ilt, kaldes anaerob. Fermentering er en almindelig måde for levende ting at fremstille ATP uden ilt. Gør dette gæring det samme som anaerob respiration?
Det korte svar er nej. Selvom de har lignende dele og hverken bruger ilt, er der forskelle mellem gæring og anaerob respiration. Faktisk ligner anaerob respiration meget mere aerob respiration end det er som gæring.
Fermentation
De fleste naturfagskurser diskuterer fermentering kun som et alternativ til aerob respiration. Aerob respiration begynder med en kaldet proces glykolyse, hvori et kulhydrat såsom glukose nedbrydes og efter at have mistet nogle elektroner danner et molekyle kaldet pyruvat. Hvis der er en tilstrækkelig tilførsel af ilt, eller nogle gange andre typer elektronacceptorer, flytter pyruvatet til den næste del af aerob respiration. Processen med glykolyse giver en nettogevinst på 2 ATP.
Fermentering er i det væsentlige den samme proces. Kulhydratet nedbrydes, men i stedet for at fremstille pyruvat er slutproduktet et andet molekyle afhængigt af fermenteringstypen. Fermentering udløses oftest af mangel på tilstrækkelige mængder ilt til at fortsætte med at køre den aerobe respirationskæde. Mennesker gennemgår mælkesyrefermentering. I stedet for at afslutte med pyruvat, dannes mælkesyre.
Andre organismer kan gennemgå alkoholisk gæring, hvor resultatet hverken er pyruvat eller mælkesyre. I dette tilfælde fremstiller organismen ethylalkohol. Andre typer gæring er mindre almindelige, men alle giver forskellige produkter afhængigt af organismen, der gennemgår gæring. Da gæring ikke bruger elektrontransportkæden, betragtes den ikke som en type åndedræt.
Anaerob respiration
Selvom gæring sker uden ilt, er det ikke det samme som anaerob respiration. Anaerob respiration begynder på samme måde som aerob respiration og gæring. Det første trin er stadig glycolyse, og det skaber stadig 2 ATP fra et kulhydratmolekyle. I stedet for at slutte med glycolyse, som gæring gør, skaber anaerob respiration pyruvat og fortsætter derefter på den samme vej som aerob respiration.
Efter at have lavet et molekyle kaldet acetylcoenzym A, fortsætter det til citronsyrecyklussen. Flere elektroniske transportører er lavet, og så ender alt ved elektrontransportkæden. Elektronbærerne deponerer elektronerne i begyndelsen af kæden og producerer derefter gennem en proces kaldet kemiosmose mange ATP. For at elektrontransportkæden skal fortsætte med at arbejde, skal der være en endelig elektronacceptor. Hvis denne acceptor er ilt, betragtes processen som aerob respiration. Imidlertid kan nogle typer organismer, herunder mange typer bakterier og andre mikroorganismer, bruge forskellige endelige elektronacceptorer. Disse inkluderer nitrationer, sulfationer eller endda kuldioxid.
Forskere mener, at gæring og anaerob respiration er ældre processer end aerob respiration. Mangel på ilt i den tidlige jordatmosfære gjorde aerob respiration umulig. igennem udvikling, eukaryoter opnåede evnen til at bruge ilt "affaldet" fra fotosyntesen til at skabe aerob respiration.