voda, a konkrétně tekutá voda, je považována za tak důležitou pro vytvoření a výživu života, že jen málo vědců baví možnost života existujícího na světech bez ní. Hledání mimozemského života organizacemi, jako je NASA, se často scvrkává na jednu jednoduchou strategii: „Sledujte vodu“.
proč je tedy voda tak důležitá? Studna, existuje několik důvodů, ale všechny závisí na jedinečných chemických vlastnostech vody. Chemická látka známá jako H20 je jednoduchá molekula složená ze dvou malých kladně nabitých atomů vodíku a jednoho velkého záporně nabitého atomu kyslíku. To dává každé molekule a samotné látce to, co se nazývá „polarita“.
protichůdné náboje znamenají, že různé bity blízkých molekul vody se navzájem drží, ale také to znamená, že voda interaguje s nabitými prvky jiných molekul, což často pomáhá rozbít je a rozpustit je.
aby tisíce chemických reakcí probíhajících v našich buňkách probíhaly rychle a efektivně, musí být zapojené molekuly schopny se volně mísit – musí být v něčem rozpuštěny. Voda je tak dobrá při rozpouštění látek, že je známá jako „univerzální rozpouštědlo“. Zatímco jiné látky mají podobnou rozpouštěcí sílu jako voda, nemají svou chemickou stabilitu a schopnost neutralizovat silné kyseliny a zásady.
polarita vody také napomáhá tvorbě jemných membrán, které zapouzdřují všechny živé buňky. Ve vodě se speciální tuky zvané lipidy vyrovnávají se svými konci milujícími vodu směřujícími ven a konci nenávidícími vodu směřujícími dovnitř a vytvářejí souvislý, ale pružný dvouvrstvý film, jako je vnější strana mýdlové bubliny. Tyto lipidové membrány hrají zásadní roli při udržování složitosti života soustředěné na jednom místě a vytvářejí jednotlivé entity oddělené od sebe navzájem a jejich prostředí.
polarita vody také pomáhá molekulám vody držet se navzájem, což dává vodě další užitečnou vlastnost zvanou soudržnost. To znamená, že voda bude natažena velmi tenkými trubkami, dokonce i proti gravitačnímu tahu, umožňující proudění vody stovky stop od země k vrcholkům vysokých stromů. H20 také pomáhá přepravovat živiny, vyčistit odpad a poskytuje tlak na strukturální podporu.
ještě něco? Ach ano: fotosyntéza, proces v rostlinách, který vytváří cukry ze slunečního světla a který vytváří jídlo, které živí celý potravinový řetězec planety, vyžaduje – uhodli jste-vodu.
ve skutečnosti existuje tolik důvodů, proč je voda pro život zásadní, že jí byly věnovány celé knihy.
mohly by tam být podivné formy života, které nevyžadují vodu? Samozřejmě – je možné, že na Zemi je život tak odlišný od našeho, že si ani nedokážeme představit, jak to funguje. Zdá se však vysoce pravděpodobné, že pokud existuje život, bude potřebovat rozpouštědlo k mazání chemických procesů, které vytvářejí energii, pohyb a replikaci. A nevíme o žádné jiné látce, která by dělala polovinu stejně dobře jako voda.
význam vody jako podpůrné základní látky vedl biologa Alberta von Szent-Györgyiho, který získal Nobelovu cenu, aby ji popsal jako životní „matici, matku a médium“, zatímco vědecký spisovatel a fyzik Philip Ball to napsal o biologii: „mohlo by vám být odpuštěno, že jste dospěli k závěru, že předmět je o proteinech a genech, ztělesněných v DNA. Ale to je jen forma zkratky; pro biologii je opravdu všechno o interakcích takových molekul ve vodě a s vodou.“
- co to znamená, pokud je exoplaneta „obyvatelná“?
- proč led plave na vodě?
- proč kostky ledu prasknou, když je vložíte do vody?
- Proč mě tekoucí voda potřebuje toaletu?