Wasser, und insbesondere flüssiges Wasser, wird als so wichtig für die Schaffung und Erhaltung des Lebens angesehen, dass nur wenige Wissenschaftler die Möglichkeit in Betracht ziehen, dass Leben auf Welten ohne es existieren könnte. Die Suche nach außerirdischem Leben durch Organisationen wie die NASA läuft oft auf eine einfache Strategie hinaus: „Folge dem Wasser“.
Warum ist Wasser so wichtig? Nun, es gibt mehrere Gründe, aber sie alle hängen von den einzigartigen chemischen Eigenschaften des Wassers ab. Die als H20 bekannte Chemikalie ist ein einfaches Molekül, das aus zwei kleinen positiv geladenen Wasserstoffatomen und einem großen, negativ geladenen Sauerstoffatom besteht. Dies gibt jedem Molekül und der Substanz selbst die sogenannte Polarität.
Die entgegengesetzten Ladungen bedeuten, dass die verschiedenen Teile der nahe gelegenen Wassermoleküle aneinander haften, aber es bedeutet auch, dass Wasser mit den geladenen Elementen anderer Moleküle interagiert und oft hilft, sie auseinander zu brechen und aufzulösen.
Damit die Tausenden von chemischen Reaktionen in unseren Zellen schnell und effizient ablaufen können, müssen sich die beteiligten Moleküle frei mischen können – sie müssen in etwas gelöst sein. Wasser ist so gut darin, Substanzen zu lösen, dass es als universelles Lösungsmittel bekannt ist. Während andere Substanzen eine ähnliche Lösekraft wie Wasser haben, haben sie nicht ihre chemische Stabilität und ihre Fähigkeit, starke Säuren und Basen zu neutralisieren.
Die Polarität des Wassers hilft auch bei der Bildung der empfindlichen Membranen, die alle lebenden Zellen einkapseln. Im Wasser reihen sich spezielle Fette, Lipide genannt, mit ihren wasserliebenden Enden nach außen und wasserhassenden Enden nach innen und bilden einen kontinuierlichen, aber flexiblen Zweischichtfilm, wie die Außenseite einer Seifenblase. Diese Lipidmembranen spielen eine grundlegende Rolle dabei, die Komplexität des Lebens an einem Ort zu konzentrieren und einzelne Einheiten voneinander und von ihrer Umgebung zu trennen.
Die Polarität von Wasser hilft auch Wassermolekülen, aneinander zu haften, was Wasser eine weitere nützliche Eigenschaft namens Kohäsion verleiht. Dies bedeutet, dass Wasser durch sehr dünne Rohre gezogen wird, selbst gegen die Schwerkraft, so dass Wasser Hunderte von Metern vom Boden bis zu den Wipfeln hoher Bäume fließen kann. Handlich hilft H20 auch, Nährstoffe zu transportieren, Abfall zu entfernen und Druck für strukturelle Unterstützung bereitzustellen.
Sonst noch etwas? Ah ja: die Photosynthese, der Prozess in Pflanzen, der Zucker aus Sonnenlicht erzeugt und die Nahrung erzeugt, die die gesamte Nahrungskette des Planeten ernährt, erfordert – Sie haben es erraten – Wasser.
Tatsächlich gibt es so viele Gründe, warum Wasser für das Leben von entscheidender Bedeutung ist, dass ganze Bücher ihm gewidmet wurden.
Könnte es da draußen seltsame Lebensformen geben, die kein Wasser benötigen? Natürlich – es ist möglich, dass es auf der Erde ein Leben gibt, das sich so sehr von unserem unterscheidet, dass wir uns nicht einmal vorstellen können, wie es funktioniert. Aber es scheint sehr wahrscheinlich, dass, wenn es Leben gibt, es ein Lösungsmittel braucht, um die chemischen Prozesse zu schmieren, die Energie, Bewegung und Replikation erzeugen. Und wir kennen keine andere Substanz, die das halb so gut kann wie Wasser.
Die Bedeutung des Wassers als unterstützende Grundsubstanz veranlasste den Nobelpreisträger Albert von Szent-Györgyi, es als „Matrix, Mutter und Medium“ des Lebens zu beschreiben, während der Wissenschaftsjournalist und Physiker Philip Ball dies über Biologie schrieb: „Man könnte den Schluss ziehen, dass es sich bei dem Thema um Proteine und Gene handelt, die in der DNA verkörpert sind. Aber das ist nur eine Form der Abkürzung; denn in der Biologie geht es wirklich nur um die Wechselwirkungen solcher Moleküle in und mit Wasser.“
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