vettä ja erityisesti nestemäistä vettä pidetään niin tärkeänä elämän luomiselle ja ylläpidolle, että vain harvat tiedemiehet pitävät mahdollisena, että elämä olisi olemassa maailmoissa ilman sitä. Nasan kaltaisten organisaatioiden suorittama maapallon ulkopuolisen elämän etsintä perustuu usein yhteen yksinkertaiseen strategiaan: ”seuraa vettä”.
joten miksi vesi on niin tärkeää? Syitä on useita, mutta ne kaikki riippuvat veden ainutlaatuisista kemiallisista ominaisuuksista. H20 on yksinkertainen molekyyli, joka koostuu kahdesta pienestä positiivisesti varautuneesta vetyatomista ja yhdestä suuresta, negatiivisesti varautuneesta happiatomista. Tämä antaa kullekin molekyylille ja itse aineelle ns.
vastakkaiset varaukset tarkoittavat sitä, että läheisten vesimolekyylien eri bitit tarttuvat toisiinsa, mutta se tarkoittaa myös sitä, että vesi vuorovaikuttaa muiden molekyylien varautuneiden alkuaineiden kanssa auttaen usein hajottamaan ja liuottamaan niitä.
jotta tuhannet soluissamme tapahtuvat kemialliset reaktiot tapahtuisivat nopeasti ja tehokkaasti, molekyylien on voitava sekoittua vapaasti – ne on liuotettava johonkin. Vesi on niin hyvä liuottamaan aineita, että sitä kutsutaan ”yleisliuottimeksi”. Vaikka muilla aineilla on samanlainen liukenemiskyky kuin vedellä, niillä ei ole sen kemiallista stabiilisuutta eikä kykyä neutraloida vahvoja happoja ja emäksiä.
veden polaarisuus edesauttaa myös kaikkia eläviä soluja kapseloivien herkkien kalvojen muodostumista. Vedessä erityiset rasvat, joita kutsutaan lipideiksi, asettuvat vastakkain vettä rakastavien päidensä kanssa ulospäin ja vettä vihaavien päidensä kanssa sisäänpäin muodostaen jatkuvan, mutta joustavan kaksikerroksisen kalvon, kuten saippuakuplan ulkopuolen. Nämä lipidikalvot on keskeinen rooli pitää monimutkaisuus elämän keskittynyt yhteen paikkaan, luoda yksittäisiä kokonaisuuksia erillään toisistaan ja niiden ympäristö.
veden polaarisuus auttaa myös vesimolekyylejä tarttumaan toisiinsa, mikä antaa vedelle toisen hyödyllisen ominaisuuden, koheesion. Tämä tarkoittaa sitä, että vesi pääsee vetämään hyvin ohuiden putkien läpi, jopa painovoiman vetoa vastaan, jolloin vesi pääsee virtaamaan satoja metrejä maasta korkeiden puiden latvoihin. Kätevästi H20 auttaa myös ravinteiden kuljetuksessa, jätteiden puhdistamisessa ja luo painetta rakennetukeen.
mitään muuta? Kyllä.: fotosynteesi, kasveissa tapahtuva prosessi, joka luo auringonvalosta sokereita ja luo ravintoa, joka ruokkii planeetan koko ravintoketjua, vaatii – arvasitte sen – vettä.
itse asiassa veden tärkeyteen on niin monia syitä, että sille on omistettu kokonaisia kirjoja.
voisiko siellä olla outoja elämänmuotoja, jotka eivät tarvitse vettä? Tietenkin – on mahdollista, että maapallolla on niin erilaista elämää kuin meillä, ettemme voi edes kuvitella, miten se toimii. Mutta näyttää erittäin todennäköiseltä, että jos elämää on, se tarvitsee liuottimen voidellakseen kemiallisia prosesseja, jotka luovat energiaa, liikettä ja replikaatiota. Emmekä tiedä mitään muuta ainetta, joka tekisi sen puoliksikaan yhtä hyvin kuin vesi.
Veden merkitys tukena perusaineena sai Nobel-palkitun biologin Albert von Szent-györgyin kuvailemaan sitä elämän ”matriisiksi, äidiksi ja väliaineeksi”, kun taas tiedekirjoittaja ja fyysikko Philip Ball kirjoitti biologiasta näin: ”voitaisiin antaa anteeksi päätellä, että aihe on kaikki proteiineista ja geeneistä, jotka sisältyvät DNA: han. Mutta tämä on vain pikakirjoituksen muoto, sillä biologiassa on todellisuudessa kyse tällaisten molekyylien vuorovaikutuksesta vedessä ja sen kanssa.”
- mitä tarkoittaa, jos eksoplaneetta on ”asuttava”?
- miksi jää kelluu veden päällä?
- miksi jääpalat halkeavat, kun ne laittaa veteen?
- miksi juokseva vesi saa minut tarvitsemaan vessaa?