Water, en in het bijzonder vloeibaar water, zo belangrijk geacht voor de creatie en het onderhoud van leven dat weinig wetenschappers de mogelijkheid hebben om leven te leven op werelden zonder Water. De zoektocht naar buitenaards leven door organisaties als NASA komt vaak neer op één simpele strategie: “volg het water”.
waarom is water zo belangrijk? Er zijn verschillende redenen, maar ze hangen allemaal af van de unieke chemische eigenschappen van water. De chemische stof bekend als H2O is een eenvoudig molecuul samengesteld uit twee kleine positief geladen waterstofatomen en een grote negatief geladen zuurstofatoom. Dit geeft elk molecuul, en de stof zelf, wat ‘polariteit’wordt genoemd.
de tegengestelde ladingen betekenen dat de verschillende bits van nabijgelegen watermoleculen aan elkaar kleven, maar het betekent ook dat water interageert met de geladen elementen van andere moleculen, die vaak helpen om ze uit elkaar te breken en op te lossen.
om de duizenden chemische reacties in onze cellen snel en efficiënt te laten plaatsvinden, moeten de betrokken moleculen vrij kunnen mengen – ze moeten ergens in opgelost worden. Water is zo goed in het oplossen van stoffen dat het bekend staat als het ‘universele oplosmiddel’. Terwijl andere stoffen een vergelijkbare oplossende kracht hebben als water, hebben ze niet de chemische stabiliteit en het vermogen om sterke zuren en basen te neutraliseren.
de polariteit van water helpt ook bij de vorming van de delicate membranen die alle levende cellen inkapselen. In water, speciale vetten genoemd lipiden line-up met hun water-liefdevolle uiteinden naar buiten en water-hatende einden naar binnen, het vormen van een continue maar flexibele twee-layer film, zoals de buitenkant van een zeepbel. Deze lipide membranen spelen een fundamentele rol in het houden van de complexiteit van het leven geconcentreerd op één plaats, waardoor individuele entiteiten gescheiden van elkaar en hun omgeving.
de polariteit van water helpt ook watermoleculen aan elkaar te plakken, waardoor water een andere nuttige eigenschap krijgt die cohesie wordt genoemd. Dit betekent dat water door zeer dunne buizen wordt getrokken, zelfs tegen de aantrekkingskracht van de zwaartekracht, waardoor water honderden meters van de grond naar de toppen van hoge bomen kan stromen. Handig, H20 helpt ook bij het transport van voedingsstoffen, het opruimen van afval, en zorgt voor druk voor structurele ondersteuning.
nog iets? Ah ja: fotosynthese, het proces in planten dat suikers maakt uit zonlicht, en dat het voedsel creëert dat de hele voedselketen van de planeet voedt, vereist – je raadt het al-water.In feite zijn er zoveel redenen waarom water cruciaal is voor het leven dat er hele boeken aan gewijd zijn.
kunnen er vreemde levensvormen zijn die geen water nodig hebben? Natuurlijk-het is mogelijk dat er leven zo anders is dan het onze op aarde dat we ons niet eens kunnen voorstellen hoe het werkt. Maar het lijkt zeer waarschijnlijk dat als er leven is, het een oplosmiddel nodig heeft om de chemische processen te smeren die energie, beweging en replicatie creëren. En we kennen geen andere stof die dat half zo goed doet als water.Het belang van Water als ondersteunende basisstof leidde ertoe dat de Nobelprijswinnaar Albert von Szent-Györgyi het beschreef als de “matrix, moeder en medium” van het leven, terwijl de natuurkundige en natuurkundige Philip Ball Dit over de biologie schreef: “You could be forgiven for concluding that the subject is all about proteins and genes, embodied in DNA. Maar dit is slechts een vorm van steno; want biologie gaat eigenlijk over de interacties van dergelijke moleculen in en met water.”
- wat betekent het als een exoplaneet ‘bewoonbaar’is?
- waarom drijft ijs op water?
- waarom barsten ijsblokjes als je ze in water doet?
- Waarom heb ik het toilet nodig voor stromend water?