vatten, och specifikt flytande vatten, anses vara så viktigt för skapandet och näring av livet att få forskare underhåller möjligheten att livet finns på världar utan det. Sökandet efter utomjordiskt liv av organisationer som NASA kokar ofta ner till en enkel strategi: ”följ vattnet”.
så varför är vatten så viktigt? Tja, det finns flera skäl, men de hänger alla på vattnets unika kemiska egenskaper. Kemikalien som kallas H20 är en enkel molekyl som består av två små positivt laddade väteatomer och en stor, negativt laddad syreatom. Detta ger varje molekyl, och själva substansen, vad som kallas ’polaritet’.
de motsatta laddningarna betyder att de olika bitarna i närliggande vattenmolekyler håller fast vid varandra, men det betyder också att vatten interagerar med de laddade elementen i andra molekyler, vilket ofta hjälper till att bryta dem isär och lösa upp dem.
för att de tusentals kemiska reaktioner som händer i våra celler ska ske snabbt och effektivt måste de involverade molekylerna kunna blandas fritt – de måste lösas i något. Vatten är så bra på att lösa upp ämnen att det är känt som ’universal solvent’. Medan andra ämnen har liknande upplösningsförmåga som vatten, har de inte dess kemiska stabilitet och dess förmåga att neutralisera starka syror och baser.
vattnets polaritet hjälper också till att bilda de känsliga membranen som inkapslar alla levande celler. I vatten stämmer speciella fetter som kallas lipider med sina vattenälskande ändar vända utåt och vattenhatande ändar vända inåt och bildar en kontinuerlig men flexibel tvåskiktsfilm, som utsidan av en tvålbubbla. Dessa lipidmembran spelar en grundläggande roll för att hålla livets komplexitet koncentrerad på ett ställe, vilket skapar enskilda enheter som är separata från varandra och deras miljö.
vattnets polaritet hjälper också vattenmolekyler att hålla fast vid varandra, vilket ger vatten en annan användbar egenskap som kallas sammanhållning. Det betyder att vatten kommer att dras genom mycket tunna rör, även mot tyngdkraften, vilket gör det möjligt för vatten att strömma hundratals meter från marken till toppen av höga träd. Handily hjälper H20 också till att transportera näringsämnen, rensa bort avfall och ger tryck för strukturellt stöd.
något annat? Ah ja: fotosyntes, processen i växter som skapar socker från solljus, och som skapar maten som matar planetens hela livsmedelskedja, kräver – du gissade det – vatten.
faktum är att det finns så många anledningar till att vatten är avgörande för livet att hela böcker har ägnats åt det.
kan det finnas konstiga livsformer där ute som inte kräver vatten? Naturligtvis-det är möjligt att det finns liv så annorlunda än Vårt på jorden att vi inte ens kan föreställa oss hur det fungerar. Men det verkar mycket troligt att om det finns liv där ute, kommer det att behöva ett lösningsmedel för att smörja de kemiska processerna som skapar energi, rörelse och replikering. Och vi vet inget annat ämne som gör den hälften så bra som vatten.
vattnets betydelse som ett stödjande basämne ledde den Nobelprisvinnande biologen Albert von Szent-Gyubirgyi att beskriva det som livets ”matris, mor och medium”, medan vetenskapsförfattaren och fysikern Philip Ball skrev detta om biologi: ”du kan förlåtas för att dra slutsatsen att ämnet handlar om proteiner och gener, förkroppsligade i DNA. Men detta är bara en form av stenografi; för biologi handlar verkligen om interaktioner mellan sådana molekyler i och med vatten.”
- vad betyder det om en exoplanet är beboelig?
- varför flyter is på vatten?
- varför spricker isbitar när du lägger dem i vatten?
- varför får rinnande vatten mig att behöva toaletten?