A víz az élethez szükséges „univerzális oldószer”

Amikor az emberiség a minket körülvevő univerzumban élet jeleit keresi, akkor a tudósok fókusza a víz felé irányul. És miért a víz? Jelenlegi tudásunk szerint az élet létrejöttében és fenntartásában kulcsszerep hárul a vízre és még nem találtunk olyan anyagot, mely a víz hatékonyságának akár a felével is felérhetne. Ezért a NASA-hoz hasonló szervezetek stratégiája a „kövesd a vizet” mondatban összefoglalható.

Miben rejlik a víz hatékony szerepe élet létrejöttében és fenntartásában?

Nos, ennek több oka is van, de mindegyik a víz egyedi kémiai tulajdonságainak köszönhető. A H₂O néven ismert vegyi anyag egy egyszerű molekula, amely két kis pozitív töltésű hidrogénatomból és egy nagy, negatív töltésű oxigénatomból áll. Ez adja az egyes molekuláknak és magának az anyagnak az úgynevezett „polaritást”.

Az ellentétes töltések azt jelentik, hogy a közeli vízmolekulák különböző részei egymáshoz tapadnak, de ez azt is jelenti, hogy a víz kölcsönhatásba lép más molekulák elemeivel, gyakran elősegítve azok szétesését és feloldódását.

Ahhoz, hogy a sejtjeinkben végbemenő több ezer kémiai reakció gyorsan és hatékonyan megtörténjen, az érintett molekuláknak szabadon kölcsönhatásba kell lépniük, fel kell őket oldani valamiben. A víz olyan jól oldja az anyagokat, hogy „univerzális oldószernek” is nevezik. Míg más anyagok ugyan rendelkeznek a vízhez hasonló oldóerővel, de nem rendelkeznek kémiai stabilitással.

A víz polaritása segít a vékony, rugalmas hártyák, vagyis membránok kialakulásában is, amelyek minden élő sejtet körülvesz. A vízben speciális zsírok, úgynevezett lipidek sorakoznak. Poláros részükkel a víz felé fordulnak és a poláros vízmolekulákkal hidrogénkötéseket, létesítenek. Az apoláros részük viszont, mivel vízben oldhatatlan, kirekesztődik, ezért vizes közegben vékony hártyákat alkotnak, mint egy szappanbuborék külseje. Ezek a lipidmembránok alapvető szerepet játszanak abban, hogy az élet összetettségét egy helyre koncentrálják, és különálló entitásokat hozzanak létre egymástól és környezetüktől.

A víz polaritása a vízmolekulák egymáshoz tapadását is segíti, így a víz egy másik hasznos tulajdonságot is biztosít, amelyet kohéziónak neveznek. Ez azt jelenti, hogy a víz nagyon vékony vezetőkön keresztül is képes felszívódni, még a gravitációs hatás ellenében is, így a víz több száz lábnyira képes áramlani a például a talajtól a magas fák tetejére. A H₂O emellett segítséget nyújt a tápanyagok szállításában, a szennyeződések eltávolításában, és nyomást biztosít a szerkezet felépítés számára.

Vízre van szükség a fotoszintézishez, mely során az élőlények a napfény energiáját felhasználva szervetlen anyagból szerves anyagot hoznak létre, a napfényből glükózt hoz létre, mely a bolygó teljes tápláléklánca számára szükséges. A növények esetében a fotoszintézis nagyon leegyszerűsített egyenlete: 6CO₂ + 6H₂O + fényenergia = C₆H₁₂O₆ (glükóz) + 6O₂ + E.

Valójában rengeteg oka van, hogy a víz létfontosságú az élethez.

Lehetnek olyan életformák, amelyekhez nincs szükség vízre? Természetesen – lehetséges, hogy a miénktől annyira eltérő életforma is létezik, hogy jelenleg el sem tudjuk képzelni, hogyan működhetnek. De nagyon valószínűnek tűnik, hogy ha van élet odakint, akkor annak „oldószerre” lesz szüksége, és jelenleg nem ismerünk más anyagot, amely ezt a funkciót feleannyira képes betölteni, mint a víz.