5 Gründe, warum Lebewesen Wasser benötigen
Wasser macht 60-75% des menschlichen Körpergewichts aus. Ein Verlust von nur 4% des gesamten Körperwassers führt zu Dehydration und ein Verlust von 15% kann tödlich sein. Ebenso könnte eine Person einen Monat ohne Nahrung überleben, würde aber 3 Tage ohne Wasser nicht überleben.
Inhalt
Wasser ist die Grundlage des Lebens
Wasser ist nicht nur wichtig, sondern entscheidend. Ohne Wasser würde es kein Leben auf der Erde geben. Denn Wasser besitzt verschiedene Eigenschaften, welche bei sämtlichen Lebensprozessen und Abläufen zwingend notwendig sind.
- Wasser ist das beste Lösungsmittel, ohne dass der Stoffwechsel der Lebewesen nicht möglich wäre.
- Gleichzeitig ist Wasser ein Transportmittel, beispielsweise im Blut, welches dabei hilft – Nährstoffe zu verteilen.
- Die Eigenschaften des Wasser sorgen dafür, dass Meere, Seen oder Flüsse ein Lebensraum für Lebewesen bieten können. Denn die einzigartige molekulare Zusammensetzung von Wasser sorgt dafür, dass Eis – als fester Stoff – sich ausdehnt, weshalb Überwinterungen möglich sind.
- Wasser sorgt für die symmetrische Form der Zellen und regelt den Strukturausgleich zwischen den Zellen. Ohne Wasser würden Zellen nicht durch Membranen begrenzt sein.
- Wasser ist an der Fotosynthese der Pflanzen und am Stoffwechsel anderer Lebewesen beteiligt.
Diese entscheidende Abhängigkeit vom Wasser regelt weitgehend alle Lebensformen. Dabei ist wichtig, dass die molekulare Zusammensetzung von Wasser einzigartig ist und die oben genannten Umstände überhaupt erst möglich macht.
Molekulare Zusammensetzung von Wasser
Viele der Rollen von Wasser bei der Unterstützung des Lebens beruhen auf seiner molekularen Struktur und einigen besonderen Eigenschaften. Wasser ist ein einfaches Molekül, das aus zwei kleinen positiv geladenen Wasserstoffatomen und einem großen negativ geladenen Sauerstoffatom besteht.
Wenn die Wasserstoffatome an den Sauerstoff binden, entsteht ein asymmetrisches Molekül mit einer positiven Ladung auf der einen Seite und einer negativen Ladung auf der anderen Seite. Diese Ladungsdifferenz wird als Polarität bezeichnet und bestimmt, wie Wasser mit anderen Molekülen interagiert.
Als polares Molekül interagiert Wasser am besten mit anderen polaren Molekülen wie sich selbst. Dies liegt an dem Phänomen, bei dem sich entgegengesetzte Ladungen anziehen. In diesem Fall bindet sich der positive Wasserstoff eines Wassermoleküls an den negativen Sauerstoff des benachbarten Moleküls, dessen eigene Wasserstoffatome vom nächsten Sauerstoff angezogen werden, und so weiter.
Wichtig ist, dass durch diese Bindung Wassermoleküle in einer Eigenschaft zusammenhalten, die als Kohäsion bezeichnet wird. Der Zusammenhalt von Wassermolekülen hilft Pflanzen, Wasser an ihren Wurzeln aufzunehmen. Kohäsion trägt auch zum hohen Siedepunkt des Wassers bei, wodurch Tiere die Körpertemperatur regulieren können.
Wasser löst wichtige Nährstoffe für Lebewesen und transportiert diese
Aufgrund der molekularen Struktur von Wasser, ziehen sich die einzelnen Atome gegenseitig an. Deshalb perlt Wasser beispielsweise auch auf der Haut. Weiterhin sorgt es dafür, dass andere Stoffe sich Wasser sehr gut lösen. Keine andere Flüssigkeit löst so gut wie Wasser.
Die umfassende Fähigkeit von Wasser, eine Vielzahl von Molekülen aufzulösen, hat ihm die Bezeichnung „universelles Lösungsmittel“ eingebracht. Diese Fähigkeit macht Wasser zu einer unschätzbaren lebenserhaltenden Kraft.
Auf biologischer Ebene hilft die Rolle des Wassers als Lösungsmittel den Zellen, Substanzen wie Sauerstoff oder Nährstoffe zu transportieren und zu verwenden. Lösungen auf Wasserbasis wie Blut tragen dazu bei, Moleküle an die erforderlichen Stellen zu transportieren.
Die Rolle von Wasser als Lösungsmittel erleichtert somit den Transport von Molekülen wie Sauerstoff zur Atmung und hat einen großen Einfluss auf die Fähigkeit von Arzneimitteln, ihre Ziele im Körper zu erreichen.
Wasser unterstützt die Zellstruktur der Lebewesen
Wasser spielt auch eine wichtige strukturelle Rolle in der Biologie. Visuell füllt Wasser die Zellen, um Form und Struktur zu erhalten. Das Wasser in vielen Zellen (einschließlich derjenigen, aus denen der menschliche Körper besteht) erzeugt Druck, der äußeren Kräften entgegenwirkt, ähnlich wie Luft in einen Ballon.
Selbst einige Pflanzen, die ihre Zellstruktur ohne Wasser beibehalten können, benötigen jedoch noch Wasser, um zu überleben. Wasser ermöglicht, dass alles in den Zellen auf molekularer Ebene die richtige Form hat. Da die Form für biochemische Prozesse entscheidend ist, ist dies auch eine der wichtigsten Rollen des Wassers.
Wasser trägt auch zur Bildung von Membranen bei, die Zellen umgeben. Jede Zelle auf der Erde ist von einer Membran umgeben, die größtenteils aus zwei Schichten von Molekülen besteht, die als Phospholipide bezeichnet werden. Die Wechselwirkungen bei der Bildung der Membran sind stark genug, dass sich die Membranen spontan bilden und nicht leicht zerstört werden.
Ohne Wasser würden Zellmembranen keine Struktur aufweisen, und ohne eine ordnungsgemäße Membranstruktur könnten Zellen wichtige Moleküle nicht in der Zelle und schädliche Moleküle außerhalb der Zelle halten.
Chemische Reaktionen von Wasser sorgen für den Stoffwechsel der Lebewesen
Wasser ist direkt an vielen chemischen Reaktionen beteiligt, um wichtige Bestandteile der Zelle auf- und abzubauen. Die Photosynthese, der Prozess in Pflanzen, der Zucker für alle Lebensformen erzeugt, benötigt Wasser.
Wasser ist auch am Aufbau größerer Moleküle in Zellen beteiligt. Moleküle wie DNA und Proteine bestehen aus sich wiederholenden Einheiten kleinerer Moleküle. Das Zusammenfügen dieser kleinen Moleküle erfolgt durch eine Reaktion, die Wasser erzeugt.
Umgekehrt wird Wasser für die Rückreaktion benötigt, bei der diese Moleküle abgebaut werden, sodass die Zellen Nährstoffe erhalten oder Teile großer Moleküle wiederverwenden können.
Wasser als Lebensraum von Lebewesen
Wasser wird von Lebewesen auf viele andere Arten und Mengen benötigt. Wasser kann von Lebewesen verbraucht werden oder auch ein Lebensraum für sie sein. Tiere, die Wasser als Lebensraum oder Zuhause nutzen, werden Wassertiere genannt.
Manchmal sind viele Nährstoffe oder chemische Verbindungen in Wasser gelöst, und die Konzentrationen entscheiden oft, welche Tiere dort leben können. Zum Beispiel leben einige Fische wie Heringe in salzigem Meerwasser, während Tilapia und Lachs in Süßwasser mit sehr geringen oder keinen Salzkonzentrationen leben.
Lebewesen brauchen auch Wasser, um Zellaktivität auszuführen. Einige Lebewesen trinken regelmäßig Wasser, um hydratisiert zu bleiben, Nahrung zu verdauen und Körperflüssigkeiten aufzubauen. Einige Fische brauchen Salzwasser, während andere frisches Wasser brauchen. Viele Arten von Wassertieren wie Muscheln und Forellen erhalten Sauerstoff aus dem Wasser.
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