Introducción
El agua es el medio en el que se da la vida. El planeta Tierra tiene más de ¾ partes de su superficie cubiertas de agua, la mayor parte en estado líquido porque 2/3 de la superficie corresponde a los océanos, pero no hay que olvidarse de la enorme superficie cubierta de hielo, ni de que una parte considerable del agua está en estado gaseoso.
La importancia de este medio para las actividades humanas no se le escapa a nadie, porque además del uso más básico de beberla, es fundamental en agricultura, industria, limpieza, transporte, aseo, etc. Sobre todo lo relacionado con esta pequeña molécula se ha investigado y divulgado hasta la extenuación, pero nunca es suficiente y por ello escribimos esta entrada.
Sin embargo, aquí no vamos a tratar del ciclo del agua, ni de los recursos hídricos, ni siquiera de la contaminación, temas estos que intentaremos abordar en el futuro. Ahora con lo que nos vamos a poner es con las propiedades más básicas que afectan a la vida:
Propiedades
- La polaridad y la constante dieléctrica:
El agua es una molécula polar, al tener forma triangular la distribución de cargas es asimétrica. El núcleo de oxígeno atrae electrones de los núcleos de hidrógeno, dejando la zona alrededor de estos con carga positiva neta. A la hora de medir la polaridad se utiliza la constante dieléctrica que en el caso del agua es una de las más altas que existen (80), esto a su vez hace que estemos hablando de uno de los mejores disolventes que existen en la Naturaleza facilitando la disociación de la mayoría de las sales inorgánicas y envolviendo a las partículas polares, formando una envoltura de solvatación en torno al soluto. Es decir, el agua rodea los grupos cargados atenuando las interacciones electrostáticas. La vida depende de modo crítico de esta capacidad del agua para disolver una gran cantidad de moléculas polares que sirven como combustibles, elementos de construcción, catalizadores o portadores de información en cada célula.
- La cohesividad y los puentes de hidrógeno:
Las moléculas de agua poseen alta afinidad entre sí. En un conjunto de moléculas de agua próximas, las regiones cargadas positivamente tienden a orientarse hacia las regiones cargadas negativamente de las moléculas vecinas. El hielo adopta una estructura cristalina muy regular en la que se forman todos los puentes de hidrógeno factibles. El agua líquida presenta una estructura parcialmente ordenada en la que se están formando y rompiendo continuamente grupos moleculares enlazados con puentes de hidrógeno, enlaces estos unas 20 veces menos fuertes que el covalente. Los puentes de hidrógeno determinan en parte la temperatura de ebullición del agua, marcando así el límite superior en el cual la vida existe, ya que de hecho la temperatura permite clasificar a cada ser vivo según el rango en el que crece, a los que viven a altas temperaturas se les llama termófilos, en este grupo encontramos algas, bacterias y arqueas, por ejemplo, hay arqueas que viven a algo más de 100 ºC. En el otro extremo se sitúan los psicrófilos en el que se encuentran numerosas bacterias, algunas capaces de crecer algo por debajo de los 0 ºC. Sin embargo, la mayoría somos mesófilos ya que nuestras células se desarrollan a temperaturas medias. Este rango de temperaturas en el que se da la vida se corresponde aproximadamente con el del agua en estado líquido (0 – 100 ºC).
- Las interacciones hidrofóbicas:
Las moléculas o grupos apolares tienden a agruparse en el seno del agua, esto son las interacciones hidrofóbicas. Estas interacciones son fundamentales en biología ya que determinan el plegado de las macromoléculas, la unión de sustratos a enzimas, la estructura de bicapa lipídica en las membranas celulares, etc. Las moléculas de soluto apolares se reunen conjuntamente en el seno del agua porque las moléculas de agua se enlazan mutuamente con más fuerza.
Bibliografía:
- Stryer, L. “Bioquímica” Ed. Reverté