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¿Porqué el agua es tan importante para la vida?

¿Porqué el agua es tan importante para la vida?

De todos es sabida la fundamental importancia del agua líquida para la existencia de la vida. Pero cabría preguntarse ¿por qué es tan importante el agua para la vida? ¿Qué tiene de especial el agua? De entrada está compuesta por dos de los elementos más abundantes del Cosmos, el hidrógeno y el oxígeno que ocupan los puestos primero y tercero en la lista de la abundancia. Además, el agua tiene tres características que le confieren su singularidad trascendental para la vida:


1) Es un disolvente casi universal. Las reacciones químicas que sustentan la vida no pueden darse “en seco”, es preciso que las diversas substancias, elementos y minerales estén en disolución para que puedan reaccionar entre sí. Los líquidos permiten concentraciones relativamente elevadas de moléculas, pero no imponen restricciones muy estrictas a sus movimientos, como hacen los sólidos. En los gases, las moléculas se desplazan con más libertad que en los líquidos, pero sus interacciones se dan con mucha menos frecuencia pues, por lo general, la densidad de un gas es más de mil veces inferior a la de un líquido. Dado que la evolución biológica es un proceso sumamente lento, con la edad actual del Universo es altamente improbable que haya habido tiempo suficiente para que evolucione vida sustentada en un gas. Y el agua, aunque no para todas, es un disolvente idóneo para muchas de estas substancias.


2) Todas las reacciones químicas, tanto las inorgánicas como las biológicas, tienen un rango de temperatura, más o menos estrecho, en el que se producen más óptimamente. Especialmente en el caso de las reacciones biológicas, si la temperatura es demasiado alta, puede ocurrir que las substancias se desnaturalicen y, si la temperatura es demasiado baja, las reacciones se ralentizan y no se producen al adecuado ritmo o, incluso, se detienen por completo. El agua se mantiene líquida, sin evaporarse ni congelarse, dentro del rango de temperaturas idóneo para la mayoría de las reacciones químicas biológicas.


3) La tercera peculiaridad del agua es algo evidente y que, sin embargo, es fácil que no reparásemos en ello. Todos hemos usado cubitos de hielo y hemos visto imágenes de los icebergs flotando en el mar. Sin embargo, si lo pensamos bien, esto no debería ser así. Las substancias cuando se calientan se dilatan, y cuando se enfrían se contraen y aumentan de densidad. Según esto, el hielo al ser más frio que el agua líquida, debería ser más denso y hundirse. El agua, como cualquier otro compuesto, al enfriarse se va volviendo más densa, pero sólo hasta que llega a 4ºC. A esta temperatura alcanza el máximo de densidad que vuelve a disminuir si sigue enfriándose. Esta propiedad hace que por debajo del hielo a 0ºC, puedan existir unas capas de agua líquida un poco más calientes, lo que es una buena noticia para los peces. De no ser por ello, cuando el agua superficial se enfriase a 0º y se congelase, el hielo se hundiría al fondo, y la siguiente capa de agua superficial se congelaría y hundiría a su vez, y así sucesivamente hasta que todo el volumen de agua de lagos, ríos y mares estuviese congelado imposibilitando la vida.

 

También es significante el que el agua tenga PH neutro, no es ni ácida ni básica, así como su elevado calor específico que implica que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima.

Sabemos que en la Tierra la vida ha demostrado ser muy flexible y adaptativa a muy variadas condiciones de temperatura, salinidad, acidez, etc. Esto nos puede hacer ser optimistas a la hora de pensar como puede ser la vida en otros mundos. Pero antes de dejarnos llevar por la imaginación y conjeturar sobre vidas alienígenas exóticas, que no estén basadas en el carbono, ni el agua, conviene hacer un par de precisiones. Conocemos con mucha exactitud la química de los elementos y de los diversos compuestos en que se pueden dar y las reacciones que pueden producir. También conocemos con mucha exactitud los elementos y substancias que existen en el resto del Universo. No cabe esperar la existencia en algún lugar del Universo de algún elemento desconocido con propiedades raras y maravillosas, al menos no cabe esperar que exista en cantidades suficientemente significativas para que tenga una importancia trascendente en la formación de vida. De ser un elemento abundante casi seguro que ya lo hubiésemos detectado.

Los 3 compuestos más abundantes que pueden permanecer líquidos en un intervalo significativo de temperaturas son el amoníaco, el etano y el alcohol metílico, pero los 3 permanecen en estado líquido en intervalos muy por debajo del agua. El amoníaco, por ejemplo, se congela a -78º C y se evapora a -33º C. No se puede descartar por completo la existencia de vida basada en otro disolvente, por ejemplo metano líquido –abundante en Titán, satélite de Saturno-. Pero, aparte de que sería una vida tan diferente de la que conocemos que es difícil imaginarla, el caso es que el metano líquido solo se da a temperaturas muy bajas, posiblemente demasiado bajas para permitir una vida suficientemente evolucionada.

Por otro lado, el único elemento capaz de formar largas cadenas y formar también compuestos complejos como lo hace el carbono, es el silicio. El silicio puede crear los mismos tipos de compuestos que el carbono –ocupando el sitio de este-. Pero al final cabe esperar que el carbono resulte mejor que el silicio, no solo porque abunda 10 veces más en el cosmos, sino también porque el silicio forma enlaces químicos que son o bien considerablemente más fuertes, o bien sensiblemente más débiles que los del carbono. En concreto, la fuerza de los enlaces entre el silicio y el oxígeno permite conformar rocas duras, mientras que las moléculas complejas basadas en el silicio carecen de la resistencia necesaria para superar las tensiones ecológicas que si exhiben los átomos basados en el carbono. La corteza terrestre consta sobre todo de átomos de oxígeno y silicio, unidos con la suficiente fuerza como para durar millones de años, y por tanto incapaces de participar en la formación de nuevas clases de moléculas.

La diferente manera en que los átomos de silicio y carbono se combinan con otros átomos respalda la idea de que la mayor parte de la posible vida extraterrestre –si no toda- estará formada a partir del carbono, no del silicio. Aparte del carbono y el silicio, solo tipos de átomos relativamente exóticos, con una presencia cósmica muy inferior a la del silicio o el carbono, son capaces de unirse a otros cuatro átomos. Así la posibilidad de que la vida utilice átomos como el germanio es muy remota.