Ana sayfa Biyoloji Suyun yaşam için önemi nedir?

Suyun yaşam için önemi nedir?

2832
PAYLAŞ
Şekil 5. Su zararlı UV ışınlarını engellerken, fotosentez için gerekli ışığın girmesine izin verir.

Derleyen: Uğur Erözkan

Dünya dışındaki gezegenlerde yaşam belirtisi aranırken ilk bakılan şey su olup olmadığı, geçmişte suyu bulunup bulunmadığı ya da suyu oluşturabilecek bir ortamın varlığıdır. Bu anlamda suyun yaşam için vazgeçilmez olduğu konusunda sanırız dünya üzerinde yaşayan kimsenin bir itirazı olmayacaktır. Ancak gerçekte suyun yaşam için nasıl ve ne kadar önemi olduğu konusu, çok fazla bilinen bir şey değil.

Bu konuda Deniz Şahin’in 50 Soruda Yaşamın Tarihi (1) kitabında yer alan şu kısım önemli bir kaynak oluşturuyor:

Suyun yaşam için önemi nedir?
En küçük mikroplardan en büyük hayvanlara, dünya üzerindeki tüm canlıların yaşamları suya bağlıdır. Sahip olduğu çok farklı özellikler sayesinde, Dünya yüzeyinin ve atmosferinin şekillenmesini sağlamış, yaşamın ortaya çıkıp gelişmesinde ve devamlılığında vazgeçilmez bir rol oynamıştır. Dünya yüzeyinin yüzde 71’i su ile kaplıdır; bunun da yüzde 97’sini okyanuslar ve geri kalanını ise buzullar, kutup buzları, göller, nehirler vb. oluşturur.

Suyun, yaşamın ortaya çıkışı ve devamlılığı açısından son derece vazgeçilmez yapan özelliklerini şöyle sıralayabiliriz:

1) Su, iki hidrojen ve bir oksijen atomunun kovalent bağlarla bağlanması ile oluşur (H2O). Oksijen atomu az da olsa negatif yüklüdür, hidrojen atomları da pozitif yüklüdür. Hidrojen ve oksijen atomları arasındaki bağ doğrusal değildir. Bu yapının sonucunda da su molekülü yük olarak kutupsal bir yapıdadır. Bir tarafta pozitif, diğer tarafta negatif yük bulunur denebilir. Oluşan bu kutupsallık, suyun sahip olduğu çok önemli özelliklerin temelini oluşturur. (Şekil 1)

Şekil 1. Negatif yüklü oksijen atomu ve pozitif yüklü hidrojen atomu sayesinde su kutupsal bir yapıdadır.

Suyun kendi içinde, moleküller arası etkileşimleri ve temasta olduğu diğer maddelerle etkileşimleri vardır. Kendi molekülleri arasındaki etkileşimler sayesinde su yüzeyinde yüksek bir yüzey gerilimi oluşur. Bunun temelinde moleküller arası oluşturduğu hidrojen bağları vardır. Benzer hidrojen bağlarını birçok farklı molekülle de yapma eğilimindedir ve diğer materyallere yapışmasını sağlayan ve adhezyon adı verilen bir özellik de bu yolla ortaya çıkar. Diğer moleküllere olan bağlanma isteğinin kendi molekülleri arasındaki etkileşimlerden daha fazla olmasıyla “kapiler etki” adı verilen ve suyun tüpler içerisinde kendiliğinden yukarı doğru çıkmasını sağlayan bir etki oluşur. Özellikle yüksek ağaçlar topraktan aldıkları suyu üst kısımlarına kadar suyun bu özelliği sayesinde çıkarır. Örneğin, servi ağacı uzun bir ağaçtır ve yerden 30 m yukarılara suyu çıkarmak için kullandığı önemli etkenlerden birisi, suyun kapiler hareket özelliğidir. Çok daha kısa birçok bitki de, suyun bu özelliğini kullanarak suyu yukarılara doğru taşırlar. (Şekil 2)

Şekil 2. Kapiler etki sayesinde, servi ağacı gibi uzun ağaçlarda su en tepelere kadar taşınabilir.

2) Su katı hale geçtiğinde (donduğunda) yoğunluğu azalır. Bu sayede katı haldeki buz, sıvı suda batmaz. Buzun su yüzeyinde yüzüyor olması yaşamın evrimi açısından çok önemlidir. Eğer buz sudan daha yoğun olsaydı, Dünya soğudukça okyanuslarda oluşan buz dibe batacak ve alttaki soğuk suyu yukarı itecekti. Yukarıda soğuk su donduğunda tekrar batacaktı. Bu durum, tüm su donana kadar devam edecekti. Birçok deniz ve göl de bu şekilde buz ile dolacaktı. Bu da su içinde olan yaşamın büyük olasılıkla sonu olacaktı. Özellikle ilk yaşamın sularda ortaya çıktığı düşünülürse, yaşamın evrilmesi de engellenmiş olacaktı. (Şekil 3)

Şekil 3. Devasa boyutlardaki buzullar, sıvı suyun daha yoğun olması sayesinde yüzeyde kalırlar.

3) Suyun diğer bir özelliği de donduğunda genleşmesidir. Bu özellik karaların şekillenmesi açısından oldukça önemlidir. Kayalarda bulunan çatlaklardan içeri sızan su, geceleri sıcaklık düştüğünde donar ve genleşmeye başlar. Gündüz olduğunda ise hava ısınır ve çatlakta bulunan su daha derine doğru ilerler. Gece tekrar donar. Kayaların bu yolla parçalanması, toprak oluşmasına neden olur. Bitkilerin çok büyük bir kısmı toprak üzerinde gelişmiştir. (Şekil 4)

Şekil 4. Kayalar arasına giren suyun donarak genleşmesi, bitkilerin gelişebileceği toprağın oluşumuna yol açmıştır.

4) Isı kapasitesi en yüksek ikinci molekül sudur (amonyaktan sonra). Bu özellik, suyun karbondioksit ile birlikte Dünya atmosferindeki ısı dalgalanmalarını tamponlamasını (dengelemesini) sağlar. Bu sayede, atmosferde anlık aşırı sıcaklık artışı ya da düşüşü yaşanmamaktadır.

5) Su saydamdır. Gelen güneş ışığı suyun içerisine girer. Suda yaşayan ve fotosentez yapan canlıların gelişmesi ve yaşamlarını sürdürebilmesi için güneş ışığı vazgeçilmezdir. (Şekil 5)

6) Fotosentez yapan canlılar güneş enerjisini kullanarak suyu oksijen ve hidrojene parçalarlar. Hidrojen dışarıdan alınan CO2 ile birleşerek glikoz yapımında kullanılırken oksijen ise dışarıya verilir. Oksijenli solunum yapan organizmalar da bu işlemi tersine çevirerek oksijeni kullanır ve glikozu parçalayarak tekrar suyu ve CO2’yi oluştururlar.

7) Su, evrensel çözücü olarak adlandırılır. Tuzlar, şekerler, asit, bazlar ve oksijen ve karbondioksit gibi su-seven gazlar suda çözünürler. Yaşamın temelini oluşturan protein, DNA ve polisakkarit gibi hücrenin parçaları da suda çözünür. Vücutta gerçekleşen birçok metabolik aktivite su içerisinde gerçekleşecektir. İnsan vücudunun yüzde 60-70’i sudan oluşur. Benzer şekilde bitkilerde bu oran yüzde 90’a kadar ve bazı hayvanlarda da (örneğin denizanası) yüzde 94-98’e kadar çıkabilir.

Tüm bu özellikler, suyun yaşamın ortaya çıkışı ve devam etmesinde ne derece belirleyici olduğunu ortaya koyuyor. Tüm bu özellikler yüzünden de, Dünya dışı yaşam araştırmalarında ilk bakılan yerler suyun sıvı halde bulunabileceği düşünülen bölgeler olmuştur.

Kaynak:
1- Şahin, Deniz, 50 Soruda Yaşamın Tarihi, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, İstanbul, 2011, ss. 67-70.