Importancia del agua para la vida | Khan Academy en Español

[0:00]Cuando observamos el cosmos buscando vida extraterrestre, mucha gente busca signos de agua en los satélites o planetas. Y eso es porque la vida tal como la conocemos depende del agua. Para entender eso, analicemos algunas propiedades del agua. Aquí tenemos moléculas de agua. Esto tal vez sea un repaso para ustedes. Cada molécula de agua tiene un átomo de oxígeno y está unido a dos hidrógenos. Entonces, este es un hidrógeno y este es otro hidrógeno. Ahora, este enlace es covalente, lo que significa que el oxígeno comparte electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno. Pero el oxígeno es más electronegativo, y eso es solo una forma elegante de decir que aunque esos electrones se comparten, pasarán más tiempo cerca del oxígeno que de los hidrógenos. Una forma de pensar en esto es que al oxígeno le gusta acaparar más electrones que al hidrógeno. Y dado que los electrones pasarán más tiempo cerca del oxígeno que cerca del hidrógeno, y debido a que es una molécula angular con los hidrógenos de un lado de la molécula, lo que sucede es que en el lado donde está el oxígeno, es decir, donde los electrones pasan más tiempo, podemos decir que este lado tiene una carga parcial negativa. Esta letra griega delta minúscula significa carga parcial negativa. Por lo tanto, las partes donde se encuentran los hidrógenos tienen una carga parcial positiva. Entonces, como puedes ver, la molécula de agua no tiene una carga formal, sino que tiene una carga parcial en cada lado. Así que es una molécula polar. Entonces, ¿pueden imaginarse qué sucede cuando juntamos un montón de moléculas de agua? Bueno, el lado parcialmente positivo de la molécula de agua, es decir, donde se encuentran los hidrógenos, será atraído por el lado parcialmente negativo de otra molécula de agua. Serán atraídos, y a eso se le conoce como puente de hidrógeno. Y puedo seguir dibujando esto. Esto es parcial positivo, esto parcial negativo. Se atraen. Este oxígeno es atraído por este hidrógeno, y este oxígeno es atraído por este hidrógeno. De modo que este puente de hidrógeno es el que le da al agua muchas de las propiedades que la hacen tan especial, que hasta donde sabemos, permite que la vida sea posible. La vida, tal como la conocemos, necesita un entorno fluido. Las cosas se mueven y chocan entre sí. Cuando la temperatura y las condiciones son apropiadas, estos puentes de hidrógeno permiten que el agua esté en esta forma líquida, donde son lo suficientemente fuertes como para que el agua permanezca unida, pero a la vez son débiles, con lo que permiten que las moléculas de agua fluyan entre sí. Y no solamente provee un buen ambiente fluido, también es un buen solvente. El agua a menudo se conoce como el solvente universal. Pero hay que hacer una aclaración. Aunque mucha gente dice que es un solvente universal, eso no significa que disuelva todo. El agua en su estado líquido disuelve más cosas que cualquier otro solvente que conozcamos, pero hay moléculas que no puede disolver bien. Las sustancias que el agua disuelve bien son cosas como las moléculas polares o aquellas sustancias que tienen una carga. Por ejemplo, cuando se disuelve cloruro de sodio en el agua, un ion de sodio es positivo. Tiene una carga positiva. Y entonces, puedes imaginar que es atraído por el oxígeno de las moléculas de agua. Se disuelve bien. Y las cosas que no tienen carga no se disuelven bien en agua. Pero aunque hay ciertas cosas que no se disuelven en agua, es buena para la vida. Más adelante en biología, estudiaremos las bicapas de fosfolípidos, donde encontrarás estas moléculas. Un extremo es hidrofílico, lo que significa que se siente atraído por las moléculas de agua. Y los otros extremos son hidrofóbicos, lo que significa que no se sienten atraídos por las moléculas de agua. Muchos biólogos evolucionistas creen que estas propiedades de tener un lado hidrofílico y un lado hidrofóbico, permitieron que estas moléculas comenzaran a acumularse en las membranas, formando eventualmente estas membranas esféricas que podrían ser los recipientes para la vida celular temprana. Ahora, otra propiedad del agua que la hace muy buena para la vida es su alta capacidad calorífica. A veces escucharás que la gente dice que el agua tiene un calor específico alto. El calor específico es la cantidad de energía necesaria para elevar un grado Celsius un gramo de agua. Y tal vez te preguntes, ¿qué importancia tiene eso para la vida? Bueno, muchas formas de vida solo pueden existir en un cierto rango de temperaturas. De modo que si fuera realmente fácil elevar la temperatura del agua a temperaturas muy altas o muy bajas rápidamente, sería difícil que la vida existiera dentro del agua, o incluso que la vida hubiera existido inicialmente en el agua. Una idea relacionada con esto es que el agua también tiene un alto calor de vaporización. Hablaremos más sobre esto en otros videos, pero esto habla de cuánta energía necesita el agua para pasar de su forma líquida a su forma gaseosa. Y esto ha resultado útil en muchas formas de vida como una manera de enfriamiento, donde el enfriamiento por evaporación puede eliminar el calor de un organismo para que no se sobrecaliente. Otras propiedades del agua que también son importantes incluyen la cohesión y la adhesión. La cohesión es la propiedad de las moléculas de agua de atraer a otras moléculas de agua, y lo viste aquí con los enlaces de hidrógeno. Pero cuando lo miras en macroescala, verás cómo se forman gotas de agua. Todos han visto gotas de agua o gotas de rocío. Estas gotitas no podrían formarse si no fuera por la cohesión del agua. E incluso una gota puede ser el entorno en el que pueden vivir miles de microorganismos. La adhesión es la propiedad del agua en donde puede adherirse a otras superficies. Es posible que hayas visto esto en un tubo de ensayo de vidrio, donde parece que el agua se adhiere a la parte superior de las paredes del vidrio, y eso se debe a la polaridad de las moléculas de vidrio del tubo de ensayo. Pero esta propiedad junto con la cohesión es la que permite que el agua transporte nutrientes, por ejemplo, desde las raíces de un árbol hasta la parte superior de un árbol. Estas propiedades también actúan en nuestros propios vasos sanguíneos. Cuando llegas a los vasos sanguíneos que son realmente pequeños, los capilares, y se les llama capilares porque tienen la acción capilar del agua, que se debe a su cohesión y su adhesión. Una última propiedad del agua, y esta no es una lista muy detallada, es que es menos densa que un sólido. Otra forma de pensar en esto es que el hielo, que es agua sólida, es menos denso que el agua líquida. Ahora, podrías estar pensando, ¿por qué es importante para la vida? Bueno, imagina uno de los ambientes en los que pensamos que surgió la vida por primera vez. Si imaginas un estanque, esta es la sección transversal del estanque. Si el hielo es más denso que el agua líquida, y para muchas sustancias en ese caso, una forma sólida tiende a ser más densa. Entonces, ¿qué pasaría? Si hace frío aquí en el aire, digamos en invierno, entonces esta parte se congelaría, pero luego a medida que se volviera más denso, se hundiría hasta el fondo, justo aquí. Entonces, la siguiente superficie de agua se congelaría y se hundiría hasta el fondo. Y luego, con el tiempo, el lago completo o el estanque completo se congelaría, y la vida no podría existir allí. Porque cuando el agua se congela, rompe las estructuras ligadas a la membrana tal como la conocemos, y eso no sería adecuado para la vida. Pero como el hielo es menos denso que el agua, lo que normalmente ocurre es que esa capa superior se congela. Y luego se congelará a medida que las cosas se pongan cada vez más frías, pero tiene un entorno completo donde la vida puede seguir prosperando, incluso cuando el aire es mucho más frío de lo que es adecuado para la vida. Y debido al alto calor específico del agua, la variación de temperatura en esa agua va a ser mucho menor que la variación de temperatura fuera del agua, ya sea en el aire o en la tierra. Esto es solo una introducción, pero espero que te haga apreciar el agua un poco más. Y recuerda lo que he dicho en otros videos. En su mayoría, estamos hechos de agua. Una forma de pensar en esto es que cada uno de nosotros está formado por trillones de células compuestas principalmente por agua, y que existen en un ambiente en donde predomina el agua. Se coordinan entre ellas y eventualmente logran una complejidad tan grande que conforman a un ser como cada uno de nosotros. Hasta el próximo video.