El Papel Vital del Agua en la Biología: Propiedades Físico-Químicas y Funciones Esenciales en los Seres Vivos
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El Agua: Fundamento Bioquímico de la Vida
Las principales propiedades físico-químicas del agua explican las funciones cruciales que esta desempeña en los seres vivos.
Funciones Biológicas Esenciales del Agua
Función Disolvente de Sustancias
El agua es el principal medio en el que tienen lugar la mayoría de las reacciones biológicas, gracias a su capacidad para disolver una amplia gama de compuestos polares e iónicos.
Función de Transporte
El agua permite el transporte eficiente de sustancias nutritivas y de desecho, tanto desde el exterior hacia el interior del organismo como dentro del propio sistema biológico (ej. sangre, savia).
Función Estructural
El volumen celular y la turgencia de las plantas se deben a la presión que ejerce el agua interna, actuando como un esqueleto hidrostático.
Función Bioquímica
El agua, además de ser el medio en el que transcurren muchas reacciones, puede participar de forma activa en las mismas, como en las reacciones de hidrólisis.
Función Mecánica Amortiguadora
El agua del líquido sinovial de las articulaciones de los vertebrados evita el contacto directo y la fricción entre los huesos, actuando como lubricante y amortiguador.
Función Termorreguladora
Debido a su elevado calor específico y a su elevado calor de vaporización, el agua permite mantener constante la temperatura interna del organismo (homeostasis térmica), así como eliminar gran cantidad de calor con poca pérdida de agua (sudoración, transpiración).
Estabilidad del Medio Interno: Regulación del pH
Todos los seres vivos mantienen constante el pH de su medio interno. Si el pH variase drásticamente, muchas reacciones químicas cambiarían su sentido de reacción, y muchas enzimas precipitarían, provocando graves trastornos al organismo. La capacidad amortiguadora del agua es fundamental para este equilibrio.
Propiedades Físico-Químicas del Agua y su Impacto Biológico
Las principales propiedades físico-químicas que confieren al agua su papel biológico son:
Elevada Fuerza de Cohesión Molecular
Esta propiedad se debe a los enlaces de hidrógeno entre sus moléculas. Ello explica que el agua sea un líquido prácticamente incompresible, ideal para dar volumen a las células, provocar la turgencia de las plantas y constituir el esqueleto hidrostático de algunos animales, como los anélidos. También explica que el agua posea una elevada tensión superficial (su superficie opone una gran resistencia a romperse). Esto permite que determinados organismos puedan desplazarse por la lámina superficial del agua, y facilita la ascensión de la savia bruta por los tubos capilares (capilaridad).
Elevado Calor Específico
Por esta razón, hace falta mucho calor para elevar su temperatura. Esto convierte al agua en un estabilizador térmico del organismo frente a los cambios bruscos de temperatura del ambiente.
Elevado Calor de Vaporización
Cuando el agua pasa del estado líquido al gaseoso, absorbe mucho calor, necesario para romper los enlaces de hidrógeno. Cuando el agua se evapora en la superficie de un ser vivo, absorbe calor del individuo, actuando así como un eficiente regulador térmico.
Mayor Densidad en Estado Líquido que en Estado Sólido
Ello explica que el hielo forme una capa superficial termoaislante que permite la vida por debajo de ella en mares, lagos y ríos.
Elevada Constante Dieléctrica (Poder Disolvente)
Debido a su polaridad, el agua es un medio idóneo para disolver compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes, como los glúcidos. Esta capacidad de disolvente y su abundancia en el medio hace que sea el principal disolvente biológico, el vehículo de transporte de sustancias y el medio en el que se desarrollan todas las reacciones bioquímicas del organismo.
Bajo Grado de Ionización
En el agua líquida solo existe una muy pequeña cantidad de moléculas ionizadas. Ello explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de iones hidroxilo (OH−) sea muy baja, lo cual es crucial para el mantenimiento del pH.