Suyun Canlılar İçin Önemi

Yaşamın devamı için mutlaka su gereklidir. Bu nedenle diğer gezegenlerde canlılık olup olmadığını araştıran bilim insanlarının varlığını araştırdıkları molekül sudur. Yaşayan bütün organizmalar suya ihtiyaç duyar.

Dünyanın 3/4’ü, hücrelerin ise yaklaşık %70-95’i sudan oluşur. Fakat hücrelerdeki bu oran farklılık gösterebilir. Birçok organizma vücudundaki su miktarını ayarlayarak zor koşulları atlatabilir. Örneğin, tohumun içindeki su miktarının azalması ile metabolizma yavaşlatılmış ve hatta durdurulmuştur. Böylece o türün devamlılığı güvence altına alınır ve tohum uzun süre canlılığını sürdürebilir.

Su molekülü, iki hidrojen atomunun bir oksijen atomuna bağlanmasıyla oluşmuştur. (Görsel 1.35) Suyun yapısında bulunan oksijen atomunun elektron çekme isteği, hidrojen atomuna göre daha fazla olduğundan elektronların çoğunu kendine doğru çeker. Bu nedenle oksijen atomu kısmi olarak negatif (–), hidrojen atomları ise kısmi olarak pozitif (+) yüklüdür. Yani su molekülü kutuplu yapıya sahip polar bir moleküldür.

Suyun moleküler yapısı
Görsel 1.35 Suyun moleküler yapısı

Bir su molekülünün oksijen atomu ile diğer su molekülünün hidrojen atomu arasında zayıf hidrojen bağı kurulur. (Görsel 1.36) Su moleküllerinin her biri en fazla 4 su molekülü ile hidrojen bağı kurabilir. Bu durum, suyun kararlı bir bileşik olmasını sağlar. Kurulan hidrojen bağları, su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetini oluşturur.

Su molekülleri hidrojen bağları sayesinde bir arada durur.
Görsel 1.36 Su molekülleri hidrojen bağları sayesinde bir arada durur.

Suyun canlılar için vazgeçilmez bir molekül olmasının nedenlerini şu şekilde özetleyebiliriz:

  • Organizmalar su molekülleri arasındaki kohezyon kuvvetinden yararlanır.

Aynı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetine kohezyon kuvveti, farklı cins moleküller arasındaki çekim kuvvetine adezyon kuvveti denir. Su molekülleri kutuplu yapıya sahip olduğundan aralarında kurulan hidrojen bağlarından kaynaklanan bir çekim kuvveti oluşur. Bu özellik sayesinde bitkilerde kökler ile alınan su molekülleri, birbirine bağlı olarak yapraklara doğru taşınır. (Görsel 1.37) Su molekülleri bitkide yapraklara doğru taşınırken bitki içindeki su taşınmasında görevli olan borulara da adezyon kuvveti ile tutunur.

Bitkide suyun yükselmesi
Görsel 1.37 Bitkide suyun yükselmesi

Su molekülleri arasında oluşan  kohezyon  kuvveti  sayesinde su üzerinde bir yüzey gerilimi oluşur. Bazı canlılar örneğin eklem bacaklılar ve bazı kertenkele türleri bu yüzey geriliminden yararlanarak suyun üzerinde durabilir veya yürüyebilir. (Görsel 1.38)

Yüzey geriliminden yararlanan su böceği ve kertenkele su üzerinde durabilir veya yürüyebilir.
Görsel 1.38 Yüzey geriliminden yararlanan su böceği ve kertenkele su üzerinde durabilir veya yürüyebilir.
  • Su, dünya üzerindeki sıcaklıkları belirli sınırlar içinde tutar.

Göl, deniz gibi büyük su kütleleri yazın ısı soğurup kışın ısı salarak hava sıcaklığının belli sınırlar içinde kalmasını sağlar.

Çok miktarda ısı soğurmasına rağmen suyun sıcaklığı çok artış göstermez. Çünkü özısısı yüksektir. Alınan ısının bir miktarı, su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının koparılmasında kullanılır. Suyun bu özelliğinin canlılar için önemini şöyle açıklayabiliriz: Okyanus gibi büyük su kütleleri yazın çok ısı soğurmalarına rağmen sıcaklıkları çok artmaz. Bu da su içinde yaşayan canlıların sıcaklık artışından etkilenmesini önler. Suyun özısısının yüksek olması okyanuslardaki sıcaklık aralığının –2°C ile +35°C arasında kalmasını sağlar. Karalarda sıcaklık farkı, okyanuslardakinden daha fazladır. Sibirya’da sıcaklık –70°C’yi bulurken Ekvator’da +58°C olabilir.

BİLİYOR MUSUNUZ?
Özısı

Bir maddenin bir gramının sıcaklığını 1°C artırmak için verilmesi gereken ısıya özısı denir.

  • Suyun buharlaşması ve yoğunlaşması mümkündür.

Su molekülleri arasında çekim kuvveti olduğunu söylemiştik. Sıcaklık artışı sonucunda su molekülleri arasındaki hidrojen bağlarının kopması sonucu su kütlesinden molekülün ayrılması buharlaşma adını alır. Yani suyun sıvı hâlden gaz hâle geçmesidir. Her sıcaklıkta farklı oranlarda buharlaşma olur.

Buharlaşma sonucu su ekosistemlerinin soğuması, bu ekosistemlerin sıcaklıklarını dengede tutar. Güneş ısısı yüzey sularının buharlaşması sırasında kullanılır. Burada oluşan su buharı kutuplarda yağmur oluşturmak için yoğunlaştığında sahip olduğu ısıyı serbest bırakır. Sıcak havalarda terleme olayı da suyun bu özelliğine bağlı olarak soğumamızı sağlar. Deri yüzeyine terleme ile çıkan su, vücudumuzdan ısı alarak buharlaşır. (Görsel 1.39) Bitki yapraklarının yüzeyindeki su molekülleri, yapraktan ısı alarak gaz hâline geçer. Böylece yaprağın aşırı ısınmasını önler. (Görsel 1.40)

Sıcak havalarda terleme vücut sıcaklığımızı dengeler.
Görsel 1.39 Sıcak havalarda terleme vücut sıcaklığımızı dengeler.
Bitkilerde terleme ile atmosfere su buharı verilir.
Görsel 1.40 Bitkilerde terleme ile atmosfere su buharı verilir.
  • Su, 0°C’de donar.

Su, donduğunda hacmi artar, yoğunluğu azalır. Oluşan buz kütlesi suyun üzerinde yüzer. Bu özellik de su ekosistemlerinde buzun dibe çöküp canlılara zarar vermesini önler. Suyun yoğunluğu donma sonucu artsaydı buz, suyun dibine batardı. Okyanus, göl ve denizlerde donma alttan başlamış olurdu. Suyun yüzeyinde de yalıtımı sağlayan bir buz kütlesi oluşmayacağından donma yüzeye kadar gerçekleşirdi. Sonuçta göl, deniz ve okyanuslar dev buz kütleleri hâline gelecek ve canlı yaşamını olanaksız hâle getirecekti. (Görsel 1.41)

Kutuplarda yaşayan imparator penguenler
Görsel 1.41 Kutuplarda yaşayan imparator penguenler
  • Su, tüm canlı organizmaların biyolojik sıvılarının yapısında bulunan iyi bir çözücüdür.

Su, kutuplu (polar) bir yapıya sahip olduğundan dolayı iyi bir çözücüdür. Bu özelliği sayesinde bitkiler ihtiyaç duydukları mineralleri topraktan suda çözünmüş olarak alır. Kan, bitki özsuyu ve sitoplazma gibi canlı yapısında bulunan sıvılar yoğun olarak su bulundurur. Bu sayede çeşitli bileşik ve iyonlar bu sıvılar içinde çözünerek gerekli bölgelere taşınabilir. Canlılar, hücrelerinde oluşan metabolik atıkları su ile seyrelterek vücutlarından uzaklaştırır.

  • Su, üretici canlıların çoğu için besinin hidrojen ve elektron kaynağıdır.

Otorotrof canlılar, organik besin üretirken bu üretim için gerekli olan atomların kaynağı olarak suyu parçalar. Parçalama sonucu oluşan hidrojen atomlarını, ürettiği besinin yapısına katarken kalan oksijeni atmosfere verir.

Yorum yapın