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Warum gerade Wasser?

Von Iris Rapoport , Boston und Berlin

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Meist sind wir uns der höchst erstaunlichen Eigenschaften des Wassers wohl gar nicht bewusst. Schon, dass so ein winziges Molekül flüssig ist, sollte verwundern. Wäre da nur seine Größe, müsste Wasser gasförmig sein. Wie Schwe᠆felwasserstoff oder andere vergleichbare Verbindungen, die auch bei Temperaturen weit unter Null Grad Celsius nicht flüssig werden.

Des Rätsels Lösung ist einfach. Der Sauerstoff zieht die Elektronen, die ihn mit den zwei Wasserstoffatomen verbinden, zu sich heran. Deshalb sind alle Wassermoleküle Dipole. Die haften aneinander wie kleine Magneten. Dadurch ist Wasser flüssig. Über sogenannte Wasserstoffbrücken bilden sich dreidimensionale Netze, Cluster genannt. Jeder Cluster existiert nur für den Bruchteil einer Sekunde. Doch im ewigen Tanz verbinden die Wassermoleküle sich immer neu.

So einzigartig das ist, so einzigartig sind die Eigenschaften des Wassers. Darunter jene, die unser Leben ermöglichen. Nur Wasser kann die unzähligen Stoffe lösen, die dazu notwendig sind: Salze, kleine organische Moleküle, Nukleinsäuren und Proteine. Alle Ionen werden von den Wasserdipolen umhüllt und voneinander getrennt. So können sie sich unabhängig bewegen. Das gilt auch für die riesigen Ionen der Eiweiße. Doch diese bilden noch zusätzlich Wasserstoffbrücken zum Wasser aus. Nicht-ionische organische Verbindungen wie Glukose verdanken ihre Löslichkeit sogar allein solchen Wasserstoffbrücken.

Gleichwohl ist Wasser nicht nur passives Medium. In so mancher Reaktion ist es aktiver Partner. Und es entsteht in nicht unbeträchtlicher Menge aus Fetten, Kohlenhydraten und Eiweißen als Endprodukt im Stoffwechsel.

Wasser hat noch eine ganz andere lebensermöglichende Besonderheit: Es kann Wärme speichern, ohne dass seine Temperatur sich nennenswert erhöht. Und im Stoffwechsel oder bei Muskelaktivität wird viel Wärme frei! Ohne das kühlende Nass würde unser Blut im wahrsten Sinne des Wortes schnell kochen. Wieder sind es die Wasserstoffbrücken, die für diese ungewöhnliche Eigenschaft verantwortlich sind. Deren Aufbrechen bei der Umbildung der Cluster verschluckt viel von der überschüssigen Wärme. Gleiches gilt für die stetig stattfindende Verdunstung über die Haut und bei der Atmung. Oder beim Schwitzen. So sichert Wasser die für unseren Körper unverzichtbare Temperaturkonstanz.

Andere Eigenschaften waren echte Herausforderungen für die Evolution. So die hohe Oberflächenspannung, die ebenfalls ein Ergebnis der Anziehung zwischen den Molekülen ist. Die macht bei der Geburt die Entfaltung der Lunge zu einem komplizierten Ereignis. Und natürlich resultieren aus der Unfähigkeit des Wassers, Fette zu lösen, all die Probleme, die bei deren Transport und Nutzung zu bewältigen sind.

Ohne Essen überlebt man mehrere Wochen, ohne Wasser nur wenige Tage. Wasser ist unser Lebensfundament.

Dem trägt sogar eine UNO-Resolution Rechnung. Auf Initiative Boliviens wurde der Zugang zu sauberem Wasser im Jahre 2010 von der Mehrheit aller Staaten als Menschenrecht anerkannt.

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