Влияние воды на жизнь и водные формы жизни

Обзор фотосинтеза (зеленый) и дыхания (красный)
С биологической точки зрения вода имеет множество различных свойств, которые имеют решающее значение для распространения жизни. Он выполняет эту роль, позволяя органическим соединениям реагировать способами, которые в конечном итоге позволяют репликацию . Все известные формы жизни зависят от воды. Вода жизненно важна и как растворитель, в котором растворяются многие растворенные вещества в организме, и как неотъемлемая часть многих метаболических процессов в организме. Метаболизм — это сумма анаболизма и катаболизма.. При анаболизме вода удаляется из молекул (посредством энергии, требующей ферментативных химических реакций), чтобы вырастить более крупные молекулы (например, крахмалы, триглицериды и белки для хранения топлива и информации). При катаболизме вода используется для разрыва связей с целью образования более мелких молекул (например, глюкозы, жирных кислот и аминокислот, которые будут использоваться в качестве топлива для использования энергии или других целей). Без воды эти особые метаболические процессы не могли бы существовать.

Вода необходима для фотосинтеза и дыхания. Фотосинтезирующие клетки используют энергию солнца для отделения водорода от кислорода. [66] Водород соединяется с CO 2 (абсорбируется из воздуха или воды) с образованием глюкозы и высвобождением кислорода. [ необходима цитата ] Все живые клетки используют такое топливо и окисляют водород и углерод, чтобы захватить солнечную энергию и преобразовать воду и CO 2 в процессе (клеточное дыхание).

Вода также играет центральную роль в кислотно-щелочной нейтральности и ферментативной функции. Кислота, донор иона водорода (H + , то есть протона), может быть нейтрализована основанием, акцептором протона, таким как ион гидроксида (OH — ), с образованием воды. Вода считается нейтральной с pH (отрицательный логарифм концентрации ионов водорода) 7. Кислоты имеют значения pH менее 7, а основания — более 7.

Водные формы жизни
Дополнительная информация: гидробиология , морская жизнь и водные растения.
Поверхностные воды Земли наполнены жизнью. Самые ранние формы жизни появились в воде; почти все рыбы живут исключительно в воде, и есть много видов морских млекопитающих, таких как дельфины и киты. Некоторые виды животных, например земноводные , часть своей жизни проводят в воде, а часть — на суше. Такие растения, как ламинария и водоросли, растут в воде и являются основой некоторых подводных экосистем. Планктон обычно является основой пищевой цепи океана .

Водные позвоночные должны получать кислород, чтобы выжить, и делают это разными способами. У рыб вместо легких есть жабры , хотя у некоторых видов рыб, например двоякодышащих , есть и то, и другое. Морским млекопитающим , таким как дельфины, киты, выдры и тюлени, необходимо периодически выходить на поверхность, чтобы дышать воздухом. Некоторые амфибии способны поглощать кислород через кожу. Беспозвоночные демонстрируют широкий спектр модификаций для выживания в плохо насыщенных кислородом водах, включая дыхательные трубки (см. Сифоны насекомых и моллюсков ) и жабры ( Carcinus). Однако, поскольку жизнь беспозвоночных эволюционировала в водной среде обитания, большинство из них практически не специализируется на дыхании в воде.