H20 WATER ENERGY LIFE
ESPERIMENTI
ALCUNI SCIENZIATI HANNO MOFICATO LEGGERMENTE LE PROPRIETA' DELL'ACQUA SOSTITUENDO GLI ATOMI DI IDROGENO E HANNO VISTO CHE
LE REAZIONI DELLE BIOMOLECOLE IN ESSA CONTENUTE DIVENTANO FINO A 7 VOLTE PIU' LENTE, MA ALTRE PICCOLE VARIAZIONI NON ERANO SOPPORTATE DAGLI ESSERI VIVENTI NEGLI ESPERIMENTI
ALTRI SCIENZIATI HANNO SOSTITUITO UNA PARTE DELL'ACQUA PRESENTE NEL SANGUE DEGLI ANIMALI VIVI, CON SOLFURO D'IDROGENO PORTANDO IL LORO METABOLISMO IN UNO STATO SIMILE ALL'IBERNAZIONE PER POI "RIATTIVARLI" NEL MOMENTO NECESSARIO
CONSEGUENZE
MILITARI
CLINICO-TERAPEUTICHE
VIAGGI SPAZIALI ??
CAVENDISH
CAVENDISH E' NOTO PER LA SUA SCOPERTA : L'IDROGENO O QUELLO CHE LUI HA DEFINITO "ARIA INFIAMMABILE"
DISCUSSIONE
ACQUA SODDISFA TUTTI I REQUISITI , NECESSARI ALLA VITA, ALMENO SULLA TERRA
MOLTE MOLECOLE POLARI FUNZIONANO BENE IN ACQUA PERCHE' QUEST'ULTIMA E' POLARE
SEMBRA CHE BIO.MOLECOLE ABBIANO ATTRAVERSATO UN'EVOLUZIONE DARWINIANA PER ADATTARSI ALL'ACUQA
MA L'UNIVERSO è MOLTO PIU' CALDO OPPURE MOLTO PIU' FREDDO
IMMAGINIAMO
PUO' ESISTERE UN SOLVENTE DELLA VITA CHE NON SIA POLARE ??
PUO' ESISTERE UNA VITA NON BASATA SULL'ACQUA ??
UNA BIO-MOLECOLA CON COMPITI ANALOGHI AL DNA, PER ESSERE FUNZIONALE IN UN SOLVENTE, DEVE SIMULTANEAMENTE :
AVERE LA CAPACITÀ DI CAMBIARE LE SUE PROPRIETÀ CHIMICHE
LASCIARE LE SUE PROPRIETÀ FISICHE QUASI INVARIATE
E CIOÈ COMPORTARSI COME IL DNA IN ACQUA
E' DIFFICILE IMMAGINARE UNA STRUTTURA MOLECOLARE CON QUESTE CARATTERISTICHE ED UNA VITA BASATA SU ESSA
PUO' ESISTERE UNA FORMA DI VITA NON BASATA SU UN LIQUIDO ??
ASTROBIOLOGIA
CERCA LA VITA NELL'UNIVERSO
CONSIDERA L'IPOTESI DELLA PROVENIENZA DELLA VITA DALLO SPAZIO
PANSPERMIA
BIOCHIMICHE IPOTETICHE
QUANTE ??
DOVE ??
COME ?
APOLARI ?
POLARI ?
“LA PANSPERMIA È UNA TEORIA IN CUI SI SUGGERISCE CHE :
I SEMI DELLA VITA (IN SENSO OVVIAMENTE FIGURATO) SIANO SPARSI PER L'UNIVERSO
LA VITA SULLA TERRA SIA INIZIATA CON L'ARRIVO DI DETTI SEMI E IL LORO SVILUPPO.
QUINDI È IMPLICITO CHE CIÒ POSSA ACCADERE ANCHE SU MOLTI ALTRI PIANETI. PER ESTENSIONE, SEMI SI POTREBBERO CONSIDERARE ANCHE SEMPLICI MOLECOLE ORGANICHE” ( WIKIPEDIA )
SI PUO' STIMARE IL NUMERO DELLE POSSIBILI CIVILTA' NELLA NOSTRA GALASSIA ??
EQUAZIONE DI DRAKE
N = R* · fp · ne · fl · fi · fc · L
N = è il numero di civiltà extraterrestri presenti oggi nella nostra Galassia con le quali si può pensare di stabilire una comunicazione
R* è il tasso medio annuo con cui si formano nuove stelle nella Via Lattea
fp = è la frazione di stelle che possiedono pianeti
ne = è il numero medio di pianeti per sistema solare in condizione di ospitare forme di vita
fl = è la frazione dei pianeti ne su cui si è effettivamente sviluppata la vita
fi = è la frazione dei pianeti fl su cui si sono evoluti esseri intelligenti
fc = è la frazione di civiltà extraterrestri in grado di comunicare
L = è la stima della durata di queste civiltà evolute
VARIE SONDE NEL SISTEMA SOLARE ED OLTRE ALLA RICERCA DI ACQUA
COMETE, ATMOSFERA DI MARTE, DI VENERE
SUPERFICIE DI EUROPA, LUNA, ASTEROIDI ATMOSFERA DI MARTE, DI VENERE, DEI PIANETI GIGANTI, SOTTOSUOLO DI EUROPA, TITANO ED ALTRI SATELLITI DEI PIANETI GIGANTI
22 MARZO GIORNATA MONDIALE DELL'ACQUA
PATRIMONIO FONDAMENTALE DELL'UMANITA'
RELAZION H2O CON
DNA /RNA
"GUSCIO D'IDRATAZIONE"MOLECOLE D'ACQUA SOLVATANO IN MODO SPECIFICO IL DNA E RNA NELLA CELLULA
BASSA SOLVATAZIONE
ALTA SOLVATAZIONE
PROTEINE ENZIMI
FUNZIONE BIOLOGICA DI UNA PROTEINA DIPENDE DA UNA DELICATA INTERAZIONE CON L'ACQUA
LIQUIDO AMNIOTICO
LIQUIDO CONTENUTO NELL'AMNIOS = AMBIENTE IN CUI IL FETO SI SVILUPPA
COMPOSIZIONE
SALI, AMMINOACIDI, UREA, GLUCOSIO, LIPIDI, CELLULE E ALTRE SOSTANZE INDISPENSABILI ALLA CRESCITA
ACQUA 98 %
FUNZIONI
NUTRIMENTO
PROTEZIONE
MECCANICA
TERMO-REGOLATIVA
MOBILITA FETO
EVITA
ADERENZE FETO-UTERO
PROCESSI DI DISIDRATAZIONE
FETO INALA ED ESALA IL LIQUIDO AMNIOTICO
SANGUE
PLASMA E' COSTITUITO DA 90 % ACQUA
BILANCIO IDRICO
CORRETTO RAPPORTO TRA ACQUA ELIMINATA ED INTRODOTTA
INTRODOTTA
CON I CIBI = 2,2 LITRI
OTTENUTA DALLA COMBUSTIONE DEI CARBOIDRATI = 0,3 LITRI
ELIMINATA
2,5 LITRI
REGOLAZIONE TERMICA
CORRETTO MANTENIMENTO DELLA TEMPERATURA DEL CORPO
VARIE FUNZIONI NEL CORPO
VEGETALI
TURGOR E CONSISTENZA MECCANICA
TERMOREGOLAZIONE
GERMINATURA SEMI
INFLUENZA FORMA DELLE RADICI, LA CONFORMAZIONE DELLA PIANTA, L'ORGANIZZAZIONE DEI TESSUTI INTERNI
BILANCIO INDRICO
POTENZIALE IDRICO = ENERGIA CHE LA PIANTA DEVE SPENDERE PER ASSORBIRE L'ACQUA DAL TERRENO E RIMPIAZZARE QUELLA PERSA
FOTOSINTESI CLORIFILLIANA
BATTERI, VIRUS, E PARASSITI
TUTTI NECESSITANO DI ACQUA
METABOLISMO UMANO
CONSUMA 2,5 LITRI AL GIORNO
ESCREZIONE + SUDORAZIONE + RESPIRAZIONE
2,2 LITRI SONO REINTEGRATI CON CIBI E BEVANDE
0,3 LITRI RESTANTI VENGONO REINTEGRATI ATTRAVERSO LA DEGRADAZIONE DEL CIBO E LA PRODUZIONE DI QUESTI 0,3 LITRI SVILUPPA UN'ENERGIA PARI A 32 MILIONI DI CALORIE
SE TALE ENERGIA FOSSE LIBERATA COME CALORE, DOPO OGNI PASTO, IL NOSTRO CORPO AUMENTEREBBE DI 26 °C LA TEMPERATURA
PERO' TALE ENERGIA VIENE ASSORBITA DALL'ACQUA
LIQUIDA
FLUTTUAZIONE LEGAMI IDROGENO E DELLA LORO ENERGIA
PROPRIETà
CHIMICO-FISICHE
ALTA CAPACITA' TERMICA
RAPPORTO TRA LA QUANTITA' DI ENERGIA CHE IL CORPO ASSORBE E IL CORRISPONDENTE AUMENTO DELLA TEMPERATURA
J / K
PRESSIONE IDROSTATICA
FORZA ESERCITATA DAL FLUIDO IN QUIETE SU OGNI SUPERFICIE A CONTATTO CON ESSO
N / m^2
TENSIONE SUPERFICIALE
FORZA DI COESIONE TRA LE MOLECOLE D'ACQUA
FORZE DI COESIONE = FORZE CHE TENGONO UNITE MOLECOLE UGUALI
J / m^2
CAPILLARITA'
CAPACITA' DEL LIQUIDO DI RISALIRE ALL'INTERNO DI UNA CONDUTTURE DI DIAMETRO PICCOLO
E' CAUSATA DALLE FORZE DI ADESIONE
FORZE DI ADESIONE = FORZE CHE SI INSTAURANO TRA MOLECOLE DIVERSE
m
DENSITA'
QUANTITA DI SOSTANZA IN RAPPORTO AL SUO VOLUME
Kg / m^3
ALTA TEMPERATURA DI EBOLLIZIONE
TEMPERATURA IN CUI SI HA IL PASSAGGIO DI STATO LIQUIDO A VAPORE
ROTTURA LEGAMI IDROGENO TRA LE MOLECOLE
TEMPERATURA DI FUSIONE
TEMPERATURA IN CUI SI HA IL PASSAGGIO DI STATO SOLIDO A LIQUIDO
GRADI KELVIN
BASSA VISCOSITA'
RESISTENZA DEL FLUIDO ALLO SCORRIMENTO
N x s / m^2
POLARITA'
PRESENZA DI 2 POLI OPPOSTI DI CARICA NETTA O PARZIALE
MOLECOLA POLARE FORMA UN COSIDETTO DIPOLO ELETTRICO
SOLVATAZIONE
CAPACITA' DI CIRCONDARE LE MOLECOLE DI SOLUTO E DISTANZIARLE TRA LORO
BIO- MOLECOLA
DIAMAGNETISMO
NORMALMENTE L'ACQUA SI COMPORTA COME UN LIQUIDO MA IN ALCUNE CONDIZIONI SI COMPORTA DA DEBOLE GEL IN CUI ADEGUA LA FORZA DEI LEGAMI IDROGENO
TRANSIZIONI FASE SOL - GEL
NELLO STATO DI GEL I COMPONENTI DISPERSI IN ACQUA SI LEGANO PER FORMARE UNA RETE CHE CONFERISCE AL MATERIALE UN'ELASTICITA'
AGGREGATI DI ACQUA NEL GEL SONO IN GRADO DI ESEGUIRE SOTTILI REAZIONI BIOCHIMICHE
CONTRIIBUISCE ALLA RICCHEZZA DELLE INTERAZIONI IONICHE PRESENTI IN BIOLOGIA QUINDI DIVENTA "ATTORE PRINCIPALE DELLA BIO-DIVERSITA'
GLI EFFETTI PROVOCATI DALLA MODULAZIONE DELLA FORZA DEL LEGAME IDROGENO , ALLE DIVERSE TEMPERATURE, SONO TANTI
TRA CUI EBOLLIZIONE, FUSIONE...
MOLTI ANIMALI POSSIEDONO SISTEMI MOLECLARI CAPACI DI MODULARE LA FORZA DEI LEGAMI IDROGENO
ESEMPIO ESTREMOFILI
ALCUNI
PYROCOCCUS ABYSSI
TARDIGRADO
HOLOTHURIANS
LE'VOLUZIONE HA UTILIZZATO QUESTA NATURALE TENDENZA PER OTTIMIZZARE ALCUNI FENOMENI ALLA VITA
UNO DI QUESTI FENOMENI E' LA COMPARTIMENTAZIONE DEI PROCESSI DELLA CELLULA
QUINDI
PARTECIPA A QUASI TUTTE LE REAZIONI DEL METABOLISMO
E' IL SOLVENTE IN CUI AVVENGONO LE REAZIONI BIOCHIMICHE
E' IL MEZZO DI TRASPORTO EXTRA ED INTRACELLULARE DELLE BIOMOLECOLE
ANOMALIE
CIRCA 70
ESEMPI
A 4 °C PRESENTA LA MAX DENSITA'
QUANDO VIENE RAFFREDDATA DA 4 A 0 °C L'ACQUA PIU' FREDDA SI STRATIFICA SU QUELLA PIU' CALDA QUINDI RALLENTA IL PROCESSO DI RAFFREDDAMENTO E GHIACCIARE UN LAGO O UN MARE RISULTA PIU' DIFFICLE
PUNTO DI FUSIONE DELL'ACQUA DIMINUISCE ALL'AUMENTARE DELLA PRESSIONE, INVECE DI AUMENTARE, COME SUCCEDE PER TUTTE LE ALTRE SOSTANZE. LA CONSEGUENZA EVIDENTE E' CHE IN ALTA MONTAGNA, DOVE LA PRESSIONE E' MINORE, L'ACQUA FONDE MENO FACILMENTE: RESTA GHIACCIO ANCHE A TEMPERATURE SUPERIORI ALLO ZERO
LE MOLECOLE D'ACQUA SONO MOLTO STABILI: L'OSSIGENO SI DISSOCIA DALL'IDROGENO A CIRCA 2800 °C
STATI AGGREGAZIONE
SOLIDO
LIQUIDO
GASSOSO
CICLO
EVAPORAZIONE
CONDENSAZIONE
PRECIPITAZIONE
FILTRAZIONE + TRASPIRAZIONE