Vannmolekylet har plussladning i den ene enden og minus i den andre. Det kan forklare hvorfor sevjen stiger i stilker og trær, hvorfor blodet kan løse salt og næringsstoffer, hvorfor vannet klumper seg til dråper, hvorfor is fryser til krystaller og hvorfor is flyter på vann.

Derfor er vann selve løsningen for livet

Dråper fra skyen, sevje i trærne, salt i cellene, snøkorn i løypa, islagte vann – alt har samme forklaring. Forklaringen får du her.

22.3 2016 04:00

Vi drikker og damper og snørrer og sikler og svetter og blør og tisser. Vi er tvers gjennom gjennomvåte av oss selv.

To tredjedeler av oss er vann. Vi elsker å boltre oss i vann. Samtidig er vi litt flaue for alt vannet. Vi strever med å holde oss tørre og delikate og ikke klisse oss til.

 Sannheten er at uten vann – intet liv. I alle fall ikke liv slik vi kjenner det.

Det lille og det store vannet

Vannet renner ikke bare inn og ut av kroppen. Næringsstoffer, salter, hormoner – alle slags livsviktige molekyler seiler på vannstrømmene gjennom blodårene og inn og ut av kroppens tusener av milliarder celler, sett gjennom mikroskopet.

Så kan vi snu mikroskopet til en kikkert. Da kan vi se jordkloden stige over måneslettene, slik som astronautene på romskipet Apollo 8.



Vi ser mye av det samme, men i større målestokk. Vi ser mektige havstrømmer, årer av liv og næringssalter gjennom verdenshavene på vannkloden.

Vi glir ned gjennom luftlagene og ser sola løfter damp til tårn av torden. Vi lander og ser regndråper på kronblad i solglitter. Vi ser livet folde seg ut i all sin væte.

Vannskaperen

Når natta kommer, snur vi kikkerten. Da ser vi hvor vannet kommer fra. Vi ser ut bakenfor stjernesvermene dit vi aldri kan nå, fordi vi ser inn mot tiden bak lyset, den fjerne fortida som formet de første atomer – av vannstoff.

Vannstoff er ikke vann. Vannstoff er det gamle norske navnet på hydrogen. Hydrogen er gresk. Det betyr rett og slett vannskaperen. Hvorfor fikk hydrogen dette navnet?

Svaret tar oss rett inn i vannmolekylet – og hvorfor vann er så livsviktig.

Vått trekantdrama

I et vannmolekyl har to vannskapere – to atomer hydrogen – lånt ut elektronene sine til ett atom oksygen.

Så sulten er oksygenet på disse to elektronene, at det trekker de to hydrogenatomene til seg med stor kjemisk bindingskraft. Vannmolekylet er et lite trekantdrama.

De to hydrogenatomene liker hverandre dårlig. Begge har lånt bort et elektron med minusladning. Begge har fått en plussladning til overs. Like ladninger frastøter hverandre.

Oksygenet trekker dem til seg fra den samme siden, men hydrogenatomene vil lengst mulig fra hverandre. Kompromisset på trekantdramaet er nettopp dette – en trekant. Livets trekant.


Vannmolekylet har en del med plussladning og en del med minusladning. Disse to ladningene gir vannmolekylet mange av egenskapene som gjør det så livsviktig. (Figur: Benjah-bmm27, Wikimedia Commons, bearbeidet av forskning.no)

Det løser seg i kroppen

Denne trekantformen er nemlig løsningen for livet. Den gir vannet evnen til å løse opp alle de stoffene som livet trenger. Hvorfor det?

To av hjørnene i trekanten er hydrogenatomene. De har plussladning. Det tredje hjørnet er oksygenatomet. Det har minusladning.

Dermed har vannmolekylet plussladning på den ene sida og minusladning på den andre. Disse ladningene kan trekke til seg motsatt ladning i andre molekyler – salter og mange proteiner.


Når det blir for lite vann i blodet og konsentrasjonen av salter stiger, utløses tørste i hjernen. (Maleri: Tørst, 1886, William-Adolphe Bouguereau)

Livets molekyler seiler som skip på strømmene av vann gjennom kroppen. De losser sine livsviktige laster der de trengs – næringsstoffer for stoffskiftet til kroppen, hormoner som styrer stoffskiftet og mer.

Anti-tissing

Landet vi lever i kan trues av tørke eller flom. Det samme kan landskapene inni kroppen vår.

Vi kan gå flere uker uten mat. Vi klarer ikke mange dager uten vann. Hva gjør kroppen hvis vi ikke får noe å drikke?

Det gjelder å spare på vannet, men kroppen har ikke så mange måter å spare på. Vanndamp forsvinner ut med pusten, uansett hvor tørste vi er. Blir det varmt, så svetter vi uansett. Hva kan kroppen gjøre?

Svaret begynner i hjernen. Her lages et hormon. Det kalles antidiuretisk hormon.

Diurese er bare et finere ord for tissing. Antidiurese er altså anti-tissing.

Ta dere sammen!

Antidiuretisk hormon seiler på blodstrømmen ned til nyrene. Der sier det klart ifra: Spar på vannet! Lag mindre urin!

Tisset blir mørkere og mørkere i fargen. Avfallsstoffene skal jo ut uansett. Den gule fargen kommer fra restene av gamle utbrukte røde blodlegemer.

Blodstrømmen får også problemer når kroppen har vannmangel. Blodet består av åtte tideler vann.

Når vannet forsvinner, blir det mindre blod i årene. Da synker blodtrykket. Hjertet kan få problemer med å pumpe ut nok blod til alle deler av kroppen.

Derfor gir det antidiuretiske hormonet også en viktig beskjed til blodårene: Ta dere sammen!

De siste reserver

Blodårene trekker seg sammen. Hjertet slår fortere. Det hjelper en stund, men hva hvis vannmangelen fortsetter?

Blodtrykket synker videre. Det kommer ikke nok blod til hjernen. Hjernen får ikke nok næring og oksygen. Konsentrasjonen daler. Vi reagerer langsomt. Vi får hodepine.

Nå har kroppen virkelig problemer. Hvor er de siste vannreservene? Jo, inne i cellene.

Tørsten på korset

Vannet strømmer gjennom celleveggene og ut i blodet for å holde blodtrykket oppe. Mange celler klarer seg med mindre vann. Noen celler er mer sårbare – hjernecellene.

Når de mister vann, blir det kritisk. Du blir forvirret. Etter hvert mister du bevisstheten. Blodtrykket fortsetter å synke.

Det samme skjer hvis du mister blod. Husker du bibelhistorien om Jesu død på korset? Han tørstet, og fikk en svamp med eddik å drikke. Tørsten kom av blodtapet.

Vannslange inn i blodet

Når kroppen har mistet opp mot en fjerdedel av alt vannet sitt, er den i ferd med å dø. Nyrene har sluttet å lage urin. Giftstoffene hoper seg opp. Organene slutter å virke.

Er du så tom for vann, kan du ikke reddes med bare å drikke. Du må få vann inn i blodårene gjennom en slange, intravenøst. Men pass på – ikke for mye!

Dr. Kneipps vannkur

Du kan nemlig ikke bare tørke ut. Du kan også få for mye vann. Du kan drikke deg i hjel. Du kan drukne – innenfra.

Hvem ville vel finne på det? Dessverre skjer det av og til. Du har vel hørt helserådet – drikk mye vann!


Kneippbrødets far: Sebastian Kneipp, tysk lege som også skrev bok om vannkur. (Foto: Hans Bischoff, 1890)

På 1800-tallet lanserte den tyske legen Sebastian Kneipp sin vannkur. Ja, det er den samme Kneipp som laget oppskriften på vårt kjære og sunne kneippbrød.

– Vannet, spesielt vår vannkur, helbreder alle sykdommer som overhodet kan helbredes, skrev Kneipp i 1886.

Havrebad

Kneipp var likevel ikke den som ville drukne sine pasienter. Han hadde like grundige oppskrifter for vannbadene sine som for kneippbrødet.

I boka hans kan du lese om helbad, delbad, halvbad, hodebad, armbad, håndbad og fotbad, bad med havrehalm, brennesle eller ryllik.

For ikke å snakke om knedusj, lårdusj, underdusj, ryggdusj, heldusj, overdusj, armdusj og endelig hoveddusj.

Ikke mer enn en liter i timen

Noen tror at jo mer vann du drikker, desto sunnere er det. Du skyller gjennom kroppen og fjerner giftstoffer med vann, sier den moderne myten.

Andre heller innpå vann etter en varm treningsøkt eller er med på livsfarlige konkurranser i vanndrikking.

Sannheten er at hvis du drikker mer enn en liter vann i timen, så klarer ikke nyrene å skille ut like mye. Hvis du da ikke svetter, hoper vannet seg opp i kroppen. Hva skjer videre?

Svulmende celler

Blod inneholder vanligvis litt salt. Nå kommer det mer vann i blodet. Saltet blir tynnet ut.

Inne i cellene er det derimot like mye salt som før. Da skjer noe rart. Det er akkurat som om vannet ser at det er mer salt i cellene enn i blodet utenfor. Det er akkurat som om vannet vil jevne ut, så det blir like mye salt begge steder.

Dette rare kalles for osmose. Vannet i blodet presser seg inn i cellene for å tynne ut saltet der. Det blir et osmotisk trykk.

Cellene svulmer opp av vann. Det går forholdsvis greit de fleste steder i kroppen, bortsett fra – enda en gang – inne i hjernen.

Skallen er et fengsel

De over 80 milliarder hjernecellene har ingen steder å gjøre av seg. De er stengt inne i et fengsel – hjerneskallen. Nå svulmer de opp, og det går ille.

Trykket inne i hjernen øker. Hjernecellene slutter å virke ordentlig. Du får kramper og mister bevisstheten. Hjernen klarer ikke lenger å styre automatikken i kroppen. Du slutter å puste.

Er det en lekse vi kan lære av dette? Kanskje dette – for mye og for lite av alt er skadelig. Vi trenger akkurat passe. Også av vann.

Hjerteløse planter


Trær løfter vann opp gjennom stammen blant annet ved hjelp av hårrørseffekten. (Foto: Ragnar Våga Pedersen)

Vannet renner altså som en elv gjennom kroppen vår. Det løser opp livsviktige molekyler og frakter dem dit de skal fordi vannmolekylet har en side med plussladning og en side med minusladning.

Denne pluss og minusdelen er ikke bare livsviktig for oss. Den er også livsviktig for planter og trær.

Opp gjennom stilk og stamme går en stille strøm av vann. Hvordan klarer trær og planter å pumpe vannet ut i hver øverste kvist og hvert minste blad? Trær og planter har da ikke noe hjerte?

Hårrør

Nei, men de har vannrør gjennom stilk og stamme. Disse vannrørene er så tynne som et hårstrå. De hårtynne vannrørene bruker pluss og minusladningene i vannmolekylet for å få vannet opp og fram.

Hva skjer? De elektriske ladningene i vannmolekylene trekkes mot veggene i hårrørene. Veggene drar vannet oppover. Det kalles hårrørseffekten.

Hårrørseffekten trekker også kaffen inn i sukkerbiten, vannet inn i svampen eller tøykluten eller blekket inn i trekkpapiret.

Vannløperens trøst


Pluss og minusladningene i vannmolekylene lager overflatespenningen som gjør det mulig for vannløperen å gå på vannet. (Foto: Markus Gayda, GNU Free Documentation License.)

Pluss og minusladningen i vannmolekylet er også viktig for andre levende vesener – vannløperne. Uten disse ladningene ville de sunket tvers gjennom vannflaten og druknet. Hva skjer?

Plussladningene i ett vannmolekyl trekker på minusladningen i et annet. Vannmolekylene klumper seg sammen. Vi kaller det vanndråper.

Ved vannoverflaten prøver også vannmolekylene å trekke seg mot hverandre. De danner en hinne som kalles overflatehinna. Denne hinna kan vannløperen bruke. Han kan gå på vannet. O mirakel!

Sekskantet skiføre

Pluss og minusladningene i vannmolekylet er også livsviktige for den skituren vi jo absolutt ikke kan unnvære – på påskefjellet. Uten pluss og minus i vannmolekylet, ingen snøkrystaller.

Når vannet blir kaldt, kobler vannmolekylene seg sammen i et sekskantmønster. Hvis du ser på snøkrystaller i lupe eller mikroskop, ser du at de som oftest har seks armer som spriker utover i alle retninger.

Hadde de ikke sprikt slik, ville vi ikke fått luftig snø av spinkle krystaller. Vannet ville frosset til isklumper isteden, slik det gjør når vannet fryser og smelter og fryser om igjen flere ganger inne i skyen – til hagl. Det ville gitt elendig underlag i løypa og mange harde knall og fall.

Flytende ferdsel – og fare

Pluss og minusladningene gir oss også trygge, islagte vann å legge løypene over. Sekskantmønsteret som lager snøkrystaller, holder også ismolekylene sammen i et sekskantet nettingmønster.

Dette mønsteret lager større avstand mellom molekylene enn når de kan flyte fritt. Dermed er is lettere enn vann. Fint for ferdselen over snødekte vann. Uheldig for Titanic, som kolliderte med et flytende isfjell.

Vann i glødende stein

Vil vannet på jorda noensinne ta slutt? Ja, det vil det, men det vil ta tid. Lang tid. Milliarder av år. Det er mye vann å øse av.

Ikke bare er nesten tre fjerdedeler av jorda dekket av hav. Under jordskorpa er trolig mange ganger så mye vann fanget i glødende stein.

Fanget i en diamant


Vann fanget i et mineral inne i en diamant under høyt trykk i laboratoriet. En slik diamant fra over 600 kilometer nede i jordskorpa ble funnet i Brasil i 2014. Det tyder på at det finnes flere ganger så mye vann nede i den smeltede steinen som i verdenshavene. (Foto: Steve Jacobsen / Northwestern University)

I 2014 fant forskere et mineral inne i en diamant i Brasil. Diamanten var spydd ut av jordas indre gjennom en vulkan for millioner av år siden.

Inne i diamanten var det et mineral som inneholdt vann. Dette mineralet hadde forskerne tidligere laget i et eksperiment med vann under høyt trykk i laboratoriet.

Vanntåka i Orion

Hvis alt vann på jorda skulle forsvinne, er det likevel uendelig mye mer vann der ute mellom stjernene.

Dette kan vi blant annet se i den store tåka av gass og støv i stjernebildet Orion, lavt på vårhimmelen om kvelden.

Sjokkbølger lager nytt vann

I denne tåka lages det nok vannmolekyler på en dag til å fylle opp verdenshavene 60 ganger, ifølge en amerikansk forsker som fant vann i dette området.

Vannet blir laget når gassen og støvet trekker seg sammen til en stjerne, og stjerna tennes. Da blåses resten av gassen og støvet utover og lager sjokkbølger av varme. I disse varme gassene reagerer hydrogen – vannskaperen – med oksygen og lager vanndamp.

Nytt vann og nytt liv

Denne vanndampen fryser seinere til is. Isen blir kometer. Kometene slår ned i unge, glødende planeter rundt den unge sola, slik de slo ned i vår unge jordklode for milliarder av år siden.

Slik vil nye verdener oppstå og gjenskape seg selv – og kanskje nytt liv – i vann.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Annonse

Verdens vanndag

22. mars er verdens vanndag, i regi av FN.

Den første vanndagen var i 1993, etter en FN-konferanse om miljø og utvikling. Hvert år setter FNs avdeling for vann et bestemt tema for vanndagen. Årets tema er velferden for de som arbeider med å sikre vannforsyningene.

(Kilde: UN Water – World Water Day)

Emneord