Laura Mazzanti
Prof. Ordinario Biochimica
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Università Politecnica delle Marche
Si legge in Eraclito "dalla terra nasce l'acqua, dall'acqua
nasce l'anima…"
L'origine acquatica della vita è stata da sempre riconosciuta da tutte
le culture che hanno popolato la terra. Acqua è il liquido amniotico in
cui si sviluppa il feto, è la pioggia che cade sui campi, è la fonte che
disseta. L'acqua purifica il corpo da malattie e umori nocivi, permette
gli scambi e i commerci che si svolgono sul mare.
In tutti questi aspetti la simbologia legata all'acqua ha dato vita a un
ricco e variegato mondo immaginifico popolato di divinità, miti,
leggende, luoghi sacri e figure misteriose che incarnano di volta in volta
gli aspetti particolari di questo elemento e la sua centralità nella vita
dell'uomo.
Gli spiriti elementari dell'acqua venivano identificati nella
Vecchia Religione con il nome di Ondine. Anche per le
ondine, come per il retroterra folcloristico legato alle Fate,
la tradizione è molto vasta andando a coinvolgere quasi ogni
cultura che avesse a che fare con il mare od in generale la
navigazione.Storie di Sirene e creature marine, popolano
non solo la letteratura più disparata, ma in particolare il
folclore irlandese e quello scozzese, anche se racconti di
creature delle acque sono presenti in quasi tutto il mondo e
in quasi ogni epoca.
Da quando, nel VI secolo a.C., Talete ha dato inizio, in Grecia, alla
scienza ed alla filosofia occidentali, l’acqua è stata accettata per quasi
duemila anni quale elemento base dell’universo.
Per i greci il più antico dio dell'acqua è Oceano , figlio di Gea (la terra)
e di Urano (il cielo). Oceano è sia la divinità dell'acqua sia il fiume che
circonda la terra. Dall'unione tra Oceano e Teti - l'umidità che tutto
pervade e nutre, hanno origine i tremila fiumi della terra e le
Oceanine. Oceano è chiamato da Omero 'origine del tutto' a
sottolineare la nascita della vita terrena dall’acqua.
Ma è con il filosofo greco Talete nel 600 a.C. che i miti legati all'acqua
si condensano in un vero e proprio discorso filosofico in cui l'arché, il
principio primo di tutte le cose, è l'acqua sulla quale galleggia la terra.
Teoria ripresa probabilmente dai diversi miti orientali sull'origine della
vita. Talete trae le sue conclusioni dopo aver osservato che tutti i semi
e i nutrimenti sono umidi e sostiene che "l'acqua è il principio di tutte
le cose; le piante e gli animali non sono altro che acqua condensata e
acqua torneranno ad essere dopo la morte".
Per Talete la Terra ha la forma di un disco ondulato che galleggia sul
fiume Oceano. L'acqua è l’ARCHE’, l'elemento primordiale, origine di
tutte le cose: senza acqua risulta impossibile la vita; essa esiste in tre
forme che sono trasformazioni dello stesso elemento (solido, liquido ed
areiforme). Tutto è fatto di acqua e tutto fa ritorno all’acqua.
Ipotesi biochimiche sull’origine della vita
La vita sembra essere un
evento casuale, dovuto
alla
combinazione
di
diversi
fattori
concomitanti. Sulla terra
ci sono voluti 1-2 miliardi
di anni per avere la
comparsa della vita. Negli
oceani
primitivi
comparvero
i
primi
organismi unicellulari, i
procarioti, e poi da questi
si passò agli organismi
unicellulari contenenti un
nucleo e gli organelli, gli
eucarioti.
L’ipotesi più accreditata sull’origine della vita è quella di Oparin (1924), secondo cui
i primi composti organici, gli aminoacidi e i nucleotidi, si sono formati nel brodo
primordiale, in condizioni diverse da quelle attuali poiché l’atmosfera primitiva era
certamente priva di ossigeno. Nel 1953 l’ipotesi fu verificata trattando con
scariche elettriche una miscela di acqua metano ed ammoniaca. Il risultato
dimostrò che in effetti si potevano ottenere aminoacidi (che formano le proteine),
carboidrati e le basi azotate (che formano gli acidi nucleici, quindi DNA ed RNA).
H 2O
L'Acqua, molecola alla base della vita umana, ha incredibili
proprieta’, straordinarie stranezze, rilevate da una serie di
ricerche effettuate negli ultimi anni, che ne possono
giustificare la denominazione di "composto piu’ versatile
dell'Universo".
Le particelle di cui sono formati i corpi, si chiamano atomi. In
natura esistono poco più
di
una novantina
di tipi d’atomi
differenti; atomi di uno stesso tipo costituiscono sostanze
chiamate elementi. Le sostanze il più delle volte sono formate
dalla combinazione di gruppi distinti di due o più atomi e
costituiscono particelle più grandi chiamate molecole.
La molecola è la più piccola parte di una sostanza che ne
mantiene tutte le caratteristiche. Un atomo è formato a sua
volta da particelle più semplici: un nucleo formato da protoni e
neutroni e un’orbita con elettroni. I protoni contengono una
carica corretta, gli elettroni negativa e i neutroni non ne
contengono alcuna.
Caratteristiche chimiche dell’acqua
 L’acqua è un composto di idrogeno H e ossigeno O
 Per ogni grammo di idrogeno ci sono 8 grammi di ossigeno (1
atomo O pesa quanto 16 atomi H)
 Ogni atomo di ossigeno è legato a 2 atomi di idrogeno
 a formare la molecola H2O
 I nuclei degli atomi O e H attirano gli stessi elettroni
ma quello di O li attira con una forza maggiore!
 La molecola H2O non presenta una carica elettrica, ma la
disomogenea distribuzione degli elettroni () attorno i nuclei
(+) la rende polare
 La polarità della molecola H2O è alla base delle eccezionali
proprietà dell’acqua
--
H
- δ
O --
H
δ+
--
H
- δ
O --
H
δ+
La molecola dell'acqua è formata da due atomi di idrogeno e un
atomo di ossigeno, la sua formula chimica è H2O; l'atomo di ossigeno è
più grosso dell'atomo d'idrogeno per cui la molecola non ha una forma
lineare ma i tre atomi formano un angolo di circa 105° con una
parziale lacuna elettronica sull’idrogeno (polo positivo) e un surplus
elettronico vicino all’ossigeno che ha due parziali cariche negative (polo
negativo). L’acqua è quindi una molecola polare, anzi è la molecola
polare per eccellenza, un solvente polare, ma è anche una molecola
neutra.
H
O
105°
Nel nostro corpo e’ "l'ingrediente" piu’ abbondante: in un
adulto ammonta al 70% del peso, ma raggiunge il 75% nei
bambini, mentre negli anziani scende sotto il 50%. E' il
nostro elisir di giovinezza, ma l'acqua presente negli esseri
viventi ha tutt'altro che un ruolo passivo: le ultime ricerche
dimostrano che e’ determinante nel dirigere processi
biologici e sembra essenziale per un efficiente "lettura"
delle informazioni nel DNA. Le straordinarie prestazioni
dell'acqua si devono alla sua struttura chimica, che la
rende il composto piu’ semplice e versatile dell'Universo.
Gli organismi viventi sono costituiti
soprattutto da acqua, presente al
70-75% nell’uomo. Da qui si può
comprendere
l’importanza
dell’acqua per la vita.
Il
feto
galleggia
nel
sacco
amniotico simile ad un astronauta
nella sua capsula spaziale; intorno
i villi della placenta formano una
specie di corona radiante. Le
costellazioni e le nebulose di
questo firmamento sono costituite
da cellule del sangue materno e da
cristalli del sale nelle acque fetali
L’acqua nell’uomo e… nella donna
cervello
73%
cuore
75%
polmoni
66%
fegato
26%
reni
83%
muscolatura
75%
sangue
83%
L’acqua e l’uomo
Un adulto deve assumere in media
2.5l di acqua al giorno.
FUNZIONI NEL NOSTRO CORPO
Rende solubile molte sostanze che
possono essere utilizzate dal
nostro organismo
Permette di eliminare sostanze
dannose attraverso l’urina e il
sudore
Regola attraverso la sudorazione la
temperatura dell’organismo
Il corpo umano è costituito
per il 60-70% di acqua
ACQUA ELIMINATA AL
GIORNO
Da 1 litro a 5litri attraverso i
reni
Da 0,5 litri a 1 litro attraverso
la pelle
200-100ml attraverso i polmoni,
il naso e la bocca mentre
espiriamo
50-100 ml attraverso l’intestino
con le feci
Il legame a idrogeno
Gli atomi di H di una molecola
vengono attirati da un atomo O
di un’altra molecola
δ
H
O
H
δ+
-Il legame a idrogeno è debole, si forma e si scinde in
continuazione liquido
-per scindere i legami a idrogeno occorre fornire energia
-le molecole si agitano  vapore
-quando il vapore condensa, si libera l’energia calore
latente
l’acqua ha una elevatissima
capacità termica
può immagazzinare grandi quantità
di calore senza che la sua temperatura
aumenti di molto e lo cede gradualmente
per elevare di 1°C 1 g di acqua
- da 14° a 15°- occorrono
4,184 joule, ossia 1 caloria
questa proprietà dipende dai
legami a idrogeno:
l’agitazione termica delle
molecole viene contrastata
dalle forze di attrazione
azione calmieratrice sul clima
Capacità termica
Sostanza
Calore specifico
( J/g° C)
acqua, liquida
acqua,ghiaccio
acqua,vapore
carbonio,
diamante
4,184
2,03
1,86
0,51
carbonio,grafite
0,71
0,90
0,45
0,24
0,736
alluminio
ferro
argento
vetro, Pyrex
L’ acqua: il migliore solvente
L’acqua sul nostro pianeta e nel nostro corpo
contiene disciolte altre sostanze
Le molecole di acqua disperdono le molecole e
gli ioni di altre sostanze polari
tiene in sospensione particelle più grandi
modifica le sue proprietà:

punto di ebollizione

punto di solidificazione

pressione osmotica

acidità
Capillarità
I legami a idrogeno permettono alle molecole di
“arrampicarsi” lungo le pareti del contenitore
se questo è sottile come un capello, la “cordata”
può raggiungere altezze notevoli
così l’acqua può
arrivare anche alle
foglie più alte di
un albero e partecipare
alla fotosintesi!
ma anche raggiungere, arrampicandosi lungo un muro,
un piano alto dell’abitazione!
o, ancora, da una falda sotterranea, raggiungere le
radici delle piante mantenendole in vita
LE PROPRIETA’ DELL’ACQUA
• Allo stato liquido ha un volume proprio e quindi non
è comprimibile
• Allo stato liquido assume la forma del recipiente
che la contiene
• Presenta deboli forze di coesione fra le molecole
• Ha un elevato calore specifico e un'alta capacità
termica: si scalda e si raffredda lentamente,
proprio per la presenza di legami di idrogeno
LE PROPRIETA’ DELL’ACQUA
• Quando si solidifica il volume aumenta, al contrario
di ciò che accade con le altre sostanze; quindi la
densità del ghiaccio diminuisce, pesa meno e perciò
galleggia sull'acqua. Ciò ha una notevole importanza
perché rende possibile la vita sotto i mari ghiacciati
in superficie.
• Ha un suo peso ed esercita quindi anch'essa una
pressione, la pressione idrostatica: è un fenomeno
importante per le pressioni che l'acqua può
esercitare negli abissi oceanici.
• Come un qualsiasi liquido, anche l'acqua, se è in
riposo mantiene la sua superficie libera sempre
piana ed orizzontale.
Le forme dell’acqua sulla Terra
•
•
•
•
Gli stati fisici dipendono
dall’energia
L’acqua si trova nei 3 cinetica delle molecole di acqua:
stati fisici
bassa nel ghiaccio, media nell’acqua
Liquida -mari, fiumi, liquida, alta nel vapore
laghi, falde
Molecola
sotterraneeGassosa o vapor
d’acqua –atmosferaSolida o ghiaccio –
ghiacciai, banchisa
polare, iceberg-
ghiaccio
acqua
vapore
Ghiaccio
GLI STATI dell’ acqua.
LIQUIDO
VAPORE
L’ACQUA
CAMBIA
STATO
CON IL
CALORE
NOI SIAMO ABITUATI A
VEDERLA LIQUIDA, a 0 °C
solidifica, a 100 °C evapora
Distribuzione dell’acqua sulla Terra
altro 3%
Fiumi
< 410%
altro 1%
acqua
sotterranea
22%
Laghi
Oceani
97%
calotte
polari
ghiacciai
iceberg
77 %
61 %
atmosfera
umidità
suolo
39 %
Il ciclo dell’acqua
 L’acqua si muove incessantemente dall’oceano all’atmosfera
ai fiumi, ai laghi, ai ghiacciai e da questi ancora ai fiumi,
all’atmosfera, al mare, liquida, gassosa, solida…
 E poi penetra nel suolo, entra nei viventi e torna ai fiumi, al
suolo, al mare, all’atmosfera da cui torna al mare, al suolo…
Il ciclo dell’acqua
La maggior parte dell’acqua presente in natura è raccolta
nei mari, nei fiumi e nei laghi.
Per effetto del calore del Sole quest’acqua si riscalda ed
evapora, trasformandosi in vapore acqueo che sale verso
l’alto.
Il vapore acqueo a una certa altezza incontra dell’aria
fredda e si condensa, trasformandosi in goccioline d’acqua
che si uniscono tra di loro e formano le nuvole.
Attraverso le precipitazioni atmosferiche, l’acqua contenuta nelle nuvole ritorna
poi sulla superficie terrestre sotto forma di pioggia, neve o grandine... e tutto
ricomincia daccapo.
Quindi, attraverso continui cambiamenti di stato, l’acqua sale dalla terra al
cielo, da lì ridiscende sulla terra, poi risale nuovamente verso il cielo... e così
via.
Se l’acqua non facesse continuamente questo grande "giro", chiamato ciclo
dell’acqua, in altre parole, se l’acqua non si rigenerasse, la vita sulla Terra
sarebbe impossibile.
L'acqua e’ stata trovata nelle nubi interstellari della
nostra galassia, la Via Lattea. Si presume che l'acqua sia
abbondante anche in altre galassie, dato che i suoi
componenti elementari, idrogeno e ossigeno, sono tra i piu’
abbondanti elementi dell'universo.
L'acqua si ritrova quindi nelle comete, nei pianeti e nei
loro satelliti. Ad oggi nel nostro sistema solare, l'acqua e’
stata trovata sulla Luna, sui pianeti Mercurio, Marte,
Nettuno e Plutone e sui satelliti di alcuni pianeti, tra cui
Tritone e Europa.
L’acqua una risorsa scarsa
L’idrosfera è costituita per il 97,5% da acqua salata e per il resto da acqua
dolce
La quantità d'acqua dolce disponibile pro capite diminuisce
sensibilmente con il passare degli anni . Ciò è dovuto in generale
a tre fenomeni:
Aumento della popolazione mondiale che
determina una vertiginosa crescita della
domanda.
Inquinamento dell'acqua che proviene da varie
fonti
Cambiamenti climatici globali
INQUINAMENTO
o Scarichi civili che versano nei fiumi materia organica in quantità tali
da superare le potenzialità autodepurative dei corsi d'acqua.
o Scarichi industriali che immettono nell'ambiente acquatico metalli
pesanti e altre innumerevoli sostanze tossiche per gli organismi
vegetali e animali, uomo compreso.
o Fertilizzanti e pesticidi veicolati dalle acque di scolo provenienti dai
campi coltivati, che provocano fenomeni di eutrofizzazione.
o Piogge acide, ricaduta tramite pioggia di sostanze emesse da
industrie e veicoli a motore e trasportate attraverso l'atmosfera.
MESSAGGI DALL’ACQUA
Un sorprendente messaggio ci giunge dall'acqua attraverso le ricerche di
Masaru Emoto, scienziato e ricercatore giapponese, che ha messo a punto
una tecnica per esaminare al microscopio e fotografare i cristalli che si
formano durante il congelamento di diversi tipi d'acqua, come l`acqua di
rubinetto di diverse città del mondo, l`acqua proveniente da sorgenti, laghi,
paludi, ghiacciai di varie parti del mondo.
Gli venne poi l`idea di esporre l`acqua alle vibrazioni della musica, di parole
sia scritte che dette e fin anche dei pensieri.
Si è visto che i cristalli dell`acqua trattata mutano di struttura, inviando
dei messaggi.
Le immagini di seguito riportate mostrano, come l`acqua, sia quasi un nastro
magnetico liquido in grado di registrare in modo molto sensibile le
informazioni energetiche che riceve dall'ambiente.
Masaru Emoto, nato nel 1943 in Giappone, ha cominciato nel 1984 le sue
ricerche approfondite sull`acqua, dopo aver incontrato il bio-chimico Dr.
Lorenzen, l`inventore della cosiddetta “microcluster water”, un`acqua
energetizzata avente effetti terapeutici.
“L’acqua e’ quella che per vitale amore a questa
arida terra e’ dedicata”.
(Leonardo Da Vinci - Codice Arundel)