| Agua libre vs Agua en la vida | ||
|---|---|---|
| Agua libre | Agua encuasherido | |
| Fluideidad | La mayor parte del agua en un organismo es libre de fluir. | La minoría de agua en un organismo está obligada a la materia orgánica mediante los enlaces de hidrógeno. No puede moverse libremente. |
| Función | 1. Transporte de nutrientes y desecho 2. Excelente solvente 3. Participar en reacciones bioquímicas | Es un componente de la estructura celular |
| Asociaciones | El agua libre y el agua atada pueden transformarse en una de otras en el organismo. | |
La vida más temprana en la Tierra fue nutrida en los océanos primordiales, por lo que uno de los componentes indispensables en la vida es el agua que varía entre el 60% y el 90%. Sin embargo, el contenido de agua varía considerablemente en diferentes organismos. Por ejemplo, constituye el 97% del cuerpo de la medusa. Mientras que hay muy poca cantidad en algunos seres vivos. Las semillas secas solo tienen alrededor de 13-15% de agua. Los organismos acuáticos generalmente tienen más agua que los organismos terrestres. Incluso en un organismo individual, el agua no está distribuida uniformemente. Los tejidos y órganos metabólicamente activos contienen más, mientras que las partes con tasas metabólicas bajas contienen menos.
Agua Libre
No está ligada a la materia orgánica en el organismo y es libre de moverse. La mayor parte del contenido en la sangre es agua libre. También se encuentra en el citoplasma y la matriz extracelular, especialmente en las vacuolas centrales de las células vegetales. Cuando exprimes una fruta, el jugo que fluye contiene abundante agua libre de la vacuola central de la planta.
Las propiedades fisicoquímicas del agua libre son muy similares al agua pura. Puede evaporarse, fluir y participar fácilmente en el metabolismo celular. En climas secos, escapa de los tejidos como vapor. Esto es por lo que la piel de algunas personas se vuelve seca e incluso se agrieta en el noreste de Asia debido a la ola de frío siberiana seca y penetrante.
También es un buen solvente donde los nutrientes, desechos, hormonas y otras sustancias se disuelven para ser transportados. Sirve como el medio para reacciones bioquímicas. Otra característica importante es que se congela fácilmente. Los cristales de hielo dañarán las estructuras celulares, por lo que los organismos con demasiada agua libre son menos adaptables a ambientes hostiles.
Agua Ligada
El agua inevitablemente interactúa con las materias orgánicas en los seres vivos. Su movimiento está limitado por fuerzas electrostáticas, por lo que no es propensa a evaporarse, fluir o participar en reacciones bioquímicas. Es por eso que se le llama agua ligada.
Se requiere energía adicional para superar la fuerza electrostática para volverse gaseosa. Generalmente, se cree que el agua ligada no se evapora a temperatura ambiente. Las fuerzas electrostáticas no solo cambian sus propiedades, sino que también alteran las sustancias orgánicas con las que el agua se combina. Por ejemplo, la capa de hidratación, un tipo de agua ligada, expone los grupos hidrofílicos en la superficie de la proteína, mientras que los grupos hidrofóbicos se entierran en el interior para mantenerse alejados de la solución acuosa.
El agua ligada que es abundante en la matriz extracelular se combina con grupos polares (amino, hidroxilo, carboxilo, etc.) a través de enlaces de hidrógeno para generar hidrocoloides esponjosos. El volumen de los hidrocoloides esponjosos aumenta varias veces, y la mayor parte del espacio en la matriz extracelular está llena de ellos. Son uno de los componentes que permiten a los tejidos biológicos resistir la presión y mantener la estructura.
Otra característica notable del agua ligada es su dificultad para congelarse. Su punto de congelación es mucho más bajo que 0°C, porque tiene fuertes interacciones electrostáticas con otras moléculas, como proteínas, polisacáridos, etc. Por lo tanto, perturba la disposición regular de los cristales de hielo. Esta característica es significativa para la supervivencia en condiciones extremas, especialmente para aquellos que viven en ambientes muy fríos.
El Agua Libre y el Agua Ligada Pueden Convertirse Entre Sí
La proporción en los organismos no es fija. Los organismos pueden regular la tasa metabólica para adaptarse al ambiente cambiando la proporción. Cuando el agua libre aumenta, la viscosidad reducida hace que el metabolismo sea más activo en el citoplasma, pero la vida se vuelve más sensible al ambiente externo. Cuando el agua ligada aumenta, el metabolismo se ralentiza. Los tejidos son menos propensos a congelarse y no son propensos a la deshidratación debido a la evaporación.
La proporción ajustable es beneficiosa para algunas especies de animales y plantas para adaptarse a las condiciones cambiantes rápidamente. Antes de la llegada del invierno, las plantas aumentan gradualmente el agua ligada en sus cuerpos para evitar la congelación y el daño de los tejidos. Las plantas sufrirán de congelación fácilmente durante una ola de frío repentina, porque su agua ligada no es suficiente. Otro ejemplo es que evita que los cactus pierdan humedad en el desierto cálido y árido. Cuando llega la temporada de lluvias, estas plantas del desierto se vuelven extremadamente activas. Las raíces temporales crecen para absorber el agua subterránea. Su apareamiento también se completa en un tiempo extremadamente corto.