Suyun fiziki xüsusiyyətlərindəki həssas nizamlar

Məşhur biokimyaçı prof. A.E.Nidham (A.E.Needham) “Bioloji materialların bənzərsizliyi” (The Uniqueness of Biological Materials) adlı kitabında həyatın olması üçün mütləq maye maddələrin mövcud olmasının zəruri olduğunu izah edir. Əgər maddə ancaq bərk və qaz halda olsaydı, həyat əsla olmazdı. Çünki bərk maddələrdəki atomlar çox sıx və sabitdir, bu isə canlı orqanizmlərin həyata keçirdiyi proseslərdə dinamik molekulyar proseslərə imkan vermir. Qazlarda isə atomlar sabit deyil, sərbəst şəkildə uçuşurlar və bu şəkildə canlı orqanizmlərin kompleks mexanizmləri işləyə bilməz.

Qısası, həyat üçün zəruri proseslərin həyata keçirilməsi üçün maye mühit olmalıdır. Yeganə ideal maye sudur. Suyun həyat üçün qeyri-adi dərəcədə uyğun xüsusiyyətlərdə olması qədim dövrdən bəri elm adamlarının diqqətini cəlb edib. Suyun ümumi təbii qanunlara zidd kimi görünən bəzi termal xüsusiyyətləri də bu maddənin həyat üçün xüsusi yaradıldığını göstərir.

Bütün maddələr temperaturları aşağı düşdükcə sıxılırlar. Bütün mayelər də temperaturları aşağı düşdükcə sıxılır və həcmlərini itirirlər. Həcm azaldıqda sıxlıq artır və beləcə ağırlaşırlar. Bu səbəbdən, maye maddələrin bərk halı maye halına nisbətən ağırdır. Ancaq bunlardan fərqli olaraq su müəyyən temperatura (+4°C) düşənə qədər sıxılır, sonra birdən-birə genişlənməyə başlayır. Donduqda isə daha da genişlənir. Bu səbəbdən, suyun bərk halı maye halından yüngüldür. Yəni buz, əslində, normalda fiziki qanunlara əsasən, suyun dibinə batmalıdır, ancaq əksinə, suyun üzündə üzür.

Suyun bu xüsusiyyəti Yer kürəsindəki dənizlər üçün vacibdir. Əgər bu xüsusiyyət olmasaydı, yəni buz suyun üzündə üzməsəydi, Yer kürəsindəki suyun böyük hissəsi tamamilə donar, göllərdə və dənizlərdə həyat qalmazdı. Bunu daha ətraflı təhlil edək. Yer kürəsinin bir çox yerində soyuq qış günlərində temperatur 0°C-dən aşağı düşür. Bu temperatur dənizlərə və göllərə təsir edir, dənizlər və göllər getdikcə soyuyur. Soyuyan təbəqələr dibə doğru çökür, isti su səthə çıxır, soyuq havanın təsiri ilə soyuyur və donub dibə çökür. Ancaq temperatur 4°C-yə çatdıqda bu proses birdən dəyişir, temperatur aşağı düşdükcə su genişlənməyə və yüngülləşməyə başlayır. Beləliklə, temperaturu +4°C olan su ən altda qalır. Yuxarıda temperaturu 3°C, onun üstündə 2°C olan su təbəqəsi olur, beləcə, yuxarıya doğru davam edir. Suyun səthində isə temperatur 0°C-yə çataraq donur. Ancaq təkcə səth donur. Buz səthin altında qalan 4°C-lik su təbəqəsi balıqların və digər su canlılarının yaşaması üçün kifayətdir.

Su həmişə səthdən donur və buz suyun üzündə üzür, dibə batmır. Əgər digər mayelər kimi suyun sıxlığı soyuduqca artsaydı, yəni buz suyun dibinə batsaydı, onda okeanlar, dənizlər və göllərdə donma altdan başlayacaqdı. Suyun səthində soyuğun qarşısını kəsən buz təbəqəsi olmadığı üçün altdan başlayan donma yuxarıya doğru davam edəcəkdi. Beləliklə, Yer kürəsindəki göllərin, dəniz və okeanların böyük hissəsi buz kütləsinə çevriləcəkdi. Belə olduqda dənizlərdə heç bir canlı yaşaya bilməzdi. Ölü dənizlərin olduğu ekoloji sistemdə quru canlıları da yaşaya bilməzdi. Qısası, əgər su normal xüsusiyyətlərdə olsaydı, Yer ölü planet olardı.

Suyun nə üçün normal davranmadığı, yəni 4°C-yə qədər sıxıldıqdan sonra nə üçün birdən-birə genişləndiyi heç kimin izah verə bilmədiyi bir hadisədir.

Suyun bu özünəməxsus termal xüsusiyyətləri sayəsində qış və yay, gecə ilə gündüz arasındakı temperatur fərqi daima insanların və digər canlıların tab gətirəcəyi həddə qalır. Yer kürəsindəki su miqdarı quruya nisbətən az olsaydı, gecə ilə gündüz arasında temperatur fərqi çox artar, quru ərazilərin böyük qismi səhralaşar və həyat qeyri-mümkün olardı, yaxud da çətinləşərdi. Suyun termal xüsusiyyətləri fərqli olsaydı, yenə də Yer həyat üçün əlverişsiz planet olardı.

Harvard Universiteti Bioloji Kimya fakültəsinin professoru Lorens Henderson suyun termal xüsusiyyətlərini təhlil etdikdən sonra belə izah verir:

“Xülasə, suyun bu xüsusiyyəti üç cəhətdən böyük əhəmiyyət daşıyır. Əvvəla, Yer kürəsinin temperaturunu nizamlayır. İkincisi, canlıların bədənlərinin temperatur müvazinətini qoruyur. Üçüncüsü, metereoloji dəyişkənlikləri dəstəkləyir. Bütün bu amillər ən yüksək uyğunluqla baş verir və başqa heç bir maddə bu cəhətdən su ilə müqayisə edilə bilməz”. (Lawrence Henderson, The Fitness of the Environment, Boston: Beacon Press, 1958, s. 105)

Bitkilər nasos və əzələ sistemləri olmadığı halda torpağın dərinliklərindəki suyu metrlərlə yuxarıya daşıyırlar. Bunun səbəbi suyun səth gərginliyidir. Bitkilərin kök və damarlarındakı kanallar suyun səthinin gərilməsindən faydalanır. Yuxarıya doğru getdikcə daralan kanallar suyun yuxarıya qalxmasına səbəb olur. Suyun səthi gərilməsi digər mayelərdə olduğu kimi az olsaydı, bitkilər qidalana bilməz, dolayısilə, yaşaya da bilməzdilər. Bitki örtüyü olmayan yerdə insan həyatı da mümkün olmazdı.

Səthi gərilmə mayelərin molekullarının bir-birlərini cəzb etməsindən qaynaqlanır. Hər mayenin səthi gərilməsi fərqlidir. Suyun səthi gərilməsi digər mayelərdən daha yüksəkdir və bunun bəzi bioloji təsirləri var. Suyun səthi gərilməsi, əsasən, bitkilər üçün çox önəmlidir.
Bitkilərin nasos, əzələ sistemi və s. olmadan torpağın dərinliklərindəki suyu metrlərlə yuxarıya necə daşıdıqlarını düşündünüzmü? Bu sualın cavabı səth gərginliyidir. Bitkilərin kök və damarlarındakı kanallar suyun səth gərginliyindən faydalanacaq şəkildə yaradılıblar. Yuxarıya doğru getdikcə daralan kanallar suyun yuxarıya qalxmasına kömək edir.
Buna suyun səthi gərilməsi imkan verir. Əgər suyun səthi gərilməsi digər mayelərdəki kimi az olsaydı, bitkilərin yaşaması fizioloji cəhətdən mümkün olmazdı. Əlbəttə, bitkilərin olmadığı mühitdə insanların da varlığından bəhs etmək mümkün deyil.
Yüksək səthi gərilmənin başqa mühüm təsiri də süxurların parçalanmasıdır. Su yüksək səthi gərilməsinə görə süxurların içindəki kiçik çatlardan dərinliklərə qədər sızır. Sonra havalar soyuyur və sular donur. Buza çevrilən su genişləndiyinə görə süxurları tədricən parçalayır. Bu, süxurların tərkibindəki mineralların üzə çıxmasına və eyni zamanda, torpağın mineralla zənginləşməsinə kömək edir.
Suyun bu fiziki xüsusiyyətləri ilə yanaşı, kimyəvi xüsusiyyətləri də həyat üçün idealdır. Bu xüsusiyyətlərdən ən əsası suyun çox yaxşı həlledici olmasıdır. Demək olar ki, bütün kimyəvi maddələr suyun içində həll olur.
Suda həll olan çoxlu faydalı mineral və bənzər kimyəvi maddələr çaylar vasitəsilə dənizlərə ötürülür. Bu şəkildə dənizlərə ildə 5 milyard ton kimyəvi maddə daşınır. Bu maddələr dənizlərdəki həyat üçün zəruridir.
Su, demək olar ki, bütün kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir. Suyun başqa kimyəvi xüsusiyyəti də kimyəvi reaksiyalara girməyə ideal dərəcədə meyilli olmasıdır.
Suyun istər kimyəvi, istərsə də fiziki xüsusiyyətləri insanın həyatına və ehtiyaclarına ən uyğun şəkildə yaradılmışdır.
Su nə sulfat turşusu kimi həddindən artıq reaktiv, nə də arqon kimi heç bir reaksiyaya girməyən sabit maddədir. Prof. Maykl Dentonun bildirdiyi kimi, suyun reaksiyaya girmə həddi onun həm bioloji, həm də geoloji funksiyaları baxımından ən uyğun ölçüdədir. (Michael Denton, Nature’s Destiny, s. 32)
Suyun kimyəvi xüsusiyyətlərinin həyat üçün uyğunluğu su üzərində aparılan hər yeni tədqiqatda daha da üzə çıxır. Yel Universitetindən məşhur biofizika professoru Harold Morovits bu barədə belə izah verir:
Son illərdə suyun əvvəllər məlum olmayan xüsusiyyəti üzə çıxmışdır. Bu xüsusiyyət (proton ötürücülüyü) ancaq suya xas xüsusiyyətdir və bioloji-enerji ötürücülüyü baxımından həyatın mənşəyi üçün böyük əhəmiyyətə malikdir. Məlumatlarımız artdıqca təbiətin (həyat üçün) qüsursuz uyğunluğuna heyranlığımız da artır. (Harold J. Morowitz, Cosmic Joy and Local Pain, New York: Scribner, 1987, s. 152-153)
Maye dedikdə hamımızın təsəvvüründə axıcı maddə canlanır. Halbuki, mayelərin axıcılığı bir-birindən fərqlənir. Məsələn, qatran, qliserin, zeytun yağı və sulfat turşusunun axıcılıq dəyərləri çoxdur. Bu mayeləri su ilə müqayisə etdikdə böyük fərqlər ortaya çıxır. Çünki su qatrandan 10 milyard dəfə, qliserindən 1000 dəfə, zeytun yağından 100 dəfə və sulfat turşusundan 25 dəfə çox axıcıdır.
Yuxarıdakı müqayisələrdən də göründüyü kimi, suyun axıcılığı çox yüksəkdir. Hətta efir və maye hidrogen kimi normal halı qaz olan maddələri bir kənara qoysaq, suyun bütün mayelər arasında ən çox axıcılıq dəyəri olan maddə olduğunu deyə bilərik.
Suyun axıcılıq dəyəri canlılar üçün həyati əhəmiyyət daşıyır. Əgər axıcılıq dəyəri az olsaydı, qan kapillyarlarla daşına bilməzdi.
Bəs suyun axıcılıq dəyərinin bizim üçün əhəmiyyəti varmı? Bu mayenin axıcılığı az və ya çox olsa, bizim üçün fərqi olarmı? Professor Denton bu suallara belə cavab verir:
“Əgər suyun axıcılıq dəyəri yüksək olsaydı, su həyat üçün uyğun təməl xüsusiyyətini itirərdi. Məsələn, axıcılığı maye hidrogen qədər yüksək olsaydı, canlıların quruluşu məhvedici təsirlərə qarşı güclü hərəkətlərə məruz qalardı… Su həssas molekulyar formaları dəstəkləməz, canlı hüceyrəsinin həssas quruluşu məhv olardı…
Digər tərəfdən, suyun axıcılığı daha az olsaydı, (zülallar, fermentlər) kimi makromolekulların və xüsusilə mitoxondri kimi xüsusiləşmiş orqanoidlərlə kiçik orqanoidlərin nizamlı hərəkətləri qeyri-mümkün olardı. Habelə hüceyrələr bölünməzdi. Hüceyrənin bütün həyati funksiyaları donar və hüceyrə yaşamazdı. Hüceyrələrin embriogenez (ana bətnindəki inkişaf) zamanı hərəkət etmə və sürtünmə qabiliyyətinə bağlı olan ali canlılar suyun axıcılıq dəyəri az olduğu təqdirdə inkişaf etməzdi. (Michael Denton, Nature’s Destiny, s. 33)
Suyun yüksək axıcılıq dəyəri bizim üçün həyati əhəmiyyət daşıyır. Əgər suyun axıcılıq dəyəri az olsaydı, qan kapillyarlarla daşına bilməzdi. Məsələn, qaraciyərin kompleks damar şəbəkəsi olmazdı.
Suyun axıcılıq dəyəri təkcə hüceyrə daxilindəki hərəkətlər baxımından deyil, eyni zamanda, qan-damar sistemi üçün də vacibdir.
Bir millimetrin ¼-dən böyük orqanizmi olan bütün canlıların mərkəzi qan-damar sistemi var. Çünki bu ölçüdən böyük bədəni olan canlılarda qidalar və oksigenin diffuziya yolu ilə, yəni birbaşa hüceyrənin içindəki mayeyə ötürülərək daşınması mümkün deyil. Orqanizmdə çoxlu sayda hüceyrə var və hava ilə enerji hüceyrələri bir növ kanallar yolu ilə nasoslanmalı, artıqları da başqa kanallar yolu ilə toplanmalıdır. Bu kanallar damarlardır. Ürək isə damarlarda qanın axmasını təmin edən nasosdur. Damarların içində axan maye isə qandır ki, əslində, sudan təşkil olunmuşdur. (Qanın tərkibindən hüceyrə, zülal və hormonları çıxardıqda plazma adlanan maye qalır ki, bu mayenin də 95%-i sudur)
Bu səbəbdən, suyun axıcılığı qan-damar sisteminin yaxşı işləməsi üçün çox vacibdir. Məsələn, əgər suyun axıcılığı qatranın axıcılıq dəyərinə bərabər olsaydı, əlbəttə, ürək qanı vura bilməzdi. Suyun axıcılıq dəyəri qatrandan 100 milyon dəfə çox olan zeytun yağının axıcılıq dəyərinə bərabər olsaydı, ürək belə qanı vursaydı, bədənin hər tərəfinə yayılmış kapillyarların içinə girə bilməzdi, yaxud damarlarda çətinliklə axardı.
Kapillyarları daha yaxından təhlil edək. Kapillyarlar orqanizmin hər tərəfindəki hüceyrələrə lazımi oksigen, enerji, qida, hormon kimi maddələr daşıyırlar. Bir hüceyrə bir kapillyardan faydalanmaq üçün ondan ən çox 50 mikron məsafə qədər uzaqda olmalıdır (bir mikron millimetrin mində biridir). Daha uzaqda qalan hüceyrələr qidalanmayacaqları üçün öləcəklər.
Bu səbəbdən, insan orqanizmi elə yaradılıb ki, kapillyarlar bədənin hər tərəfini tor kimi bürüyüb. Orqanizmimizdəki təqribən 5 milyard kapillyarın ümumi uzunluğu 950 km-dir. Bəzi məməlilərdə 1 sm2-lik sahədə 3000 ədəd açıq kapillyar yerləşir. Əgər insan orqanizminin ən kiçik kapillyarlarının 10.000 ədədini yan-yana qoysaq, cəmi qalınlığı karandaşın ucu qədər olar. Kapillyarların diametri 3-5 mikron olur. Bu, 0.003-0.005 mm-dir. (Michael Denton, Nature’s Destiny, s. 35)
Ancaq qanın bu qədər dar damarların içində tıxanmadan rahatlıqla hərəkət etməsi suyun yüksək axıcılığı sayəsində mümkün olur. Prof. M. Denton suyun axıcılıq dəyəri az olduğu təqdirdə heç bir qan-damar sisteminin işə yaramayacağını belə izah edir:
“Bir kapillyar damar sistemi ancaq kanalların içinə nasoslanan maye yüksək axıcılıqda olduğu təqdirdə işləyər. Yüksək axıcılıq dəyəri çox önəmlidir, çünki mayenin damarın içindəki hərəkəti mayenin axıcılığından asılıdır… Buradan açıq-aydın görünür ki, əgər suyun axıcılığı bir neçə dəfə çox olsa, kapillyarlarda qanın böyük təzyiqlə pompalanması lazım gələr olar və kapillyar damar sistemi funksiyasını itirər.
Əgər suyun axıcılıq dəyəri az olsa və ən kiçik kapillyarın diametri 3 mikron deyil, 10 mikron olsa, onda kapillyarlar kifayət qədər oksigen və qlükoza çatdırmaq üçün əzələ toxumasını demək olar ki, tamamilə örtər. Aydındır ki, bu təqdirdə, canlı növlərinin dizaynı qeyri-mümkün olardı və ya məhdudlaşardı. Odur ki, suyun həyat üçün əlverişli olması üçün axıcılığı hal-hazırkı dəyərdə olmalıdır. (Michael Denton, Nature’s Destiny, s. 35-36)
Başqa sözlə, suyun bütün digər xüsusiyyətləri kimi, axıcılığı da həyat üçün ən ideal dəyərdədir. Mayelərin axıcılıq dəyərləri arasında böyük fərqlər var. Ancaq suyun axıcılıq dəyəri tam lazımi ölçüdə yaradılmışdır. Hər insan bu məlumatları səmimi və Allaha üz tutaraq düşünməlidir.