ನೀರಿಗೆ ಏಕೆ ಈ ವಿಶೇಶ ಗುಣಗಳು?

– ರಗುನಂದನ್.

ಕಳೆದ ಬರಹದಲ್ಲಿ ತಿಳಿದುಕೊಂಡಂತೆ ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಣದಲ್ಲಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲೇ ನೀರು ವಿಶೇಶವಾದುದು. ಆದರೆ ವಿಶೇಶವಾದ ಗುಣಗಳು ನೀರಿಗೇ ಏಕೆ ಇವೆ ಎಂಬುದು ಕುತೂಹಲವಾದುದು. ಇದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ ಅದರ ಅಣುಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಹೊಂದಿಕೊಂಡಿರುವ ಬಗೆ. ಮುಂಚೆ ಹೇಳಿದ ಹಾಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಣೆಯ ನಿರುಗೆಯು (hydrogen bonding arrangement) ನೀರು ಈ ರೀತಿ ಇರುವುದಕ್ಕೆ ಕಾರಣ.

ಜೀವಿಗಳು ಬದುಕಿರುವಾಗ ಅವುಗಳ ಒಡಲಿನಲ್ಲಿ ಸಾಕಶ್ಟು ಎಸರಿನ ಮರು-ಎಸಕಗಳು (chemical reactions) ನಡೆಯುತ್ತಿರುತ್ತವೆ. ಈ ಮರು-ಎಸಕಗಳು ನಡೆಯುವುದಕ್ಕೆ ಸಾಕಶ್ಟು ಪ್ರೋಟೀನ್‍ಗಳು, ಎಂಜಾಯಂ‍ಗಳು ಹರಿದಾಡುತ್ತಿರಬೇಕು. ನರ ನಾಡಿಗಳ ಸಂದಿಗೊಂದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಪುಟ್ಟ ಹಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಟೀನುಗಳು ಮತ್ತು ಎಂಜಾಯಂ‍ಗಳು ಓಡಾಡುತ್ತಿರಬೇಕು. ಈ ಸಾಗಾಣಿಕೆಗೆ ಬೇಕಾಗುವ ಕಾಲುವೆ ನೀರಿನ ಮೂಲಕ ಸಿಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೋಟೀನುಗಳು ಹೇಗೆ ಬೇಕೋ ಹಾಗೆ ತಿರುಗುವ, ನುಣುಚಿಕೊಳ್ಳುವ, ಆಕಾರ ಮಾರ‍್ಪಡಿಸುವದಕ್ಕೆ ನೀರು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ನೀರು  ಬೂಮಿಯ ಮೇಲಿನ ಜೀವಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಈ ಪಾಟಿ ನಂಟು ಹೊಂದಿದೆ.

ನೀರನ್ನು ಈ ಮಾದರಿಯಲ್ಲಿ ಚಿತ್ರಿಸಬಹುದು, ಕೂಡ್ತಲೆ (ಪಾಸಿಟಿವ್/+) ಮಿನ್ತುಣುಕುಗಳುಳ್ಳ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಕಳೆತಲೆ (ನೆಗಟಿವ್/-) ಮಿನ್ತಿಣುಕುಗಳುಳ್ಳ ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‍ಗಳ ನಡುವಿನ ಸೆಳೆತ. ಈ ಸೆಳೆತವು ಒಂದು ಬಗೆಯ ನಿರುಗೆಯನ್ನು ಹುಟ್ಟುಹಾಕುತ್ತದೆ. ಈ ಸೆಳೆತಕ್ಕೆ ವಾನ್ ಡರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಕಸುವು(Van der Waals force) ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ. ಇವು ನೋಡಲಿಕ್ಕೆ ನಾಲ್ಮೊಗಗಳಾಗಿ(tetrahedra) ಕಾಣುತ್ತವೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ,

ಎಡಗಡೆಯ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ನೀವು ನೀರಿನ ಅಣುಕೂಟಗಳು ಹೇಗೆ ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಅಂಟಿಕೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು. ಈ ಬಗೆಯ ನಾಲ್ಮೊಗಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಚಾಚಿದಾಗ ಬಲಗಡೆಯ ಚಿತ್ರದಂತೆ ಕಾಣುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಇರುವುದು ಆಕ್ಸಿಜನ್ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಬಿಳಿ ಬಣ್ಣದಲ್ಲಿ ಇರುವುದು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳು. ಈ ಅಣುಗಳ ನಡುವೆ ಇರುವ ಗೆರೆಯೇ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಣೆ (hydrogen bond).

ಬೇರೆ ಹರಿಕಗಳು (fluids) ಯಾಕೆ ಹೀಗಿಲ್ಲ ಎಂಬುದನ್ನು ಒರೆಗಚ್ಚಲು ಕೆಲವು ಅರಿಗರು ಈ ಬಗೆಯ ಪ್ರಯೋಗವೊಂದನ್ನು ಮಾಡಿದರು. ಈ ಪ್ರಯೋಗದಲ್ಲಿ ವಾನ್ ಡರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಕಸುವು (Van der Waals force) ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಣೆಯ(Hydrogen bonding) ಮೊತ್ತಗಳನ್ನು ಕೊಂಚ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಮಾರ‍್ಪಾಟು ಮಾಡಲು ಯತ್ನಿಸಿದರು. ಅಂದರೆ ನೀರಿನಂತೆಯೇ ಆದರೆ ನೀರಲ್ಲ ಎಂಬ ಅಣುಕೂಟಗಳು ಹೇಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ತಿಳಿಯುವುದಕ್ಕೆ.

ಈ ಪ್ರಯೋಗದಿಂದ ಕೆಲವು ಅಚ್ಚರಿಯ ಸಂಗತಿಗಳು ಬೆಳಕಿಗೆ ಬಂದವು. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಣೆ ಇಲ್ಲ ಎಂದುಕೊಳ್ಳಿ ಆಗ ನೀರು ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿದಂತೆ ಮೂರು ದಿಕ್ಕುಗಳ ನಿರುಗೆಯಂತೆ (three dimensional network) ಅಂಟಿಕೊಂಡಿರದೆ ಉದ್ದುದ್ದ ಸರಪಳಿಗಳಾಗಿ ಇರುತ್ತಿತ್ತು (ಅಮೋನಿಯಾ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಲೋರೈಡಿನಲ್ಲಿ ಇರುವಂತೆ). ಆಗ ನೀರಿಗೆ ಮೇಲೆ ಹೇಳಿದಂತ ಸೆಳೆತ ಇರುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟೀನುಗಳನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ಆಗುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ. ಈ ಬೂಮಿಯ ಮೇಲೆ ಜೀವಿಗಳೇ ಇರುತ್ತಿರಲಿಲ್ಲ ಎಂದೇ ಹೇಳಬಹುದು! ಹಾಗೆಯೇ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಣೆಯ ಕೋನಗಳ (hydrogen bond angles) ಮೊತ್ತವನ್ನು ಬದಲಿಸಿದರೂ ನೀರಿನ ಕೆಲವು ಗುಣಗಳು ಮಾರ‍್ಪಾಟಾಗುತ್ತಿದ್ದವು.

ಈ ಮೇಲಿನ ಕಾರಣಗಳಿಗಾಗಿಯೇ ನೀರು ನೀರಾಗಿರುವುದು ಮತ್ತು ಬೇರೆ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಬೇರೆಯಾಗಿರುವುದು. ದಿನ ಬಳಸುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ನೀರಿನ ಎಸರಿನರಿಮೆ ಎಶ್ಟು ಪ್ರಬಾವ ಬೀರಬಲ್ಲದು ಅಲ್ಲವೇ?

(ಸರಣಿ ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತದೆ…)