H2 O – Wasserfloh & Co.

Die Erkenntnis, dass aus anorganischen Verbindungen Bausteine des Lebens erzeugt werden können, versetzte vor über einem halben Jahrhundert nicht nur Wissenschaftler in Erstaunen: Der amerikanische Student Stanley Miller (1930 – 2007) hatte in einer künstlichen Atmosphäre von Wasserdampf, Methan, Ammoniak und Wasserstoff, wie sie einst auf der Erde geherrscht haben mag, mithilfe von elektrischen Entladungen binnen einer Woche verschiedene organische Verbindungen wie Amino-, Carbon- und Fettsäuren, aber auch Zucker und Nucleosidbasen synthetisiert. Heute bezweifeln viele Wissenschaftler, dass sich in der "Ursuppe" nach Miller außer organischen Verbindungen auch Organismen gebildet haben, sondern sie erklären sich deren Entstehung durch den Einfluss von Meteoriten. Andere Forscher wiederum vermuten, das Eis der Polkappen oder hydrothermale "Schlote" in der Tiefsee seien Ursprungsorte des Lebens.

Millers Experiment zeigte letztendlich nur, dass die Natur prinzipiell das Gleiche vermag, was die Chemiker schon lange erfolgreich praktizieren: organische Moleküle aus anorganischen synthetisieren. Erstmals war dies Friedrich Wöhler gelungen, der im Jahr 1824 Oxalsäure mittels Hydrolyse von Dicyan und 1828 Harnstoff aus Ammoniumcyanat dargestellt hatte; damit hatte er zugleich die damalige Theorie, dass organische Stoffe nur durch Mitwirkung einer transzendenten "Lebenskraft" erzeugt werden können, widerlegt.

Kein Leben ohne Wasser

Sicher ist, dass die ersten Lebewesen in den Ozeanen entstanden sind. Terrestrisches Leben lässt sich hingegen nach heutigem Erkenntnisstand erst seit 400 Millionen Jahren nachweisen. Obwohl sich die Landbewohner immer wieder an unterschiedlichste Umweltbedingungen angepasst haben, sind sie bis heute vom Wasser abhängig geblieben. Der erwachsene Mensch zum Beispiel besteht im Durchschnitt zu 63% aus H₂ O und muss seinem Organismus täglich 2,8 Liter Flüssigkeit zuführen, um Wasserverluste infolge Ausscheidungen, Schwitzen, Ausatmung usw. zu kompensieren. Bei einigen anderen Lebewesen ist der Wasseranteil erheblich höher: Eine Qualle etwa besteht zu 98% aus H₂ O, grüne Blätter enthalten bis zu 90% Wasser.

Wasserfloh: Bauprinzip 500 Millionen Jahre alt

Viele Lebewesen haben Strategien entwickelt, die ihnen ein Leben im Wasser auch unter extremen Bedingungen ermöglichen. Die äußere Gestalt der Branchiopoden (Kiemenfußkrebse) zum Beispiel hat sich seit mehr als 500 Millionen Jahren nicht verändert. Als Lebensräume bevorzugen diese "Urzeitkrebse" heute Salzseen oder kleine temporäre Gewässer, was zeigt, dass sich die "lebenden Fossilien" an extreme ökologische Bedingungen angepasst haben.

Zu den Kiemenfußkrebsen zählen auch die Wasserflöhe, die ihren Namen aufgrund ihrer hüpfenden Fortbewegung erhielten und heute als Indikator der Wassergüte dienen (Daphnia magna) oder für Aquarianer als Futtertier interessant sind (Daphnia pulex). Die Weibchen der Wasserflöhe reproduzieren sich zumeist parthenogenetisch; dann treten Populationen mit bis zu 98% weiblichen Tieren auf. In Stresssituationen – zum Beispiel infolge Trockenheit, Kälte, Nahrungsknappheit oder Gewässerkontamination – schlüpfen indessen mehr Männchen, welche die Gelege der Weibchen befruchten. Nur diese befruchteten Eier überdauern den Winter oder Trockenperioden. Unter zusagenden Lebensbedingungen wächst dann die nächste Generation heran.

Die Exuvien, welche die heranwachsenden Wasserflöhe bei der Häutung ablegen, werden von Wasserschnecken gefressen. Auf den Exkrementen der Mollusken siedeln einzellige Organismen, von denen sich wiederum die jungen Wasserflöhe ernähren; wenn sie ausgewachsen sind, fressen sie hingegen Algen. Sie selbst dienen kleinen Fischen und anderen Lebewesen als Nahrung.

Gewässer mit Selbstreinigungskraft

Die ökologische Bedeutung von kleinen temporären Wasserstellen wird häufig unterschätzt, selbst bei Maßnahmen zum Naturschutz. Sie fallen der Drainage, Zuschüttung, Regulierungsmaßnahmen oder Stauhaltung von Flüssen zum Opfer. Artenreiche Tümpel besitzen oft eine wesentlich größere natürliche Selbstreinigungskraft als Seen oder Fließgewässer – zumindest bei ausreichendem Sauerstoffgehalt, der wiederum von der Bodenbeschaffenheit und der Temperatur abhängig ist. Industrielle und landwirtschaftliche Abwässer schaden allen Gewässern, indem sie einen großen Teil der Lebewesen absterben lassen.

Trinkwasserversorgung als globale Herausforderung

1991 wurden in Deutschland 47,9 Milliarden m³ Wasser verbraucht. Davon nutzte man allein 29 Mrd. m³ , um Kraftwerke zu kühlen. 11 Mrd. m³ wurden für industrielle Zwecke und 1,6 Mrd. m³ in der Landwirtschaft verwendet. Die Haushalte verbrauchten 6,5 Mrd. m³ Wasser – mit abnehmender Tendenz: Betrug 1990 im bundesdeutschen Durchschnitt der tägliche Pro-Kopf-Bedarf noch 145 Liter Wasser, so waren es im Jahr 2004 nur noch 126 Liter. Regional betrachtet ist der Konsum freilich sehr unterschiedlich. So waren die Sachsen mit einem Wasserverbrauch von nur 88 Litern pro Person und Tag besonders sparsam.

In Mitteleuropa ist die Versorgung mit Wasser zwar gesichert. Global betrachtet ist Trinkwasser aber angesichts des stetigen Bevölkerungswachstums längst eine "Rarität": Derzeit haben über 80 Länder mit etwa vier Milliarden Menschen Probleme, die Bevölkerung ausreichend mit Trinkwasser zu versorgen. Dass Wasser ein kostbares Gut ist, daran erinnert uns nach einem Beschluss der Vereinten Nationen seit 1992 jedes Jahr am 24. März der "Tag des Wassers".