A pesar de lo simple de la molécula del agua, sin embargo, se sabe muy poco acerca de ella y de sus extraños comportamientos. Dos hidrógenos y un oxígeno forman su molécula, pero su existencia real parece ser más compleja. Es que parece que las moléculas de agua se unen entre sí en una variedad de formas, mediante enlaces de hidrógeno de propiedades muy peculiares. Desde luego hay que señalar que son más débiles que los enlaces de hidrógeno generalmente conocidos en otros compuestos. Más específicamente, dos moléculas de agua se unen por enlaces de hidrógeno, que son 10 veces más débiles que los típicos enlaces químicos.

Mediante estos enlaces, las moléculas de agua se pueden unir en una innumerable cantidad de formas diferentes (dímeros, trímeros, tetrámeros, pentámeros, hexámeros) (ver fig. 1). En todo caso, los enlaces son lo suficientemente fuertes como para que las moléculas se unan, pero al mismo tiempo, lo suficientemente débiles como para que se rompan.

Si estos enlaces fueran algo más fuerte, el agua estaría en estado sólido aún a 100º C. Y si así fuera, la vida no habría podido comenzar en la tierra, ya que se necesita agua líquida.

El agua es un líquido de comportamientos muy extraños. A diferencia de las demás sustancias que son más densas al estado sólido, el agua en cambio se expande. Lo podemos comprobar, ya que si el agua se solidifica bajando su temperatura por debajo de 4º C, ésta aumenta de volumen, con lo que se hace más liviana. Por eso el hielo flota, y por eso también al expandirse se rompen las cañerías cuando el agua se solidifica.

Pero también tiene otras características: el agua es asombrosamente difícil de calentar y para subir un grado de temperatura, requiere 10 veces más energía que la que requiere igual masa de hierro para elevar el mismo grado de temperatura. Su tensión superficial es mayor que un jarabe, como es el caso del glicerol. Es además un magnífico solvente, capaz de disolver una enorme cantidad de sustancias. Todas estas y otras peculiaridades son las que hacen indispensable el agua para que en su presencia florezca la vida.

Así por ejemplo, si el agua se comportara como muchos materiales y se contrajera al enfriarse, el hielo sería más denso que el agua y se iría al fondo de los océanos. De este modo, no existirían las capas aisladoras de hielo que convenientemente se forman en la superficie del mar y los lagos. Es debido a ello que es posible que continúe la vida en el agua no congelada, por debajo de esos hielos. Si por el contrario, el hielo se fuera al fondo, inexorablemente estarían allí hasta que el océano entero se solidificara.

La enorme capacidad de calor específico del agua, significa que ella capta una gran cantidad del calor solar, calentando así los océanos. Por otra parte, después que ella se calienta, el enfriamiento es muy lento. Esto nos protege de los bruscos cambios climáticos y permite que en los océanos se formen corrientes, llevando el agua y el calor desde los trópicos a los polos (corriente de Golfo), o desde los polos hacia el trópico (corriente de Humboldt).

La propiedad de tener una relativa alta tensión superficial, hace que los compuestos biológicos se concentren cerca de su superficie, lo que acelera las reacciones biológicas.

Por otra parte, el hecho de ser un solvente poderoso, es muy bien utilizado por las criaturas vivas: muchos de los compuestos biológicamente activos son gatillados o detenidos por cambios de la concentración de iones disueltos en el agua, como es el caso del sodio y el potasio. En los organismos multicelulares, la gran solubilidad del agua permite el transporte de muchos compuestos biológicos que requieren los diferentes tejidos.

Por su tendencia a formar uniones de hidrógeno, también estabilizan las estructuras de las proteínas, cuya acción depende precisamente de su formación estructural específica. Por todo esto no existe otro compuesto que pueda reemplazar el agua, y es por eso también que todos están de acuerdo que sin el agua líquida la vida no es posible.

Pero hay también algunos factores negativos del agua, que los científicos no se explican. Así por ejemplo, la tendencia de las moléculas de agua a formar uniones de hidrógeno, hace que el agua trate de separar las dos hebras que forman las hélices del DNA, estructura que ha permitido la reproducción de la vida. Aún aceptando que más tarde, con los procesos de la evolución se han desarrollado los mecanismos necesarios para impedir esto, los científicos no se explican cómo comenzó la vida, ya que en esos inicios el agua no habría permitido la formación de la doble hebra del DNA, con lo que no habría podido existir un punto de partida.

El agua que creemos de una estructura tan simple, esconde aún demasiados misterios. Los científicos tratan de dilucidarlos, y varios piensan que muchos de sus extraños comportamientos están relacionados con la propiedad de formar uniones de hidrógenos tan especiales y en tan distintas formas. Allí hay una larga tarea por delante. Por ahora tenemos que agradecer que el agua haya existido y que aún exista.