Das Wasser und seine biologische Bedeutung

Einleitung:

Für alle Organismen ist Wasser als Körperbestandteil sowie als Grundstoff aller chemischen Umsetzungen des Körpers unentbehrlich. Zahllosen Lebewesen ist Wasser Lebensraum auf Dauer ihres Lebens oder in frühen Stadien ihrer Entwicklung.

Der Lebensraum Wasser ist nicht nur Bewegungsraum und Nahrungsquelle der aquatischen Lebensformen, sondern der Faktor, in dem sich die in diesem Raum lebenden Organismen in einer ständigen Wechselbeziehung befinden und auf die Wasser fördernd oder hemmend in allen Lebensprozessen am unmittelbarsten einwirkt.

Wasser ist eine Verbindung der Grundstoffe oder Elemente
Wasserstoff - Hydrogenium, chemisches Symbol H und
Sauerstoff - Oxygenium, chemisches Symbol O,
und zwar sind zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoffatom zu einer Einheit fest verknüpft (H₂O):
Mehrere (4 oder 8 ) solcher Einheiten vereinigen sich in Abhängigkeit von der Temperatur zu einem Wassermolekül. Bitte anklicken

Die große Bedeutung des Wassers liegt in den besonderen Eigenschaften dieser Flüssigkeit als hervorragendes Lösungsmittel der verschiedensten Stoffe in gelöster oder halbgelöster Form. Damit hat Wasser für alle Organismen eine Schlüsselstellung, denn Wasser ist nie ganz rein und diese Beimischungen sind lebenswichtig.

Wechselfunktionen der Tiere und Pflanzen im Wasser:

Genaugenomen ist das Leben im Wasser von einer ständigen Energiezufuhr abhängig. Jeder Organismus, buchstäblich jede Zelle und jedes Teilchen Protoplasma, kann nur leben, wenn ihm kontinuierlich Energie zugeführt wird.
Ein sichtbares und messbares Mittel dieser kontinuierlichen Energiezufuhr bei Tieren und Pflanzen im Wasser ist die Atmung, welche nichts anderes als die Freimachung chemisch gebundener Stoffe und organischer Substanzen mit Hilfe des Sauerstoffs bezweckt. Die bei diesem Prozess der Freimachung verbleibenden Reste sind Kohlendioxid (CO₂) und Wasser (H₂O).

Die Pflanze im Wasser ist gemeinhin der Urproduzent der Nährstoffe, weil nur sie unter Ausnutzung der Sonnenenergie und mit Hilfe des Blattgrüns (Chlorophyll) aus Wasser, Kohlendioxid und Nährsalzen z.B. energiereiche organische Stoffe wie Zucker und Stärke als Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette sowie auch Vitamine aufbaut. Das für diesen Assimilationsprozess notwendige Kohlendioxid wird dem Wasser entzogen. Bei der Verarbeitung des Kohlendioxides zu Zucker und Stärke kommt es zu einem freien Abfallprodukt, dem Sauerstoff, welcher zum geringen Teil für die eigene Atmung verbraucht wird, zum größten Teil aber ausgeschieden wird.

Alle Tiere im Wasser vermögen es nicht wie die Pflanzen, energiearme anorganische Substanzen in energiereiche organische aufzubauen.
Fische sind somit direkte oder indirekte Konsumenten. Von primären Pflanzenfressern leben die Fleischfresser, zu denen die meisten Fische gehören.

Nun ist dieser Stofftransport nicht nur einseitig, auch die umgekehrte Richtung ist durch Ausscheidungen und Mortalität von Tieren gegeben.
Somit hat die Natur einen sinnvollen Kreislauf geschaffen, welcher durch vielfältige Eingriffe des Menschen gestört wird und Ergebnisse erzielt, welche nicht gewollt sind und anschließende negative Erfahrungen falsch interpretiert werden.
Eingriffe des Menschen wie Überbesatz, Falsche und dann dominante Arten, Überalterte Fische (C&R), Verdrängung von Beutefischen, schlechter Korpulenzfaktor Raubfische usw. sowie falsche Interpredation wie die Überschätzung der Ertragsfähigkeit, noch mehr Fischbesatz und keine Auseinandersetzung mit dem Gewässer wären solche Eingriffe.
Alles ist im Zusammenhang zu sehen und für eine ausbleibende Ertragssteigerung kann das Gewässer nicht als Schuldiger angesehen werden.


Die Einflussnahme der Wasserparameter auf die Organismen im Wasser:

1. Die Wasserhärte

Die Erdalkalimetalle Calzium und Magnesium sind in unseren Gewässern allgegenwärtig, welche in Wasser beständig, sprich schwer löslich sind. Sie gehen jedoch mit Kohlensäure eine chemische Verbindung ein und bilden die sogenannten Karbonate.
CaCO₃ = Calziumkarbonat
MgCO₃ = Magnesiumkarbonat

Für die Bildung der Wasserhärte sind Karbonate eigentlich nicht relevant, aber sie besitzen die Eigenschaft, bei Kohlensäureüberschuss im Wasser weitere Moleküle der Kohlensäure zu binden und somit die leicht löslichen Karbonate oder Bikarbonate zu bilden.
Das Kohlendioxid CO₂ in der Luft wiederum löst sich wie alle Gase im Wasser. Es geht eine Bindung ein, wobei eine schwache Säure entsteht, die Kohlensäure H₂CO₃.

CaCO₃ + H₂CO₃ -> Ca (HCO₃)₂
Karbonat + Kohlensäure -> Bikarbonat
MgCO₃ + H₂CO₃ -> Mg(HCO₃)₂

Im Wasser haben die Bikarbonate für alle Lebewesen eine Schlüsselfunktion.
Saure und alkalische Eigenheiten des Wassers vermögen sie auszugleichen, indem sie den PH-Wert des Wassers auf einem biologisch günstigen Niveau um den Neutralpunkt halten.

Somit ist ein Teil der Wasserhärte immer von der Kohlensäure abhängig. Diese wird Karbonathärte genannt und ist eine temporäre, also nichtbleibende Härte.

Zwei anschauliche Beispiele:

• Die Heizschlange eines Wasserkochers hat nach einigem Gebrauch weißgraue Ablagerungen. Da passiert nichts anderes, als dass Kohlensäure in Kohlendioxid zurückverwandelt und durch den Erhitzungs- und Kochvorgang ausgetrieben wird. Zurück bleibt der sogenannte Kesselstein, welches die schwer löslichen Kalzium- und Magnesiumkarbonate sind.
• Bringt man in ein 10 Liter Wasserbecken einen Esslöffel Korallensand ein und belüftet mit Kohlensäure, wird der Korallensand nach einiger Zeit verschwunden sein. Da er fast nur aus Caliumcarbonat besteht, ist er durch die Kohlensäure in Lösung mit dem Wasser übergegangen.

2. Die Stickstoffverbindungen in freien Gewässern

In Gewässer besteht im Grunde ein Gleichgewicht zwischen tierischen Stickstoffabgaben wie Extrementen, Harnstoff und dem Stickstoffbedarf von Wasserpflanzen und Algen. Durch bakterielle Abbautätigkeit werden tierische Ausscheidungen, auch von Wasservögeln, Pflanzen und Algen als Nahrung verfügbar gemacht. Die Abbauprodukte nimmt die Pflanze auf. Der Kreislauf schließt sich, wenn Pflanzen und Algen im Magen von pflanzenfressenden Fischen und Vögeln landet.
Es kann aber auch zu einer Anreicherung verschiedener Stickstoffverbindungen kommen, deren Ursachen vielfältig sind: Umwelteinflüsse, Einleitungen, hohe Anfuttereinträge, Düngung umliegender landwirtschaftlich genutzter Flächen und stickstoffangereichertes Regenwasser. Da Stickstoff ein nicht unerheblicher Bestandteil des Eiweißes ist und durch zusätzliche Einträge ständig zugeführt werden würde, reagieren Höhere Pflanzen, Algen und Cyanobakterien mit verstärkten Wachstum, trotzdem reichert sich ständig Stickstoff an.
Futterreste, Kot, Harn und Schleimstoffe werden durch Bakterien in Stufen abgebaut. Am Anfang steht Ammoniak, die unschädlichen Endstufen des Abbaus produzieren Nitrit und Nitrat.
Die Giftigkeit nimmt in der Reihenfolge für Fische und deren Laich zu:
- Harnstoffe ab rund 2.000 mg/l
- Nitrate ab 80 mg /l , teilweise ab 300 mg /l
- Nitrite 10 bis 20 mg /l
- Ammoniak 0,2 bis 0,5 mg /l

Dabei tritt das Fischgift Ammoniak vor allem in alkalischen Gewässern auf. In neutralen bis leicht sauren Gewässern misst man kaum Ammoniak, dort ist das nahezu ungiftige Ammonium vorhanden.
Das ist aber relativ zu sehen, da ungiftiges Ammonium, Nitrit und Nitrat nach Überschreitung bestimmter Grenzen ebenfalls giftig für wassergebundenes tierisches Leben ist.
Eine Gefahr besteht bei einer Verkrautung von Fischgewässern mit ungünstig vielen Stickstoffverbindungen im Sommer, wenn durch die Assimilationstätigkeit der Wasserpflanzen der pH-Wert erheblich ansteigt.
Hier wäre Ursachenforschung geboten. Die erkannten zusätzlichen Einbringungs-Quellen an Stickstoffverbindungen sollten dringend eine Reduktion erfahren.