Abiotischer Faktor Wasser

Wasser ist der bedeutendste Stoff für das Leben auf der Erde. Es wird für die meisten Stoffwechselprozesse benötigt, die Lebewesen bestehen zu einem großen Anteil aus Wasser. Der Wasserkreislauf übt einen großen Einfluss auf Ökosysteme aus. Wasser transportiert gut Wärme, es löst viele Salze und andere Stoffe. Aufgrund der Oberflächenspannung kann die Wasseroberfläche kleinere Tiere wie den Rückenschwimmer oder den Wasserläufer tragen. Wasser hat bei 4°C seine größte Dichte von 1 g/cm³. Bei einer Erwärmung sinkt seine Dichte geringfügig, so hat 25° warmes Wasser nur noch eine Dichte von 0,997 g/cm³. Eis besitzt bei 0°C eine Dichte von 0,917 g/cm³ und schwimmt aufgrund der geringeren Dichte auf dem Wasser. Die Dichteanomalie des Wassers führt dazu, dass sich 4°C warmes Wasser immer unter anderen Wasserschichten befindet und ein Gewässer immer von oben nach unten zufriert. Dies ermöglicht ein Überwintern von Lebewesen wie Fische oder Larven typischer Wasserorganismen in einem an der Oberfläche zugefrorenen Gewässer.
  
Bei den Pflanzen gelangt das Wasser zusammen mit den Nährstoffen über die Wurzeln in das Spross-System und wird von dort in die Pflanzenzellen verteilt. Ein Wasseraustausch mit der Luft erfolgt durch Transpiration hauptsächlich im Regelsystem der Spaltöffnungen in den Blättern. Durch das Abgeben von Wasser aus den Blättern entsteht zwischen Wurzel und Blatt ein Wasserpotenzial, dieses stellt ein Motor zum Wassertransport in der Pflanze dar. Zum Ausgleich der Druckverhältnisse wird Wasser über das Xylem aus den Wurzeln nachgezogen.

 
Bestimmte Pflanzen können Wasser speichern, eine Pflanze wie die Hauswurz besitzt die Fähigkeit zur Sukkulenz. Wasserpflanzen, die teilweise oder ganz im Wasser leben, gehören zu den Hydrophyten. Bei ihnen dienen die Wurzeln nur zur Verankerung, einige von ihnen wie die Krebsschere oder die Wasserlinse schwimmen sogar im Wasser. Die Blätter der Seerose sind mit luftgefüllten Kammern zwischen den Zellen ausgestattet und haben ihre Spaltöffnungen oben, damit die zum Wassertransport notwendige Transpiration gewährleistet bleibt. Pflanzen, die zwar nicht im Wasser leben, aber auf Feuchtigkeit angewiesen sind, gehören zu den Hygrophyten. Zu ihnen zählt beispielsweise die Sumpfdotterblume. Sie hat relativ große Blattoberflächen mit großen Spaltöffnungen und Blätter, die oben, nahe der Blüte stehen.
  
Auch bei den Tieren gibt es viele Beispiele für eine optimale Anpassung an das Wasser. Untergetaucht lebende Tiere wie Fische tauschen Wasser in ihrem Körper mit Wasser aus der Umgebung mit Hilfe der Osmose aus. Liegen im Innern einer Zelle und außen unterschiedliche Konzentrationen des Salzgehaltes vor, entsteht ein osmotischer Druck, der das Konzentrationsgefälle ausgleicht und letztendlich den Wassertransport ermöglicht. Süßwasserfische haben in ihrem Körper eine höhere Salzkonzentration als das umgebende Wasser, sie leben hyperosmotisch. Bei Salzwasserfischen ist es umgekehrt, diese leben hypoosmotisch. Alle Fische besitzen ein ausgeklügeltes System zur Osmoseregulation, um zu verhindern, dass sie austrocknen oder zuviel Wasser ansammeln. Besonders gut ausgebildet ist dieser Mechanismus bei Meeres-Fischen wie den Lachsen, die zum Laichen einen Süßwasserfluss aufsuchen und dort flussaufwärts schwimmen.
 
Der Sauerstoffgehalt und der pH-Wert (siehe auch pH-Wert im Boden) stellen weitere abiotische Faktoren im Wasser dar. Der optimale pH-Wert für Lebewesen im Wasser liegt etwa zwischen 6,8 und 7,8. Die Löslichkeit des Sauerstoffs im Wasser ist temperaturabhängig: Je höher die Wassertemperatur, umso geringer ist die Löslichkeit. Die höchste Sauerstoff-Löslichkeit mit knapp über 14 mg/l hat das Wasser am Gefrierpunkt. Allerdings hängt dieser Wert auch von den gelösten Salzen im Wasser ab: In Meerwasser sind nur etwa 8mg pro Liter Sauerstoff bei 0°C löslich. Ist das Wasser mit Luft gesättigt, lösen sich bei 0°C im Süßwasser nur 10,3 mg/l.

 

Am Boden eines Gewässers ist der Sauerstoffgehalt meist sehr niedrig, da die dort vorkommenden Bakterien Sauerstoff verbrauchen. Dort leben zum Beispiel auch Schlammröhrenwürmer der Art Tubifex, die sich von organischen Stoffen und Bakterien ernähren.Durch ein spezielles Steuersystem kann sich der Schlammröhrenwurm an verschiedene Sauerstoffkonzentrationen anpassen. Er bezieht den Sauerstoff über Hautatmung. Bei geringem Sauerstoffangebot kriecht er aus dem Schlamm, durch schlängelnde Bewegungen führt er mehr Wasser an seine Haut. Ist sehr wenig Sauerstoff vorhanden, kann der Schlammröhrenwurm sogar seinen Energiebedarf durch Gärungsprozesse ohne Sauerstoffaufnahme decken. Diese Fähigkeit, einen sehr breiten Toleranzbereich für einen Umweltfaktor zu besitzen, nennt man Euryökie. Der Schlammröhrenwurm ist im Bezug auf den Faktor Sauerstoff eurypotent. Dagegen gibt es viele Fischarten, die auf eine geringfügige Erhöhung der Wassertemperatur - beispielsweise bei der Einleitung von Kühlwasser aus einem Kraftwerk - und der damit verbundenen Sauerstoffabnahme sehr empfindlich reagieren und dadurch sterben können. Auch eine Gewässerverschmutzung durch Düngemittel oder Abwässer kann zur Eutrophierung und Sauerstoffzehrung führen.