水与生命
文章来源: Thunder_Bird2008-12-25 21:28:33



起码对我们已知的生命来说,水是不可或缺的。或者更精确地说,液态水是不可或缺的。


首先,生物体内重要的化学反应必须在液态介质里面进行。介质混合酶和底物,使催化反应得以发生。此外,由于液态介质的流动性,它可以把营养物质和代谢产物从一个地方带到另一个地方。血液就是个很明显的例子。如果不是里面的水,你的血液没法流动,氧气和营养成分不能运送到全身每个部位,把有害的代谢废物及时运走,你就挂了。


那为什么水行,其他液体不行呢?


首先,水几乎能溶解所有物质,虽然不同物质在水中的溶解度有所不同。其他液体,比方油,就不能溶解DNA和大多数蛋白质分子。另外呢,蛋白质分子要在水的环境中才能折叠成有活性的立体结构。


看似再平常不过水,其实特别不平常。虽然不少物质能在低温高压条件下形成液体,象水那样在常温常压条件下呈液态的寥寥无几。天然存在的无机液体除了水之外,大概就只剩下水银和液态氨了。水是地球表面唯一同时以固态,液态和气态三种状态自然存在的化合物。就是因为这样我们才有雨雪冰霜。


水的另一个特别之处是冰点(0度)和沸点(100度)相差很大。此外,水的热容量巨大。也就是说,它可以吸收很多能量而不至于温度升高很多。这两点使得它可以经历一年四季,冷热寒暑而不至于全部冻结或者蒸发得一干二净,对全球气候也起了很好的缓冲作用。还有一点跟其他液体不同的是,固体水(冰)比液态水轻,所以冰可以浮在水面。如若不然,冬天冰块都沉底的话,水生生物的生存将会接受严峻的考验。


那么宇宙中有没有不靠水生存的生物呢?比如,除水以为最常见的无机液体,液态氨是否能代替液态水维持某种形式的生命呢?估计是不大可能。首先氨的冰点和沸点差只有30度,温度稍有变动就会冻住或者蒸发掉。其次,固态氨比液态氨重,是沉底的。


另外,在温度极低的星球,例如在土星的月球Titan上,有液态甲烷形成的海洋,那里会不会是生命的摇篮呢?答案照样是极不可能。因为在那样低的温度下,化学反应进行得极慢,在这些星球本身的寿命期限内都不可能生成生命所必须的化学物质。此外,这些液体不能溶解象DNA和氨基酸那样的生物分子。


知道水是生命的液体以后,就该懂得节约用水和保持水源的清洁是如何重要了。