个人资料
正文

水与生命

(2008-12-25 21:28:33) 下一个



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。

[ 打印 ]
阅读 ()评论 (12)
评论
thunder_bird 回复 悄悄话 回复艾丽思笔记的评论:

谢谢,也祝你吉星高照。现在一没灵感二没时间,挤出的破玩意自己都不要看,还是再等等吧。
艾丽思笔记 回复 悄悄话 给雷鸟拜个晚年,牛年大吉,是不是也该写点儿什么啦?
艾丽思笔记 回复 悄悄话 回复thunder_bird的评论:

谁说宇航员不是冲着宝贝去的呢,星星上的玩意儿可值银子了,他们都是热血沸腾地飞奔而去。

雷鸟新年快乐,万事如意!
thunder_bird 回复 悄悄话 哈哈,不俗,据说宇航员都是从珠宝迷里面选拔的,他们都是冲着珠宝去的呢─当然,这是胡说:)
艾丽思笔记 回复 悄悄话 回复Thunder_Bird的评论:

可怜雷鸟啊,科普了半天,没想到科普出一个巨俗的钻石迷。
艾丽思笔记 回复 悄悄话 回复Thunder_Bird的评论:

天哪,我明天就去吧,太诱人了!

随便磕下一块儿,带回地球来就能卖好多钱,想想就高兴,先做个梦先。
Thunder_Bird 回复 悄悄话 回复艾丽思笔记的评论:

质量绝对没问题。一颗恒星熬到白矮星,氢核全部聚变成氦,氦核再全部聚变成非常稳定的碳12,那就是内核那颗大宝石了。除了碳元素,几乎没有别的,纯净得不能在纯净了。相比之下,地球上的钻石由地幔融化,再冷却压缩而成。地球成分复杂,宝石里面难免有杂质。
艾丽思笔记 回复 悄悄话 回复Thunder_Bird的评论:

嘿,说得我热血沸腾啊,恨不得马上收拾收拾就出发了吧,直奔白矮星!

就是不知道那颗巨钻的品质如何,虽说都是钻石,但品质可有大区别呢,一颗完美一克拉裸钻,在踢翻你里卖到16万人民币,但若不是完美的,价钱就蹭蹭地掉。
Thunder_Bird 回复 悄悄话 回复艾丽思笔记的评论:

哈哈,太贪心了吧?

2004年科学家在人马座发现一颗白矮星,它的内核就是一颗巨大的钻石。这颗钻石有10^34(10的34次方)克拉,直径4000公里。不过你想要的话,得抓紧时间了。因为你即使以光的速度狂奔,到那里也要50年时间:)

嫌太远了点?没关系。你也可以再等50亿年,那时咱们的太阳也会成为一颗白矮星,内核也是一颗巨大的钻石。

对了,人马座那颗靓钻叫Lucy, 名称来自Beatles的歌 Lucy in the Sky with Diamonds
艾丽思笔记 回复 悄悄话 那点儿金子干嘛都不够,看都看不见:((

今天看到有个消息说叫什么马的星星上都是钻石。
thunder_bird 回复 悄悄话 哈哈,给你透露一个信息,你也许感兴趣。不是水能或多或少溶解所有东西吗?海水甚至连金子都能够溶解一点点呢。不过,且慢,如果你想从海水里面淘金恐怕是得不偿失,因为从一吨海水里面你最多只能够淘到价值$0.0000004的金子:)
艾丽思笔记 回复 悄悄话 天那,我知道自己有多无知了:((

过去我刷牙的时候一直开着水龙头,后来才把这坏毛病改掉,惭愧。

谢谢雷鸟的科普。
登录后才可评论.