sponsored links

為什麼水對地球上的生命至關重要

當我們尋找外星生命時,我們尋找的是有液態水的行星。但我們是否忽略了生命可以蓬勃發展的地方?

水,尤其是液態水,被認為對生命的創造和維持非常重要,以至於很少有科學家認為沒有它的世界上存在生命的可能性。美國宇航局等組織對地外生命的搜尋通常歸結為一個簡單的策略:“順水而行”。

那麼為什麼水如此重要呢?嗯,有幾個原因,但它們都取決於水獨特的化學性質。被稱為 H 2 0的化學物質是一種簡單的分子,由兩個帶正電的小氫原子和一個帶負電的大氧原子組成。這賦予每個分子和物質本身所謂的“極性”。

相反的電荷意味著附近水分子的不同部分相互粘連,但這也意味著水與其他分子的帶電元素相互作用,通常有助於將它們分開並溶解它們。

為了讓我們細胞中發生的數以千計的化學反應快速有效地發生,所涉及的分子需要能夠自由混合——它們需要溶解在某種東西中。水非常擅長溶解物質,因此被稱為“萬能溶劑”。雖然其他物質具有與水相似的溶解能力,但它們不具備化學穩定性和中和強酸和強鹼的能力。

水的極性還有助於形成包裹所有活細胞的脆弱膜。在水中,被稱為脂質的特殊脂肪排列成一排,它們喜水的一端朝外,討厭水的一端朝內,形成一個連續但靈活的兩層薄膜,就像肥皂泡的外面一樣。這些脂質膜在將生命的複雜性集中在一個地方,創造與彼此及其環境分離的個體實體方面發揮著重要作用。

水的極性還有助於水分子相互粘連,賦予水另一個有用的特性,稱為內聚力。這意味著水將透過非常細的管子被吸入,即使是在重力的作用下,水也能從地面流到數百英尺的高樹頂部。方便地,H 2 0 還有助於輸送營養物質、清除廢物併為結構支撐提供壓力。

還要別的嗎?是的:光合作用,植物中從陽光中產生糖分的過程,併產生為地球的整個食物鏈提供食物的過程,需要——你猜對了——水。

事實上,水對生命至關重要的原因有很多,以至於整本書都專門討論它。

是否存在不需要水的奇怪生命形式?當然——有可能地球上的生命與我們的生命如此不同,以至於我們甚至無法想象它是如何運作的。但似乎很可能,如果那裡有生命,它需要一種溶劑來潤滑產生能量、運動和複製的化學過程。我們知道沒有其他物質能達到水的一半效果。

水作為一種支援性基礎物質的重要性導致諾貝爾獎獲得者生物學家 Albert von Szent-Györgyi 將其描述為生命的“基質、母親和媒介”,而科學作家和物理學家Philip Ball在生物學方面寫道:“你可以被原諒得出的結論是,該主題完全是關於蛋白質和基因的,體現在 DNA 中。但這只是一種速記形式;因為生物學實際上就是關於這些分子在水中和與水中的相互作用。”

分類: 科學
時間: 2021-10-12

相關文章

永生無法實現,如果地球上的生命可以永生,你覺得是好事嗎?

永生無法實現,如果地球上的生命可以永生,你覺得是好事嗎?
誰想永生?這裡不是說活上幾個世紀,而是永遠活著.宇宙的熱死亡約在220億年後,夠不夠久呢?擁有不死之身的你,依舊活著.宇宙變得寒冷而散漫,所有物質散漫得如此稀薄,以至它們之間無法發生任何相互作用.如果 ...

科學冷知識:地球上的生命有沒有可能是外星人帶來的?

科學冷知識:地球上的生命有沒有可能是外星人帶來的?
人類從何而來?這是地球上最古老的一大問題.有些人可能會感謝上帝,但如果創造人類的手不是神,而是外星人給地球帶來了生命呢?關於此理論的解釋有很多種,例如一顆流星將生命帶來了地球,可是,微生物能在寒冷的太 ...

地球上的生命是先有公還是先有母?
我認為人不是由猿人進化而來的,就象恐龍,如果說它能進化,為什麼它就不能進化後儲存到今天而滅絕了?有的說今天的雞和鳥是恐龍進化來的,你信嗎?進化如此之大?我小時候也讀過地下的煤炭和石油是由古時候的原始森 ...

50億年後,太陽開始熄滅,地球不再適合生命居住,人類怎麼辦?

50億年後,太陽開始熄滅,地球不再適合生命居住,人類怎麼辦?
地球 地球是一顆蔚藍色的行星,從太空中觀察會發現,地球表面大部分被海洋覆蓋,陸地只佔整體的很小一部分,從資料來看海洋佔據了地球表面的71%,我們生活的陸地只是地球的很小一部分. 在地球的類地行星中,地 ...

專家爆銀河系可能不止人類,盤點一些最像外星安插在地球上的物種

專家爆銀河系可能不止人類,盤點一些最像外星安插在地球上的物種
宇宙有其他生命嗎?一直以來都是人們感興趣的話題.我們常說"世界之大,無奇不有",而宇宙的寬廣,更是浩瀚無比,在遙遠.我們未知的星系裡面,存在生命也不奇怪.然而專家透露,在我們較為熟 ...

地球上萬物都是相生相剋的,那麼病毒在自然界的天敵是什麼?

地球上萬物都是相生相剋的,那麼病毒在自然界的天敵是什麼?
我國古代有這樣一句話:天生萬物,萬物相生相剋.這句話一直沿用到了今天,因為人們發現,地球上的許多生物也是按照這樣的規律生活在自然界中的. Tips:海洋生物,生物學術語,是指海洋裡有生命的物種,包括海 ...

我們在地球上夜晚看到的星星,到底離我們是有多遠?

我們在地球上夜晚看到的星星,到底離我們是有多遠?
自古以來,人類都對遙遠的天空十分嚮往.在白晝時,陽光灼目難以直視,所以人們很少在這個時候抬頭看天.等到太陽落下西山,夜幕籠罩下來時,人們恰好結束了一天的勞作,難得空閒下來仰望夜空,就能看到夜空中的月亮 ...

重大發現:地球上發現一個“超級海洋”,水量超過四大洋總和

重大發現:地球上發現一個“超級海洋”,水量超過四大洋總和
海洋佔據全球面積的71%,陸地只有29%.本來應該說水源十分充足,但是事實卻並非如此,事實是淡水資源很有限,尤其還存在分佈不均的情況.有些地方相對充足,有些地方嚴重缺水.例如在一些非洲國家,連洗澡都是 ...

蚊子在地球上究竟有什麼用?如果全部滅絕,會有什麼嚴重後果?

蚊子在地球上究竟有什麼用?如果全部滅絕,會有什麼嚴重後果?
地球是個百寶袋,裡面不僅有山有水,還有各種奇特的生物,它們各司其職,各歸其位.但是,總有一些生物讓人頗為苦惱厭煩,尤其是蚊子這一類生物. 每到夏秋時節,蚊子就出來稱王稱霸,嗡嗡地亂飛,攪得人心煩意亂, ...

地球上的森林面積增加1倍後會發生什麼?人類將難以承受後果

地球上的森林面積增加1倍後會發生什麼?人類將難以承受後果
自然環境組成部分 地球是我們人類賴以生存的家園.就地球環境來說,它是由大氣圈.水圈.生物圈和岩石圈組成,每個圈層都有著自己的功能. 它們的存在,促成了不同的自然環境,有的存在茂密森林.有的貧瘠.有的河 ...

新估計表明:深層地下水可能是地球上最大的“水庫”超冰蓋體積
據外媒報道,一項新研究稱,溫泉可作為深層地下水的來源,是地表上有證據表明雨水迴圈到兩公里甚至更深處的地方之一.新研究將地表下兩到十公里的鹹水預估量增加了一倍,這些鹹水可以儲存廢液,封存碳,或有助於尋找 ...

地球上最重要的進化革新

地球上最重要的進化革新
眾所周知,產氧光合作用是一種將光和水轉化為能量,並同時釋放氧氣的過程.在地球早期歷史的某個時期,一群藍細菌進化出了進行產氧光合作用的能力,這極大地擴充套件了生物過程在地球化學迴圈中的作用.可以說,這或 ...

地球上最大的青蛙,會有意識地給後代們築巢,並且加以保護

地球上最大的青蛙,會有意識地給後代們築巢,並且加以保護
青蛙泛指兩棲綱.無尾目.蛙科的兩棲類動物,它們在地球上分佈得非常廣泛,在七大洲之中除了南極洲之外都有青蛙的蹤影,雖然世界各地的青蛙的樣子都長得大同小異,但不同種類的青蛙,其體型卻相差很大. 地球上最大 ...

地球上有多少黃金?全球72億人,每人至少能分550萬噸

地球上有多少黃金?全球72億人,每人至少能分550萬噸
從古至今,黃金一直都是許多人夢寐以求之物,因為它是財富的象徵.俗話說物以稀為貴,黃金一直以來都被為稀有的貴金屬.黃金這麼稀有是有本質原因的. 金(化學符號Au)是一種金屬元素,在化學元素週期表中原子序 ...

為什麼地球上幾乎找不到43號元素?

為什麼地球上幾乎找不到43號元素?
地球上元素的由來 1869年,俄羅斯化學家門捷列夫創立了著名的元素週期表,將已經發現的元素,按照原子量遞增的遞增順序,對這些元素進行了規律性的排列,並且在週期表中,給未發現的元素預留了空位,從而奠定了 ...

旅居空間站的益生菌即將“回家”它們和地球上的“兄弟”還一樣嗎
來自雲南的22株乳業鮮活菌與航天員一同進入太空3個月後,即將返回地球.神舟十二號載人飛船2021年6月17日9時22分飛向太空,成功進入天宮空間站.22株乳業鮮活菌與航天員一同進入太空,其中11株已進 ...

地球上含鹽度最高的水體養育著最貧困的居民

地球上含鹽度最高的水體養育著最貧困的居民
說到最鹹的湖泊,很多人會脫口而出--死海,是的 死海的含鹽度也是非常高的,但是地區上最高的含鹽度的湖泊並不是死海,而是位於衣索比亞阿法爾州達納基勒窪地的嘎特嘞池. 池中的間歇泉 嘎特嘞池是一座高鹽湖泊 ...

地球上有哪些違背自然規律的生物?它們的出現能推翻進化論嗎?

地球上有哪些違背自然規律的生物?它們的出現能推翻進化論嗎?
地球上有許多形形色色的生物,其中有一些生物似乎突破了人們的認知,以匪夷所思的方式生活著,比如:燈塔水母居然可以永生. 要知道,生老病死是所有物種的自然規律,即使擁有高科技的人類都無法擺脫這個規律,那麼 ...

聯合國秘書長批評貝佐斯、馬斯克:億萬富翁上太空,地球上人們在捱餓

聯合國秘書長批評貝佐斯、馬斯克:億萬富翁上太空,地球上人們在捱餓
聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯(António Guterres)週二不點名地批評了亞馬遜(3343.63,-12.10, -0.36%)創始人傑夫-貝佐斯和維珍銀河(25.19, 0.44, 1.7 ...