火星 为什么水对地球上的生命至关重要


火星 为什么水对地球上的生命至关重要


当我们寻找外星生命时 , 我们寻找的是有液态水的行星 。 但我们是否忽略了生命可以蓬勃发展的地方?水 , 尤其是液态水 , 被认为对生命的创造和维持非常重要 , 以至于很少有科学家认为没有它的世界上存在生命的可能性 。 美国宇航局等组织对地外生命的搜寻通常归结为一个简单的策略:“顺水而行” 。
【火星|为什么水对地球上的生命至关重要】那么为什么水如此重要呢?嗯 , 有几个原因 , 但它们都取决于水独特的化学性质 。 被称为 H 2 0的化学物质是一种简单的分子 , 由两个带正电的小氢原子和一个带负电的大氧原子组成 。 这赋予每个分子和物质本身所谓的“极性” 。
相反的电荷意味着附近水分子的不同部分相互粘连 , 但这也意味着水与其他分子的带电元素相互作用 , 通常有助于将它们分开并溶解它们 。
为了让我们细胞中发生的数以千计的化学反应快速有效地发生 , 所涉及的分子需要能够自由混合——它们需要溶解在某种东西中 。 水非常擅长溶解物质 , 因此被称为“万能溶剂” 。 虽然其他物质具有与水相似的溶解能力 , 但它们不具备化学稳定性和中和强酸和强碱的能力 。水的极性还有助于形成包裹所有活细胞的脆弱膜 。 在水中 , 被称为脂质的特殊脂肪排列成一排 , 它们喜水的一端朝外 , 讨厌水的一端朝内 , 形成一个连续但灵活的两层薄膜 , 就像肥皂泡的外面一样 。 这些脂质膜在将生命的复杂性集中在一个地方 , 创造与彼此及其环境分离的个体实体方面发挥着重要作用 。
水的极性还有助于水分子相互粘连 , 赋予水另一个有用的特性 , 称为内聚力 。 这意味着水将通过非常细的管子被吸入 , 即使是在重力的作用下 , 水也能从地面流到数百英尺的高树顶部 。 方便地 , H 2 0 还有助于输送营养物质、清除废物并为结构支撑提供压力 。
还要别的吗?是的:光合作用 , 植物中从阳光中产生糖分的过程 , 并产生为地球的整个食物链提供食物的过程 , 需要——你猜对了——水 。
事实上 , 水对生命至关重要的原因有很多 , 以至于整本书都专门讨论它 。
是否存在不需要水的奇怪生命形式?当然——有可能地球上的生命与我们的生命如此不同 , 以至于我们甚至无法想象它是如何运作的 。 但似乎很可能 , 如果那里有生命 , 它需要一种溶剂来润滑产生能量、运动和复制的化学过程 。 我们知道没有其他物质能达到水的一半效果 。
水作为一种支持性基础物质的重要性导致诺贝尔奖获得者生物学家 Albert von Szent-Gy?rgyi 将其描述为生命的“基质、母亲和媒介” , 而科学作家和物理学家Philip Ball在生物学方面写道:“你可以被原谅得出的结论是 , 该主题完全是关于蛋白质和基因的 , 体现在 DNA 中 。 但这只是一种速记形式;因为生物学实际上就是关于这些分子在水中和与水中的相互作用 。 ”

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