水凭啥是生命之源

刘萝卜锅

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这是阿什卡微信公众号的第500篇原创文章

首发于2018年4月7日

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多年以后，当地球上的一只智慧生物思考地球时，他会想起40亿年前太古宙开篇的那场超级流星雨。

那就像泼在稿纸上的涂改液，让地球这篇刚开头的作文变回一张白纸，一切从头再来，一切迥然不同。

这场天地大冲撞究竟抹杀了什么，没人知道。但它留下了什么，我们今天看到了。比如，地球引力留下了蒸腾翻滚的水。

大概38亿年前，水重新落回地面，湍急的河水渐渐变得清澈见底，河床里的顽石慢慢被打磨成洁白光滑的卵石。

是的，地球重新享受了水的沐浴和滋润。生命，悄然出现。

当水再一次变得浑浊时，地球人恍然大悟：水是生命之源，不能再污染啦！

那么，问题来了：地球幅员辽阔，物产丰富，元素众多，凭啥单说水是生命之源？

其实看看我们自己，就知道了。

人体70%是水，当然随着年龄增长，含水量会减少，人看上去就衰老。说娃娃们水灵灵的，那不是夸张，而是事实。所以人是名副其实的“水货”。这么多水，减少一点行不行呢？

不行。正常人失水2%，口干舌燥；失水5%，焦虑烦躁；失水8%，脱水症兆；失水15%，休克昏倒；失水20%，很快死掉…

有人表演辟谷，不吃东西只喝水，靠消耗脂肪，可以撑十几天。但你反过来试试，只吃饼干不喝水，7天都撑不过去。

为啥呢？因为人体结构要靠水维持，营养要靠水传送，能量要靠水化合、运输…

不止人类，地球上几乎所有生命，60%以上是液态水。

我们赖以生存的农作物，一般水含量在80%以上。

都知道万物生长靠太阳，植物靠光合作用。但光合作用要靠水来完成。植物生长出干物质，要消耗几百倍的水。产1公斤干物质，玉米要浇灌400公斤水，小麦要500公斤水，棉花要600公斤水，水稻要1000公斤水…

这位童鞋拍案而起：上面说的，只是地球上的情况。地球水多，地球生物利用水、离不开水，那是很自然的事。但你能保证，在没水的外星上，就不会出现生命吗？所以，你凭什么说“水是生命之源”呢？

确实没人敢保证“没水的外星上就一定没有生命”。但是，有两大理由，让水稳坐“生命之源”的宝座。

第一个理由，是认知。我们并没有发现“无水的生命”，也没找到“无水演进生命”的机制。

不是说不能假设，而是说假设也有边界。边界越清晰，认知越扎实。我们的知识，必须在已知、可检验的基础上，合乎逻辑地向前演绎、验证、推进，这就是边界。离开这些，脑洞就是无本之木。这个说“没水可能有生命”，那个说“可能有脱离物质的生命”…这样凭空猜想，没人不会。但没有现实意义。“一切皆有可能”就成了“啥也不知道”。

前面说了，物质是原子构成的。而原子之间的分别，仅仅是质子、中子、电子数的不同。知道这个，我们就该知道，人类已经找到了几乎所有稳定的原子。哪些原子适合搭建生命，我们也基本清楚。

第二个理由，是水的特性。这是我们重点要说的。

1

生命要不断和外界交换物质和能量，说人话就是吃喝拉撒（植物也有）。这就离不开液体，运载物质在体内流动，实现新陈代谢。

水保持液态的温带比较宽，从0℃—100℃，都可以保持液态。如果生命液体很容易冻结，或很容易蒸发，那么，生物的存活温带就太窄。温度稍高稍低，就灭绝了。

2

水的丰度高，也就是价格便宜量又足。量足够大，才能给生命产生以足够大的可能；量足够大，生命才有演化、繁衍的空间和物质基础。

3

水是一种溶解性很强的溶剂。大多数物质可以在水中溶解。生命必须的那些物质，溶解在水中，才得以顺利地运送、交换，完成生命的构造、新陈代谢。

4

水的气、液、固态切换姿势神奇，适合生命存活。

一方面，水在液态温带中，也可以挥发成气态分子，增加空气湿度。这有啥用呢？它可以减缓生物失水速度，让生物不至于离开水就迅速死掉。纵然你转身离开，我也会护着你跟过来。

另一方面就更重要了，水在低温下，密度变化异常。正常物质是热胀冷缩，温度越低，密度越高。如果水也是这样，那么，低温水会沉底。天冷时，会从下向上，全部冻成冰。即使回暖，也只能化开表面，越深越难融化。深一些的水底，比如海底就常年是冰，很多水生物就没法活了。

刘萝卜锅

幸好水不是这样。水在4℃时密度最大。低于4℃，密度就开始降低。结成冰后，密度降低10%。这有啥用呢？主要有两个用处：

一是低温水能更顺利地对流到上面，接受热能，保持上下水温的大致平衡。

二是只能从水面开始结冰。结冰后，冰盖就是天然隔热层，减少水温散发，让下面的水保持液态。这样，水生物还可以正常生活。

为啥水这么独特呢？一句废话是：每一种物质都很独特。特性不同，功用就不同。只不过，水的特性恰好更适合孕育生命而已。

一个水分子，是一个氧原子+两个氢原子：H2O

正常来讲，如果这仨原子排成一条直线，线性对称，那就没戏唱了。

水分子的神奇之处，就在于三个原子排成V形，形成104.5度角。角状对称。大概就是米老鼠的脑袋那种形状，一个氧原子是头，两个氢原子就是俩耳朵。

氢氧组合，是氢把唯一的电子拿去跟氧共享。化学家管这叫“共价键”。说好是共享，但氧有电负性，也就是更渴望电子。所以，电子们偏向氧原子那边。我们知道，电子带负电，而原子核带正电。

电子偏向氧原子，于是氧原子这边，电性就偏负一点。而氢原子那边，核底裤都露出来了，电性就偏正一点。于是，水分子就有了“极性”。一块燕尾状小磁体就诞生了。可千万别小看“极性”，它是我们大千世界如此丰富多彩的根本原因之一。水分子的极性比较明显，而且是一负两正，十分别致。这一招鲜，水分子玩出了很多神奇的花样。

氢原子这边，只要遇到其他分子的负极，就会勇敢地吸上去，让分子黏在一起。这叫氢键。氢很活泼多情，可以和很多种元素合体。但只有和氧、氮、氟合体，才能感受生命大和谐，产生键能强大的氢键。像水分子这样坚挺的氢键，是相当难得的。

水分子的这种极性，比几乎其他所有分子都明显些。换句话说，和别的分子异性相吸，水分子这边出的力大些。这就是为啥水能帮助很多物质化合。

这种极性，还让水成了生物的建材。比如，细胞膜就是靠水分子的极性保持稳定的结构。

水分子能溶解绝大多数物质，它的极性和氢键功不可没。别小看“溶解”能力，它对生命的影响是根本性的。这让它在物质化合中，既可以当媒婆，又可以当接生婆、甚至催生婆。

氢键的作用力，比共价键小。既可以让分子们腻在一起，又不至于黏太紧分不开。当你需要我，我会在你身边。当你有新的彼岸，我会离开你，变成一丝云彩。水的液态温带宽，就是氢键的功劳。

38亿年前，地球上丰富的物质，欢乐地溶入小溪，流进大河，汇成海洋。

在原始大气中，一个碳原子和一个水分子结合，产生了一种叫做甲醛简单分子。

甲醛和氰、氨反应，产生了一种叫“氨基乙酰氰”的有机分子。

这种分子跑到水里凑热闹，同类相见，希望成为一个整体。但水太多，不好结合。

沧海桑田，终于，有一大池水慢慢干涸。

在泥里，一些氨基乙酰氰聚合在一起。水一点点蒸发，聚合体慢慢水解，形成了多肽链，也就是聚甘氨酸。

经过一系列变化，各种氨基酸残基组成了一种神奇的结构：蛋白质。

剧情很曼妙，但地球编剧并没有停下手中飞舞的笔。看那边——

在那山的那边海的那边有一群小精灵。

它们活泼又聪明。

它们调皮又灵敏。

它们共享电子共价键离子键还有极性。

欧，可爱的氧氮磷，可爱的碳和氢。

它们青春激射猛谈恋爱上演着狗血剧。

它们三角八角虐恋很欢欣。

闹得不亦乐乎，演绎出磷酸、核糖、碱基等各种奇葩组合。

不思蜀，此间乐。纵如斯，仍寂寞。世间难耐是湿热。

这些奇葩组合越聚越多，熙熙攘攘，耳鬓厮磨，数不尽那机缘巧合。某年某月的某一天，几个组合开了挂，冷不丁排出一种神奇的结构——它可以吸取能量，维持自己的结构，还有了复制自己的冲动——这当然是一种无意识的机制。

然而，在慢慢干涸的泥水里，只能坐吃山空。没前途。

也许是一场暴雨，也许是一波洪水。这些结构被送进了江河湖海。

那是一片广阔天地，在那里是可以大有作为的。

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reddeath1983

那么提高油藏采收率或者保持身体机能正常运转、获得更长寿命的方法是？

刘萝卜锅

reddeath1983 发表于 2018-4-9 09:05
那么提高油藏采收率或者保持身体机能正常运转、获得更长寿命的方法是？

适量注水

reddeath1983

刘萝卜锅 发表于 2018-4-9 09:36
适量注水

增加水洗倍数或每天饮用1.5L到2L水（每天8杯水）。
PS：吉利收购沃尔沃时候需要当地有势力家族的帮助才能成功。那个家族的名称叫做：罗斯柴尔德。（信不信呢？反正我信了！）

路在脚下

分数怎么样呢

刘萝卜锅

路在脚下 发表于 2018-4-10 11:02
分数怎么样呢

没懂