水是生命所必需的嗎？

我們通常認為，生命基本離不開液態水。如果天文學家找到另一顆表面覆蓋著大量液態水的行星，那麼就有很大機會在那裡找到外星生命。

但是，液態水真的是生命所必需的嗎？

最為特別的液體

如果仔細分析的話，你會發現水十分特別，好像專為生命獨特設計的。事實上，水是地球上最為特別的液體。例如，其他簡單的氫化物物質，比如甲烷、硫化氫、氨、氯化氫等，在常溫和常壓下都是氣體，但是水卻是液體。

水具有較高的比熱容，也就是說水可以吸收大量的熱量，但不會提高很多的溫度。這樣，海洋可以處理來自太陽的大部分熱輻射，幫助整個地球有一個更穩定的氣候。而且，與其他液體不同，水結冰時體積會膨脹，所以冰能浮在水面上。因此，池塘里的水不會從底往上完全凍住，相反，一個凍結的冰蓋會罩住池塘。

水還能溶解很多物質，所以它能攜帶生物所必須的營養物質和元素。沒有水的超常的溶解能力，那麼就不會有光合作用或神經衝動等生物活動。此外，水還具有較大的表面張力，水可以在細小的管道上升很高的地方，這就是毛細現象，植物莖內很細的導管就能藉助此作用吸收和運送水分和養分。

水並非完美無缺

公平地說，水在某些方面是獨一無二的，但在另一些方面並非如此。事實上，水的一些屬性並非都有助於生命——有些會帶來明顯的不利因素。其中之一就是，水太活躍了。

水分子中的氧原子由於帶有微量負電荷，所以能夠吸引其他分子中帶正電的原子或原子團，這會破壞其他分子的結構，這就是所謂的「水解」。比如蛋白質、纖維素、澱粉之類的多糖複合物，都會被水解。

由於水過於活躍，實驗室和工業生產中，人們有時不得不選擇其他的溶劑來代替水。

當然，對於今天的生命體來說，這並不是什麼大問題，酶可以過來修補水解帶來的傷害。但是當生命開始誕生的時候，這卻是一個大問題。在水中最初誕生的生物分子，因為缺乏相應的酶的協助，它們很容易被水解。很顯然，那時的水對最初的生命並不友好。

誰能替代水

水雖然對地球生命來說十分重要，但某些其他的液體也能像水一樣支持許多生物化學反應。比如，科學家早就發現，液氨、甲醯胺或其他液態碳氫化合物，也支持許多生物反應。

土衛六的表面上就存在液態碳氫化合物，比如液態甲烷和液態乙烷。那麼，這種液態中能否支持生命呢？最近，一些科學家做了些實驗，來研究這種環境下，是否能保存正常發揮作用的遺傳物質，就像DNA或RNA那樣。

研究結果顯示，一種叫做直鏈醚類的有機分子可以很好地溶解在-70℃下的液態丙烷中。科學家認為，在液態丙烷中，這種直鏈醚能發揮類似DNA或RNA那樣的作用。

但是土衛六表面溫度要低得多。那裡，由液態碳氫化合物構成的海洋，其溫度只有約-178℃。在這樣的極端低溫下，大部分直鏈醚是不能溶解於丙烷中的。所以說，土衛六上太冷，幾乎無法溶解能構成生命的物質。科學家推測，如果把土衛六搬到火星的位置上，那麼溫度就比較適合了，也許就能誕生出一種新生物。

另一種替代水的理想液體是甲醯胺，它可以由一氧化碳和氨，或氰化氫和水合成，而這些分子都可以在星際空間和其他星球上找到。甲醯胺的溶解力與水非常相似，而且在一個標準大氣壓下，甲醯胺的溶點是2℃度，沸點是210℃，處於液態的溫度範圍比水的更大一些。而且，它不像水那麼活躍。一些實驗顯示，在某種催化作用下，磷酸鹽能夠在甲醯胺溶劑里與腺苷分子結合，形成磷酸腺苷——是一種構成RNA的基本材料。

地球生命已經習慣了水這種液體，但也有許多地球生命能在極端缺水的環境中生存，一些酶在完全無水的環境下，也能或多或少地發揮作用。這表明，生命一旦有機會誕生出來，那麼它會近全力適應各種環境。

假如在宇宙其他地方，的確存在其他種類的液態，能起到類似於水的作用，那麼也極有可能誕生出基於此液態的生命。考慮到，宇宙中數不盡的恆星和行星，這種可能性並不是很低。

總之，水仍是很特殊的液體，但我們可能高估了水對生命的重要性。有時，生命可以不需要水。

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