宇宙万物都必须要有水才可以生存吗？有没有可能有的生物，水对他们来说是剧毒？
这个问题很有意思，也触及到了生命存在的一些核心边界。简单来说，地球上我们所知的绝大多数生命形式确实离不开水。但要说“宇宙万物”都必须要有水才能生存，这可能就有点绝对了。而且，水对某些生物来说是剧毒，这在理论上，甚至在地球上一些极端环境中，都是可能存在的。
为什么地球上的生命如此依赖水？
我们之所以如此强调水的重要性，是因为水在地球生命中扮演了太多不可或缺的角色：
优良的溶剂： 水是极性分子，这使得它能够溶解很多其他物质，包括各种离子、糖类、氨基酸等。这些溶解的物质是生命体内进行各种化学反应（比如新陈代谢）的“原材料”和“载体”。没有水，这些反应的效率会大打折扣，甚至无法进行。
参与化学反应： 水本身就是许多生化反应的参与者，比如水解反应，就是水分子拆解其他分子，释放能量或重组物质。
调节体温： 水的比热容很大，这意味着它吸收和释放热量的能力都很强，但温度变化相对缓慢。这使得生物体能够维持相对稳定的内部温度，抵抗外界环境的剧烈温差。蒸发散热（出汗、植物蒸腾）也是一种重要的体温调节机制。
维持结构和形态： 水能够填充细胞，支撑生物体的结构，使其保持一定的形态。植物依靠细胞内的水分维持挺拔。
运输系统： 在多细胞生物体内，水是血液、淋巴液等体液的主要成分，负责将营养物质运送到全身，并将代谢废物带走。
有没有可能存在不依赖水的生命？
这正是科学家们在探索地外生命时，最常思考的问题之一。虽然我们目前只在地球上发现了生命，但地球生命的“依赖性”并不意味着它是宇宙唯一的生命蓝图。
其他溶剂的可能性： 理论上，其他能够溶解生命必需分子的溶剂，也可能孕育生命。例如，一些行星科学家推测，土卫六（泰坦）上可能存在以液态甲烷或乙烷为溶剂的生命。甲烷和乙烷在泰坦的低温环境下是液态，它们也能溶解一些有机分子。然而，与水相比，甲烷和乙烷的溶解能力、比热容以及参与化学反应的能力都与水有很大差异，这将意味着一种完全不同的生命化学。
“无溶剂”生命？ 还有一些更极端的设想，比如是否存在不需要液态溶剂，而是依靠固态介质（如熔融盐）或者甚至直接在气体中进行的化学反应来维持生命活动？这听起来非常科幻，但我们不能完全排除这种可能性。
水对某些生物来说是剧毒吗？
是的，这完全有可能，而且在地球上就有所体现。
渗透压失衡（高渗或低渗环境）： 水的纯净度是关键。当生物体生活在高浓度的盐溶液或糖溶液中时，细胞外液的渗透压远高于细胞内液。水分会因为渗透作用从细胞内大量流失，导致细胞脱水死亡。这种情况对于习惯了淡水环境的鱼类来说，就像是在浓盐水中溺水一样。反之，淡水生物如果突然进入纯净的淡水（例如，一只生活在海水中的鱼被放入了纯净水），其细胞内盐分会因为渗透作用迅速被稀释，导致细胞肿胀甚至破裂。
重水（D₂O）的毒性： “重水”是水的同位素形式，其中氢原子被氘（D）取代。重水在很多物理化学性质上与普通水（H₂O）非常相似，但它的分子结构略有不同，这使得它在生物体内参与化学反应时，会干扰正常的生化过程。
干扰酶活性： 很多酶的催化过程中都涉及到氢键的形成和断裂，而氘原子形成的化学键比氢原子更稳定，不易断裂。这意味着重水会“毒害”许多依赖氢原子参与反应的酶，减缓甚至停止正常的代谢。
干扰DNA复制和蛋白质合成： 在细胞分裂、DNA复制和蛋白质合成等关键过程中，氢原子的状态和交换速度非常重要。重水的存在会扰乱这些过程，导致细胞生长缓慢，甚至死亡。
遗传毒性： 长期接触高浓度的重水甚至会对生物体的生殖细胞造成损伤，产生遗传毒性。
剂量依赖性： 当然，重水对生物的毒性是剂量依赖的。自然界中存在微量的重水，生物体内也含有极少量的重水，这些通常不会造成问题。只有当生物体摄入的重水浓度远高于自然水平时，才会表现出明显的毒性效应。地球上的生物，尤其是植物，对重水的敏感性普遍高于动物。
总结来说：
“宇宙万物都必须要有水才可以生存”这个说法，更准确地说是“我们所知的地球生命，绝大多数形式都高度依赖水”。水在地球生命的化学基础中扮演了核心角色，难以被轻易替代。
但是，科学的边界永远在被挑战。我们不能断言宇宙中没有以其他物质为基础、或者以完全不同方式运作的生命。而关于水本身的“毒性”，也确实存在。不是所有生命都需要与我们相同的“纯净水”浓度，或者能够耐受重水等水的“变体”。例如，生活在极端盐湖或高渗环境中的微生物，对高盐度环境有很强的适应性，而普通淡水生物在这种环境中则会死亡。重水更是从化学层面揭示了，即使是看似相同的水分子，其细微的同位素差异也足以对生命过程产生致命的影响。
所以，探索宇宙生命，就像是在一个巨大的未知画布上作画，我们拥有的工具（对地球生命的理解）非常宝贵，但也需要保持开放的心态，去想象那些我们尚未见过的色彩和构图。
为什么地球上的生命如此依赖水？
我们之所以如此强调水的重要性，是因为水在地球生命中扮演了太多不可或缺的角色：
优良的溶剂： 水是极性分子，这使得它能够溶解很多其他物质，包括各种离子、糖类、氨基酸等。这些溶解的物质是生命体内进行各种化学反应（比如新陈代谢）的“原材料”和“载体”。没有水，这些反应的效率会大打折扣，甚至无法进行。
参与化学反应： 水本身就是许多生化反应的参与者，比如水解反应，就是水分子拆解其他分子，释放能量或重组物质。
调节体温： 水的比热容很大，这意味着它吸收和释放热量的能力都很强，但温度变化相对缓慢。这使得生物体能够维持相对稳定的内部温度，抵抗外界环境的剧烈温差。蒸发散热（出汗、植物蒸腾）也是一种重要的体温调节机制。
维持结构和形态： 水能够填充细胞，支撑生物体的结构，使其保持一定的形态。植物依靠细胞内的水分维持挺拔。
运输系统： 在多细胞生物体内，水是血液、淋巴液等体液的主要成分，负责将营养物质运送到全身，并将代谢废物带走。
有没有可能存在不依赖水的生命？
这正是科学家们在探索地外生命时，最常思考的问题之一。虽然我们目前只在地球上发现了生命，但地球生命的“依赖性”并不意味着它是宇宙唯一的生命蓝图。
其他溶剂的可能性： 理论上，其他能够溶解生命必需分子的溶剂，也可能孕育生命。例如，一些行星科学家推测，土卫六（泰坦）上可能存在以液态甲烷或乙烷为溶剂的生命。甲烷和乙烷在泰坦的低温环境下是液态，它们也能溶解一些有机分子。然而，与水相比，甲烷和乙烷的溶解能力、比热容以及参与化学反应的能力都与水有很大差异，这将意味着一种完全不同的生命化学。
“无溶剂”生命？ 还有一些更极端的设想，比如是否存在不需要液态溶剂，而是依靠固态介质（如熔融盐）或者甚至直接在气体中进行的化学反应来维持生命活动？这听起来非常科幻，但我们不能完全排除这种可能性。
水对某些生物来说是剧毒吗？
是的，这完全有可能，而且在地球上就有所体现。
渗透压失衡（高渗或低渗环境）： 水的纯净度是关键。当生物体生活在高浓度的盐溶液或糖溶液中时，细胞外液的渗透压远高于细胞内液。水分会因为渗透作用从细胞内大量流失，导致细胞脱水死亡。这种情况对于习惯了淡水环境的鱼类来说，就像是在浓盐水中溺水一样。反之，淡水生物如果突然进入纯净的淡水（例如，一只生活在海水中的鱼被放入了纯净水），其细胞内盐分会因为渗透作用迅速被稀释，导致细胞肿胀甚至破裂。
重水（D₂O）的毒性： “重水”是水的同位素形式，其中氢原子被氘（D）取代。重水在很多物理化学性质上与普通水（H₂O）非常相似，但它的分子结构略有不同，这使得它在生物体内参与化学反应时，会干扰正常的生化过程。
干扰酶活性： 很多酶的催化过程中都涉及到氢键的形成和断裂，而氘原子形成的化学键比氢原子更稳定，不易断裂。这意味着重水会“毒害”许多依赖氢原子参与反应的酶，减缓甚至停止正常的代谢。
干扰DNA复制和蛋白质合成： 在细胞分裂、DNA复制和蛋白质合成等关键过程中，氢原子的状态和交换速度非常重要。重水的存在会扰乱这些过程，导致细胞生长缓慢，甚至死亡。
遗传毒性： 长期接触高浓度的重水甚至会对生物体的生殖细胞造成损伤，产生遗传毒性。
剂量依赖性： 当然，重水对生物的毒性是剂量依赖的。自然界中存在微量的重水，生物体内也含有极少量的重水，这些通常不会造成问题。只有当生物体摄入的重水浓度远高于自然水平时，才会表现出明显的毒性效应。地球上的生物，尤其是植物，对重水的敏感性普遍高于动物。
总结来说：
“宇宙万物都必须要有水才可以生存”这个说法，更准确地说是“我们所知的地球生命，绝大多数形式都高度依赖水”。水在地球生命的化学基础中扮演了核心角色，难以被轻易替代。
但是，科学的边界永远在被挑战。我们不能断言宇宙中没有以其他物质为基础、或者以完全不同方式运作的生命。而关于水本身的“毒性”，也确实存在。不是所有生命都需要与我们相同的“纯净水”浓度，或者能够耐受重水等水的“变体”。例如，生活在极端盐湖或高渗环境中的微生物，对高盐度环境有很强的适应性，而普通淡水生物在这种环境中则会死亡。重水更是从化学层面揭示了，即使是看似相同的水分子，其细微的同位素差异也足以对生命过程产生致命的影响。
所以，探索宇宙生命，就像是在一个巨大的未知画布上作画，我们拥有的工具（对地球生命的理解）非常宝贵，但也需要保持开放的心态，去想象那些我们尚未见过的色彩和构图。
网友意见
问：宇宙万物都必须要有水才可以生存吗？
答：否，你对生物的定义博爱一点的话，地球上就有完全不需要水和氧的生命形式。而且，“宇宙万物”这个词本来就包含大量的非生命，拿来指代“所有生命”是用词不当。
球状孤立等离子体、晶体、灰尘、康威生命游戏中的数据等等都能表现出生命的一部分特征。使用道金斯对生命的定义“自然选择塑造的信息”，你可以说生物并不会“必需”任何特定的物质。
阿西莫夫曾经在《并非我们所知的:论生命的化学形式》(Not As We Know It-The Chemistry of Life)中从生化上描述过6种生命形态：
一、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物； 二、以硫为介质的氟化硫生物； 三、以水为介质的核酸/蛋白质生物； 四、以氨为介质的核酸/蛋白质生物； 五、以甲烷为介质的类脂化合物生物； 六、以氢为介质的类脂化合物生物。
这些物质是液体的温度范围是很不相同的，对应着许多不同的自然环境和那种条件下化合物的活性、化学反应的激烈程度。
不过，基于这个宇宙中的原子的丰富程度，通过纯粹的化学现象最有可能产生的生命形式主要是我们这种。
乙醇和油可以作为介质和溶剂，但自然形成大量乙醇或油有相当的难度，很难找到那样的自然环境。
天然气和沼气的主要成分就是甲烷，它可以在宇宙中自然地大量形成。替代生物化学方面的一些研究讨论过土卫六上（平均表面温度-149摄氏度）可能存在的生命，也许能用丙烯腈作为细胞膜、液态甲烷作为溶剂，呼吸时消耗氢气·呼出甲烷。
在这之外，科幻作家早已设想过靠核能生存的金属生物、生活在气态巨星里的雾状生物、生活在恒星上的能量生物、生活在空间里的纯精神体、生活在多维空间里的不可名状的生物，等等。 基于攀比设定的需要，一些幻想生物早已使用了比多重宇宙还高几个层次的高阶无穷。这些东西不关水多大事。
问：有没有可能有的生物，水对他们来说是剧毒？
答：有，但没什么可期待的。
常温的水只对一些化学性质活泼的东西有化学上的毒性可言，而这些东西在支持生命方面的可行性还不如等离子体里的尘埃。
在其它形式的生物正常生活的环境里，水可能处于固态、可能是灼热的蒸汽乃至等离子体，在这些场合，水即使能给生物造成损伤，大抵也不是因为化学作用。
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