水は生命の源であると同時に、生命の形成を​​妨げるものでもある。なぜそう言うのでしょうか?

水は生命の源です。人間を含め、地球上の既知のすべての生命体は水なしでは生きられないので、これに異論を唱える人はいないと思います。

なぜ生命は水と切り離せないのでしょうか?単純な生命体であろうと複雑な生命体であろうと、自らの生存を確保するためには、それに応じた一連の生命活動を行わなければなりません。これらの生命活動の本質は実は化学反応であり、生命を維持するために必要なこれらの化学反応にはすべて水の関与が必要です。水はまさに「生命の源」と呼ばれるにふさわしいものであることがわかります。もしそうだとしたら、なぜ水は生命の形成の障害になると言われるのでしょうか?

生命は初めから存在したわけではない。地球上の生命が無から誕生するまでの過程があり、この過程はタンパク質の形成から始まりました。

タンパク質は一連のアミノ酸から構成される高分子です。アミノ酸を結合させる力は何でしょうか?それは化学結合であり、化学結合は縮合反応によって形成されます。縮合反応とは何ですか？簡単に言えば、縮合反応とは、複数の有機分子が相互作用し、共有結合によって大きな分子に結合する反応であり、水分子の損失を伴います。わかりにくいように思えても大丈夫です。このプロセスでは水分子が失われることに注意してください。

タンパク質は生命形成の基礎であり、タンパク質形成の必要条件は「水分の喪失」です。

実は、タンパク質だけでなく、DNAや複合糖質など、多くの生体物質の形成には「脱水」というステップが必要です。水分を失うことは難しくありませんが、水に囲まれた環境にいると、非常に困難になります。それは、水に浸かった人が濡れずにいたいと思うようなものです。これで、水が生命の形成の障害となる理由がわかりました。地球上に生命が形成される前、地球は広大な海でした。これは、初期の地球には大陸地殻と海洋地殻の区別がなかったためです。大陸地殻はその後の地質学的進化の過程で徐々に形成されました。

表面全体が水で覆われているのに、初期の生命物質の形成はどのようにして「水の喪失」を達成したのでしょうか?

実のところ、この質問は常に謎でした。科学者たちはこの謎について多くの推測を重ね、最終的に水滴に着目しました。もちろん、ここで言う水滴は私たちが日常生活で話している水滴ではありません。正確には「マイクロ液滴」と呼ぶべきでしょう。名前の通り、水滴は直径が100万分の1メートル程度の極めて小さな水滴です。この小さな水滴には、体積が非常に小さいが、その体積に応じて表面積が大きいという典型的な特性があります。この特性により、生命形成の初期段階における「水分損失」の問題に対する優れた解決策となります。

水滴と水滴を取り囲む空気の接合部には大きな空間が存在します。この空間は「気水界面」と呼ばれます。独特の化学環境があり、この独特の環境の中で化学反応が加速されます。

科学者たちは度重なる実験を通じて、液滴の表面では化学反応の速度が100倍から100万倍に増加することを発見しました。これは、液滴の表面でアミノ酸やタンパク質の形成が迅速に完了することを意味します。この推論をさらに検証するために、研究者らは別の実験を行い、液滴に溶解したアミノ酸を質量分析計に噴霧したところ、2つのアミノ酸がうまく結合した。

その後、研究者らは実験にさらに多くのアミノ酸を追加し、同じ方法を使用して生命の初期段階での衝突をシミュレートし、最大6アミノ酸の短いペプチド鎖を作成しました。

言い換えれば、地球上の初期の生命は水滴の中で形成され、その後海の中で育まれたのです。初期の地球環境には本当にこれほど多くの水滴が存在したのでしょうか?飛沫は広範囲に存在するため、心配する必要はありません。水面の波やエアロゾルの中には、このような微小な液滴が多数存在します。

詳細については、公式アカウントをフォローしてください：sunmonarch