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【今日读书】自然地理过程

【作者】许嘉崴著

【用时】20分

【读书摘抄】

生命来源于水，生物的生存离不开水，水的多少决定了生物的特征与种类。反过来，生物的作用又在一定程度上改变了水的分布、水的循环、水的组成与性质。水与生物相互作用，决定了地球表层自然环境的某些性质。

（一）生命与水

生命来源于水，生物的生存离不开水，水是生物体的重要组成部分。生命与水的关系是鱼与水的关系。

1. 生命来源于水

近几十年来，各国学者对生命起源问题进行了广泛的研究，普遍认为最初的生命来源于水中。早期地球是一个炽热的球体，温度很高，原始行星凝聚体的中心温度可达2000 K。包围在原始地球外面的气体逸散到宇宙空间，再由原始地球内部喷出大量气体。形成第二次大气层，叫做原始地球大气。原始大气中含有氨、甲烷、氰化氢、硫化氢、CO、氢和水等成分。但没有游离的O，是还原性的大气。这是原始生命诞生的重要条件。因为只有在还原性大气条件下，最初形成的有机分子才能长期积累和保存下来。此外，由于原始大气中没有游离氧，所以高空也没有臭氧层，太阳的紫外线可以全部直射地面，为小分子有机物的合成提供能量。

另一方面，地球刚形成时没有河流与海洋，频繁的火山活动使地壳发生变形，有的隆起形成高原和山峰，有的收缩下陷形成洼地与山谷。与此同时，大气中的水蒸气不断增多，达到饱和状态，后来冷却成雨降落到地面，在地壳凹陷处形成河流或湖泊，继而汇成了浩瀚的原始海洋，这对生命的诞生也具有重要的作用。因为，当大气层的水蒸气凝结力雨水降落时，大气中的一些气体和地壳表面的一些可溶性化合物被溶解在水中。

这些成分在外界高能（如宇宙射线、太阳紫外线、闪电、高温等）的作用下，可自然合成一系列的小分子有机化合物、例如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等。它们经过雨水的冲刷作用，最后汇集在原始海洋中，使海水成为富含有机物质的溶液，亦即霍尔丹所谓的“原始汤”，从而为生命的诞生准备了必要的物质条件。这一系列的小分子有机化合物，经过漫长年代的发展，形成高分子有机化合物—蛋白质和核酸。

如果没有水的参与，向高分子有机物的转化就不能实现。蛋白质是活质的最重要组成部分，是活质构造和机能的基础，而核酸是主要的遗传物质，在原始的水域里，高分子有机物发生凝聚作用，形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体系。这种多分子体系可能像一种胶质小球，漂浮在原始水域中，故称为团聚体或微球体。它同周围的水溶液之间，有明显的界面，形成相对独立于环境的体系。这种体系以周围环境物质为养料，扩充并改造自己；同时也将一些废物排出体系外。最后，有一些多分子体系终于产生出生命的基本特征——新陈代谢。于是，生命就这样诞生了。

2. 生物的生存离不开水

水不仅是重要的氧源和氢源，而且是生物体内含量最多的组分：生物在整个生活过程中离不开水。没有水生物就无法生活。水既是构成生物体的物质基础，又是生物新陈代谢的必要介质。生物体内含水量约占体重的60%~80%，有的可高达90%以上。水也是多种物质的溶剂，如土壤中很多矿物质要先溶解于水，然后才能被植物所吸收和利用；有的营养物质如水溶性维生素只有溶解于水后，才能被生物机体所吸收。水能维持细胞和组织的紧张度（膨胀），使各个器官保持饱满状态，使机体保持一定形态：水也是植物光合作用制造有机物的原料。此外，水的比重、密度、比热、电导率等特性都有利于水生生物的生活。水对生物的作用因水的（固 体、液体、气体）、水的量（指大气湿度和土壤湿度以及持线时间（包括降冰、水淹和干早的持续时间）的不同而异。

水是生命活动的必要条件，生物体内的一切生物化学变化都需要水。营养物质和代谢产物都要在水溶液状态下被吸收和运输。水是光合作用的原料之一。水的蒸发要消耗大量的热量，所以它还有调节生物体温的作用。同时，水对生物也是一个限制因素，特别是对陆生生物更是如此。总降水量，雨水的季节分布、大气湿度以及地面水的供应，是限制生物分布的重要因素。在枯水期，因为缺水一些花草枯黄、树木凋零。

（1）对植物的影响

植物一生中要消耗大量的水，如一株玉米一天中就需要2kg 的水，一生要消耗200kg 的水，这些水主要用于蒸腾作用，维持植物体的水平衡，满足各种生理生化活动的需要。

水是种子萌发的关键因素，只有吸足水以后种皮才能膨胀软化，使氧易透过，增加胚的呼吸，突破种皮萌发，并进行其他生理生化过程。

种子的萌发，需要吸收相当于其自身质量25%~50%或更多的水，比如，水稻需40%、小麦需50%、大豆需120%的水。根的发育与土壤水含量有密切关系，土壤水过多空气相对减少，根系因缺氧生长缓慢，形态短小根毛缺乏。土壤水分过少，由于缺水也会影响根系的发育。只有土壤水分适中，根系才会发育良好。土壤水含量对植物的果实种子质量也有影响。土壤干燥有利于蛋白质、纤维素的形成和积累，水含量高，会增加脂肪和淀粉的合成。

由上所述，水对植物的生长发育有重要的影响。最适范围时，植物生长正常良好，低于最适范围，植物萎瑞、生长停止，超过最适范围，植物敏氧、窒总、所以干早和水涝时间过长形成灾害时，植物的新陈代努就会受到破坏而死亡，散在农业上采取合理灌溉、排水等措施，调节作物与水的关系，能保证优质高产。

（2）对动物的影响

水对动物比饥饿更重要，动物没有食物的生存时间要比缺水时间长；如果长期续乏食物，体重低.40％，但如果降低身体水分10%，生命活动严重失调，降低水分的20%时独会死亡。水对动物的影响有以下几方面：