水是生命組成的必要元素嗎？

水是生命之源，它似乎是一種獨一無二的生命溶液，在地球上水確實是一種無處不在但又相當特別的液體。

水可以吸收大量的熱量但溫度卻不會升高，洋流能夠把吸收的太陽熱量擴散到全球各處，使行星整體環境變得更為一致和穩定。還有，大部分液體凝固時，體積會收縮，密度會增加，只有水會膨脹，密度會變小。因此，池塘不會從底部開始結冰，然後無法解凍，相反的，冰會像一個蓋子一樣把水隔絕在下面。水的溶解性也特別好，從而可以給有機體提供基本的營養元素。假如水失去了攜帶離子的能力，就不可能有光合作用和神經脈衝。因為水有巨大的表面張力，汁液才能沿著毛細管上升，植物才能長得又高又大。

以現代的觀點來看，水絕不是一個被動的、襯托生命有機分子表演的背景。相反，它是一位積極的參與者。水分子間存在著一種脆弱的弱化學鍵網路，名為「氫鍵」，它能夠把生物分子像織地毯一樣「織」進液體分子里。生物分子和溶液的關係就像在跳一段互動的舞蹈。作為催化劑的蛋白質非常靈活，它能夠改變形狀，把反應導向正確的方向。蛋白質外形的改變會影響周圍的水，使水起伏和晃動，而水的起伏和晃動同時又會給蛋白質注入「活力」。

這種相互作用的微妙可以達到非常驚人的程度。舉例來說，德國波鴻魯爾大學和以色列魏茨曼科學研究所的研究人員發現，當一個蛋白質分子和目標分子（稱為「酶作用物」）結合在一起並準備轉運它時，結合點附近的水分子運動就會慢下來，會變得濃稠，就好像要把酶作用物固定在原位一樣。氫鍵作用的變化和周圍自由水分子的運動，會導致能量以及熵發生細微增減，從而控制和驅動大量精巧且具高度選擇性的生化反應發生。

水的氫鍵結構常被用以解釋水中溶質的疏水吸引力，不過在審視了「不是水」氫鍵強度和彎曲角度的改變之後，主要是因為水分子太小，其間存在的能量足以為這些粒子「挖」出空間，而非氫鍵本身的原因。因此幾乎很多小分子液體應該都能做到這一點。

水在某些方面是獨一無二的，但在另一些方面並非如此：它比較特殊，但並沒有那麼特殊。而且，它的獨特屬性並非都有助於生命，有些會造成明顯的阻礙。其中之一就是，它太活躍。氧原子中的孤對電子能夠吸引分子中帶正電的部分，而它們也會破壞已經存在的氫鍵，並瓦解或重組分子，這就是所謂的「水解」。蛋白質鏈內氨基酸的結合要依靠肽鍵，但肽鍵中的碳原子容易受到這種攻擊，因此通過水解，蛋白質可以被分解。糖分子鏈，如纖維素、澱粉之類的生物多糖複合物，也會遇到相似的情況。

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