В дополнение к космогоническим факторам природно-климатические условия на Земле сложились так «удачно», что из четырех близких по свойствам гидридов: кислорода, серы, селена и теллура – только соединение Н>2О в его жидком виде стало местом возникновения жизни. Вероятность подобного события оказалась в прямой зависимости от другого астрономического фактора – неизменности светимости Солнца за всю историю существования Земли. Если бы за это время (около 3 миллиардов лет) светимость Солнца изменилась хотя бы на 10–15 %, вся вода на Земле перешла бы в пар или лед, при которых органическая жизнь не смогла бы возникнуть.
С другой стороны, изучение молекулярной структуры воды помогло ученым понять, что это уникальный активный растворитель, способный образовывать связи с молекулами почти всех веществ. Ближайшие более тяжелые химические аналоги воды, упомянутые выше, при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении являются газами. «Вода» из этих элементов может существовать в жидкой фазе только в интервале температур –80–95 °C и не могла стать универсальным источником энергии для подпитки живых и неживых материальных форм.
Тепловые свойства воды оказались чрезвычайно полезны для сохранения жизни. Поскольку лед имеет структуру тетраэдра с пятой «упакованной» в центре молекулой воды, он, занимая больший объем, плавает на поверхности акватории. В противном случае водоемы промерзали бы от дна к поверхности, и биологическая жизнь в воде при понижении температуры на несколько десятков градусов ниже нуля прекратилась бы.
В летний период благодаря необычайно большой теплоте испарения в пар переходит незначительное количество воды, предохраняя нижние слои акваторий от чрезмерного нагревания. Слой воды в 1 см поглощает 94 % падающей на ее поверхность солнечной энергии, при этом суточные изменения температуры над поверхностью океана не превышают 1 °C, а годовые 10 °C.
Вода – это единственное вещество (кроме ртути), обладающее в жидком состоянии минимумом теплоемкости при +4 °C и максимумом теплоемкости при температуре +36,6 °C (знакомая цифра?).
Принято считать, что белковая жизнь на Земле возникла потому, что для первичных организмов, случайно возникших в аминокислотном бульоне Мирового океана, сложившиеся на планете природные условия оказались благоприятны. Но можно рассуждать иначе: белковые организмы возникали в жидкой среде и погибали, пока не сложились природные условия, позволившие закрепиться тем из них, которые выработали механизм поглощения внешней энергии в количествах, достаточных для сохранения вида. Это предполагает существование некой граничной материи, переходной от неживой формы к живой.
Трудно охватить бесчисленное множество мест, где впервые могла образоваться живая структура, ставшая, может быть, прародительницей жизни на Земле. Можно лишь предположить, что это произошло там, где слились воедино многие природно-климатические факторы: специфический химический состав воды, состояние береговой полосы с отмелями, обилие размывов древних отложений, близость геотермального источника, наличие теневой и освещенной зон, колебания уровня воды при отливах и приливах, частота гидродинамических ударов при землетрясениях.
Немаловажным, но редко замечаемым фактором необходимо считать тот громадный временной ресурс, который неживая природа использовала для созидания на Земле бесконечного разнообразия естественных форм. Среди их бессчетного множества выделилась группа азотсодержащих органических веществ, обладавших двойственными – кислотными и основными – свойствами. К этой же группе принадлежат аминокислоты, которые уникальны тем, что в составе их структур есть звенья, открытые для присоединения других групп элементов и самих аминокислот. Благодаря этому свойству аминокислоты могут соединяться друг с другом, выделяя воду и образуя бесконечно протяженные цепочки – биополимеры, макромолекулы, содержащие до сотен тысяч аминокислот.