水环境是生理条件的核心要素。在生理条件下，生物大分子以天然结构存在。已知这些天然结构有较强的力学稳定性，能抵抗较高的温度和较大的外力作用，被认为是生物大分子的重要特性。生物大分子不溶于非极性有机溶剂（简称油），用常规的实验方法无法得到其在油环境中的结构特征。我们利用基于AFM的单分子力谱（SMFS）研究了若干典型的生物大分子在水相以及油相的力学性质，发现在油相中，生物大分子将失去其力学稳定性，表现出类似普通高分子的弹性性质。通过分子动力学模拟，发现生物大分子在从水相到油相的拉伸过程中，在两相界面发生变性，转变为无二级结构的长链。研究表明，水环境对生物大分子天然结构的力学稳定性有着重要的作用。一旦离开水环境，生物大分子的二级结构将失稳，可被微弱的外力破坏。据此，我们提出了生物大分子的水环境适应性概念，并指出水环境在生物大分子的化学进化中的重要作用。