¿Qué son las cabezas de fosfolípidos “amantes del agua”? ¿Cómo están determinados?

Como dice la otra respuesta, la naturaleza “hidrófila” o “hidrofílica” de cualquier producto químico simplemente significa que la energía de solvatación de los dipolos de agua alcanza un mínimo con el compuesto, aquí el lípido.

Muchos lípidos, pero no todos, tienen grupos fosfato en un extremo; son anfifílicos.

Estos fosfatos están bajo condiciones no extremas, ionizados. Esto exacerba la fuerza de solvatación en forma de iones que orientan los dipolos.

La segunda parte de tu pregunta no es tan clara, parece incluso un poco filosófica. “Cómo / por qué” en biología a veces no es muy comprobable, porque cómo y por qué sucedió hace muchos años a través de la selección natural y la evolución química de los sistemas biomoleculares.

En términos simples, el fosfato se convirtió en una sustancia química muy importante en la biología, en algún lugar de la historia de la vida. Es omnipresente Dado que también tiene este carácter hidrofílico, la naturaleza pensó que sería útil usar fosfato para formar moléculas anfifílicas (compuestos tipo surfactante). Esto ayudó a formar micelas, compartimentalizar biomoléculas y reacciones, y finalmente favoreció la creación de bicapas lipídicas y estructuras celulares más grandes.

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