Cuando se plantea como diseñar un sistema de información, la forma de hacerlo para que resulte mantenible en el tiempo, y por diferentes personas, es dividirlo en sub-sistemas mas simples tendiendo a llegar unidades lógicas (programas) que tengan una única responsabilidad, que se comporten como si fueran un “componente”. Y por otro lado reducir al mínimo las dependencias entre estos programas.
En la medida en que mejor podamos cumplir con estos dos objetivos más rápido un nuevo programador puede entender el funcionamiento del sistema, y menos complejo es cambiar, reemplazar, o eliminar alguno de los programas.
Las variables principalmente caen del lado del las dependencias.
Una variable local a una función, nace y muere dentro de la función y ningún otro programa sabe de su existencia. Entonces, si la función es modificada y esa variable cambia de nombre, de tipo de dato, de rango de valores, o se elimina, el impacto del cambio queda dentro de la función y mientras que esta función siga recibiendo los mismos datos como parámetro y siga entregando el mismo resultado, al resto del sistema le es transparente lo que se haya hecho con esa variable local.
Ahora, supongamos que esta función utiliza una variable global, esto es una variable que está definida a nivel del sistema y todos los programas, funciones, procedimientos tiene acceso a ella la usen (lean y/o modifiquen) o no. Eso significa que ya no es sólo la función la que puede leer o modificar esa variable.
La variable global crea una dependencia entre la función y el resto de las funciones, programas, o procedimientos que también utilizan la misma variable global, y esto hace más complejo el mantenimiento. Es decir, si tenemos que eliminar esa función, cambiarle el tipo de dato a la variable, o su rango de valores, hay que revisar en todos lados donde se utilice esa variable para determinar el impacto del cambio, y en muchos casos este tipo de dependencias provoca que una modificación en una función, traiga aparejado más modificaciones en otras partes del sistema que a simple vista parecen no tener relación.
Cuando esto se piensa en sistemas con cientos de programas y miles de líneas de código, y se le suma la rotación de programadores, lo más probable es que alguno de estos cambios no sea detectado y aflore en producción de forma totalmente inesperada e incluso en apariencia no relacionada con la modificación que se hizo, lo que contribuye a que sean errores también muy engorrosos de corregir.
EDICIÓN I
Respecto a mantener la conexión a la base de datos en una variable global.
Si se usa una sola conexión que no se cierre hasta que no termina el programa, la variable ya es global por naturaleza ya sea que la guarde en una variable global o se la pase como parámetro por todo el sistema, y no está exenta de los problemas mencionados. Por ejemplo, al hacer un mantenimiento, alguien puede introducir inadvertidamente el cierre de la conexión en algún lado, o hacer un commit o un rollback de una transacción en un lugar incorrecto y afectar otras funciones que se hacen más adelante en el flujo del programa (para dar un par de ejemplos).
La otra opción es abrir una conexión cada vez que se necesita hacer un query y cerrarla después de haberlo ejecutado.
Pero abrir conexiones a la base de datos es costoso en términos de tiempo. Entonces se suelen balancean los pros y contras de ambas opciones y si los pros superan a las contras se opta por dejar la conexión como recurso global y se toman algunas otras medidas como para mitigar la ocurrencia de problemas.
Un ejemplo es reduciendo al mínimo las funciones que usan la conexión. Sería el caso de tener una única función o una familia de funciones bien conocidas que reciba/n los parámetros del query, lo ejecuten y devuelve el resultado a la función invocante vs. que cada función use la variable global directamente.
En esto de balancear los pros y contras hay varias cosas para considerar para ir por uno u otro camino. Entre ellas: detalles de implementación del driver de la base de datos, si se usan pools de conexiones, y si el sistema se ejecuta en un solo hilo o si admite concurrencia.
En el caso de PHP entiendo que corre en un solo hilo y lo más conveniente es abrir la conexión y mantenerla abierta. Por lo que mantener una conexión global es una alternativa viable y se pueden mitigar los riesgos reduciendo el número de funciones que utilizan la conexión.