火星の生命体は小惑星の衝突破片に乗って地球に到達する可能性がある、と新たな研究が示唆

最新の研究により、太陽系を征服できる可能性があることが示唆されている頑丈な細菌「コナン・ザ・バクテリウム」の新たな勝利が記されています。

としてよく知られています デイノコッカス・ラジオデュランス、 この微生物はおそらく、科学で知られている中で最もタフな生物です。過去の研究では、極度の寒さ、強烈な放射線、過酷な化学物質、深刻な脱水症状に耐えることができることが示されているが、これはおそらく、チリ北部の高地で乾燥した太陽が照りつける砂漠が本来の生息地と考えられている場所への進化による適応なのだろう。

今回、ジョンズ・ホプキンス大学の研究者らによる新たな実験は、この丈夫な「極限環境生物」が火星への小惑星の衝突に伴う計り知れない衝撃や機械的ストレスにも耐えることができることを示した。

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D.ラジオデュランス この実験を主導したジョンズ・ホプキンス大学の博士課程学生、リリー・チャオ氏は、「研究室に宇宙人を入れずに、私たちが考えている火星の生命体の姿に最も近いものはこれだ」と語る。 「そして私たちはそれを殺そうとしましたが、できませんでした。」

そうするために、研究者らはガスガンから高速発射体をコロニーに向けて発射した。 D.ラジオデュランス 2枚の鋼板の間に挟まれていました。この細菌は、最大 3 ギガパスカル (GPa) の極圧に瞬間的にさらされても耐えることができました。これは地球の海洋の最も深い地点での圧力の 30 倍であり、小惑星が火星に衝突し、破片が宇宙に飛び散る衝撃に似ています。

この研究を監督したジョンズ・ホプキンス大学の衝撃専門家であるKTラメシュ氏は、その結果に衝撃を受けた。 「私たちの予想は、それらのほとんどが死ぬということでした」と彼は言います。なぜなら、これまでの高圧研究では、他の種類の微生物の生存率はわずか約 1% 以下だったからです。その代わりに、ほぼすべての D.ラジオデュランス 微生物は最初の 1 Gpa のショットでは生き残った。 3 Gpa の最高圧力でも、半分以上が生き残りました。ジョンズ・ホプキンス大学の微生物学者、セサール・A・ペレス＝フェルナンデス氏とジョセリン・ディルジェロ氏の指導によるその後の分析では、一部の微生物は細胞壁の破壊により死滅したことが示されたが、生き残った微生物が損傷したDNAを修復し、再成長して繁殖できることも確認された。

この微生物の他の強さの偉業に加え、その並外れた回復力は、太陽系全体に生命を蒔く可能性がある衝突で放出された破片に乗って惑星間を飛び回るのに必要な基礎をすべて備えていることを示唆している、と研究者らは述べている。リソパンスペルミアと呼ばれるこの突飛なアイデアは、細菌に満ちた隕石についての 1870 年代の思索に遡ります。しかし、宇宙探査によって他の惑星に潜在的に居住可能な条件が明らかになり、細胞生物学によっていくつかの微生物が驚くほど適応力と堅牢性を備えていることが示されたため、20世紀になって科学者たちはこの問題をより真剣に受け止めるようになりました。

「放射線、凍結、乾燥という基本的な観点から見ると、この『圧力』という要素は本当に最後の疑問符でした。なぜなら、もし生命が衝撃圧力にさえ耐えることができないのなら、残りは問題ではありません。そもそも、細胞は宇宙に打ち上げられても生き残れないからです。」とZhao氏は言います。

チームの結果は火曜日に雑誌に掲載される PNAS ネクサス、地球上の生命の起源、そして宇宙の他の場所での生命の探索を理解する上で重要な意味を持っています。

この発見は、太陽系全体の生命体が風邪と同じように広がる可能性があるという主張を裏付けるものである。生物熱に見舞われたある惑星がくしゃみをして破片を排出すれば、他の惑星もそれに感染する可能性がある。そして、小惑星が45億年以上にわたって太陽の従者たちを削り続けてきたこと、そして、はるか昔、火星がより暖かく、湿気が多く、より気候のよい場所であったことを考えると、この結果は、たとえわずかであっても、地球上の生命が火星で始まった可能性を高めるものである。赤い惑星からの隕石は定期的に地球に落下しますが、そのほとんどは大気中で完全に燃え尽きるか、荒れ果てた陸地や海に落ちます。

科学者は自家製であることを示唆しているわけではありません D.ラジオデュランス 微生物は火星からの直接の移住者です。むしろこの地球生物の能力は一種の存在証明である。 「この種の条件下で 1 つの生命体、極限環境微生物を生き残らせることができれば、それは生物学が発展するための『種』があることを示しています」とラメシュ氏は言います。 「あなたは DNA を持っています。あなたは細胞構造を持っています。そしてそこから生物学は次のことを行うことができます。 動く―それは一か所から始まってそこに留まるわけではありません。」残りは進化的適応によって処理されます。

「これは、衝突によって飛び出た岩石に微生物が乗り、隣接する惑星間や宇宙の彼方に微生物がどのように伝播するかを示す素晴らしい実験表現です」と、NASAジェット推進研究所の惑星保護エンジニアであるムーゲガ・クーパー氏は言う。彼は宇宙機関の火星探査機キュリオシティに携わっており、最新の研究には参加していない。

クーパーのような惑星保護技術者は、地球の生命体が宇宙船に密航して他の世界を汚染したり、鞭毛で捕らえられたりすることがないよう、地球外生命体の探索を混乱させ、地球外生命体の生態系を破壊する可能性があることを保証している。彼らはまた、宇宙から持ち帰られた異世界の生命体から私たちの惑星を守っています。 「地球外の生命の痕跡を、地球の生命と明確に区別できる方法で見つけるには、クリーンな方法で行う必要があります」とクーパー氏は言う。

NASA主導の火星サンプルリターン（MSR）プログラムは、生命が存在する可能性のある火星の物質を地球に持ち帰るという数十年にわたる取り組みだが、現在は大混乱に陥っており、ちょうど宇宙機関の探査機パーサヴィアランスが必要なサンプルを収集し、火星の表面に取り残されたところで予算がゼロになっている。しかし、別の取り組みが静かに控えている。宇宙航空研究開発機構（JAXA）の火星衛星探査（MMX）ミッションは、2031年の地球帰還に向けて火星の衛星フォボスからサンプルを採取する航海で今年後半に開始される予定だ。ジョンズ・ホプキンス大学の研究を考慮すると、MMXがMSRが約束したものの一部を提供するかもしれないと突然考えられるようになった。

「フォボスは、わずか3,700マイルの軌道距離で毎日2回火星を周回しており、過去10億年間、火星の表面からの噴出物の掃除機として効果的に機能し続けています」と、メリーランド州の制服サービス大学保健科学大学の病理学者で極限環境生物の専門家であるマイケル・デイリー氏は言う。 「ジョンズ・ホプキンス大学の研究グループの研究は、プレバイオティクスの小分子だけでなく、火星の表面から放出された細胞全体やウイルスの高分子の残骸も検出できる可能性に新たな焦点を当てています。実際、その驚くべき能力は、 [of D. radiodurans] 隕石衝突による計り知れない圧力と長年にわたる深宇宙放射線の両方に耐えられる可能性があるということは、地球に持ち帰られるMMXフォボス衛星サンプルにはより高いレベルの惑星保護が必要である可能性があることを示唆している。」

フォボスは居住不可能と考えられてきたため、惑星保護プロトコルを定める国連関連の宇宙研究委員会（COSPAR）によって「無制限の」天体に分類されている。このステータスは、訪問する宇宙船には最小限のバイオハザード対策が必要であることを意味します。しかしデイリー氏は、小惑星での糖、アミノ酸、その他の生物学的構成要素の最近の発見により、衝突によって運ばれた生物を火星の月の土壌に植えて受精させ、長期生存が可能になる可能性があると指摘している。つまり、COSPARはその指定を再検討する必要があるかもしれないが、間もなく打ち上げられるMMXミッションへの影響は不透明だ。

「それで、あなたはフォボスに行き、資料を持ち帰って、おそらく持ち帰るでしょう」 [biological] 火星の物質です」とラメシュ氏は言います。私たちがこれまで考えていた以上に注意が必要になるかもしれません。」

NASAの惑星保護専門家であるクーパー氏は、火星の衛星の「無制限」ステータスは、全米科学・工学・医学アカデミーによる2019年の権威ある報告書から部分的に明らかになったものであり、NASAは衝突によって放出されたフォボス上の微生物の生存をさらに評価する進行中の研究にすでに資金を提供していると指摘する。 「立証責任を負うためには、さらなる調査が必要になるでしょう」と彼女は言う。 「しかし、将来の実験は、JAXA MMXミッションのような最新の安全性評価において、火星からの無制限のサンプル帰還を探求するより深い会話をサポートする可能性があります。」

スタンフォード大学の地球物理学者であり、現代のリソパンスペルミア研究の先駆者であるノーマン・スリープ氏は、月の惑星保護状態に関係なく、MMX フォボスのサンプルは極めて慎重な処理を受けるのが当然だと考えている。 「誰とは言いませんが、フォボスからサンプルを持ち帰るために地球保護を要求するのは、デスバレー国立公園での水泳テストにライフガードを要求するようなものだと考えている人もいます」と彼は皮肉を言う。 「それでも、フォボスのサンプルが地上微生物によって汚染されないようにするために、大変な努力をする価値はある。」