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2025-06-25 03:00:00
地球が生命を抱いているだけであるかどうかの問題は、千年にわたって人類を魅了してきました。近年、科学者は他の太陽系の地球のような惑星に目を向けており、最も有望なことを示しているかもしれませんが、多くは私たち自身よりもはるかに強い太陽放射を放出する星を中心に展開しています。現在、新しい研究では、私たちが知っているように、それがそれらの地球のような外惑星で繁栄することができるかもしれないという人生を提供しています。
「この研究は奇妙な観察に動機付けられました」と、DRIの微生物学の准教授であり、研究の主任著者の1人であるヘンリー・サンは述べました。 「私は砂漠を歩いていたばかりで、そこで成長している地衣類は緑ではないことに気づきました。彼らは光合成であり、クロロフィルを含んでいるので、あなたは緑だと思うでしょう。そして、その顔料は世界最高の日焼け止めであることが判明しました。」
地球上の生命は、UVAおよびUVB光線として知られる太陽放射に耐えるように進化しました。 UVC光線は、より短く、より損傷する波長を表します。これらは地球の大気によってろ過されるため、表面に到達しません。 UVC放射は、実際には非常に致命的であるため、ウイルスや細菌などの微生物の空気、水、表面を滅菌するために使用されます。 UVC放射線への短い曝露でさえ、生物のDNAを損傷し、それが再現するのを防ぎます。
科学者たちは、近年発見された地球のような惑星の多くが生命を抱く可能性があるかどうかを疑問に思っています。これらの惑星の多くは、特に太陽フレア中に激しいUVC放射を放出するMおよびF星として知られる星を中心に展開します。
「ジェームズ・ウェッブの宇宙望遠鏡の発売後、宇宙に非常にはるかに見えることがありますが、興奮は火星の生命を見つけることからこれらの外惑星に移りました」とサンは言いました。 「私たちは、液体の水と大気がある惑星について話している。」
当時の太陽と彼の大学院生であるTejinder Singhは、ラスベガスの家の近くのモハーブ砂漠から地衣類を集めました。その後、3か月間、制御された実験室の設定にUVCランプの隣に配置しました。驚くべきことに、地衣類の藻類細胞の半分は生存可能であり、再水和したときに複製されたままでした。
「微生物が惑星に持続するためには、1日よりも長持ちしなければならない」とサンは言った。 「それで、私たちの実験は生態学的に重要であるほど長くなければなりませんでした。また、単なる活動を超えて、実行可能性を実証したかったのです。」
これがどのように化学的に可能かを探るために、サンはリノのネバダ大学の化学者と協力しました。彼らは、プラスチックを柔軟性にするために使用される添加物に相当する自然界であることを示す2つの実験を実施しました。
彼らは、地衣類の保護層を調査して、それの断面を切断することにより、人間の日焼けのように最上層が暗いことを発見しました。地衣類は藻類またはシアノバクテリアで構成されており、菌類と共生的に生きています。藻類細胞が菌類および保護層から分離された場合、同じUVC放射線への曝露により、1分未満で細胞が殺されました。
地衣類がこの保護層をUVC放射に進化させたという発見は驚くべきことでした、とサンは彼らの生存に必要ではないからです。地球の大気は、地衣類が現れる頃にはすでにUVC光線を除外していたため、驚くべきUVAとUVB保護のおかげで保護は単なるボーナスです。
激しい太陽放射への曝露から生じる損傷のいくつかは、大気との化学反応、特に酸素、一酸化窒素、および紫外線が相互作用する場合のオゾンの産生の結果です。地衣類の保護をさまざまな大気条件下でテストするために、研究者はそれをUVC光のある酸素を含まない箱に入れ、放射線損傷がさらに減少することを発見しました。
「私たちは、地衣類の最上層 – あなたがそうするなら、ミリメートル厚の肌である – 以下のすべての細胞が放射線から保護されていることを保証するという結論に達しました。この層は写真安定剤として機能し、反応性酸素を含む放射線による有害な化学反応から細胞を保護します。」
この研究は、地球を越えて、そして私たちの太陽系を超えた惑星が居住可能である可能性があるという証拠を提供しています。実際、「彼らは、モハーブ砂漠の地衣類のように、「日焼け」し、UVCストレスに対して事実上免疫があるという植民地時代の微生物に満ちているかもしれない」と研究者は書いている。
「この作品は、最も厳しい状況下でさえ、人生の並外れた粘り強さを明らかにしています。これは、かつて命が吹き込まれ、耐えようと努力していることを思い出させます」と、Sunで研究を率い、現在NASA Goddard Space Flight CenterにいるTejinder Singh氏は述べています。 「これらの限界を探求する際に、私たちが故郷と呼ぶこの惑星を超えて生活がどこにあるかもしれないかを理解することに近づきます。」
研究の著者は、Tejinder Singh（DRI）、Christos Georgiou（U. of Patras）、Christopher Jeffrey（UNR）、Matthew J. Tucker（UNR）、Casey S. Philbin（UNR）、Tanzil Mahmud（UNR）、Christopher P. McKay（NASA EMES）、HENRY J. SUN（DRI）
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