宇宙で生物学が形成される例は、地球上の生命という 1 つだけです。しかし、生命が別の方法で形成できるとしたらどうなるでしょうか?地球外生命体をどのように探しますか 地球外生命体がどのようなものなのか分からない?
これらの質問が頭を悩ませています 宇宙生物学者—地球外の生命を探す科学者。宇宙生物学者は、地球上と地球外の両方で複雑な物理的および生物学的システムの出現を管理する普遍的な規則を考え出そうと試みてきました。
私は 天文学者 誰が持っていますか 広範囲にわたって書かれた 宇宙生物学について。研究を通じて、単細胞は大きな生物よりも容易に形成できるため、地球外生命体で最も豊富に存在するのは微生物である可能性が高いことが分かりました。でも、高度な地球外生命体が存在する場合に備えて、私は国際通信を行っています。 諮問委員会 それらの文明に送るメッセージをデザインするグループのために。
地球外生命体の検出
以来、 最初の発見 1995年の系外惑星の、 5,000以上の系外惑星、または他の星を周回する惑星が発見されています。
これらの系外惑星の多くは、地球と同様に小さくて岩が多く、 ハビタブルゾーン 彼らのスターの。ハビタブルゾーンとは、地球上の私たちが知っているように、惑星に液体の水が存在し、生命を維持できる、惑星の表面とそれが周回する恒星との間の距離の範囲です。
これまでに検出された系外惑星のサンプルプロジェクト 3億件の生物学的実験の可能性 私たちの銀河系、つまり系外惑星や衛星などの天体を含む 3 億の場所で、生物学が発生するのに適した条件が揃っています。
研究者にとっての不確実性は、生命の定義から始まります。飛んでいる鳥であれ、水滴の中で動く微生物であれ、私たちはそれを見れば生命を知ることができるので、生命を定義するのは簡単なはずだと感じます。しかし 科学者たちは定義に同意していない、包括的な定義は不可能ではないかと考える人もいます。
NASAが生命を定義する 「ダーウィンの進化が可能な自律的な化学反応」として。それは、環境に適応して進化する複雑な化学システムを持つ生物を意味します。ダーウィンの進化論によれば、生物の生存は次のものに依存します。 そのフィットネス その環境の中で。
地球上の生命の進化は、単細胞生物から大型動物や人間を含む他の種に至るまで、数十億年かけて進化してきました。
系外惑星は遠くにあり、親星よりも何億倍も暗いため、研究するのは困難です。天文学者は、次の方法を使用して、地球に似た系外惑星の大気と表面を検査できます。 分光法と呼ばれる方法 探す 生命の化学的特徴。
分光法で検出できる可能性がある 酸素の兆候 数十億年前に地球上で光合成によって生成された藍藻と呼ばれる微生物が惑星の大気中に存在する、または クロロフィルサイン、植物の生命を示します。
NASA の生命の定義は、いくつかの重要な点につながりますが、 答えのない質問。ダーウィンの進化論は普遍的なものなのでしょうか？どのような化学反応が地球外の生物学につながる可能性がありますか?
進化と複雑性
菌類の胞子からシロナガスクジラに至るまで、地球上のすべての生命は微生物から進化しました 最後の共通祖先 約40億年前。
同じ化学プロセスが地球上のすべての生物に見られ、それらのプロセスは 普遍的かもしれない。彼らもそうかもしれない 根本的に違う 他の場所で。
2024 年 10 月に、 多様な科学者が集まりました 進化について既成概念にとらわれずに考えること。彼らは、地球上の生命とはまったく異なる生命の出現を研究する方法を見つけるために、一歩下がって、生物学的かどうかにかかわらず、どのような種類のプロセスが宇宙に秩序を生み出したのかを探求したいと考えていました。
出席した2人の研究者は、化学物質や鉱物の複雑な系は、ある構成が他の構成よりも良好に持続する環境下では、 より大量の情報を保存できるように進化する。時間が経つにつれて、システムはより多様かつ複雑になり、一種の自然選択を通じて生存に必要な機能を獲得します。
鉱物は、数十億年にわたって多様性と複雑さが増大した無生物システムの一例です。画像クレジット: ダグ・ボーマン、 CCBY
彼らは、さまざまな物理システムの進化を説明する法則が存在するのではないかと推測しました。自然選択による生物学的進化は、このより広範な法則の一例にすぎません。
生物学では、 情報 DNA 分子上のヌクレオチドの配列に保存されている指示を指します。これらは集合的に生物のゲノムを構成し、生物の外観とその機能を決定します。
定義すると 情報理論の観点から見た複雑さ、自然選択により、ゲノムは環境に関するより多くの情報を保存するため、より複雑になります。
複雑さは、 生命と非生命の境界線。
しかし、動物が微生物よりも複雑であると結論付けるのは間違いです。生体情報はゲノムサイズに応じて増加しますが、 進化的情報密度 滴る。進化的情報密度は、ゲノム内の機能的な遺伝子の割合、または環境への適合性を表す全遺伝物質の割合です。
バクテリアなど、人々が原始的だと考えている生物は、高い情報密度を持ったゲノムを持っています。 より良いデザインに見える 植物や動物のゲノムよりも。
あ 普遍的な生命理論 まだとらえどころがありません。このような理論には、複雑さと情報の保存の概念が含まれますが、DNA や、陸上生物学で見られる特定の種類の細胞とは結びつきません。
地球外生命体の探索への影響
研究者たちは調査しました 代替案 陸上の生化学まで。細菌から人間に至るまで、すべての既知の生物には水分が含まれており、それは溶媒です。 地球上の生命に不可欠な。溶媒は、生命が誕生する可能性がある化学反応を促進する液体媒体です。しかし、生命は他の溶媒からも出現する可能性があります。
宇宙生物学者 ウィラム・ベインズとサラ・シーガー 生命に関連する可能性のある何千もの分子を研究してきました。 考えられる溶媒 硫酸、アンモニア、液体二酸化炭素、さらには液体硫黄も含まれます。
宇宙人の生命はそうではないかもしれない カーボンベース、少なくともここ地球上では、すべての生命に不可欠な分子の骨格を形成しています。それさえないかもしれない 惑星が必要です 生き残るために。
地球外惑星の高度な生命体もそうなる可能性がある 認識できないのは不思議だ。宇宙生物学者が地球外の生命体を検出しようとすると、創造性が求められます。
1 つの戦略は、測定することです 鉱物の特徴 系外惑星の岩石の表面では、 鉱物の多様性は陸上の生物進化を追跡する。地球上で生命が進化するにつれて、外骨格と生息地のための鉱物が使用され、作成されました。生命が誕生したときに存在した 100 種類の鉱物は、現在では約 5,000 種類にまで増加しています。
たとえば、ジルコンは単純なケイ酸塩の結晶であり、その起源は生命が誕生する前の時代にまで遡ります。オーストラリアで発見されたジルコンは、 知られている最古の作品 地球の地殻の。しかし、他のミネラル、例えば、 アパタイト、複雑なリン酸カルシウム鉱物であり、生物学によって作成されます。アパタイトは、骨、歯、魚の鱗の主成分です。
地球上とは異なる生命を見つけるためのもう 1 つの戦略は、 文明の証拠、人工光、または大気中の産業汚染物質である二酸化窒素など。これらは、と呼ばれる知的生命体を追跡する例です。 テクノシグネチャー。
いつ、どのようにして、 最初の検出 地球を超えた生命の誕生が起こるでしょう。それは太陽系内にあるかもしれないし、系外惑星の大気を嗅ぐことによって、あるいは遠く離れた文明からの人工電波信号を検出することによってかもしれない。
検索は、 曲がりくねった道、単純な道ではありません。そしてそれは、私たちが知っている人生においても、私たちが知らない人生においても、すべての賭けは外れます。
画像クレジット: NASA ゴダード宇宙飛行センター/フランシス・レディ
#は地球上の生命体とはまったく似ていないかもしれません科学者たちは生命を説明するための普遍的な生命理論を望んでいます