私たちの地球上の豊かな生命の宝庫を構成する何十億もの微生物は、35 億年前のささやかな始まりまで遡ることができます。当時、私たちの惑星は酸素や安定した大陸のない、熱くて暴力的な世界でした。しかし、生命は地球上でどこでどのようにして始まったのでしょうか?

何十年もの間、原初のスープの物語は人々の想像力を支配してきました。加熱された池に雷が落ちると、死んだ分子が奇跡的に動き始めます。今日、そのオリジナルのストーリーが挑戦されています。研究者たちは、海の最も深い海溝から火山の湧き出る縁、さらには地球外に至るまで、ますますさまざまな場所で生命の起源を探しています。

一部の科学者は、繊細な分子を変形させる可能性がある永続的に湿ったスープの代わりに、浅い火山温泉などの陸上のプールを指摘しており、そこでは湿潤と乾燥の繰り返しサイクルによって化学反応が促進されます。

ここでは、化学物質が熱い岩石に噴霧され、そこで水が蒸発し、結果として生じる濃縮汚泥が反応物を押し上げて、タンパク質前駆体を含むより大きな構造を形成します。水が戻ると、それらのチェーンはプールに戻り、次の建設サイクルの準備が整います。

2024 年の調査 米国科学アカデミーの議事録 はこの正確なメカニズムを実証し、単純な湿式-乾式サイクルによって構成要素を自動的につなぎ合わせて数十単位の長さの RNA 鎖を形成できることを示しました。この天然の生産施設は、何百万回もの繰り返しを経て、最初の遺伝物質の一部を組み立てることができました。

続きを読む: 単細胞生物は複雑な生命の基礎を築きました – これがその方法です

生命の起源理論: 岩石中の電池

しかし、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの生化学者ニック・レーン氏は、この全体像は不完全かもしれないと考えている。地表プールには動的な化学反応が存在しますが、初期の生命に必要な安定した継続的なエネルギー源が不足している可能性があります。

代わりに、レーンと彼の同僚は、深層水中のアルカリ性熱水噴出孔、または白人の喫煙者に注目しています。より酸性の対応物である極度に熱い液体を吐き出すブラックスモーカーとは異なり、これらの通気口は冷たくて化学的に穏やかです。さらに興味深いことに、それらは巨大細胞のように動作します。

内側の水はアルカリ性またはアルカリ性ですが、外側の海は比較的酸性です。この pH の違いは、ミトコンドリアがどのようにプロトンを流すことで私たちの身体にエネルギーを供給するかなど、エネルギープロセスを促進する連続的な化学勾配を生み出します。

「火花については全く話しません」とレーン氏は語った。 発見する。原動力についてお話します。

この観点から、岩石中の鉄や硫化ニッケルなどの金属触媒の助けを借りて、水素と二酸化炭素などの気泡との継続的な反応が、遺伝子や酵素が存在するずっと前に、代謝の基本的な構成要素を生成した可能性があります。

2016 年の調査 天文学 さらに、これらのベントシステムがどのようにして CO2 をエネルギー豊富な炭素化合物に変換できるかについても調査しました。生命が遺伝子を持つ前は、まず複雑な構造を構築するためにエネルギーを蓄える方法が必要でした。

「残りの代謝は、その出発点からの自発的な化学反応です」とレーン氏は語った。

生命の起源に関する理論: 生命は地球に誕生しましたか?

周辺部では、パンスペルミアと呼ばれる厄介な初期化学反応を完全に回避する 3 番目の仮説が存在します。この考えは、生命、または少なくともその構成要素が彗星または隕石に乗って宇宙からやって来て、生命のない地球に定着したことを示唆しています。

宇宙には驚くほど有機化合物が豊富に存在します。 2023 年、NASA のオシリス レックス ミッションは、炭素、含水鉱物、リン酸塩、つまり生命に不可欠な成分が詰まった小惑星ベンヌからサンプルを帰還させます。微生物の中には、宇宙環境に耐性を持ち、休眠状態に入り、真空や放射線に短期間耐えられるものもあります。

もしパンスペルミアが起こっていたら、地球は生命を発明する必要がなかったでしょう。風邪をひく可能性があるので、ただ捕まえる必要があります。しかし、パンスペルミアは謎を解決するというよりも、謎を未知のかつての出身地に押し戻します。

生命の起源理論: 宇宙には生命が満ちているのか?

古代の土地で、生命が湿潤と乾燥のサイクルのまれな組み合わせを必要とするのであれば、生きている世界はほとんど存在しないかもしれません。しかし、もし生物圏が熱い岩石や普通のガスから自発的に出現できれば、宇宙は生命で満ち溢れているかもしれない。

「本質的にアルカリ性の熱水噴出孔システムを生じさせている、湿った岩石の多い惑星または月が見えます」とレーン氏は説明した。 発見する。エンケラドゥスやエウロパ、隠れた海と活発な地質を備えた土星や木星の衛星のような場所は、突然、珍奇な場所ではなく、潜在的な生物研究所のように見えます。

科学的興奮は、これまでに木星周回軌道に送られた最も洗練された衛星であるヨーロッパ・クリッパーの最近の打ち上げで明らかです。 2030年に到着する予定で、氷を貫通するセンサーを使用して、月の氷の海に生命の成分が含まれているかどうかを判断する予定だ。

私たちが最終的に火山プールや深海の噴火口の子供であるかどうかにかかわらず、生命の起源は奇跡的な火花ではなく、予測可能なメカニズムであった可能性があることがますます明らかになりつつあります。それがどのように機能するかを徐々に学ぶことで、私たちは宇宙における自分の位置を理解することに近づきます。

続きを読む: 人間と植物の健康を支える微生物群集が宇宙での生命の鍵となる可能性がある

記事のソース

DiscoverMagazine.com では、ライターが査読済みの研究と質の高い情報源を記事に使用し、編集者が科学的な正確さと編集基準をレビューします。この記事で使用したソースを以下で確認してください。