太陽系よりも古い隕石には生命の重要な成分が含まれている

数十年にわたり、天文学者たちは、地球上の生命は隕石によってもたらされたとするパンスペルミア説について考えてきた。この概念は、答えよりも疑問の方が多いため、かつてはありそうにないと思われていた。しかし、最近の地球外物体の詳細な調査により、この突飛な考えを裏付ける証拠が結局あるかもしれないことが示唆されている。

北海道大学の研究者らは、DNAを構成するのに必要な化学成分が、太陽系最古の物質の一つである炭素質隕石によって地球に運ばれた可能性があるという新たな証拠を発見したと、火曜日にネイチャー・コミュニケーションズ誌に発表した論文で報告している。この種の物質は小惑星全体の約75％を占めるが、地球に落下することはめったになく、科学者が研究できる頻度は限られている。しかし、それらは情報の宝庫であり、これらの宇宙の岩石を精査することで、宇宙のユニークな場所についての物語を知ることができる。その内容物は、私たちの世界を生命のある惑星にした太古の化学反応を明らかにするのにも役立つかもしれない。

具体的には、いくつかの隕石に核酸塩基が含まれていることが発見されています。生命の構成要素と呼ばれるこれらの化学物質は、DNA と RNA 内の核酸を構成します。5 つの主要な核酸塩基のうち、これまでの隕石研究では、アデニン、グアニン、ウラシルの 3 つしか検出されていませんでした。しかし、今回の研究では、さらに 2 つ、シトシンとチミンが宇宙の岩石内に存在する可能性があることが初めて証明されました。

「隕石からすべての主要なDNAとRNA核酸塩基が検出されたことは、これらの分子が生命の出現前に初期の地球に供給されていたことを示しています」と、本研究の筆頭著者で北海道大学准教授の大場康博氏は言う。「言い換えれば、地球上に生命が誕生する前のDNAとRNAに関連する有機分子の在庫に関する情報を得たのです」。研究対象となった最も古い標本の一つは、太陽系よりも古い約46億年前のものだ。

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オバ氏のチームは最先端の技術を使って、世界中のさまざまな時期と場所で地球に落下した3つの隕石から採取した炭素を多く含むサンプルを分析した。彼らは、1950年に米国で発見されたマレー隕石、1969年にオーストラリアに落下したと住民が報告したマーチソン隕石、そして2000年にカナダで発見されたタギッシュ湖隕石を調査した。研究者らはその後、各サンプルの化学プロファイルを調べ、生命の構成要素の濃度を判定した。分析を完了するのに約1年かかった。

大場氏は、隕石中には5つのDNAとRNAの核酸塩基に加えて、約18種類の核酸塩基が見つかったと述べ、これらの物質が宇宙に広く分布していることを示唆している。北海道チームは、サンプルで見つかった有機化合物は太陽系の内外に存在すると結論付けた。

大場氏は、研究結果の中で、シトシンの発見に最も驚いたと語る。なぜなら、この分子は水と高温によって容易に腐食されるからだ。しかし、有機生命を形成するには、水と、ある程度の熱の両方が必要だ。宇宙生物学者が地球の原始スープにまで生命の起源をさかのぼろうとする中で、これらの化合物の正確な役割は依然として不明瞭である。

しかし、懐疑的な人々もまだいる。この報告書には関わっていないアイダホ州ボイシ州立大学の化学者マイケル・キャラハン氏は、研究著者らが化合物を確かに特定したと信じているものの、これらの化学物質が「本当に地球外のものだ」と彼を納得させるには「十分な説得力のあるデータを提示していない」とサイエンスニュースに語った。

科学者が落下した隕石に生命の成分が含まれているかどうか調べたのは今回が初めてではない。2019年、国際科学者チームが炭素を豊富に含む2つの小惑星でリボースやその他のバイオ糖を発見した。そのうちの1つはマーチソン隕石だった。これらの糖も生命の存在に欠かせないものだ。

「アミノ酸など、生命を構成する他の重要な構成要素は、これまでにも隕石から発見されている」と、新論文の共著者で糖の研究も主導した古川義弘氏は、この研究についてNASAに提出した声明で述べた。「しかし、糖は生命を構成する主要な構成要素の中で欠けている部分だった」

こうした地球外の糖の証拠は、隕石が地球上で遺伝情報として使われる有機分子を運ぶことができることを証明している。そして、宇宙では DNA 形成反応は当たり前のことだったが、これらの宇宙の岩石が最終的に地球上の生命となる物質を運んできたかどうかはまだ定かではない。近年、天体化学、つまり天体や天体の化学を研究する分野は、私たちの異国の化学的起源について知るための多くの理論や研究計画に影響を与えてきた。

大場氏は、自身の研究を進めるために、科学者は「隕石や小惑星からの帰還サンプルの幅広いバリエーションを分析」し、地球外環境で核酸塩基がどのように形成されるかをよりよく理解するためにさらに多くの実験を行う必要があると述べている。彼らはまた、日本の宇宙航空研究開発機構のリュウグウ小惑星探査ミッションやNASAの計画中のベンヌ小惑星探査ミッションで回収された最近のサンプルが、地球外有機分子の進化と、地球上の生命の起源におけるその役割について重要な洞察をもたらす可能性があると示唆している。

星を研究することで、宇宙について私たちが尋ねることができる最も重要な質問の 1 つは、私たち自身の歴史に関する質問であることがわかります。私たちは本当にこの淡い青い点の原住民なのでしょうか、それとも私たちの化学組成は地球外生命体の存在を明らかにしており、それが私たちなのでしょうか。