あなたの先祖は火星人だったかもしれない

NASA のこれまでで最も専門的な生命探査実験室は現在、赤い惑星に向かって猛スピードで飛行中で、来週着陸を試みる予定だ。真っ赤な塵が落ち着いた後、すべてが計画通りに進めば、パーサヴィアランス探査車は干上がった川床に沿って走行を開始し、火星探査計画の大半の原動力となっている疑問「火星には生命が存在するのか、あるいは存在していたのか」に初めて直接答えようとすることになる。

パーセベランスがすぐに明確な答えを出すことはないだろうが、今後数年かけて結果が少しずつ地球に届くにつれ、惑星科学者の小グループがさらに異質な考えのヒントを待ち続けることになるだろう。ひょっとすると、地球上の生命は火星から来たのかもしれない。

「最近になってようやく明らかになった事実が数多くあり、少なくとも火星に生命が誕生し、それが地球に伝播した可能性を強く裏付けている」とジョージア工科大学の惑星科学者で、この理論を検証した未査読のプレプリントを最近発表したクリストファー・カー氏は言う。

生物学者はここ数十年で、既知の生物すべてに関連する家系図の大部分を再構築した。化石は、人間と類人猿がわずか 1,300 万年前に共通の祖先を持っていたこと、またクジラ、コウモリ、人間がおよそ 6,500 万年前に共通の親を持っていたことを示唆している。遺伝子分析によると、最後の普遍的共通祖先 (LUCA) である微生物のアダムまたはイブは、およそ 40 億年前に海底の噴出孔に住んでいた可能性が高い。

そして、その道筋は途絶える。詳細な遺伝子記録は生命の樹の根元で途絶えてしまう。LUCA の競争相手は化石としてしばらく生き延びたかもしれないが、地球の地殻変動により、最も古い岩石はとっくの昔に破壊されている。生物学者が確実に知っているのは、地球が約 45 億年前に形成され、その 5 億年後に LUCA が生息していたということだけだ。LUCA がどのように進化し、その先駆者がどこから来たのかは議論の余地がある。

おそらく、カー氏と他の数人の研究者は、LUCA は小惑星で移動してきた火星からの微生物の侵略者の子孫であると考えている。この説は広く受け入れられているわけではない。しかし、カー氏は、生命の火星起源説について推測する価値がある 2 つの理由を挙げている。

カー氏は、有機分子は宇宙の「基本的にどこにでも降り注ぐ」と語る。しかし、地球上の細胞を組み立てるのに必要なさまざまな構成要素に有機分子が融合した具体的な化学反応が何かは誰も知らない。有力な説の 1 つは、生命を調理するのに最も適した環境は陸上の浅い水たまりであり、そこでは紫外線、蒸発、降水、火山や小惑星の衝突による熱が、材料を適切な方法でかき混ぜることができるというものだ (ただし、多くの研究者は深海の噴出孔が説得力のある代替案になると考えている)。

しかし、初期の地球は水に沈んでいた。35億年前、地球の表面は数パーセントを除いてすべて深い海底にあったと研究者は推定しており、LUCAはそれよりずっと前に存在していた。一方、若い火星は水浸しではあったが水浸しにはなっていなかったため、生命が誕生するチャンスがはるかに多かった可能性がある。

2つ目の手がかりは、細胞が機能し生存するために必要なタンパク質を構成するために細胞が使用する構成要素であるアミノ酸のパターンから得られる。LUCAの子孫はすべて同じ20種類の分子から分子機構を作り上げているが、現代のタンパク質のほとんどはそのレパートリーの約半分で機能する可能性がある。2018年の研究では、それほど重要でないアミノ酸は生物が酸化に対処するのに役立つようだと結論付けられ、LUCAの先駆者が酸素やその他の酸化化合物が豊富な環境で進化する過程でそれらを組み込んだことを示唆している。

しかし、地球は誕生から20億年間酸素がなかった。では、LUCAはどのようにして酸化しやすいアミノ酸を手に入れたのだろうか？ ルーツは、酸化しやすい環境が早くから発達していた火星にまで遡るのではないかとカー氏は考えている。そこで誕生した生命は、2つの惑星の間で交換された多くの小惑星の1つに乗って地球にたどり着いた可能性がある。

しかし、他の生命の起源の研究者は、地球上での生命の誕生が惑星間旅行に頼るほど深刻な問題であるかどうか疑問視している。ジョージア工科大学の生化学者で、今回の研究には関わっていないニコラス・ハド氏によると、若い地球には大陸はなかったが、ハワイのような島々は生命が根付くには十分以上の土地を提供した可能性が高いという。さらに、彼は、生物が酸化とは関係のない理由でアミノ酸を追加した可能性もあると考えている。

長年にわたり、火星はかつて地球よりも生命にとってより適した環境であったという主張を多くの研究者が行ってきたが、ハド氏は説得力のある主張にまだ出会っていない。「[生命の起源を火星に移す]というのは、少し大げさすぎると思います」と同氏は言う。「おそらく、化学反応の一部をもっとよく理解する必要があるだけでしょう。初期の地球に関する私たちのモデルは、期待するほど良くないのかもしれません。」

パーセベランスは来週、火星に生命を発見することはないだろうが、その観測は少なくとも、研究者が火星初期についての理解を深めるのに役立つだろう。探査​​車がかつてこの地域一帯から泥水を集めていたジェゼロクレーターを探索する際、その機器は表面堆積物を分析することで火星がいつ錆び始めたか（または酸化し始めたか）をより正確に特定できるかもしれない（そして、酸化の始まりが地球以前の生命が非必須アミノ酸を作ったと推定される日付と一致するかどうかも確認できる）。

最終的に、カー氏はいつの日か、この論争に決着をつけることができる機器を火星に送りたいと考えている。それは、現在の火星生命体（もし存在するなら）の遺伝物質を検出し、それが地球の生命の樹とつながっているかどうかを調べる遺伝子シーケンサーである。カー氏は、まさにそのような機器の開発に取り組んでいる MIT の地球外ゲノム探査プロジェクトのメンバーであり、数年の開発を経て、この機器は飛行可能な状態に近づいていると述べている。現代の火星で最も快適な場所は地表の奥深くにあることを考えると、難しいのは分析できる生きた火星の微生物を見つけることだろう。

「これは将来の火星探査で実際に実現できる」とカー​​氏は言う。たとえそれが困難であっても。