隕石を食べる微生物が地球外生命体の探索に役立つかもしれない

地球外生命体はどのような姿をしており、どのような痕跡を残すのだろうか。地球外の植物やプランクトン類似体がその惑星の大気を酸素で満たしたり、高度な文明が上空を衛星で満たしたりすれば、地球からそのような地球規模の大変動を観察できるかもしれない。しかし、他の場所の生命体が小さく、規模が限られている場合、その痕跡は、たとえ私たちの宇宙の裏庭であっても、微妙で判別が難しいかもしれない。

太陽系内には明らかな緑や動きがないため、地球外生物は単純な微生物である可能性が高い。有害な紫外線から身を隠すために火星の土壌の奥深くに潜んでいるのかもしれない。あるいは、より適した環境に着陸するのを待って小惑星に潜んでいるのかもしれない。ウィーン大学の研究チームは、地球上で最も丈夫な昆虫の 1 つを研究することで、そのような微生物が自力でどうやって生き延びられるのか、またどのような痕跡を残すのかを推測しようとした。そして、最近のNature誌の出版物で、隕石を微生物に与えると何が起こるのかを詳細に説明した。

「生命の探索に関連する重要な情報をここから引き出したい」と、共著者でウィーン大学の生物物理化学者であるテティアナ・ミロジェビッチ氏は言う。

ただし、この微生物をバクテリアと呼ばないでください。Metallosphaera sedulaは、古細菌と呼ばれる完全に別の界に属する生物で、ほとんどの生物にとって致命的となる高温で塩分の高いプールで最初に発見されました。この頑丈な標本のグループの中でも、 M. sedula は極端な生存主義者です。非常に熱い酸 (約 160 度 F) と胃液の渋みのある溶液を好みます。また、高濃度の有毒金属にも耐えるため、ミロジェビッチ氏が「多極限環境微生物」と呼ぶ、さまざまな意味で極限環境を好む生物の代表的な例となっています。彼女はまた、 M. sedula はクマムシのように長期間の脱水状態にも耐えられると述べ、少なくとも隕石の中に閉じ込められていれば、深宇宙の放射線にも対処できるのではないかと推測しています。

しかし、 M. sedula が理論上の宇宙微生物と比較される第一候補である本当の理由は、その食性である。地球上の多くの生物、例えば植物は太陽光線からエネルギーを代謝し、深海の噴出孔のような熱源からエネルギーを代謝する生物もいる。しかし、 M. sedulaは金属から電子を奪い取って食物を得るため、金属を豊富に含む隕石は一種のバイキング料理となる。

しかし、ミロジェビッチ氏と同僚たちは、微生物がどの金属を好むのか、また、どのように処理するのかがわからなかったため、ウィーン自然史博物館から石質隕石を借りて（丁寧に頼めばいいだけだとミロジェビッチ氏は言う）、微生物ビュッフェを準備した。彼らは、一部の微生物を隕石粉末を含む溶液で培養し、他の微生物を、そのままの隕石のコイン大の破片の上で直接培養した。

餌の与え方を考えるのは簡単だったが、研究チームは、食べた後の奇妙な虫を切り刻んで分析する技術の開発に何年も費やした。ほとんどの微生物は柔らかいままだが、 M. sedula が金属を食べるほど、硬くなり石状になる。「[硬くなった微生物は] 切り刻む道具を傷める」とミロジェビッチ氏は言う。最終的に、微生物の石状部分をできるだけ柔らかい部分から分離する方法を考案した後、研究チームはM. sedula が環境を変える 3 つの主な方法、つまり生命の痕跡となる可能性のある 3 つの方法を発見した。

まず、この微生物は間違いなく隕石の餌で繁栄した。ミロジェビッチ氏は「これまでで最高の餌で微生物を喜ばせよう」と冗談を飛ばす。地球外の破片には多くの種類の金属が含まれていたが、研究チームはM. sedulaが鉄だけを食べ、その特殊な方法で、微生物が生きている間に2種類の特定の鉄を表面に残していたことを発見した。将来のミッションで火星の岩石のサンプルが持ち帰られた場合、この特定の鉄の混合物はM. sedulaの親戚、つまり地球外生命体が生きていることを示している可能性がある。

第二に、鉄分をたっぷり摂った後、 M. sedula は副産物として硫酸ニッケルを排泄する。この副産物の存在は微生物活動が続いていることを示し、地球外微生物の温床を意味する。火星探査車はこのような化合物を探し、火星生命体を見つけるために使用できるかもしれない。「ニッケルが集中している地域があれば、さらに調査してみるのも面白いかもしれない」とミロジェビッチ氏は言う。

最後に、研究者たちは、微生物がどのような微化石を残すかを検討した。従来の化石のように骨を岩石に受動的に置き換えるには何百万年もかかるが、鉱物を食べるこれらの微生物は、数週間のうちに食べたものになる。M . sedula は細胞膜に金属を蓄積し、死んだ後には特定の金属と他の元素でできた固いドーナツ型の殻を残す。「彼らは石を食べ、一生の間に石になるのです」とミロジェビッチは言う。これらの硬化した外皮は、時間の経過に耐えることができれば、火星の岩石または隕石に過去に生命が存在したほぼ確実な証拠となる可能性がある。

微生物が地球外物質だけで生きていける理由が分かった今、ミロジェビッチ氏は、微生物が地球外環境で生き残れるかどうかを調べたいと考えている。国際宇宙ステーションの外の宇宙の荒廃にさらすなどして、その可能性を探りたいと考えている。しかし、実際には、火星の原始的な岩石が手に入るまで、時間をかけて調べ、地球外の微小古生物学を行う準備を整えるつもりだ。「必要なことはすべてわかっていると思います」と彼女は言う。