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地球外生命体の進化

Posted by moonrainbow on 07.2023 宇宙人   0 comments   0 trackback
地球外生命体は、地球とは異なる元素をベースに進化した可能性

地球外生命体

地球外生命は炭素以外の物質から進化した可能性
 
地球の生命のベースとなっているのは炭素で、有機化合物(炭素を含む化合物のこと)を利用してさまざまな生物学的プロセスを処理している。

 だが米国ウィスコンシン大学マディソン校などのチームによると、地球外生命体は、必ずしも炭素を必要としていないのではないかという。

 新たな研究で、放射性金属や特定のガスさえも、生命を誕生させるために必要な反応を起こすことができる可能性が示唆された。

 地球外生命体は、まったく違う元素をベースにしている可能性があるという


生命の鍵となる「自己触媒反応」
 
化学の視点から見ると、地球上の生命にとって鍵となるのは「自己触媒反応(自触媒反応)」という作用だ。

 これはある化学反応で作られた物質が触媒となって、その化学反応をさらにうながすような反応のことだ。

 たとえば、積み木で塔を作っているとしよう。最初は、それほど高い塔を作ることはできない。

 だが作れば作るほど、どんどん高い塔を作りやすくなる。なぜなら、それまでに作った積み木の塔を新しい塔作りに使えるからだ


 だから、自己触媒反応は進めば進むほど、複雑でバラエティ豊かなものができるようになる。これは生命には当てはまる特徴だ。

 たった一つだった細胞が二つに分裂すると、次は四つに分裂する。こうして細胞の数が増えれば増えるほど、細胞同士のやり取りは複雑になり、いろいろなタイプの細胞が登場する


地球外生命体1

炭素以外でも自己触媒反応を起こす物質は存在する
 
地球上の生命は有機化合物、つまり「炭素」を含む化合物がベースになっている。そこで今回の研究では、有機化合物以外にも自己触媒反応するものがあるのかどうか探られている。

 とりわけ注目されたのが、1度の反応で複数の分子コピーが作られる「均化サイクル(comproportionation cycle)」によって起きる自己触媒反応だ。

 ウィスコンシン大学マディソン校の研究チームによれば、これは生物の生殖によく似ているのだという。

 そして2世紀分の膨大な文献データを渉猟して判明したのが、自己触媒反応はこれまで考えられていた以上にたくさんあるということだ。

 確認された自己触媒反応はおよそ270種類。そのほとんどは有機化合物によるものではなかった。

 その多くはかなりの高温や低圧のときにしか起きないが、水銀や放射性があるトリウムなど、地球上の生物ではほとんど使われない元素が絡んでいるものもあった。

 さらに、ほかの元素とは滅多に反応しない貴ガスが関わる自己触媒反応さえ、4つ見つかった。

 こうした基本的に不活性なガスでさえ自己触媒反応が起きるということは、ほかの元素ではもっと簡単に起きると推測される。

 一方で、こうした反応のうち、4つ以上の反応からなる比較的複雑なものは8つだけで、ほとんどは2つの反応しかない単純なものだったという


地球外生命体2

サイクルを組み合わせることで複雑な分子を合成

 だが複数の自己触媒反応を組み合わせることならできるかもしれない。これが可能ならば、自己触媒反応でバラエティ豊かで、しかも複雑な分子を作り出すこともできるかもしれない。

 研究チームは今後、今回見つかった新しい化学のレシピを実験的に検証しようとしている。

 いずれは、炭素やシリコンをベースとした自己触媒サイクルが燃焼したり凍結したりするような状況でも機能する、まったく新しい複雑な化学的現象が見つかる可能性もあるという。

 こうした研究は、地球に存在する生命の起源の解明や、地球外の生命探査のヒントになるだけでなく、化学合成の最適化や、資源・エネルギー利用の効率化といった、実用的な応用も考えられるそうだ。

 この研究は『Journal of the American Chemical Society』(2023年9月18日付)に掲載された


2023年10月02日
カラパイアより

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