厚い細菌の塊は宇宙の真空中で何年も生き残ることができる

厚い細菌の塊は宇宙の真空中で何年も生き残ることができる

新たな研究によると、ある種の丈夫なバクテリアは宇宙の過酷な環境でも長期間生存できるが、それは厚い凝固塊を形成した後に限られる。この発見は、地球上の生命の起源が小惑星にあるとするパンスペルミア仮説を裏付ける可能性がある。

デイノコッカス・ラジオデュランスは、極寒、電離放射線、紫外線、そして脱水にも耐えうる好極限環境微生物です。そして本日、Frontiers in Microbiology誌に掲載された新たな研究によると、この細菌は宇宙空間の過酷な環境でも生存可能であることが示されています。

国際宇宙ステーションの外のパネルで3年以上放置されたデイノコッカスの乾燥サンプルは、復活を遂げた。しかし、ここで問題なのは、生き残った細菌が以前、厚い塊、つまり東京大学の山岸明彦教授率いる研究者たちの言葉を借りれば「凝集体」として形成されていたことだ。

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この新たな発見は、特定の細菌が塊を形成すると、宇宙を長距離移動できる能力を持つことを示唆しています。山岸氏らは、この発見は微生物が異星に根付くというパンスペルミア仮説を裏付けるものだと述べています。また、この新たな研究は、地球と火星がパンスペルミア仮説のシナリオを示唆しており、どちらの惑星も他方の惑星に生命を宿した可能性があります(ただし、公平を期すために言っておくと、火星がかつて生命居住可能だったかどうかはまだ分かっていません)。

2008年、山岸氏らは航空機と気球を用いて、上層大気を漂う微生物の探知と記録を行いました。ギネス世界記録に最も放射線耐性の高い生命体として登録されているデイノコッカス・ラジオデュランスのサンプルは、地表から12キロメートル(7.5マイル)の高度で発見されました。この細菌が地球の上層対流圏に存在することが確認されたことを受け、山岸氏はこの細菌が過酷な宇宙環境でどのように生存するかを解明しようと試みました。

曝露実験モジュールを準備する日本人宇宙飛行士、油井亀美也さん。
曝露実験モジュールの準備をする日本人宇宙飛行士、油井亀美也さん。写真:JAXA/NASA

チームの実験設計では、サンプルを国際宇宙ステーションの外にある曝露実験モジュールに置いたまま、1年、2年、3年の期間にわたって宇宙に曝露することになっていた。

山岸氏はメールで、これにより研究者らは生存曲線を作成し、細菌のより長期的な生存能力を推定することができたと説明した。様々な厚さの細菌凝集体が宇宙空間に曝露された。この実験は2015年から2018年にかけて、国際宇宙ステーション(ISS)の日本実験棟「きぼう」の上で行われた。

結果は、0.5ミリメートルより厚い塊はすべて、3年間の宇宙曝露を部分的に生き延びたことを示した。研究によると、塊の外側の表面に生息していた細菌は死滅したが、その下には乾燥した微生物のための一種の保護層が形成されたという。

3つのサンプルグループすべての生存データを推定した後、科学者たちは、直径1mmを超える厚さの塊は宇宙空間で合計8年間生存し、さらに厚い集合体でも15年から45年は生存しただろうと予測した。

デイノコッカス・ラジオデュランスがどのようにしてこのような過酷な環境でも生き残ることができるのかと尋ねられると、山岸氏は「複数のゲノムのコピーを持ち、DNAの損傷を修復する能力が強化されている」ためだと答えた。水分を補給すると、その能力が発揮されたという。

新たな発見は、既知の極限環境細菌においてはあるものの、宇宙における細菌の生存に関するこれまでで最も優れた推定値を提供する。適切な保護下に置かれれば、特定の細菌は宇宙空間で長期間生存できる可能性がある。この保護は、凝集体や岩石内部への埋没といった形態をとる可能性がある。

この発見をきっかけに、山岸氏は「大量精子症」という新しい用語を作り出した。

「『マッサ』は質量、集合体を意味する言葉で、したがって『マッサパンスペルミア』とは微生物の集合体が惑星間で移動される可能性があるという仮説です」と彼は語った。

この新たな研究は刺激的ですが、パンスペルミア説、そして現在ではマサパンスペルミア説も提唱されている説をさらに強化するには、多くの研究が必要です。理論的には、微生物は火星への旅を終えるまで生き延びる可能性がありますが、その主張にはいくつかの条件があります。

「火星と地球の間で物体が移動するのにかかる平均時間は数千万年ほどです」と山岸氏は説明する。「しかし、最短軌道では、頻度は非常に低いものの、数ヶ月から数年しかかかりません。」

つまり、ヒッチハイクする微生物が火星への短距離の旅をすることは可能ではあるものの、その確率は低いと言えるでしょう。また、極限環境微生物は宇宙で45年以上生存できる可能性はありますが、恒星間旅行や火星への長期旅行であれば間違いなくそうなるであろう数百万年も生き延びることができるかどうかは疑問です。

https://gizmodo.com/ancient-microbes-spring-to-life-after-100-million-years-1844529743

他の要因、例えば、微生物が宇宙への衝撃的な旅(おそらくは小惑星の衝突による)を生き延びる能力、異星の大気圏を熱せられて突入すること、異星の表面との衝突などを考慮すると、事態はさらに複雑になります。

パンスペルミア説は素晴らしい考えですが、実際に実現するには多くのことが必要です。しかし、もしそれが真実であることが証明されれば、宇宙には私たちが想像していたよりもはるかに多くの生命が存在することを意味します。

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