新たな研究によると、隕石は金属を好む特定の微生物にとって、あまり評価されていない栄養源となっている。この発見は、地球上の生命の出現を促進した全く新しい化学反応、あるいはそもそも生命がどのようにして地球に誕生したのかを解明する可能性がある。
美しく名付けられたメタロスファエラ・セデュラは、今週サイエンティフィック・リポーツ誌に発表された新しい研究論文で著者らが説明しているように、「地球外物質」を消費し、処理することができる。
ウィーン大学の宇宙生物学者テティアナ・ミロジェヴィッチ氏が率いるこの研究は、隕石が特定の化学栄養性古細菌の食料源であることを示唆している。化学栄養性古細菌は、バクテリアに似た微生物の一種で、無機物からエネルギーを得ており、そのエネルギー源は驚異的な酸化力によるものだ。さらに、この発見は、地球上で初期生命が出現し進化した条件に新たな光を当てる可能性があり、隕石が驚くほど重要な役割を果たしている可能性もある。より推測的に言えば、この発見はパンスペルミア仮説、つまり生命が宇宙から地球に到来したという説を裏付けるものとなるかもしれない。
メタロスファエラ・セデュラは、金属を好む性質からその名が付けられていますが、今回の研究では、隕石を好む性質から、この名称が改名された可能性が示唆されています。実際、この微生物は、地球上の単なる鉱物よりも、地球外の岩石からより速くエネルギー源を採取することができます。
「この研究は、地球外の岩石質物質に残された微生物の指紋、つまり金属を含む微化石を明らかにするために実施しました」と、ミロジェビッチ氏はギズモードへのメールで説明した。「これは、宇宙の他の場所で生命を探すためのバイオシグネチャーの追跡に役立つはずです。もし他の惑星で生命が発生したとしたら、同様の微生物の指紋が地質学的記録の中に残っている可能性があります。」
こうした研究は、宇宙生物学者に地球外生命体の探索において何を探すべきかについての「小さなヒント」を与える可能性があると彼女は述べた。そして実際、「これがこの研究の主な動機でした」とミロジェビッチ氏は述べた。
研究チームは、この特定の生物が北西アフリカで発見された石質隕石NWA 1172とどのように相互作用し、この地球外岩石にどのような変化をもたらしたかを調査しました。複数の分光法と電子顕微鏡を用いて、研究者たちはM. sedulaが残した痕跡を記録しました。
研究で明らかになったように、M. sedulaの細胞は地球上の鉱物よりもはるかに速く有益な隕石を消費する能力があります。これらの地球外岩石は微生物にとってより良いエネルギー源となり、より健康で適応力のある細胞を生み出すようです。NWA 1172は約30種類の金属を含む非常に多金属性の隕石であり、研究によると、微生物の代謝活動と成長を促進する微量金属を豊富に含んでいる可能性が高いとのことです。
「M. sedulaの『陸上の食物』である硫化鉱物は、エネルギー源としてほとんど役に立ちません」とミロジェビッチ氏は述べた。「NWA 1172の鉄は、M. sedulaの生体エネルギー需要を満たすためのエネルギー源として利用されています。微生物は鉄の酸化を利用して呼吸しているからです。」
ミロジェビッチ氏は、NWA 1172に含まれる多様な金属元素は、細胞内の重要な化学反応を加速させるなど、他の代謝プロセスにも利用される可能性があると説明した。また、この隕石は非常に多孔質であるため、M. sedulaの成長速度を速める可能性もある。
古細菌がこの素晴らしい地球を彩った最初の生物の一つであったことは特筆に値します。そのため、M. sedulaの祖先は、当時豊富に存在していた隕石から、希少あるいは有益な栄養素を吸収していた可能性があります。今後の研究では、この可能性をさらに探究し、地球外物質が地球環境をどのように豊かにしたのかを探究する必要があります。
「鉄ニッケルリン化物を豊富に含む鉄隕石は、自然に存在する量よりも多くのリンを地球にもたらし、生命の進化を促進した可能性がある」とミロジェビッチ氏は述べた。
この研究によって提起されたもう一つの興味深い可能性は、パンスペルミア説です。これは、微生物生命が原始地球上で自然発生的に発生したのではなく、隕石によって他の惑星から運ばれたという説です。この説はまだ証明されていませんが、科学者が地球上の生命の起源を完全に解明していないことを考えると、興味深いものです。
宇宙生物学者であるミロジェビッチ氏は、この理論（リトパンスペルミア説とも呼ばれる）をよく理解しているが、彼女の新たな研究はこの可能性に興味深い展開を加えている。おそらく、M. sedulaの祖先、あるいはそれに類似した微生物が、隕石によって地球に運ばれたのかもしれない。このようなシナリオでは、これらの地球外微生物は本来、金属を豊富に含む岩石に付着していたはずであるが、母惑星が巨大な天体に衝突した際に、岩石と微生物が星間空間へと投げ出されたと考えられる。
そして実際、ミロジェビッチ氏はこの可能性をぜひ探求したいと考えている。
「リトパンスペルミア仮説を裏付けるため、M. sedulaが宇宙環境のシミュレーションと実際の環境下で生存できるかどうかを試験する予定です」とミロジェビッチ氏はギズモードに語った。資金が限られているため、このような研究は難しいかもしれないと付け加えた。「願わくば、様々な鉱物資源で育ったM. sedulaが宇宙旅行をしてくれることを願っています」と彼女は述べ、これらの微生物を宇宙にさらすプロジェクトは「安上がりな科学実験プロジェクトにはならないでしょう。金は木から生えてきませんから」と付け加えた。
確かにその通りですね。ミロジェビッチ氏とその同僚たちがこの調査を前進させてくれることを願っています。これは無視できないほど興味深い可能性です。
