科学者が岩の中からバクテリアを発見 – これが火星の生命にとって意味すること

海面下の岩の中からバクテリアが発見されたことは、火星の生命がこれまで考えられていたよりも可能性があることを示唆しています。 もし、これらの微小な生物が地球のこのような条件下で繁栄できたのであれば、生命体は赤い惑星の同様の構造物の中でも形成されたかもしれないと、研究者は理論付けています。

バクテリアは、太平洋の海底から回収した岩石の中の薄い亀裂から見つかりました。 この発見をしたチームは、この亀裂が人間の腸と同じくらい豊富で多様なバクテリアの集合体（1立方センチメートル（0.06立方インチ）あたりおよそ100億個の細胞）を宿している可能性があると考えています。 これは、サンプルが採取された地域の海底のバクテリアの平均的な分布の 1 億倍にあたります。 もし、これらの微小な生物が地球のこのような条件下で繁栄できたのであれば、生命体は赤い惑星の同様の構造物の中でも形成されたかもしれないと、研究者は理論付けています。
バクテリアは、太平洋下の海底から回収された岩石の薄い割れ目の中で見つかりました。 この発見をしたチームは、この亀裂が人間の腸と同じくらい豊富で多様なバクテリアの集合体（1立方センチメートル（0.06立方インチ）あたりおよそ100億個の細胞）を宿す可能性があると考えています。 これは、サンプルが採取された地域の海底のバクテリアの平均分布の1億倍です。

「私は今、火星に生命体が見つかることを過剰に期待しているところです。

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溶岩は海底火山から1200℃に達する温度で噴出する。 この物質が冷たい水の中で冷やされ、小さな亀裂に満ちた岩石を形成します。 何百万年もかけて、この割れ目（最大1mmまたは1/25インチ）は、陶器を作るのに使われるような粘土で満たされる。

このサンプルは、統合海洋掘削計画（IODP）の期間中、2010年後半に南太平洋の海域から採取されました。

「先祖の微生物は、おそらく玄武岩の割れ目から流れる海水とともに入り込んだと思われます。 粘土は玄武岩の変質により、その場で形成された。 典型的な海洋性玄武岩は、若いうちは15％ほどが割れ目になっています。 海水はこの割れ目を通って絶えず流れている。 亀裂の中で二次鉱物（粘土など）が成長すると、亀裂の体積が減少する。 この鉱物の成長にもかかわらず、一部の割れ目は、玄武岩を通る海水の流れが何千万年もの間（私たちの研究の玄武岩の1億年以上の寿命全体）継続できるほど開いたままです」と、太平洋探検を率いたロードアイランド大学のスティーブン・ドント博士は Cosmic Companion に説明しました。 ドリルは海底の125メートル（410フィート）もの物質を切り開きました。 このサンプルコアは6.2cmの大きさで、44m（130フィート）の固い岩の上におよそ75m（245フィート）の堆積物があることを明らかにしました。 地球上では約38億年前から継続的に作られている。 玄武岩質の溶岩は、高温の玄武岩-海水反応が化学合成生命を維持するための実質的なエネルギーを提供する中層海嶺で噴出し固化する」と、研究者はCommunications Biology誌に記述しています。

解析の結果、3つのサンプルの年代には大きな幅があることがわかりました。 1つのコアは1350万年前、2つ目はそれより2000万年前であることが判明しました。

それぞれのコアは、海底の熱水噴出孔や水路から十分な間隔を置いた地域から採取されました。 このような位置取りにより、サンプル内の粘土に含まれるバクテリアが亀裂の中で自然に形成されたことを確認することができます。

「これらの亀裂は、生命にとって非常に友好的な場所です。 粘土鉱物は、地球上で魔法のような物質で、粘土鉱物を見つけることができれば、ほとんどの場合、その中に微生物が生息しています」と鈴木教授は説明します。

研究用に処理する前に、それぞれのコアサンプルの外側を人工海水で洗い、シェフが料理を炙るように高速燃焼させて滅菌しました。

The green machine

10年前、コアサンプルを調査する研究者は、サンプル カラムの外層を削り、コアの内部領域にある物質を粉砕していたことでしょう。

サンプルの初期分析では、海底のはるか下にバクテリアが存在することは明らかにされませんでした。 地質学者、化学者、生物学者は、新しい検査方法の開発と改良に10年以上を費やしました。

身体の組織の薄切りが調査のために準備される方法からインスピレーションを得て、鈴木氏はコアサンプルの薄切りを準備し、断片を一緒に固定するために特別なエポキシを使用しました。 その後、DNAを染色する色素で処理し、さまざまな顕微鏡を使ってサンプルを調べました。 Image credit: Caitlin Devor University of Tokyo

研究チームは、好気性バクテリアが緑色の球体として輝き、発光するオレンジ色のチューブに詰め込まれているのを発見しました。 このトンネルは、バクテリアが燃料として使う栄養分を集中させ、微生物にとって魅力的な住処になっている可能性があると研究者は指摘している。 研究者たちは、サンプルが得られた3つの場所それぞれに固有の、さまざまな細菌種を発見した。 研究者たちは、岩石サンプルの年代が、それぞれの場所で異なる種の増殖を導く役割を果たしたかもしれないと示唆しています。

この研究は、火星の微小生命体も同様の構造体に集中し、火星の厳しい環境下でバクテリアに歓迎される住処を提供する可能性を示唆しています。 下のNASAのビデオは、火星の古代の岩石層から、探査機キュリオシティによって有機物が発見されたことを示しています。

「鉱物は、粘土ができたときにどんな条件があったかを示す指紋のようなものです。 中性から弱アルカリ性レベル、低温、適度な塩分、鉄分の多い環境、玄武岩 – これらの条件はすべて、深海と火星の表面に共通しています」と鈴木氏は言います。

2017年の研究では、メタン菌（二酸化炭素と水素を利用して生きる、地球上で最も古い生命形態の1つ）が火星の低圧大気中で繁栄することが示唆されました」

「この地球上で見られるすべての環境で、ほとんどすべての環境に何らかの微生物が存在しているのです」。 他の惑星や月にも同様に、他の生物がいないとは考えにくい」と、アーカンソー大学の宇宙生物学者でメタン菌研究の主任研究者であるレベッカ・ミコール氏は述べた。

火星は厳しい環境ですが、それでも太陽系で宇宙人の生命を見つける可能性が最も高い場所の1つであることには変わりありません。 現在では、地球外生命体がまだ隠れているかもしれない場所を見つけるために、小さな粘土のトンネルの中を見ることが分かっています」

この記事は、コーヒー、SF、映画、創造性のファンである天文学ジャーナリスト、ジェームズ・メイナードがThe Cosmic Companionに掲載したものです。 メイナードは10歳のときから宇宙について書いていますが、「まだカール・セーガンではない」のです。