紫色硫黄細菌—初めて発見された地球外生命体？

細菌 - 時間の絶対的な支配者

ナショナル ジオグラフィックの番組「スーパー ジャームズ」のエピソードでは、オーストラリアの上級研究員であるゲイリーが子供たちに素晴らしい地質学と生物学の授業を行いました。彼女は鼻先を地球形成の起点（約46億年前）として、次に肩に沿って右に指を動かしました。肩関節に到達したとき、彼女はこう言った。「この時点で（30億年以上前）、最古の生命体であるバクテリアが出現しました。」

次に、指を腕に沿って指先に向かって動かし続けます。手首に手を伸ばして彼女は言いました。「腕の長さの比率が同じだった長い間、地球には微生物しかいませんでした。しかし、今では植物や魚が地球上に現れました。」指が第一関節と第二関節の間に届くと、彼女は微笑んで生徒たちに「さあ、恐竜が登場する時間ですよ」と紹介した。

最後に、彼女はもう一つの素晴らしい例を挙げました。「私たち人間はどこにいるのでしょう？私たちは指先です。爪やすりを渡して、軽くやすりをかけるだけで、人間はいなくなります。」

紫色のバクテリア

地球上の最古の生命はバクテリアでしたが、それはどれでしょうか?現在、科学者たちは、当時（30億年以上前）の主な生物は、紫色細菌（パープルバクテリア）の一種であるはずだと考えています。この種の細菌は独特のスペクトル特性を持ち、原始的な海洋と陸上の両方に分布しています。

紫色の細菌

紫色細菌は、実際には主に光合成を行うことができる嫌気性細菌の一種です。細胞にはカロテノイドのほか、バクテリオクロロフィル a や b などの色素が含まれており、赤、紫、黄色、茶色などの色を呈します。体内での光合成のほとんどは細胞膜上で起こります。反応中心が光合成を開始すると、細胞膜は陥入して管状、袋状、または平らで層状になります。

紫色細菌は、他のバクテリオクロロフィル含有細菌のように酸素を生成しません。紫色のバクテリアにはさまざまな形や大きさがあります。最も代表的なものは、チオ硫酸塩と硫化水素を使って増殖できる紅色硫黄細菌です。

上記の種類以外にも、少し変わった特殊な紫色細菌も存在します。その中でも紅色非硫黄細菌が代表的です。好気性、暗所、有機栄養環境で生存でき、主な有機物は脂肪酸と乳酸であり、一般的な従属栄養細菌と同様です。

紫色非硫黄細菌

興味深いことに、上記の細菌はすべて総称して紫色細菌と呼ばれていますが、微生物学者はそれらが相同ではなく、それぞれ異なる関係を持つ独自の種とグループを持っていることを発見しました。

紫色のバクテリアで宇宙を探索

地球上で何が起こっているのかが分かった今、人々はこの既知の情報を使って何ができるでしょうか?答えは「はい」です。科学者たちはすでにそれを実践しています。地球上の紫色細菌の分布を分析・シミュレーションすることで、ビッグデータに裏付けされたスペクトル解析モデルを構築し、太陽系外生命の探索に役立てた。簡単に言えば、将来、宇宙を観測した際に、同様のスペクトル特性を持つ惑星が発見された場合、そこには地球上の微生物に似た生命体が存在する可能性があるということになります。

現在の検索結果から判断すると、地球は依然として生命が存在する唯一の惑星です。しかし、宇宙は非常に広大で、天の川銀河だけでも地球に似た惑星が無数に存在し、言うまでもなく天の川銀河は数多くの銀河のうちの 1 つにすぎません。探索の難しさや課題は明らかだが、第二の地球は遅かれ早かれ発見されるだろう。この前提の下では、生命が存在するかどうか、そして存在するとすれば、それは進化のどの段階にあるか、という興味深い科学的疑問が生じます。

興味深いのは、カナリア諸島の天体物理学研究所の科学者グループが、さまざまな推論と地球外生命体の探索を通じて、地球に似た惑星を発見したことだ。この惑星が位置する天体系にも太陽に似た恒星があり、その位置はたまたまその恒星の周囲にある生命の生存に適した領域にあります。この惑星は生命を生む可能性がある！使用されたスペクトルモデルは紫色の細菌の分布のシミュレーションに基づいていることを考えると、最初に発見される地球外生命体は紫色の微生物である可能性が非常に高い。

同様の「色彩生命発見理論」は科学界で活発に議論され続けており、他分野の研究者も次々と参加している。例えば、早くも2011年には、科学者らは緑色植物の反射スペクトルをシミュレートして対応する分析モデルを構築し、生命が存在する惑星の探索に使用していた。同じパターンに従って、彼らは最初に発見される地球外生命体は光合成ができる緑色植物であるはずだと信じていました。

科学の進歩は常に仮説と推測から始まります。それは人類の知恵と偉大さを伝え、文明の継続的な発展の痕跡と兆候です。思いを自由に羽ばたかせれば、得られるものは青空だけになります。

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