科学者たちは分子組織の分析により地球外生命体を探索する新しい方法を提案する
研究者たちは、他の世界の生命体の検出を改善する戦略を開発しました。特定の分子の存在だけではなく、それらがどのように組織化されるかにも焦点が当てられています。 NASA のヨーロッパ クリッパー ミッションには、この概念を木星の衛星であるエウロパに適用できる機器があります。
このアイデアは、イスラエルのワイツマン研究所とカリフォルニア大学リバーサイド校との共同研究から生まれました。チームは数十のサンプルからのデータを分析しました。目的は、生物学的プロセスによって生成される化合物を、生命のない化学反応によって生成される化合物と区別することです。
手法はエコロジーの概念からインスピレーションを得ています
科学者は生物多様性の測定に使用される指標を適応させました。彼らは、分子集合体全体にわたる化合物の多様性と均一な分布を評価しました。アミノ酸と脂肪酸が研究の基礎となりました。これらの要素は、私たちが知っているように、生命のペプチドと細胞構造を形成します。
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- アミノ酸は、生体サンプル中でより多様性があり、より均一に分布しています。
- 脂肪酸は逆のパターンを示します。つまり、生物起源の多様性が低いということです。
- このアプローチは、隕石、化石、微生物を含む約 100 のデータセットに取り組みました。
- パターンは、恐竜の卵の化石など、劣化した物質でも残ります。
カリフォルニア大学リバーサイド校のファビアン・クレナー氏は、生命は分子を生み出すだけではないことを強調した。また、統計を通じて観察できる組織原則も作成されます。ワイツマン研究所のギデオン・ヨッフェ氏が研究を主導した。
Nature Astronomy に掲載されたこの研究は、生命の決定的な検出を保証するものではありません。ターゲットに優先順位を付けるのに役立ちます。生物学的な組織を持たない分子集合体は、将来のミッションではあまり注目されない可能性があります。
バイオシグネチャーの解釈には依然として課題が残る
アミノ酸、ペプチド、脂肪酸などのバイオシグネチャーは、非生物的な状況に現れます。例としては、火星のメタンプルームや金星のホスフィンが挙げられます。これらの分子の起源が不確実であるため、分析が複雑になります。新しい技術は追加のフィルターを提供します。
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研究者らは、小惑星、土壌、実験室で合成したサンプルをテストしました。結果は、生物学的起源と非生物学的起源の間の明らかな違いを示しました。ただし、この方法には他の分子とのコンテキストが必要です。 K2-18b の DMS などの単離された物質は分析には不十分です。
クレナー氏は、生物サンプルは分解後も組織情報を完全に失うわけではないと説明しました。 This makes the approach promising for ancient Mars, where the planet was warmer and wetter.宇宙生物学者は、火星の過去の微生物の生命の証拠を探しています。
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Europa Clipper は実際にテクニックをテストできます
NASA のミッションは木星に向けて継続されます。到着は 2031 年に予定されています。ヨーロッパには、氷床の下に世界の海があります。この探査機は氷に穴を開けることはありませんが、表面から放出される粒子を分析します。
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表面粉塵分析装置 (SUDA) は、これらの粒子内の有機分子の割合を測定します。化合物のファミリーが検出された場合、多様性分析は、それらが非生物化学を示しているのか、生物学的組織を示しているのかを解釈するのに役立ちます。クレナー氏は、新しいアプローチと互換性のあるツールとしてこの機器を挙げました。
- この機器は、低濃度の微量のアミノ酸と脂肪酸を検出します。
- エウロパから放出されるプルームと粒子に焦点を当てます。
- データはプローブの他のセンサーを補完します。
- ミッションは、地下海の居住可能性を理解することを目指しています。
この技術だけでは生命を確認することはできません。いかなる申し立てにも複数の証拠が必要となる。惑星環境の地質学的および化学的状況は不可欠です。
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応用は太陽系を超えて
研究者らは系外惑星に可能性を見出しているが、データが限られているため利用が困難になっている。遠方の大気には完全な分子目録がありません。この方法は、氷の月や火星など、アクセス可能なサンプルがある場所で効果を発揮します。
これまでの研究により、K2-18b およびその他の世界に関するバイオシグネチャーの可能性が特定されています。分子組織により、さらに厳密な層が追加されます。将来のチームは、他のクラスの化合物向けにコンセプトを改良する可能性があります。
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この研究は、宇宙生物学が法医学として機能することを裏付けています。統計的な詳細は、極限環境において信号とノイズを分離するのに役立ちます。 Europa Clipper や Perseverance on Mars などのミッションには、追加の分析ツールが追加されています。
科学界が進歩に反応
専門家らは、この作業が捜索の効率化に向けた一歩であると考えている。もっともらしい生物学的パターンを持つターゲットに優先順位を付けることで、限られた宇宙ミッションのリソースを最適化します。実験室試験と地上サンプルにより堅牢性が検証されました。
制限には、大規模なデータ セットへの依存が含まれます。遠隔検出への応用にはさらなる開発が必要です。それでも、この研究は将来のデータをより微妙に解釈するための道を開くものである。
エウロパは依然として太陽系の有力な候補です。表面の氷は下の海の痕跡を保存することができます。 SUDA のような機器は、統計モデルと組み合わせて生命の可能性を明らかにする情報を収集します。
