地球上で生命がどのように始まったかという問題は、常に科学者にとって大きな関心事でした。しかし、生命がどのように出現したかと同じくらい重要なのは、生命がいつ出現したかという問題です。非生物の要素がいかにして最初の生物を形成するか（生物発生と呼ばれるプロセス）を見分けることに加えて、科学者は最初の生物がいつ地球に現れたかを決定することも求めました。
カナダの研究者チームによる新しい研究では、生命が地球上にいつ出現したかという問題は、2つのアプローチを使用して制約されています。天体物理学および地球物理学の証拠と地質標本の生物署名を組み合わせることにより、彼らは、地球が居住可能になったおよそ2億から8億年後（約37億年前）に生命が出現したと推定しています。この研究は、私たちの生命の理解と、地球のような惑星に現れるまでにかかる時間に、大きな影響を与える可能性があります。
彼らの発見を説明する研究は最近ジャーナルに発表されました宇宙生物学 「地球上の生命の起源の時間間隔を制限する」というタイトルで。この研究は、博士課程の学生であるベンK. D.ピアースが主導し、オンタリオ州ハミルトンにあるマクマスター大学のオリジンズインスティテュートおよび物理学と天文学科の数人の同僚を含みました。
彼らの研究のために、ピアスと彼の同僚は、生命が地球上に出現したときのための時間枠を作成しようとしました。述べたように、彼らは一方では天体物理学的および地球物理学的証拠を検討し、他方では地質学的サンプルのバイオシグネチャーを検討して両方の境界を構築しました。ピアースがスペースマガジンにメールで説明したように：
「生命の起源の時間間隔を区別する2つの境界があり、各境界を制約するには、さまざまな種類の証拠が必要です。居住可能性の境界は、たとえば、月を形成する影響のタイムスケールや、地球のマグママントルの冷却など、天体物理学および地球物理学の証拠によって制約されています。バイオシグネチャの境界は、微化石、ストロマトライト、炭素13シグネチャなど、さまざまなバイオシグネチャによって制約されています。」
天体物理学的および地球物理学的証拠に基づいて、チームは45〜39億年前の地球の居住可能性境界を設定することができました。彼らは、バイオシグネチャーの境界をより厳密に制約することができ、堆積物起源のグラファイト小球内のストーマトライトと軽質炭素シグネチャーの両方の存在に基づいて、約37億年前にそれを配置しました。
したがって、これらの2つの境界の違いは、初期の生命体が出現するまでにかかった時間についての考えを提供します。 「証拠は、地球上に出現するのに2〜8億年を要したことを示唆しています。これは、惑星が45〜39億年間居住可能であり、さらに約10億居住可能であることを考えると、比較的短い期間です」ピアース。
この研究は、地球上での生命の研究に大きな影響を与えますが、太陽系外惑星にはまだ適用できません。 「地球のような」太陽系外惑星を調査するとき、生命が私たちのような惑星に出現するのにかかる時間の見積もりは役立つかもしれませんが、太陽系外の惑星とシステムに関する私たちの知識は現在あまりにも制限されています。ピアースが示したように：
「残念ながら、サンプルサイズはn = 1なので、地球上の生命の起源の時間間隔の研究を太陽系外惑星の生命の探索のガイドとして実際に使用することはできません。生命が地球に現れるのに典型的な居住可能な世界よりも長くかかったのか、それとも短くなったのか、あるいは生命が地球以外の場所に現れたのかはわかりません。」
しかし、ピアスが付け加えたように、このレビューは地球上の生命の起源の私たちの理解を導くという点で非常に有用です。 「たとえば、2億年は、ランダムで機能しない大きな生体高分子シーケンス空間を探索するための化学合成に必要な時間かもしれません。この長い「探索と待機期間」を経て初めて、おそらく地球の初期に小さな安定した複製グループが設立されたでしょう。」
今後数年間で、次世代の機器はこれまでにないような太陽系外惑星の特性化を可能にするでしょう。追加の研究により、生命が地球のようなさまざまな太陽系外惑星に出現した可能性があるときの科学的推定が利用可能になるかもしれません。それまでは、地球上に生命がいつどのようにして出現したかを判断するのに近づいていることを知るのは心安らぎです。
