インテリジェントライフはどこから来るのですか?

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画像クレジット:Woods Hole Oceanographic
人生が成功するためには、多くのことがうまくいかなければなりませんでした。ずっと前に戻ると、すべてはビッグバンの宇宙から始まり、空間と時間を生み出します。その初期の宇宙の光が響き渡り、活気が鈍化した中で、原始的な要素が合体し、凝縮して大規模なブリーダースターの第1世代になりました。 (重力圧縮によって)概念に加温した後、原始物質は恒星のコアで融合し始め、より少ない形態の光が外側に移動して、若くて潜在的に拡大する可能性のある宇宙を暖め、照らしました。

より多くの時間とより多くのスペースはそれらの初期の青い星の多くが(非常に短い人生を送った後)爆縮するのを見ました。その後の爆発により、膨大な量の原始的でない原子が宇宙空間に放出されました。この豊かな宇宙の寄付から、新しい星が形成されました-多くは惑星の伴侶と一緒に。このような第2世代と第3世代の太陽は、その祖先よりも重くないため、燃焼速度が遅く、冷たく、はるかに長くなります。これは、有機生活を可能にするために必要な温和なエネルギーレベルに不可欠です。

ブリーダーの星はビッグバンから数億年以内に形成されましたが、地球上のここでの生活には時間がかかりました。私たちの太陽-適度な質量の第3世代の星-は、約90億年後に形成されました。生命体はそれから10億年余り発達しました。これが発生すると、分子が結合して有機化合物を形成し、適切な条件下で、アミノ酸、タンパク質、および細胞として結合しました。このすべての間に、1つの複雑なレイヤーが別のレイヤーに追加され、生き物は周囲の世界をより知覚的にするようになりました。最終的に–数十億年後–ビジョンが開発されました。そしてビジョンは、主観的な意識に加えて、宇宙が自分自身を振り返ることを可能にしました。

生命の基礎に関する経験的研究は、非電離紫外線に曝露された適切に選択された元素(水素、炭素、酸素、および窒素)の組み合わせがアミノ酸を形成することを示しています。アミノ酸自体はタンパク質に連鎖する驚くべき能力を持っています。そしてタンパク質は、細胞に形と行動を与える「変質的な」能力を持っています。現在、最初のアミノ酸が宇宙で形成されたことは完全に可能であると考えられています1 –原始および星物質で構成された広大な雲の中のより硬い形態の放射線から保護されています。このため、人生は、特定の好条件のみが根付き、さまざまな形に成長するのを単に待つユビキタス現象かもしれません。

現在、生物学者は、液体の水が有機生命の形成と増殖に不可欠であると信じています。水は異常な物質です。穏やかな溶媒として、水は他の分子が解離して混合することを可能にします。その間、それは非常に安定しており、可視光に対して透明です。生物工学が太陽光から直接エネルギーを得る場合に役立つものです。最後に、水は温度を十分に保ち、蒸発により過剰な熱を運び、冷却すると浮いて氷として凝固します。

NASAの外来生物学者Andrew Pohorilleによれば、「水は有機分子をまとめ、最終的に細胞になった構造に組織化することを可能にします。」そうすることで、水は有機分子が自己組織化構造を形成することを可能にする比類のないマトリックスで機能します。アンドリューは、自己組織化と成長を可能にする水に独特に関連付けられた1つの特性を引用します:「疎水性効果は、水と油が混合せず、石鹸と洗剤が水での洗浄中に油性汚れを「捕捉」し、他の現象の膨大な数。より一般的には、疎水性効果は非極性(油性)分子または分子の一部を水から分離する役割を果たします。そのため、それらは結合していなくても、互いにくっつきます。生物学では、これらはまさに膜性細胞壁の形成とタンパク質の機能的構造へのフォールディングに関与する相互作用です。」

水が液体状態になるには、比較的狭い範囲の温度と圧力にとどまる必要があります。このため、適切に配置されたいくつかの惑星のみが存在します。そして、生命を生かすのに必要な条件では、少数の大きな月が好まれます。多くの場合、それはすべて天体の不動産の形に帰着します–場所、場所、場所…

地球上の初期の生命は、形と行動が非常に単純でした。細胞性であるが、それらは中央核(原核生物)および他のサブ構造(オルガネラ)を欠いていた。核を欠くと、そのような細胞は無性生殖した。これらの嫌気性菌は、主に水素と二酸化炭素からメタンガスを生成(同化)することで生存しました。彼らは熱を好んだ–そしてそれを回避するためにそれがたくさんあった!

地球上で生命が発達したという事実は、人が考えるほど驚くべきものではないはずです。現在、人生はかつて想像されていたよりもはるかに堅牢であると考えられています。今でも、海の深部にある熱水噴出孔が沸騰している水を排出しています。巨大なチューブワームやアサリの形で、そのような通気孔に隣接して生命が繁栄します。地球の表面下にミネラルを代謝する嫌気性細菌が発見されました。このような条件は、20世紀のほとんどを通じて不可能と考えられていました。過酷な条件のもとでさえ、生命は湧き上がるようです。

生命体が私たちの世界で進歩するにつれて、細胞はオルガネラを発達させました-いくつかはより小さく、より特殊化した細胞をそれらの構造に組み込むことによって。惑星は冷え、大気は澄んでいて、日光は海に降り注いだ。食料として太陽光からのエネルギーを固定する原始細菌が発生しました。一部は原核生物のままであり、他は核を発達させた(真核生物)。これらの原始的なバクテリアは、地球の大気の酸素含有量を増やしました。これらすべては約20億年前に発生し、現在「青い惑星」に住む生活の質と量をサポートするために不可欠でした。

元々、大気は1%未満の酸素で構成されていましたが、レベルが上昇すると、細菌を食べる生命体が酸素と水素から水を合成するように適応しました。これはメタン代謝ができるよりもはるかに多くのエネルギーを放出しました。水の制御された合成は、人生にとって大きな成果でした。水素と酸素ガスが結合され、加熱されて爆発する高校の化学実験室の実験を考えてみましょう。原始的な生命体は、この非常に揮発性のものをはるかに安全な方法で処理することを学ぶ必要がありました。リンをADPからATPへの変換とその逆の処理に任せました。

その後、およそ10億年前に、最も単純な多細胞生物が誕生しました。これは、セルが共通の利益のために集まったときに発生しました。しかし、そのような生き物は単純なコロニーでした。各セルは完全に自己完結型で、独自のニーズに対応しました。彼らが必要とするのは、栄養素を獲得して廃棄物を排除するために、初期の海の温かい培養液に常にさらされることでした。

人生の進化における次の大きな一歩2
特殊な細胞組織の種類が開発されたときに来ました。筋肉、神経、表皮、軟骨は、開花植物から新進の若い天文学者まで、現在私たちの惑星に生息している多くの複雑な生命体の発達を促進しました!しかし、その最初に組織された生き物は、約7億年前の海洋スライムを潜り抜けるワーム(環形動物)であった可能性が非常に高いです。目と中枢神経系がないため、触ったり味わったりする能力しか持っていませんでした。しかし、今や人生には差別化と専門化の能力がありました。生き物自体が海になりました…

よく整理された生き物の出現で、生活のペースは速くなりました:

500 MYAまでに、最初の脊椎動物が進化しました。これらは恐らくはウナギのような生き物で、視界はありませんが、環境の化学的変化、そしておそらく電気的変化に敏感です。

450 MYAまでに、最初の動物(昆虫)が陸上で発根する植物に加わりました。

約400 MYAの最初の脊椎動物が海から登りました。これは、海岸に沿って昆虫や植物の生命を維持している水陸両用魚だったのかもしれません。

350 MYAまで–最初の「イグアナのような」爬虫類が出現しました。これらはワンピースの頭蓋骨の中に強くて硬い顎を備えていました。彼らが大きくなるにつれて、そのような爬虫類はオリフィスを追加することで頭蓋骨を軽くしました(単純な眼窩を超えて)。恐竜が地球を支配する前に、ワニ、カメ、そして翼竜(空飛ぶ爬虫類)がそれらに先行しました。

原始哺乳類はほぼ220MY遡ります。これらの生き物のほとんどは、小さくて齧歯類のようなものでした。その後のバージョンでは胎盤が発達しましたが、以前の種は単に卵を内部で孵化させました。もちろん、すべての哺乳類は温血です。そのため、体温を維持するために猛烈に食べなければなりません。特に、風の強い寒い夜には、エリダヌス川沿いのかすかな銀河を追跡します…

哺乳類のように、温血の鳥は爬虫類よりも多くの食物を必要としますが、爬虫類のように産卵します。生き物の生き物には悪くない!本物の鳥が約150 MYA羽をとったので、今日の天体の鳥は飛ぶ(夏の終わりのシグナス白鳥やアクイライーグルなど)。

最古の霊長類は恐竜が絶滅したときでも存在していた強力な証拠は、恐竜自体が小惑星または彗星がメキシコ合衆国のユカタン半島に影響を与えた後、集団として渡ったという考えを支持しています。この壊滅的な出来事の後、「非核」の冬が降りてきたので気温は下がりました。そのような状況下では、食べ物は惜しみませんでしたが、温血はそれ自体になりました。しかし、あるタイプの「巨人主義」がすぐに別のタイプの「巨人主義」に取って代わる前に、哺乳動物自体は並外れたサイズに成長し、海の子宮で発達した最大のものとなり、今では巨大なクジラの形をとっていました。

「恐ろしいトカゲ」の終焉は、生命の最初の大量絶滅ではなく、以前に4回の死滅がそれに先立っていました。今日、他のそのような激変の影響の可能性を認識して、世界の天文学者の何人かは、太陽系の形成から残された残骸の地球に近い軌道の塊に注目しています。最小のタイプ-たとえば流星-は、無害な天体の光のショーを行います。大きな流星(ボライド)が地球に衝突すると、時折「炎」が広がり、「煙」をたどります。より大きな体は、何マイルにもわたる森林を越えて自然破壊の跡を残しました-後ろに彼ら自身の「パーティークラッシュ」の痕跡を残すことさえありません。しかし、より大きな侵入者はそのような慎みをほとんど持ちません。直径1キロの小惑星や彗星は、人口密集地域の絶対的な災難をもたらすでしょう。そのサイズの10倍の体は、恐竜の終わりを綴ったタイプの大規模な死滅を説明するかもしれません。

人間は最初に6MYAほど直立して歩きました。これはおそらく、原始チンパンジーと初期のヒト科の間で経路が分岐したために発生しました。その分岐は霊長類の急速な進化の1000万年の期間に続き、人間の進化の600万年のサイクルに溶け込んだ。最初の石器は、およそ200万年前に人間の手で作られました。火は百万年後の人種のある進取的なメンバーによって利用されました。テクノロジーの勢いは非常にゆっくりと進みました。何十万年も経ちましたが、過去の部族社会で使用されていたツールに大きな改善はありませんでした。

現代の人間は20万年以上前に生まれました。約12万5千年後、地球全体の人間の人口を10,000人未満に減らした可能性のあるイベントが発生しました。その出来事は本質的に地球外の出来事ではありませんでした–おそらく地球自体がガスで満たされたマグマ溜りの噴火の間に「火とブリムストーン」を発散しました(アメリカ西部のイエローストーン国立公園の下のそれに似ています)。さらに65,000年が経過し、石器時代は農業の時代に変わりました。 5000年前までに、最初の都市国家は、はるかに親切な気候に囲まれた肥沃な谷間に合体しました。文明全体が消滅しました。それぞれが文化のトーチを通過し、ゆっくりと進化するテクノロジーを次へと進んでいきます。今日、人間の手で形作られた最初のガラスのレンズから数世紀しか経っていませんが、人間の目を夜空の物に向けました。

今日、巨大な鏡と宇宙探査機は、宇宙の広大な範囲を熟考することを可能にします。コスモスはダイナミックで、恐らく誰もが想像するよりも豊かな人生でスリリングです。光や物質のように、生命は時空連続体の基本的な性質である可能性が非常に高いです。人生は重力のように普遍的かもしれません–そして夜空の下で望遠鏡を使って一人で夕方のように個人的なかもしれません…


1 実際、少なくとも1つのアミノ酸(グリシン)の高周波スペクトログラフィックフィンガープリントは、星間物質(ISM)内の塵やガスの広大な雲に見られます。 (深宇宙で見つかったアミノ酸を参照してください)。

2 洗練されていない形から洗練された形へと人生が発展することは、科学的な論争を超えた問題です。このプロセスが正確にどのように行われるかは、人間社会の深い分裂の問題です。生物学者とは異なり、天文学者はこの問題について特定の理論を保持する必要はありません。偶然の突然変異と自然淘汰がプロセスを推進するのか、あるいはそのようなことをもたらす目に見えない「手」が存在するのかは、天文学の探究の領域外です。天文学者は、宇宙全体の構造、条件、プロセスに関心を持っています。人生がその議論にとってより顕著になるにつれ、天文学、特に外来生物学は、その問題についてもっと多くのことを言うようになるでしょう。しかし、天文学者がビッグバンの形で突然かつ瞬時に「ニヒロからの創造」などの問題について自然に語ることを許可できるというまさにその事実は、究極の起源に関していかに柔軟な天文学的思考があるかを示しています。

了承: 外来生物学者に感謝します

NASAのAndrew Pohorilleが自己組織化構造の形成に対する疎水性効果の大きな重要性について教えてくれました。エクソビオロジーの詳細については、アンドリューと連絡をとることができたNASAのエキソビオロジーライフスルースペースアンドタイムの​​公式ウェブサイトをご覧ください。

著者について:
1900年代初頭の傑作である「3、4、5インチの望遠鏡による空」に触発されたジェフバーバーは、7歳のときに天文学と宇宙科学のスタートを切りました。現在、ジェフは天国の観察とウェブサイトの管理に多くの時間を費やしています
Astro.Geekjoy。

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