南極の氷床。画像クレジット：NASAクリックして拡大
NASAのジェット推進研究所の宇宙生物学者であるパメラコンラッドは、生命を研究するために地球の果てまで旅をしました。コンラッドは最近、ジェームズキャメロンの3Dドキュメンタリー「エイリアンオブザディープ」に出演し、彼女と他の数人の科学者が海底に生息する奇妙な生き物を調査しました。
2005年6月16日、コンラッドは「双極年：冷たい砂漠で働くことによって他の惑星で生命を探すことについて何を学ぶことができるか」と題した講演を行いました。
この編集された筆記録のパート1で、コンラッドは、異星の環境に生命があるかどうかを確認するためにどのような兆候を探すことができるかを説明します。
「過去3年間、私は同僚の何人かと一緒に、私たちを暑い砂漠と寒い砂漠に連れて行くプロジェクトに携わってきました。私たちは人生のサインを観察し、人生のある場所とない場所の違いを区別できるかどうかを確認したいと考えています。私たちが砂漠に行く理由は、あらゆる種類の生命によってもたらされる交絡変数の数を減らすためです。基本的に、私たちは犬の糞をこすり落として土の中のバクテリアを見つけたくありません。
昨年、私たちは北極と南極の両方に行くことができました。今年は私の双極年であり、砂漠のように他の惑星の表面の状態が非常に厳しいため、そこで行っていたことは宇宙探査に関連しています。
私たちが岩を見るのは、人生がすでになくなっているか、すでになくなっている場合、つまり、それが死んでいるか、非常に死んでいて、化石化されて変更されているためです。
どこでも生命を検出するには、環境を調査し、測定可能な手がかりを見つけることができる必要があります。測定可能な用語で定義できるものではない場合、それは科学ではありません。つまり、当然のことながら、私たちはいわば寒さの中です。
課題の1つは、人生を定義できる測定可能な用語を考え出すことです。用語は、他の惑星での生命を見逃さないように十分に普遍的である必要があります。地球上の生物圏というサンプルセットがあります。私たちはここでの生活について私たちが持っている知識を使ってそれらの用語を思い付くようにしていますので、私たちは可能な限り最も一般的な記述用語で生活について考えるようにしています。
私たちは居住可能な場所で人生を探します。生活を支えることができる場所。しかし、居住可能性を定義するのは困難です。なぜなら、環境を居住可能にするものについての漠然とした概念しかないからです。 NASAでは、居住性の側面の1つとして水を探すことを非常に重視しています。
水は、砂漠での生活にとって私たちと同じくらい重要です。新雪が降った後、岩が熱くなって氷が溶けると、岩の表面に藍色の花が咲きます。しかし、降水量が少ない場合でも、最小限の存在を維持できます。
南極の冬に新陳代謝が遅くなる理由の1つは、水が固相であり、水にアクセスできないためです。生き物は氷が溶けて良溶媒になるときだけ氷を使うことができます。氷を使用することは、結晶相で鉱物を使用することに似ています。固体の状態の場合、何らかの結合を強化して何かをするために、いくつかのエネルギーを使用する必要があります。南極には不凍液タイプの分子を持つ生物、糖タンパク質と呼ばれる分子を持つ魚がいます。魚の中で氷の結晶が形成されると、分子は氷の結晶が成長し始めるときにそれをつかみ、エネルギー的に最も成長しやすい方向に氷の結晶を成長させません。成長できないため、氷の結晶は幽霊を手放し、水に戻ります。
水以外にも、特定の種類の化学元素は他の場所での生活にとって重要であると考えています。地球上の生命は、炭素、水素、リン、その他いくつかの重要なものでできており、空気中の酸素が必要です。しかし、地球上には金属を呼吸する微生物が存在し、酸素を気にしません。
したがって居住性は見る人の目には本当に居住可能です。あなたがそれを定義するとき、あなたはあなたが想像することができるかもしれないあらゆる種類の生活を網羅するために、あなたができる最も広い用語のセットについて考える必要があります。場所が居住可能であるかどうかの最終的な評価は、もちろん、居住されているかどうかを確認することです。
「ここでハウスキーピングを設定できますか？」と知りたい場合は、一連の質問をします。 「誰か家にいますか」と知りたい場合は、別の質問をすることもできます。しかし、その中心にあるのは、そこに住んでいるか、誰かが家にいるかどうかを確認したいかどうかに関係なく、近所について何かを知っている必要があります。惑星の地球物理学、鉱物学、および大気の特性について説明するすべての実験を行う必要があります。人生を探しているなら、その環境でどのようなことをサポートしようとしているのかについて何らかの考えを持つ必要があります。
約500万年前にケルベロスFossaeとして知られる一連の割れ目から噴火した水は、壊滅的な洪水で流れ落ち、800 x 900 kmの領域に集まり、最初は平均45メートルの深さでした。画像をクリックすると拡大表示されます。クレジット：ESA / Mars Express
では、何が証明となるのでしょうか？何かが証明されたと言いたい場合は、科学コミュニティで一定レベルのコンセンサスを達成する必要があります。そうしないと、同僚があなたを文学の小さな断片に引き裂きます。もちろん、完全なコンセンサスがあるわけではありません。それが、私たちの厄介な科学者が無限に戦う理由です。しかし、少なくとも条件を考え出す必要があります。お互いの理論に賛成または反対することはできますが、条件と測定値について合意する必要があります。
それで、私たちが人生を探していたら、どのような測定ができるでしょうか？生命があったとしたら惑星は異なって見えますか？たとえば、私が食べた後で私の台所に行くと、お皿やパン粉が見えるかもしれません。それが私がそこにいた手がかりです。惑星レベルにも手掛かりがあります。バイオマーカー–生命がそこにあったと言う手がかり–は、生命によって生み出されたものなら何でもかまいません。化学物質はすべてを構成するため、手掛かりは化学物質である可能性があります。この表彰台が化学薬品の袋であるように、私は化学薬品の袋です。どのような化学物質があり、互いにどの程度の割合であり、それらが3Dでどのように配置されているかだけが、これと私を区別するものです。これは、物事のカテゴリを区別する簡単な方法です。
キラリティーもバイオマーカーです。キラリティーが意味することは、いくつかの分子はお互いの鏡像であり、生きている分子は特定の利き手である傾向があるということです。生命を構成するたんぱく質の構成成分であるアミノ酸といえば、生き物は左利きの形を好む。そして、砂糖に関して言えば、生き物は右利きの形を使うのが好きです。これらには例外がありますが、それは一般的なケースです。
同位体はバイオマーカーにもなります。いくつかの分子は、いくつかが他よりわずかに重い、異なる同位体フレーバーで提供されます。軽い品種のような生き物は、おそらく処理するのにエネルギー的に費用がかからないためでしょう。
複雑なポリマーもバイオマーカーになる可能性があります。もちろん、プラスチックは複雑なポリマーです。もう一度、プラスチックを作りました。自然と不自然のこの完全な違い–人間がそれを作ったとしても、それはまだ生物的です。それについて考えてください。私の車はバイオシグネチャーです。どういうことか、よくわかりません。
あなたが人生を測定可能な言葉で定義するつもりなら、私はそれを本当に単純にしたいと思います。あなたはそれが何でできているかによって人生を定義することも、それが何をするかによって人生を定義することもできます。 「する」という言葉を言うとすぐにプロセスについて話しているので、私は人生をその構成要素で定義するのが好きです。プロセスは、時間の経過とともに発生するものです。次に、サンプリングレートを決定する必要があります。どのくらいの頻度で見なければならず、実験全体にどれくらいの時間がかかりますか？プロセスは時間がかかるため、もう少し問題があります。また、どのくらいの頻度で検索するか、またはどれくらいの時間検索する必要があるかについて、あなたは間違っているかもしれません。
プロセス（ものの作成、複製、または進化）は、さまざまな時間スケールで実行できます。したがって、プロセスのみを見ていて、時間スケールが大きく異なる2つのプロセスがある場合、同じ実験を行って両方を調べることはできません。だから私は人生をそれが何であるかという観点から見るのが好きです。プロセスベースのものを少し追加できなかったことは言うまでもありませんが、人生が何であるかを見ると、それは非常に速く簡単になります。それはユニークな化学であり、何らかの方法で配置されたある種の比例する化学物質であり、「何らかの方法で配置された」は私が構造と呼ぶものです。
別の惑星や月での生命を探しているなら、興味深い化学が起こり得る場所を探し、その化学の究極の進化が生きているシステムを作り出すことができるようにします。氷の下に海があるヨーロッパのような場所について考えます。彗星のように、氷が存在する他の場所について考えます。土星の月、タイタンについて考えます。化学は賢いので、興味深い化学が発生するすべての場所について考えます。あらゆる種類の興味深い分子を入手できます。
元のソース：NASA宇宙生物学
