1970年代以来、 ボイジャー 科学者たちは、ヨーロッパの氷のような表面のキャプチャされた画像を調査し、生命体が太陽系の外側の月の内海に存在する可能性があると疑っています。それ以来、エウロパとエンケラドスの氷のプルーム、熱水活動の内部モデル、そしてエンケラドスのプルームの複雑な有機分子の画期的な発見に至るまで、この理論を強化する他の証拠が現れました。
しかし、太陽系の外側のいくつかの場所では、条件が非常に寒く、有毒な不凍液化学物質が存在するため、水は液体の形でしか存在できません。しかし、国際的な研究者チームによる新しい研究によると、細菌はこれらの厳しい環境で生き残ることができる可能性があります。これは、太陽系の極端な環境での生命の証拠を見つけたい人にとって朗報です。
彼らの発見を詳細に述べたこの研究は、「氷点下のブレーンにおける微生物の生存性の向上」と題して、最近科学ジャーナルに掲載されました 宇宙生物学。 この研究は、ベルリン工科大学（TUB）の天文学および天体物理学センターのJacob Heinzによって実施され、タフツ大学、インペリアルカレッジロンドン、ワシントン州立大学のメンバーが含まれていました。
基本的に、Ceres、Callisto、Triton、Plutoなどの太陽から遠く離れた、または内部加熱メカニズムがないボディでは、特定の化学物質や塩（アンモニアなど）が存在するため、内部海が存在すると考えられています。これらの「不凍液」化合物は、海の氷点が低いことを保証しますが、私たちが知っているように、寒すぎて生命に有害な環境を作り出します。
彼らの研究のために、チームは微生物を実際にこれらの環境で生き残ることができるかどうかを、 Planococcus halocryophilus、北極の永久凍土層に見られる細菌。次に、この細菌を塩化ナトリウム、マグネシウム、カルシウムの溶液に加えて、火星のフェニックス着陸船によって発見された化合物である過塩素酸塩にさらしました。
その後、複数の凍結および解凍サイクルを経て、+ 25°Cから-30°Cの範囲の温度に溶液をさらしました。彼らが発見したのは、細菌の生存率は、関与する溶液と温度に依存するということでした。たとえば、塩化物含有（生理食塩水）サンプルに懸濁された細菌は、過塩素酸塩含有サンプルに比べて、生存の可能性が高くなりますが、気温が低くなるほど生存率は高くなります。
たとえば、チームは塩化ナトリウム（NaCl）溶液中の細菌が室温で2週間以内に死ぬことを発見しました。しかし、温度が4°C（39°F）に下がると、生存率が増加し始め、温度が-15°C（5°F）に達するまでにほぼすべての細菌が生存しました。一方、マグネシウムおよび塩化カルシウム溶液中の細菌は、–30°C（-22°F）で高い生存率を示しました。
結果は、温度に応じて3つの生理食塩水溶媒でも変化しました。塩化カルシウム（CaCl2）の細菌の生存率は、塩化ナトリウム（NaCl）と塩化マグネシウム（MgCl2）の細菌よりも4から25°C（39から77°F）の間で有意に低かったが、より低い温度では3つすべての生存率が向上した。過塩素酸塩溶液の生存率は他の溶液よりもはるかに低かった。
しかし、これは一般に、過塩素酸塩が溶液全体の質量の50％を構成する溶液にあり（これは、水が低温で液体のままでいるために必要でした）、非常に有毒です。 10％の濃度で、細菌はまだ成長することができました。これは、土壌に含まれる過塩素酸塩が1重量パーセント未満である火星にとっては、準良いニュースです。
しかし、ハインツは土壌中の塩濃度は溶液中の塩濃度とは異なることも指摘しました。それでも、気温と降水量のレベルは地球の一部、アタカマ砂漠と南極の一部に非常に似ているため、火星が懸念している場合でも、これは良いニュースである可能性があります。バクテリアが地球のそのような環境で生き残ることができるという事実は、彼らが火星でも生き残ることができることを示します。
一般に、研究により、低温は微生物の生存率を高めることが示されましたが、これは微生物の種類と化学溶液の組成に依存します。ハインツがAstrobiology Magazineに語ったように：
「[A] llの反応は、細胞を殺す反応を含めて、低温ではより遅く、 しかし、細菌の生存率は、過塩素酸塩溶液の低温ではそれほど増加しませんでしたが、塩化カルシウム溶液の低温では、生存率が著しく向上しました。」
チームはまた、凍結と解凍のサイクルに関しては、バクテリアがより塩の多い溶液でより良いことを発見しました。結局のところ、この結果は、生存可能性がすべて慎重なバランスに達していることを示しています。化学塩の濃度が低いと細菌が生き残ることができ、さらには成長さえすることができるのに対し、水が液体状態のままである温度は低下します。また、塩溶液は、凍結融解サイクルに関して細菌の生存率を向上させることも示しています。
もちろん、チームは、バクテリアが特定の条件で生存できるからといって、バクテリアがそこで繁殖することを意味しないことを強調しました。アリゾナ州立大学の地球宇宙探査学部の博士課程の学生であり、この研究の共著者であるテレサフィッシャーは、次のように説明しています。
「生存と成長は本当に重要な違いですが、それでも生命は私たちを驚かせることに成功しています。いくつかの細菌は低温で生き残ることができるだけでなく、それらを代謝して繁栄させる必要があります。生物が生き残るためだけでなく、繁栄するために必要なものを想定することに偏りがないように努めるべきです。」
そのため、ハインツと彼の同僚は現在、さまざまな温度でさまざまな濃度の塩が細菌の繁殖にどのように影響するかを判断する別の研究に取り組んでいます。それまでの間、この研究やその他の研究は、地球外生命体が生存し成長する可能性のある種類の条件に制約を課すことにより、地球外生命の可能性について独自の洞察を提供することができます。
生命がどこに存在し得るかを知ることで、私たちは探索活動に集中することができるため、これらの研究は、地球外生命の探索に関しても役立ちます。今後数年間で、ヨーロッパ、エンケラドス、タイタン、および太陽系の他の場所へのミッションは、これらの身体上または内部に生命が存在することを示すバイオシグネチャーを探します。生命が寒い、活気のない環境で生き残ることができることを知っていることは、さらなる可能性を開きます。
