地球上の生命の起源はいまだ謎に包まれていますが、その過程と必要な材料が徐々に解明されつつあります。科学者たちは、生命は初期の地球上で有機化学物質と生体分子の原始的なスープの中で誕生し、最終的には実際の生物に至ったと考えています。

これらの成分の一部は宇宙から運ばれたのではないかと長い間疑われてきました。さて、新たな研究ですが、 に発表され 科学の進歩は、ペプチドとして知られる特殊な分子グループが、地球上で見られるものよりも宇宙の条件下でより容易に形成できることを示しています。つまり、生命は隕石や彗星によって初期の地球に運ばれた可能性があり、他の場所でも生命が誕生する可能性があるということだ。

生命の機能は、タンパク質と呼ばれる大きくて複雑な炭素ベースの（有機）分子によって私たちの細胞（およびすべての生き物の細胞）内で支えられています。私たちが生きていくために必要な多種多様なタンパク質の作り方は、それ自体が大きくて複雑な有機分子である DNA にコード化されています。

しかし、これらの複雑な分子は、アミノ酸など、いわゆる生命の構成要素であるさまざまな小さくて単純な分子から組み立てられています。

生命の起源を説明するには、これらの構成要素がどこでどのように形成され、どのような条件下でそれらが自発的に集合してより複雑な構造を形成するのかを理解する必要があります。最後に、私たちはそれらが閉じ込められた自己複製システム、つまり生命体になることを可能にするステップを理解する必要があります。

この最新の研究は、これらの構成要素のいくつかがどのように形成され組み立てられたのか、そしてそれらがどのようにして地球上に到達したのかを明らかにするものです。

人生へのステップ

DNAは約から構成されています 20種類のアミノ酸。アルファベットの文字のように、これらは DNA の二重らせん構造にさまざまな組み合わせで配置され、私たちの遺伝暗号を暗号化しています。

ペプチドも鎖状構造のアミノ酸の集合体です。 ペプチド わずか 2 つのアミノ酸で構成されることもありますが、数百のアミノ酸に及ぶ場合もあります。

ペプチドは生命の維持に重要な反応の触媒や増強などの機能を提供するため、アミノ酸をペプチドに集合させることは重要なステップです。これらはまた、細胞様構造に機能分子を閉じ込めて、初期バージョンの膜にさらに組み立てられる可能性のある候補分子でもある。

しかし、生命の起源においてペプチドが潜在的に重要な役割を果たしているにもかかわらず、初期の地球の環境条件下でペプチドが自発的に形成されることはそれほど簡単ではありませんでした。実際、現在の研究を支えた科学者たちは、 前に示した 宇宙の低温条件は実際にはペプチドの形成により有利であるということです。

星間物質と呼ばれる宇宙の一部にある分子と塵粒子の非常に低密度の雲では (上記を参照)、炭素の単一原子が一酸化炭素やアンモニアの分子とともに塵粒子の表面に付着することがあります。彼らは それから反応して形成します アミノ酸のような分子。このような雲が濃くなり、塵の粒子もくっつき始めると、これらの分子が集合してペプチドになる可能性があります。

彼らの新しい研究では、科学者たちは塵の多い円盤の密集した環境を調べており、そこから最終的に星や惑星を含む新しい太陽系が出現します。このような円盤は、雲が重力によって突然崩壊するときに形成されます。この環境では、水分子がより多く存在し、成長する粒子の凝集体の表面に氷を形成し、ペプチドを形成する反応を阻害する可能性があります。

この研究では、星間物質で起こりそうな反応を実験室でエミュレートすることにより、ペプチドの生成はわずかに減少するものの、妨げられないことが示されています。その代わり、岩石や塵が結合して小惑星や彗星などの大きな天体を形成すると、これらの天体が加熱されて液体が形成されるようになります。これにより、これらの液体中でのペプチド形成が促進され、さらに複雑な有機分子が生成されるさらなる反応が自然に選択されます。これらのプロセスは、私たち自身の太陽系の形成中に起こったでしょう。

アミノ酸、脂質、糖などの生命の構成要素の多く 宇宙環境でも形成できる。多くは隕石から検出されています。

ペプチドの形成は地球上よりも宇宙でより効率的であり、彗星の中に蓄積する可能性があるため、初期の地球へのペプチドの影響は、地球上の生命の起源への歩みを後押しする負荷をもたらした可能性があります。

それでは、これらすべては、地球外生命体を発見する可能性にとって何を意味するのでしょうか?そうですね、生命の構成要素は宇宙全体で入手可能です。それらが自己組織化して生物体となるためには、どの程度特殊な条件が必要かはまだ未解決の問題である。それが分かれば、生命がどれほど広範囲に及ぶか、あるいはそうでないかについての良いアイデアが得られるでしょう。

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

画像のクレジット： アルデバランS / Unsplash

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• 情報源： https://singularityhub.com/2024/04/23/the-crucial-building-blocks-of-life-on-earth-form-more-easily-in-outer-space/