この宇宙で生命は生まれているのか…じつは、生命の材料は「簡単」にできる。それでも、生命の生成を阻む、限りなく「確率ゼロに近い壁」
地球外生命検出の「ミシュラン方式」
現在の地球においても、「1」（生命）と「0」（非生命）の区別は、実はそう簡単につかないことがわかりました。そのような状況で、地球外に生命がいるかどうかなど、どうやって調べたらいいのでしょうか。
これまでに行われた例としては、ヴァイキング計画での、土壌を熱して出てくる有機物を調べる方法や、３つの「ヴァイキング生物学実験」があることは、以前の記事で紹介しました。これらは地球の表層環境での生物の検出から発想されたものでした。しかし最近では、火星には表層ではなく地下に生物がいる可能性が考えられていますので、光合成を調べる方法（図のA）などは使えないでしょう。
生命の存在を調べる「ヴァイキング生物学実験」
ヴァイキング生物学実験
- A：「熱分解放出実験」。火星の土壌に水と二酸化炭素を加え、光を当てたあとに土壌中で有機物がつくられるかどうかを調べる実験。もし地球の光合成生物（シアノバクテリアなど）のようなものがいれば、土壌を加熱したときに二酸化炭素が発生するはず。
- B：「ラベル放出実験」。こちらは有機物を「食べる」生物がいるかどうかをみる実験。アミノ酸などの有機物を与えたときに、これを分解してガスを出すかどうかをみる。
- C：「ガス交換実験」。酸素を用いて、二酸化炭素を吐き出す、ヒトをはじめとした、地球の生物のようなガス交換が行われているかどうかをみるもの。
また、その後に提案されたものには、核酸をPCR法で増幅して検出する方法や、抗原抗体反応を利用して生体分子を高感度に検出する方法などもありますが、これらはその星の生物が地球生物と少しでも異なる分子を用いている場合はまったく検出できないでしょう。
そもそも、NASAの生命定義「ダーウィン進化しうる自立した分子システム」にしても、対象となるものが進化するかどうかを調べるには時間がかかるので、地球外生命探査には使えないですよね。
ここで注目したい、新たな生命兆候の探査の取り組みがあります。
日本発…「蛍光顕微鏡」による生命兆候の探査法
1990年代、三菱化学生命科学研究所（当時）の河崎行繁は、蛍光顕微鏡を用いる火星生命探査法を提案しました。サンプルに各種の試薬を加えて、特定のもののみが蛍光を発することを利用するもので、生物学では広く使われている分析法です。
試薬には、
- DNAのような、らせん構造を有する分子に吸着して蛍光を出すもの
- 細胞膜のような疎水的なものに吸着して蛍光を出すもの
- 酵素のような触媒があると反応して生成物が蛍光を発するもの
などがあります。地球のふつうの環境の土壌などをこの方法で調べると、1. 〜3. のすべてで蛍光が観測できます。
たとえば、チリのアタカマ砂漠の土壌をSYTO24という核酸染色試薬で染色した実験が行われました。さすがに地球で最も火星に近い環境というだけあって微生物密度が低いのですが、明るく光るく反応した点が見出され、これより暗いものに至っては多数みられました。これらが微生物と考えられます（『生命と非生命のあいだ』では、その画像を掲載しているので、ご覧いただきたい）。
では、他の天体にいるかもしれない地球外微生物には、この方法は使えるでしょうか。
ミシュラン方式が拓く地球外生命の新たな探査法
もし、他の天体に微生物がいたとしたら、その生物には、外界との仕切りはあるでしょうが、地球生命のような脂質膜ではないかもしれません。自己複製するとしてもDNAやそれに似た分子を使っている保証はありません。代謝をするとしても用いた試薬と反応するとはかぎりません。
そこで河崎は、ミシュランのレストラン評価にならい、見つかったものが1. 〜3. のうち、1つで光ったものを1つ星、2つの場合は2つ星、すべてで光ったら3つ星としました（図「 地球外微生物を評価する「ミシュラン方式」」）。
生物でなくても光るケースもあるので、光れば必ず生命とは言い切れないのですが、3つとも光れば、つまり3つ星が揃えば、地球の微生物に似たものが存在する可能性が高いことになります。2つ星の場合は、生命でない可能性もあれば、地球型と異なる生命が存在する可能性も考えられます。1つ星ですと、かりに低い確率で生命が存在するとしても、地球のものとかなり異なるタイプのものであると考えられるわけです。
蛍光顕微鏡を用いる生命探査は欧米ではあまり検討されていませんが、日本では「ミシュラン方式」が提案されて以来、継続的に検討が進められていて、最近では「生命兆候顕微鏡」のプロトタイプ（宇宙探査用の場合は「ブレッドボードモデル」とよばれます）もつくられています。
原始スープで2つ星生命までは簡単にできる
地球外生命も膜、代謝、自己複製にあたるなんらかのしくみを持っている可能性は高いでしょう。しかし、生命が誕生したときにこれらの機能がすべて同時に発生したとは考えにくいので、いろいろな特徴を部分的に持ったものが多様に存在したのではないかと私は考えています。
ミシュランでいうと、得意分野が異なるさまざまな1つ星生命がまずできて、それらが進化あるいは共生して2つ星生命となり、そして3つ星生命が誕生したというイメージです。
膜については、オパーリンのコアセルベート以来*、さまざまな研究があります。化学進化が水中で起きるとして、有機物が進化して原始スープとなっていくなかで、疎水的（親油的）な分子は当然できるし、それらが集まれば水の中で塊になります。これを「凝集体」といいますが、これが水を包めば、膜のようなものになります。そうした細胞膜のようなものは、いろいろな環境で比較的簡単にできたでしょう。
＊参考記事（化学進化における膜の研究）：「生命は自然に発生する！」ありえないとされた説が息を吹き返して提唱された「生命の一歩手前」の衝撃の姿
タンパク質はアミノ酸を正しい順番につながないとできないので、それが原始地球で勝手にできる可能性はかなり低いでしょう。しかし、触媒作用を持つ分子はタンパク質酵素だけではありません。金属イオンや粘土鉱物だって触媒作用を持ちます。
私たちが一酸化炭素・窒素・水蒸気の混合気体に陽子線を照射したとき、アミノ酸ができたことは述べましたが、このとき、イミダゾール（C₃H₄N₂）という小さい環状の分子も多くできます。イミダゾールはエステルを加水分解する触媒能を持っています。
さらにこのとき、やはり触媒能を持つ、より大きな「がらくた分子」**もできます。がらくた分子はそれぞれ構造が異なるので、なかにはかなり触媒能が高いものも含まれているかもしれません。
＊＊参考記事（がらくた分子とは）：なんと、原始の大気に陽子線をあてたら「がらくた分子」ができた…！ じつは、これこそが「生命のはじまり」かも、という「驚きの仮説」
ほぼ可能性ゼロ…!? 自己複製分子の生成
有機触媒分子の生成など、このように簡単なのです。触媒能が低くてもよければ、原始スープの中では必然的にできます。これが袋にとりこまれれば、「2つ星」のできあがりです。
難題は、自己複製分子をつくることです。
ヌクレオチドをつくるのだけでも大変なうえ、これをつないでオリゴヌクレオチドにするのも大変だし、それらがタンパク質なしで勝手に自己複製できるもの（リボザイム）になる確率となると、私たちが観測可能な宇宙内では、戸谷説のようにほぼゼロとなってしまいます。より簡単にできるとされるタンパク質でも、勝手には自己複製しません。
そして現時点では、核酸（DNA、RNA）以外で自己複製を完璧にやってのけられる分子は見つかっていないのです。
自己複製より自己触媒
そこで、生命は必ず自己複製しないといけないか、というところから疑ってみましょう。岩石などの無機物は長時間安定に存在できますが、有機物は基本的に不安定で、時間がたてば二酸化炭素やメタンなどの単純で安定な分子にまで分解してしまいます。
なのに、有機物でできている生物が地球から消滅してしまわないのは、有機物が壊れるより先に、同じ有機物をつくりだしているからです。地球に約40億年前に最初の生命が誕生して以来、同じ系統の生物が進化しながら生きつづけているのは、生命がこうした自己複製の機能を持っているからです。
ところが、実はもう一つの手があるのです。それが自己触媒です。
◇ ◇ ◇
原材料がなくならないかぎりは増えつづけ、しかも、しだいに触媒が増えるために反応速度も増加するという自己触媒。この自己触媒における、前生物的分子生成の可能性を探ってみましょう。
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