2011年12月22日木曜日

2_101 単純な多様性:古い化石 3

34億年前の化石は、最古ではありませんが、かなり古い生物の痕跡には違いありません。どのようなタイプの生物で、どのような環境で生息していたのかという情報は、地球の生物史にとってだけでなく、宇宙全般にまで広げた生命の起源を考える上においても、非常に重要な情報となります。杉谷さんたちの研究が、宇宙生物の雑誌に報告されたのは、そのような意図があったからなのでしょう。

 名古屋大学の杉谷さんたちの古い化石の発見が、2010年に「Astrobiology(宇宙生物)」という科学雑誌に報告されたことを、はじめに紹介しました。ではなぜ、総合科学雑誌や生物学や古生物、地質学などの雑誌でなく、このような一見分野の違うような雑誌に、発表されたのでしょうか。このシリーズの最後に、その意義を考えてみましょう。
 原始の地球には酸素はなく、大量の二酸化炭素と少しの窒素からなる大気がありました。窒素の量は今と変わらなかったはずなのですが、二酸化炭素は今の大気の量の何倍、あるいは何十倍もあり、その分、大気の圧力も高かったはずです。地球の表層は、今はとは、かなり違った環境でした。
 もちろん海水中にも酸素はありませんでした。酸素のない環境で、最初の生物は生まれたことになります。そもそも酸素は、20億年前ころに生物が光合成によって生産したものです。酸素のある環境が今では当たり前になっていますが、20億年前以前は酸素のない環境が「当たり前」なのです。酸素のない環境は、今も少しは残っていて、そこにも生物は暮らしています。酸素を嫌う「嫌気性」と呼ばれる性質をもつような微生物です。
 最古の生物が、嫌気性生物だとしても、どのような温度を好むのか、どのような場所で生活していたのか、どのような代謝システムをもっていたのかなど、いずれも生物の起源を考える上で、非常に重要な情報となります。
 今までの情報からは、34億年前の生物は、当初いわれていたような光合成をするような生物ではなく、深海の熱水噴出孔の嫌気性環境でひっそりと暮らしていたようです。そこでは、硫黄を代謝に用いていたり(杉谷さんたちやワーシーらの研究)、代謝によってメタンを生成していたような生物(上野さんたちの研究)がいたようです。いずれも嫌気性古細菌だと考えられます。
 このような古い化石から得られる生物像は、海という環境さえあれば、案外簡単に生物が発生できそうだということを示しています。
 できたての惑星であれば、天体の内部に熱も多くあり、マグマの活動も活発だったはずです。そのような天体で海さえあれば、熱水噴出孔は、至るところにできたはずです。つまり、どんな天体でも海さえあれば、地球タイプの生物が簡単に発生した可能性を、間接的ですが示しています。このような推定が地球の化石からわかります。
 その成果を、だれに伝えたいのかによって、発表される雑誌は変わってきます。杉谷さんたちは、天文学者や宇宙の生物の研究者に伝えたかったのです。そのモデルの最初の検証の場は、火星が最適でしょう。その一方で、太陽系外に、水惑星が存在するかどうかが、生物の存在に重要な決め手となるです。火星に生物の痕跡や化石みつかれば、他の天体で海の痕跡があれば、そこには生物発生している可能性が大きくなります。
 熱水噴出孔は、ただひとつの生物種だけではなく、何種類からの生物からなる生態系をなしていたはずです。化石で見つかっている以上の、もっと多様の生物がいたことでしょうが、まだ解明されていません。ただし、現在の熱水噴出孔でみられるような賑やかな生態系ではなかったでしょう。多様性はシンプルであったはずです。初期の生物による生態系だからです。また、多様性が少ないのなら、熱水の温度や成分など少し違っていれば隣同士の環境でも、生態系も違っていたかもしれません。熱水噴出孔ごとに違った生態系をもっていたかもしれません。そんなまだ見ぬ世界に思いを馳せてしまいます。

・遅々として・
いよいよ今年も残すところあと少しとなりました。
今年中にすべき課題(原稿)があるのですが、
まだ終わらず、あがいています。
データはそろいつつあるのですが、
大量の画像処理をしなければならず、
なかなかはかどりません。
なんとかシなければならないのですが、
遅々としてすすみません。
努力はしているのですが。
無限の仕事量ではないので、
毎日少しでも進めていけば、
きっと終わるはずです。
それを信じて進めています。

・予行演習・
大学の授業は27日までで
28日の午前中は教職員の御用納めで終わりとなります。
ただし、私の4年生のゼミは
28日の午後に3、4時間かけて
卒業研究の発表会の予行演習をします。
発表会は1月中下旬です。
年末正月を心穏やかに過ごせればという
親心ですが、さて理解していくれているでしょうか。
28日の発表会後、打ち上げの忘年会となります。
いまのところ全員出席の予定ですが、
なにせ年末のことなのでどうなることやら。
風邪をひかなければいいのですが。
ちなみに私は今、風邪気味です。