In Deep （旧）

・CoEXIST



「ＤＮＡが宇宙から地球の大気圏内突入に耐えられるか」を確かめる実験が行われていた

先日、タイトルだけ読むと、英語だろうが、日本語にしようが、どうにも意味のわからないタイトルの下の科学論文が掲載されました。



▲ 2014年11月26日の科学雑誌 PLOS ONE より。

直訳といっていいのか、そういう感じなのですが、それにしても、この「地球の大気圏に突入後のプラスミドDNAの機能は活性。弾道宇宙飛行実験のための新しいバイオマーカー安定性アッセイ」という日本語は、自分で書いていて、まるで意味がわかりません。

このページにはその論文の概要が載っているのですが、それも難解ではありながらも、おぼろげにわかるのは、実験の主旨は、

「 DNA が大気圏突破の熱と衝撃に耐えられるか？」

ということを試すための実験だったようで、そのために DNA を載せたロケットを宇宙空間まで飛ばして地球の大気圏に再突入させて、DNA を回収するという、なかなか大がかりな実験ですが、その結果、

地球の大気圏に再突入し、地上に戻った後、 DNA の何割かは生存して回収され、その後も活動を続けた。

ということ結果となったようです。

つまり、「 DNA は大気圏突破の際の熱を耐えた」ということになるようです。

日本語で記事になっていないか探しますと、ロシアの声に、内容は大ざっぱながら紹介されていました。

DNA、宇宙旅行を生き延びる可能性あり
ロシアの声 2014.11.30

チューリッヒ大の研究グループによれば、DNAは宇宙空間という過酷な環境を生き延びるばかりか、大気圏突入後も生存し、活動することが出来る。

低軌道へのロケット発射実験でこうした結果が得られた。地球の生命の起源や、地球の生命の異星への拡散の可能性といった問題に大きな影響を与える可能性がある実験結果だ。

ロケット「テクサス49」が、北極圏内にあるキルンのエスレインジ発射場から打ち上げられた。

下が実験で使われたロケット「テクサス49（ TEXUS-49 ）」の構造と、カプセル群のようです。

DNA大気圏突入回収実験に使われたテクサス49




論文に掲載されたグラフのひとつ


・PLOS ONE

上のようなグラフはいくつかあり、細かい数字の意味はわからないですが、多分これは、ロケットの部位による DNA の回収率を示しているもののよようです。

詳しい率や部位はともかくとしても、どの部位でも、10数パーセントから20数パーセントの DNA が大気圏突入後に回収され、そして、それらは地球に帰還後に「また活動を始めた」ようです。

これは DNA のサイズを考えると納得のできることではあり、やや長くなるかもしれないですが、少し書かせていただきます。



DNA は宇宙空間を旅するのに最適な生命物質

私は「すべての地球の生命は宇宙空間から地球に侵入して進化した」とするパンスペルミア説の支持者でして、その地球の生命の「進化」もまた、宇宙からやってきたウイルスやバクテリオファージといったような、生物の細胞を根本的に変えてしまうような働きを持つものによって起きると思っています。

もちろん、これはフレッド・ホイル博士の説を代弁しているだけで、私のオリジナルの部分などはひとつもありません。

しかし、「宇宙空間から生命が地球内に入る」ためには、地球の大気圏の突破という非常に過酷な条件をクリアする必要があります。

なぜ大気圏突破が過酷かといいますと、宇宙空間は基本的に真空ですので、移動する物体は、無抵抗に加速していきますので、ものすごい速度となります。

宇宙空間を移動する物質の速度は「秒速」何キロメートルという、とてつもない速さで移動します。抵抗がないので、大きな物体でも小さな物体でも基本的には同じはずです。つまり、DNA や細菌のような微小なものでも、そのような速度で宇宙空間を移動します。

その勢いですと、まずは大気のない惑星、たとえば「月」のようなものと衝突した場合は、完全に破壊されてしまい、微生物だろうと DNA だろうと、分子サイズまでバラバラになってしまいます。そして、惑星自身も、壮絶な速度で自転しているわけで、その衝突の破壊力はかなりのものです。

ですので、大気のない星に形が残る姿で生物が着地することは不可能だと思われます。

着陸できるとすると、地球のような大気のある惑星ですが、それでも、大気圏を突破する際には、すさまじい熱を発します。

これに関しては、４年以上前のクレアなひとときの、

・地球の成り立ち：宇宙はすべて生き物からできている
　2010年05月09日

という記事の中に、1986年に英国カーディフ大学でおこなわれた「大腸菌の過熱実験」の際の風景を、私が臨場感たっぷりに小説風にしたもの（苦笑）がありますが、そこから抜粋します。

地球大気に秒速 10キロのスピードで物体が突っ込んできた場合、その摩擦熱は物体の大きさ（粒子の直径の４乗根）と比例する。

その場合、物体が針の先くらいのものでも、摩擦温度は 3000度に達し、ほとんどの物質は残らない。あるいは生物なら生き残ることができるものはいないはずだ。

可能性があるとすると、それより小さなものとなる。

たとえば、細菌やウイルスくらいの大きさの粒子なら、突入した際の摩擦温度は約500度となる。

摩擦で加熱される時間は約１秒間と推定される。

この「１秒間の500度の状態」を生き残ることができない限り、生物は彗星に乗って地球に侵入してくることはできない。

というわけで、フレッド・ホイル博士とチャンドラ・ウィクラマシンゲ博士たちのチームは、「大腸菌の１秒間の、500度での過熱実験」を続けるのです。

そして、大腸菌たちはこの実験をクリアしました。

大気圏突入の際の熱の高さは、上の文章に、

＞ 物体が針の先くらいのものでも、摩擦温度は 3000度に達し

となり、つまり私たちが目視できるような大きさのものでは、摩擦熱が大きくなりすぎて、それに耐えうる生物は存在しないと思われます。逆にいえば、サイズが小さくなればなるほど摩擦熱は少ないですので、宇宙から地球にやってくるためには「小さければ小さいほど好都合」なのです。

ところで、大腸菌とか DNA の大きさってどのくらいなのかといいますと、そのあたり、私も曖昧でしたので、調べてみますと、下のような大きさの比較となるようです。


・ナノテクノロジーと医療

大腸菌が 0.001ミリくらいで、 DNA に至っては 0.000001ミリとかいう、もうよくわからない小さな世界なわけです。

実際には、DNA は 0.000002ミリくらいらしいですが、そのあたりの誤差はともかくとして、すごいのは、この非常に小さな DNA の螺旋を全部伸ばしますと「 DNA の長さは２メートルにもなる」のですよ。

イメージとして考えますと、まず、細胞と細胞核があります。

私の頭脳に応じて、ここでは「小学生のための理科の王国 - DNA ってなあに？」から説明をお借りいたしますと、

細胞の一つの大きさは、0.05 mmくらい、核の大きさは0.01 mm くらいといわれています。

ということで、下のようになっています。




イメージとしては、毛のようにもわもわと描かれているのが DNA のあるあたりということでいいのだと思われます。そして、ひとつの細胞に含まれすべての DNA を繋げるとすると下のように、２メートルにも達するそうなのです。


・DNA がもつれないわけとは？


つまり、DNA は非常に小さい存在であるにも関わらず、長さにすれば、細胞の数万倍の長さを持つというもので、それだけにすさまじい情報量を小さな直径の中に収められるのかもしれません。

そして、小さければ小さいほど、大気圏突入の際のダメージが少ない。
すなわち、DNA は宇宙空間の惑星の大気に突入するのに最も適した「生命パーツ」であること。

そして、それ（ DNA ）が私たち人間を含めた、ほぼすべての生命の根幹をなしているという事実。

何というか、もうやはりこれも一種の「奇跡」であると思います。

そして、今回、その DNA の大気圏突入実験が成功したということのようですが、このような実験を試みるということそのものに、「 DNA が宇宙からやってきた」と考える科学者の意志を感じます。

考えてみると、最近の無人宇宙探査の目的は、かなりの部分で、「地球の生命が宇宙由来である証拠を掴もうとしている」ものが多い気がしますし、報道でも、すでにそのこそが普通に語られています。




生命は宇宙からやって来た方向で固まりつつ科学界

フレッド・ホイル博士の存命中は理解を得られなかった「地球の生命が宇宙からやって来た」ことについて、今ではどのような見解になっているのかというと、それは最近の報道のタイトルを見てもわかります。

先日打ち上げられた日本の「はやぶさ２」のミッションも「生命の起源を探る」というように、明確に記されている報道が多いです。

「はやぶさ２」　生命の起源探る壮大な旅だ
読売新聞 20104.12.06

生命の起源に迫る手がかりはつかめるのか。

小惑星探査機「はやぶさ２」は、３日に打ち上げられて以来、順調に飛行を続けている。目指す小惑星「１９９９ＪＵ３」には、２０１８年夏に到達する。地球への帰還は２０年暮れの予定だ。成果を期待したい。

あるいは、欧州宇宙機関（ ESA ）の探査機ロゼッタが着陸した彗星チュ……。

まあ、名称不明（勝手に名称不明にすな）のあの彗星にしても「生命の起源」とタイトルにつく報道が当時多くありました。

下はスイス・インフォの報道ですが、もう記者は「チュリ彗星」で済ませていますので、このあたりの表記でもＯＫのようです。そして、この記事の冒頭には「水と生命がどこから地球にやってきたのかが今解明されようとしている」とあります。



▲ 2014年11月10日の Swissinfo 「チュリ彗星に探査機着陸か？生命の起源もやがて解明？」より。


また、ロシアでも「ビアンＭ」という人工衛星と「フォトンＭ」という人工衛星に、さまざまなバクテリアを積み、宇宙のフライトから大気圏突入の実験を行っています。



▲ 2014年12月1日の「ロシアの声」より。


この記事には下のように、実験の詳細が記されています。

ロシアの研究グループは生命外来説の真偽に実験によって迫ろうと試みた。

昨年、宇宙に向け、「ビオンM」衛星が打ち上げられた。その外壁には様々な微生物をつめたコンテナーが備えられた。

衛星は軌道上で30日を過ごし、地球に帰還。調べてみれば、全ての微生物のうちで、生き残ったのはわずか一種類のみであった。しかしその一種類は、大気圏突入時の、摂氏数千度という高温を耐え抜いたのだ。

と、ここにも、フレッド・ホイル博士が 1989年に行った実験を裏付ける、

＞ その一種類は、大気圏突入時の、摂氏数千度という高温を耐え抜いたのだ

というくだりがあります。

また、上の記事には、

ロシア人科学者、アレクサンドル・スプリン氏は、長年にわたり、リボ核酸の研究を行っている。リボ核酸、それは三つある基幹的高分子のうちの一つであり、あらゆる生命体の細胞内に存在するものである。

氏は、その分子がどうやって発生し得たのか、を研究しつづけ、ついに、地球環境ではそれはどうやっても発生し得なかった、との結論にたっした。すなわち、生命は宇宙から来たとしか考えられない、と。

などというような記述もあります。

いずれにしても、多くの科学者たちが、「地球の生命」がどこからやってきたのかということについて、ほぼ「宇宙から」という方向で結論付けている雰囲気が最近はあります。

しかし必要なのは「確証」です。

たとえば、「 DNA が地球の大気圏の突破をなし得た」という結果が、「地球に宇宙から DNA が運ばれている」という推論を確証できるものではありません。

じゃあ、どのようにすれば確証が得られるのかと考えますと・・・てへッ（何だ？）

それを確証する方法は多分、「存在しない」と思います。

その確証には、

・生命の発生源
・生命の運搬ルート

にまで遡ることを余儀なくされることであって、そんなことを証明できるとも思えないのです。

ふと思ってみれば、晩年のフレッド・ホイル博士は、仏教にでも帰依していたのか、やたらとブッダの言葉を引用していたりしました。

もしかすると、自分が人生を賭けて研究し続けた「パンスペルミア説」というものが、ホイル博士本人が「科学的に納得できる」形で証明されるということがとても難しいことであるということがわかってしまったのかもしれません。




宇宙時代の区切り、あるいはひとつの終焉に進む中で

ホイル博士は晩年の著作で、

「無限の宇宙が存在する」

というブッダの「宇宙の無限と永遠性」について述べていますが、計算式上ではともかく、「永遠」を実験的、あるいは実証的科学で証明することは難しいことだと思います。

もちろん、私は科学とか計算式の詳しいことはわからないですが、もし「計算」でそれが可能だとしても、誰にでも現実にわかる形として証明することは難しいことだと思います。

あと、「宇宙探査の時代がひとつの節目を迎えているという感じがする」ということもあります。

最近の、

・太陽系の宇宙線量が異常に増加している ： 仮にオリオンが 2020年代に有人火星ミッションをおこなった場合「 300日」で宇宙飛行士たちの身体は被爆の限界値に達する
　2014年12月08日

という記事などでも書きましたけれど、今後、太陽活動が低下し続けた場合、太陽系の宇宙線の量は増え続け、有人宇宙ミッションが厳しい状態にさらされる可能性があります。宇宙線の量が極端に増え続ければ、無人探査機への影響も出て来るかもしれません。

あるいは、宇宙ミッションは、各国の経済状態とも関係します。

もしも、ですけれど、今後、先進国などで途方もない経済崩壊が起きたような場合は、もはや宇宙探査や開発どころではなくなるはずです。

そんなような経済崩壊が来るのかどうかは私にはわかりません。
でも、そのような意見は根強くあり続けます。

そういうことも含めて、あらゆる面で、私は「宇宙時代はひとつの区切りを迎えた」と感じています。
あるいは「宇宙時代の終焉」といってもいいのかもしれません。

そういう時に、次に何が大事か、ということのヒントを、最近、うちの子どもが図書館で借りて家で読んでいた子ども本の最後の１行で知りました。

それは、ロバート・フローマンという人の書いた『もっとはやいものは − スピードの話』という絵本の体裁のものでした。

読んだ後に子どもが、

子ども　「おとうさん、１番早いものは何だったと思う？」
わたし　「ま……いきなり答えを言ってしまうのも悪いが、光」
子ども　「そう思う？」
わたし　「え？　そうじゃないの」
子ども　「じゃあ、読んでみて」

と本を渡され、そのページには以下のように書かれていました。
すでに「１番早いものは光」と書かれていた後の下りです。

『もっとはやいものは − スピードの話』最終ページより

宇宙船が、光ほどのはやさでとぶとしても、太陽にいちばんちかい恒星にたどりつくのに、４年以上かかるだろう。

けれども、あっというまに、その星にいける方法がある。

世界一よく見える望遠鏡でみわたせる宇宙のはしから、光がとんでくるのに、何十億年という年月がかかる。

ところが、あなたの心のなかでは、あっというまにそのくらいの距離を、それどころかもっと遠くまで、とんでいくことができる。

あなたの考える力、想像する力は、いつでも、どこでも、すきなところへ、すきなはやさで、いくことができる。

あなたの想像力は、なによりもいちばんはやいのだ。

なんという真理！

目からうなぎ（こわいわ）。

もし、物理的な宇宙時代が終わった時には「あなたの想像力は、何よりもいちばんはやいのだ」という言葉を思い起こしたいと思います。