生命の起源：生命の揺りかごに遡る

要約

本記事では、地球上の生命の起源と生命の揺りかごの探求について探求します。どの生命形態にも必要な基本的な必需品と生命形態の2つのキャンプについても議論します。また、生命が始まるために異なる場所の利点と欠点、そして熱水噴出孔が生命の揺りかごの最有力候補となった理由についても検討します。

生命に必要な基本的な必需品

数十億年前、若い地球上で、単純な有機化合物がより複雑な連合体に組み立てられ、成長し、繁殖することができるようになりました。これらが地球上で最初の生命であり、それらは私たちの惑星に住んでいる数十億種類の生物のすべてを生み出しました。これらの成分が相互作用し合うためには、液体溶媒である水が必要です。そして、成長と繁殖のためには、すべての生命にエネルギー源が必要です。生命形態は、自己栄養生物（植物のように自己発電するもの）と異栄養生物（動物のように他の生物を消費するもの）の2つのキャンプに分けられます。

生命の揺りかごの探求

では、地球上で生命が始まる場所はどこでしょうか？生命の揺りかごを探すためには、まずどの生命形態にも必要な基本的な必需品を理解することが重要です。生命に必要な元素や化合物には、水素、メタン、窒素、二酸化炭素、リン酸塩、アンモニアなどが含まれます。最初の生命形態は、もちろん他の生物を消費することができなかったため、自己栄養生物であり、太陽からエネルギーを生成するか、化学勾配からエネルギーを収穫することができました。

異なる場所の利点と欠点

陸地や海面に近い場所には、日光にアクセスできる利点があります。しかし、生命が始まった当時、地球の表面の紫外線放射は生命がそこで生き残るのに十分に過酷だった可能性があります。ある環境は、この放射線から保護され、代替エネルギー源である熱水噴出孔を提供します。これらは、海底に広がる熱水噴出孔で、数キロメートルの海水に覆われ、完全な暗闇に浸かっています。

熱水噴出孔：生命の揺りかごの最有力候補

熱水噴出孔とは、海水がマグマチャンバーに浸透し、高温で噴出され、鉱物や単純な化学化合物の豊富なスラリーと共に排出される地球の地殻の亀裂です。エネルギーは、熱水噴出孔の急な化学勾配で特に濃縮されています。熱水噴出孔に指し示すもう1つの証拠があります。それは、生命の最後の普遍的な共通祖先（LUCA）です。LUCAは最初の生命形態ではありませんが、私たちが追跡できる最も古い生命形態です。これらの共有遺伝子から、LUCAが熱く、酸素のない場所に住み、熱水噴出孔のような化学勾配からエネルギーを収穫していたことがわかります。

熱水噴出孔には、ブラックスモーカーとホワイトスモーカーの2種類があります。ブラックスモーカーは、酸性の二酸化炭素豊富な水を数百度の温度で放出し、硫黄、鉄、銅などの生命に必要な他の金属が含まれています。しかし、科学者たちは、ブラックスモーカーがLUCAにとってあまりにも熱すぎると考えています。そのため、生命の揺りかごの最有力候補は、ホワイトスモーカーです。その中でも、大西洋中央海嶺のロストシティと呼ばれる熱水噴出孔のフィールドが最も有力な候補となっています。ここで排出される海水は、メタンが豊富で、二酸化炭素が不足しているため、非常にアルカリ性です。また、より居住性の高い温度を提供します。ロストシティで進化するために必要な二酸化炭素は、隣接するブラックスモーカーが提供した可能性があります。これにより、地球上で今日の驚くべき多様性の生物に放射化した最初の生物をサポートするすべての構成要素が与えられました。