科学者率いる研究チームは、化学物質の組み合わせの限界を利用して、生命を誕生させる可能性のある数百のレシピを含む料理本を編纂した。遠く離れた惑星に生命体が存在するとしても、それは地球上の生命体とはまったく異なるものである可能性があります。しかし、宇宙の倉庫には化学成分の数には限りがあり、それらを混合する方法も限られています。ウィスコンシン大学マディソン校の科学者が率いる研究チームは、こうした制約を利用して、生命を誕生させる可能性のある数百の化学レシピをまとめたクックブックを編纂した。
生命には化学反応の繰り返しが必要です。自己触媒反応と呼ばれる、自立的な繰り返しに必要な反応の種類と条件を説明できれば、他の惑星での生命の探索に焦点を当てることができるかもしれません。出典: ベトゥル・カシャール
彼らの材料リストは、宇宙の他の場所での生命の探索に焦点を当てた、最も可能性の高い条件（混合技術、オーブンの温度、焼き時間の惑星版）を示してレシピをまとめたものです。
基本的な化学成分から細胞の代謝と生殖の複雑なサイクルに至るまで、生命は単純な始まりだけでなく繰り返しによって定義される、と研究者らは言う。
NASA支援の宇宙生物学者であり、ワシントン大学マディソン校の細菌学教授でもあるベトゥル・カシャール氏は、生命の起源はまさにゼロからのプロセスであると信じている。しかし、「無から有を生み出す」ことは一度だけではありません。生命は最終的には、自己複製反応パターンを生み出す化学と条件に依存します。」
同じ反応を繰り返し引き起こす分子を生成する化学反応を自己触媒反応といいます。 9月18日にJournal of the American Chemical Societyに掲載された新しい研究で、Cachar研究室の博士研究員Zhen Peng氏と共同研究者らは、持続的な自己触媒作用の可能性がある周期表のすべてのグループおよび系列の原子を含む270の分子の組み合わせをまとめた。
「このような種類の反応は非常にまれであると考えられています」とカシャール氏は語った。 「私たちの調査によると、この反応は実際には珍しいことではありません。適切な場所に注目する必要があるだけです。」
研究者らの研究は、いわゆる比例反応に焦点を当てた。これらの反応では、同じ元素を含むが電子数または反応状態が異なる 2 つの化合物が結合して、初期反応状態の中央にある元素を持つ新しい化合物を形成します。
自己触媒的であるためには、反応の結果が再び反応を起こすための出発物質も提供する必要があるため、その出力は新たな入力となる、と研究共著者で地球生命の起源を研究しているウィスコンシン大学マディソン校の地球科学者ザック・アダム氏は述べた。比率反応では、いくつかの関連分子のコピーが複数生成され、自己触媒反応の次のステップに材料が提供されます。
「条件が良ければ、比較的少量の生産から始めることができます」とアダム氏は言う。 「ループを実行するたびに、少なくとも 1 つの追加出力を吐き出すことで、反応が加速され、より速く実行されます。」
自己触媒作用はウサギの群れの成長に似ています。ウサギのつがいが集まって新しいウサギを産み、その後、新しいウサギが成長して独立してつがいになり、さらに多くのウサギを産みます。それほど多くのウサギは必要ありませんが、すぐにさらに多くなるでしょう。
ただし、垂れ下がった耳や毛むくじゃらの尻尾を世界中で探すことは、勝利の戦略ではないかもしれません。その代わりに、化学者たちが新しい研究のレシピリストからいくつかのアイデアを取り出し、模擬エイリアンのキッチンの鍋やフライパンで試してほしいとカシャール氏は期待している。
「この地球上で生命が誕生するまでに何が起こったのかを正確に知ることは決してできない。私たちにはタイムマシンはない」とカシャール氏は語った。 「しかし、試験管の中で、惑星のさまざまな条件を作り出すことで、生命を維持する力が最初にどのように進化したのかを理解することができます。」
Kaçar は、NASA が支援する MUSE (Metals Utilization and Options for a Future Alliance) と呼ばれるコンソーシアムを率いています。彼女の研究室では、モリブデンや鉄などの元素が関与する反応に焦点を当てる予定で、新しいレシピ本の最も奇妙で珍しいセクションから他の人が何を調理するかを見るのを楽しみにしています。
カール・セーガンは、パイをゼロから焼きたいなら、まず宇宙を創造しなければならないと言いました、とカシャール氏は言いました。 「宇宙を理解したいなら、まずパイを焼く必要があると思います。」