なぜ水は生命にとって不可欠なのでしょうか?

重要なポイント

天文学者が太陽系の外で生命を探すとき、土星や木星のような巨大ガス惑星のすぐ後ろ、水星や金星のような灼熱の岩石惑星のすぐ後ろ、そして冥王星のような準惑星のすぐ後ろに目を向けます。彼らはグリーゼ 581d のような系外惑星を見つけると止まります。グリーゼ 581d は地球より約 50% 大きく、地球と同様に、星のハビタブルゾーンとして知られる、惑星が液体の水を持つことができる星のスイートスポットを周回しています。そして水があるところには、おそらく生命が存在するかもしれません。

科学者たちはなぜ水が他のどの物質よりも生命を維持するのに優れていると考えるのでしょうか?

その理由の一部は、そうではないことが証明される生物を私たちが発見したことがないことです。一部の生物は他の生物よりも水分を必要としませんが、たとえばシアノバクテリアのクロオコシディオプシスは非常に少量の水を必要とするため、生物学者は火星の乾燥した地表でも生きていけるのではないかと考えています。私たちが知っているすべての生物は、生きるために水を必要とします。実際、水がなければ地球上の生命は決して誕生しなかったでしょう。水は有機化合物が互いに混ざり合う媒体として機能し、地球の最初の生命体の形成を促進し、おそらく太陽の放射線から生命体を保護することさえできました。

それらの単純なスターター生物から最も複雑な動植物に至るまで、水はそれ以来、生存において重要な役割を果たしてきました。人間の場合、それは溶媒と送達メカニズムの両方として機能し、食物から必須のビタミンと栄養素を溶解して細胞に送達します。私たちの体は、毒素を排出し、体温を調節し、代謝を助けるために水を使用します。したがって、水が私たちの体のほぼ60パーセントを占めており、水なしでは数日以上生きられないのも不思議ではありません。

水は私たちの体が機能するために不可欠であるだけでなく、他のさまざまな方法でも生命を促進します。それがなければ、私たちは作物を育てたり、家畜を飼ったり、食べ物（さらに言えば体）を洗うこともできません。水はまた、文明を発展させ、世界各地への移動手段や工場の電力源を提供しました。水は蒸気としても存在できるため、大気中に蓄えられ、雨として地球上に届けられる可能性があります。地球の海洋は、夏には熱を吸収し、冬には熱を放出することで、地球の気候を調整するのにも役立ちます。そしてもちろん、同じ海が無数の植物や動物の生息地として機能します。

地球上の生命にとって水の重要性に異論を唱える人は誰もいませんが、水がなければ他の場所で生命が存在できるのではないかと疑問に思うのは当然です。答えは「たぶん」です。科学者たちは、生命が生き残るためには少なくとも何らかの液体が必要であることをほぼ確信しており、最も有望な代替品としてアンモニアとホルムアミドが挙げられます。ただし、どちらの液体にも独自の問題があります。液体アンモニアは極低温でのみ存在するため、生物が代謝をサポートするエネルギーを見つけることができる可能性は低いです。一方、ホルムアミドは実際には水よりも広い温度範囲で液体のままであり、水と同様に多くの有機物質を溶解できる溶媒ですが、これまで科学者たちはこの溶媒が生命を維持できるという証拠をほとんど発見していません。

もし水を必要としない生命体が存在するとしたら、それは地球上の生命体とは大きく異なるものとなるでしょう。たとえば、そのような寿命は炭素ベースではなく、シリコーン化合物から生じる可能性があります。最近の研究では、太陽系に別の生命体が潜んでいる可能性さえ示唆されています。土星を周回する衛星タイタンを研究している研究者は、月の大気中に水素が表面には存在しないことに気づきました。不足している水素の説明の 1 つは、私たちが酸素を消費するのと同じように、生命体が水素を消費しているということです。

しかし、これまでのところ、水なしで生命が存在できるかどうかを判断するのに十分な情報がありません。しかし、地球上の生命体には絶対にそんなことはあり得ないことを私たちは確信しています。

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