火星でDNAそっくり分子を発見! 35億年前の生命の手がかりか?

シルミー

はかせ、火星で生き物の材料が見つかったって本当?

はかせ

そうなんです。NASAの探査車Curiosityが、DNAの材料にそっくりな分子を火星で初めて捉えたんですよ。35億年前の地層から有機分子が20種類以上も検出されたんです

これまでの火星探査では見つかっていなかった「窒素を含む環状分子」が、ついに姿を現した。発表は2026年4月21日付の科学誌『Nature Communications』だ。

何が見つかったのか

DNAの部品にそっくりな窒素分子

NASAの火星探査車Curiosityが、地球の生き物のDNAを作る部品によく似た構造を持つ窒素含有分子を火星の岩石から検出した。火星でこの種の分子が見つかったのは初めてだ。

地球の生き物のDNAは、アデニン・グアニン・シトシン・チミンという4種類の塩基を組み合わせて遺伝情報を書き込んでいる。これらの塩基はいずれも炭素と窒素でできた環状の骨組みを持っており、生命の文字盤を支える基本パーツになっている。

今回火星で検出されたのは、その骨組みに似た形をした窒素含有分子だ。中身がそっくりそのままDNAというわけではないが、生命をつくる「材料の一歩手前」に位置する分子といえる。

研究を率いたのはフロリダ大学地質科学のエイミー・ウィリアムズ博士。CuriosityとPerseveranceの両ローバー科学チームに名を連ねる火星化学のスペシャリストだ。論文には世界各国の研究者が名を連ね、2026年4月21日付の『Nature Communications』誌に掲載された。

20種類以上の有機物が一気に

今回の実験で見つかった有機分子は20種類以上。火星探査の歴史で1回の分析からこれだけ多彩な有機分子が検出されたのは初めてだ。その中には、隕石によって惑星に運ばれることで知られるベンゾチオフェンという、硫黄を含む大きな分子も含まれていた。

ベンゾチオフェンは炭素・水素・硫黄からなる2つの環がつながったかたちをしており、地球にも宇宙からよく降ってくる物質だ。ウィリアムズ博士は「火星に降ってきた物質と地球に降ってきた物質はほぼ同じで、それが地球の生命の材料になった可能性が高い」と語る。

つまり今回検出された有機物の少なくとも一部は、火星と地球が「同じ宇宙の雨」を浴びてきたことを示す物的証拠でもある。地球で生命の材料が空から降ってきたのなら、火星にも同じだけ降ってきたはずだ、というわけだ。

35億年前の地層から

ウィリアムズ博士の見立てでは、検出された有機物は約35億年前から火星の岩石の中に閉じ込められていたとみられる。

恐竜どころか、地球に陸上生物がほとんど現れていなかった時代の有機分子が、火星の浅い地下に静かに眠っていたことになる。35億年といえば、地球で最初の単細胞生物が誕生したとされる時期と重なる。火星と地球が、似たようなスタートラインに立っていた可能性を強く示唆する数字だ。

化学的に脆いはずの分子が、これほど長い時間を生き延びていたこと自体が大きな驚きだ。火星の岩石が、太古の化学情報を閉じ込めた「天然の冷凍庫」のように働いていたわけだ。表面のサンプルではなく、ローバーが掘った数センチの浅い穴の中にこれだけの情報が眠っていた点も、今後の探査計画を後押しする材料になる。

どうやって発見したのか

持ち込んだ薬品「TMAH」

分析に使われたのはTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)という薬品だ。サイズの大きい有機分子はそのままでは装置で読み取れないため、TMAHで分子をいったん細かく砕いてから分析する。化学の世界では、巨大な分子のしっぽを切って軽くしてあげるイメージだ。

地球の研究室では当たり前の手法だが、これを火星表面で実行したのは今回が初めてだ。別の天体の上で本格的な「ウェット化学実験」、つまり液体の試薬を実際に振りかけて行う実験を成立させたのも史上初のケースとなった。

火星は気圧が地球の100分の1ほど、平均気温はマイナス60度前後という極寒の世界だ。そんな環境で液体の薬品をこぼさず正確に注ぎ込み、加熱して気体にして読み取るというプロセスが、ローバーの中で滞りなく動いた。これだけでも相当な技術的勝利といえる。

SAMという小さな化学実験室

分析を担うのはCuriosityに搭載されたSAM(Sample Analysis at Mars)という装置群だ。質量分析計やガスクロマトグラフを電子レンジ大の箱に詰め込んだ、まさに「火星に持ち込まれた化学実験室」になっている。

SAMの仕組みはシンプルで、岩石を粉にして加熱し、出てくる気体の質量と種類を細かく仕分けるというものだ。地球の研究室では数百キロもある装置を、ローバーに載せられるサイズまで小型化してある。

装置の運用を率いるのはNASAゴダード宇宙飛行センターのジェニファー・アイゲンブロード博士。SAMはこれまでにもメタン濃度の季節変動や有機炭素の存在など、火星化学に関する重要な観測結果を次々と打ち出してきた。今回のTMAH実験はそのSAMの「奥の手」と位置づけられていたものだ。

たった2杯分の貴重な実験

ローバーが運べるTMAHはわずかコーヒーカップ2杯分ほど。地球からの補給がきくはずもなく、一度使えば二度と取り戻せない貴重な試薬だ。

そのためチームは「どこで、どの岩で、いつ撃つか」を念入りに練ったうえで、2020年にグレントーリドンと呼ばれる粘土鉱物に富んだ地域を選んだ。長年の偵察観測で、もっとも分子の保存状態が良さそうな場所を絞り込んだうえでの一発勝負だった。

粘土鉱物は有機分子を閉じ込める”金庫”のような働きをするため、35億年前の有機物を保存する条件として理想的だった。実験現場はゲールクレーターという、かつて湖底だったと考えられている場所で、選定地は古生物学者メアリー・アニングにちなんで「メアリー・アニング」と名付けられている。

火星に生命はいたのか

まだ生命の証拠ではない

今回の発見はインパクトが大きいが、研究チームは「生命がいた証拠ではない」と慎重な姿勢を崩していない。検出された有機分子は、生き物由来でなくとも、自然な地質作用や隕石の落下でも生まれうるからだ。

ウィリアムズ博士は「35億年もの間、火星に有機物が保存されていたと考えている。古代の有機物が残っているという事実は、その環境が生命を支えられたかを評価する手がかりになる」と話す。

現状の装置の解像度では、生命由来か非生命由来かの判別までは届かない。判定の決め手になるのは、分子の種類や数だけではなく、特定のかたちに「偏っているかどうか」だ。生き物がつくる分子は、左右の鏡像のうち片方だけが多くなるなど、独特の偏りを残すことが知られている。

隕石由来の可能性も残る

たとえばベンゾチオフェンは、地球でも宇宙塵や隕石から見つかっている。火星の地表に積もった有機分子の一部は、生命とは無関係な単なる「宇宙からの落下物」かもしれない。

ただし、ベンゾチオフェンのような硫黄環状分子は、地球の堆積岩の中で微生物の活動と結びつくケースも知られている。石油や石炭といった、もとは生き物だった有機物が地下で熟成された堆積物にも、しばしば顔を出す分子だ。

つまり今回火星で見つかった有機物には「宇宙からの落下物」と「太古の生命のなれの果て」の両方の可能性が残っている。生命の関与を完全に否定することもできない、というのが現時点での落としどころだ。

次は火星の岩を地球へ

NASAは2021年に着陸したPerseveranceローバーで、地球へ持ち帰る用の岩石サンプルを既に集め始めている。サンプルリターンが実現すれば、火星の有機分子に「生命の指紋」が刻まれているかを地球の最先端の研究室で精査できる。Curiosityには載せられない大型の分析装置を総動員できるため、判定の精度は桁違いになる。

さらに今回成功したTMAHを使う手法は、欧州宇宙機関(ESA)のロザリンド・フランクリンローバーや、土星の衛星タイタンに向かうNASAのDragonflyミッションにも引き継がれる予定だ。タイタンは表面にメタンの川や湖が流れる、太陽系で最も有機分子が豊富な天体の1つ。今回の実験は、そこでの化学探査の予行演習という位置づけでもある。

火星の地下に「太古の生命の指紋」が本当に残っているのか。答え合わせは、地球に岩石が届く日まで持ち越しになる。

シルミー

火星に生き物がいたかも、ってワクワクするね!

はかせ

本当の答えはまだ先ですが、火星の浅い地下が35億年分の化学情報を抱え込んでいたなんて、火星が一気に”古文書”のような存在に見えてきますよね