宇宙には他の生命体がありますか？地球外生命体の科学的探索は、最近の2つの発見によって強化されています。まず、地球上のエキゾチックな環境での生命体の発見は、生命が非常に心のこもったものであり、最も奇妙で最も敵対的な環境に適応できることを示しています。第二に、天文学者は私たちの太陽のほかに星を周回する惑星を発見しました-2001年の時点で50以上の太陽系外惑星が発見されました。これらの惑星のいずれかにエイリアンの生命体はありますか？
エイリアンの生命が存在する場合、それはどのようなものでしょうか？それは、バクテリア、ウイルス、藻類などの単純な生命体なのか、それともより高度な多細胞生物、おそらく知的な存在なのか？うエイリアンは、動物、植物であるか、またはその両方の特性を持っていますか？彼らは腕と脚を持っていて、私たちのように直立して歩きますか？彼らは主な感覚として視覚に依存するのでしょうか、それとも周囲の情報を収集するために別の方法を使用するのでしょうか？彼らは酸素やその他のガスを「呼吸」しますか？
エイリアンについての憶測は、通常、サイエンスフィクションの作者、サイエンスフィクションの読者、ハリウッドの作家や監督に委ねられてきました。この記事では、地球外生命体の科学的探索である宇宙生物学について考察します。地球上の生命について学んだことを応用して、エイリアンの生命体がどのようなものかを推測します。
- こんにちは、カーボンベースの二足歩行！
- 人生ってなに？
- 極端な生活
- エイリアンの生活のためのいくつかの基本ルール
- 憶測：エイリアンはどのようなものでしょうか？
こんにちは、カーボンベースの二足歩行！
私たちのほとんどは、映画で描かれているようにエイリアンの生活を描いています。エイリアンは、俳優を使ってメイクアップで直接役割を果たしたり、コンピューターで生成されたアニメーションのモデルになったりするため、一般的に人間のような形で描かれています。また、観客は、よりエキゾチックなモンスターのような生き物よりも、人間のようなエイリアンに親しみを持っています。しかし、人体の計画（1つの頭、2つの脚、2つの腕の左右対称）は、初期の両生類と爬虫類が地球の陸塊に植民地化したときから生じており、そのような形が異星人の世界で進化する可能性は低いようです。それでは、今のところハリウッドを忘れて、宇宙生物学の本当の科学を詳しく見てみましょう。
宇宙生物学は、宇宙での生命の科学的研究です。宇宙生物学者は、（とりわけ）地球上で生命がどのように発生し進化したか、生命が組織化される方法を支配するもの、そして惑星を居住可能にするものを理解しようとしています。
宇宙生物学は、生物学、化学、物理学、地質学、天文学の分野を組み合わせたものです。多くの場合、宇宙生物学者は、地球上の生命について学んだ情報を、他の場所での生命を研究するためのガイドとして使用する必要があります。私たちが地球上の生命から学んだことのいくつかを調べてみましょう。
人生ってなに？
「生命」の明確な定義を書くのは難しいですが、ほとんどの生物学者は、生物に共通する多くの特徴があることに同意しています。オブジェクトがこれらの特性を満たしている場合、それは生きていると見なされます。
- 組織化-生物は、細胞に組織化された原子と分子でできています。生物の細胞は均一であるか、さまざまな機能に特化している可能性があります。細胞はさらに組織、器官、システムに組織化することができます。地球上の生物は、その組織と複雑さに関して非常に多様です。
- 恒常性-生物は、恒常性と呼ばれる一定の比較的不変の状態に保つ機能を実行します。たとえば、体には体温を一定に保つシステムがあります。寒い場合は震え、暑い場合は汗をかきます。
- 複製-生物は、無性生殖による正確なコピー（クローン）または有性生殖による同様のコピーのいずれかで、自分自身のコピーを作成します。
- 成長/発達-生物は、より小さなおよび/またはより単純な形態から成長および発達します。たとえば、人間は受精卵として生活を始め、胚、胎児、そして赤ちゃんに成長します。その後、赤ちゃんは幼児、青年、成人に成長します。
- 環境からエネルギーを取り込む-比較的一定の組織化された状態にとどまると、すべてのオブジェクトの無秩序（エントロピー）の程度が増加するという熱力学の第二法則に違反します。生物が組織を維持するためには、エネルギーを取り入れ、処理し、消費する必要があります。人間や他の動物がこれを行う方法は、食べ物を食べてそこからエネルギーを抽出することです。
- 刺激に反応する-生物は環境の変化に反応します。たとえば、刺激があなたに痛みを引き起こす場合、あなたはその物体から離れることによって反応します。明るい窓の近くに植物を置くと、枝や新芽が光に向かって成長します（屈光性）。保護のために、一部の動物は周囲に溶け込むように色を変えます（カモフラージュ）。
- 環境に適応-生物の特性は、その環境に適している傾向があります。たとえば、イルカのひれは平らで、泳ぐのに適しています。コウモリの羽はイルカのひれの骨と同じ基本構造ですが、飛ぶことができる薄い膜を持っています。
生命とは何かを定義したので、膨大な時間の経過とともに生命がどのように変化するかを調べる必要があります。種が発生するか、生きるか、変わらないか、絶滅するかを支配する基本的なルールは、チャールズ・ダーウィンによって提案された自然淘汰による進化のルールです。ダーウィンの進化論には、次の点があります。
- 類似の生物は類似の生物を再現します。犬は犬を再現し、タンポポはタンポポを再現し、魚は魚を再現します。
- 多くの場合、子孫の数は過剰生産され、生き残る数は再現された数よりも少なくなります。
- どの集団でも、身長、肌の色、毛皮の色、くちばしの形など、特定の特性に関して個体は異なり、これらの変化は次世代に受け継がれます。
- いくつかのバリエーションは、それらの個人を彼らの環境に最も適したものにするという点で有利であり、いくつかはそうではありません。好都合な変化を持つそれらの生物は生き残り、それらの特性を彼らの子孫に伝えます。不利なバリエーションを持つそれらの個人は死に、彼らの特徴を伝えません-これは自然淘汰です。
- 十分な時間が与えられると、自然淘汰はこれらの好ましい特性を蓄積します。種は進化します。
ダーウィンの進化論は、地球に生息する種の変化を説明するために提案されましたが、その原理は十分に一般的であるため、宇宙の他の場所にも適用できます。
レアアース仮説
ドレイクの方程式、天文学者フランク・ドレイクによって開発され、カール・セーガンが推進するには、宇宙の知的文明の数を推定するために使用されます。対照的に、ワシントン大学の地質学者ピーター・ワードと天文学者ドナルド・ブラウンリーは、地球上の生命は独特であるという仮説、つまりレアアース仮説を提案しました。彼らの仮説は、太陽のハビタブルゾーンに住む、彗星や小惑星の破片を一掃する木星型の惑星を持ち、大量絶滅がほとんどないなど、一連の偶然の出来事や状況が地球上での生命の発達を可能にしたと述べています。他の場所で発生する可能性は低いでしょう。「レアアース：宇宙で複雑な生活が珍しい理由」を参照してください。 詳細については。
極端な生活
約30年前まで、地球上のすべての生命は太陽からのエネルギーに依存していると信じられていました。さらに、間欠泉や温泉のように気温が極端に高い場所や、南極の砂漠のように気温が極端に低い場所は、おそらく見当たらないと考えられていました。
これらのアイデアは、海洋学者が熱水噴出孔、つまり地殻から非常に高温でミネラルが豊富な水が噴出する海底の開口部を探索したときに変わりました。熱水噴出孔は、海底の数マイル下の海底にあり、周囲の水は氷点下または氷点下近くにあり、完全に暗く、圧力が高くなっています。黒人喫煙者と呼ばれるこれらの噴出孔の基部周辺の組織化されたコミュニティで、科学者はアサリ、カニ、長さ6フィート（2メートル）のエキゾチックな巨大なカニを発見しました。これらの通気口から出てくる水は華氏230度から662度（摂氏110度から350度）です。
これらの極端な条件下で、これらの動物はどのようにして日光から遠く離れて生き残ることができますか？科学者たちは水中で、水から硫化水素を分解してエネルギーを得て有機化合物を生成するバクテリアの種を発見しました（化学合成）。チューブワームの組織にはバクテリアがあり、水からエネルギーを引き出すのに役立ちます。アサリはバクテリアを食べ、カニはカニを食べます。
熱水噴出孔群集の発見は、太陽からの光がない場所や、親星からの十分な光がない他の世界で生命が進化する可能性があることを示しました。熱水噴出孔の発見を考慮すると、木星の氷の月であるエウロパに生命が存在する可能性があります。エウロパは、氷の地殻の下に水海があると科学者が信じています。
生命は他の極端な環境でも発見されています。科学者たちは、南極の砂漠の岩石サンプルで、クリプトエンドリスと呼ばれる地衣類の微小コロニーを発見しました。そこでは、気温がゼロより100度低くなることが多く、液体の水がほとんどまたはまったくありません。対照的に、好熱性（熱を好む）バクテリアは、温度が水の沸点を超える温泉で発見されています。
生命が地球上の極限環境で進化することができれば、火星のような他の世界の極限環境に生命が存在する可能性があるようです。
エイリアンの生活のためのいくつかの基本ルール
私たちが地球上の生命から学んだことを使用して、私たちはエイリアンの生命について何を言うことができますか？それはおそらく地球上の生命とは大きく異なるでしょうが、地球上の大きく変化する生命がそうであるように、エイリアンの生命はおそらく特定の普遍的なガイドラインに従うでしょう。これらのガイドラインまたは基本ルールには、次のものが含まれます。
エイリアンの生活は、物理学と化学の法則によって支配されます。
エイリアンの生活は、ある種の化学に基づいています（純粋なエネルギーの存在のSFの概念を排除します）。
- 溶剤-地球上では、私たちのすべての生化学物質の溶剤は液体の水です。他の化学物質も、アンモニア、メタン、硫化水素、フッ化水素などの溶媒である可能性があります。
- 温度-エイリアンの寿命には、その溶媒が液体のままでいられる温度が必要な場合があります。
- 圧力-エイリアンの生命は、溶媒が物質の3つの状態（固体、液体、気体）で存在することを可能にする環境圧力（および温度）を必要とする場合があります。
- エネルギー源-生物は組織化された状態を維持するためにエネルギーを必要とします。このエネルギーは、星から、または化学エネルギーまたは地熱エネルギー（熱水噴出孔や温泉など）から発生する可能性があります。どんな異星人の世界でも、生命を維持するために何らかのエネルギー源がなければならないでしょう。
- 複雑な分子-地球上の生物は、生化学的機能を実行する複雑な炭素ベースの分子で構成され、作られています。炭素は、分子を作るために、多くの形で最大4つの他の原子と結合を形成できる用途の広い原子です。炭素ほど用途が広いわけではありませんが、シリコンは他の原子と最大4つの結合を形成することもでき、エイリアン生命の分子の基礎として提案されています（シリコン-炭素ハイブリッド分子も提案されています）。エイリアンの生命体は、同様の機能を実行するために、ある種の複雑な分子を持っている可能性があります。
- 情報分子-地球の生物では、デオキシリボ核酸（DNA）は、生命が繁殖して機能するために、遺伝情報を運び、他の分子の形成を指示する複雑な分子です。生命の特徴はそれが複製することであるため、エイリアンの生命体もある種の情報分子を持っている可能性が高いようです。
微生物よりも大きいエイリアンは、細胞と同等のものを持っているでしょう。生物が大きくなると、その内部体積（三次関数）はその表面積（二次関数）よりも速く成長します。これは、生物のサイズに制限を課します。なぜなら、生物の外側からの物質は、大きな表面積、短い距離、および濃度の違いに依存する拡散によって、生物の中および全体に通過しなければならないからです。生物が大きくなると、その中心までの距離が長くなり、拡散が遅くなります。実行可能な拡散距離を維持するために、生物は1つの大きな細胞ではなく多くの小さな細胞を持たなければなりません。したがって、エイリアンが微生物よりも大きい場合、エイリアンはマルチセルになります。 （元のスタートレックのエピソード「TheImmunity Syndrome」で描かれているような、光年幅の単細胞生物を見つけることは期待できません。）
エイリアンの生命は、前に説明したように、進化論によって進化し、その周囲に適応します。
マルチセルエイリアンの生理学的構成は、その環境に最も適しています。臓器系は、温度、湿度、重力などの環境条件に適応します。
- エイリアンは、体内に固体、液体、気体を持ち込み、それらをすべての細胞に分配し、老廃物（たとえば、心臓、血管、腎臓に相当するもの）を取り除く何らかの方法を持っているでしょう。
- エイリアンは周囲からエネルギーを取り入れ、エネルギーを抽出し、無駄を排除することができます。
- エイリアンは、環境から情報を取得し、刺激に反応する感覚（視覚、音、触覚など）を持っています（私たちが主な感覚として視覚を使用している間、これはエイリアンには当てはまらないかもしれません）。彼らはまた、情報を処理するためのある種の脳または神経系を持っているでしょう。
- エイリアンは、性的または無性のいずれかの生殖手段を持っているでしょう。
エイリアンの生物は、おそらく地球上の生命と同様の生態学的構造を持っているでしょう。
- 個体数の大きさは、食物、捕食者、病気、その他の環境要因の優勢に基づいて制限されます。
- エイリアンの生命体は、地球上の生命のように、本来の環境の食物連鎖や食物網に存在します。生産者は食料を作り、消費者は生産者や他の消費者を食べ、分解者は死んだ生物からの原子や分子を環境にリサイクルします。
- エイリアンの生命体は、地球上の生命のように、生息地や生態系と統合されます。
ご覧のとおり、あらゆる種類の生命はその環境と密接に関係しているため、惑星の特性は生命体の特性を決定する上で非常に重要です。
憶測：エイリアンはどのようなものでしょうか？
これらの基本ルールを念頭に置いて、そして地球外生命体が決定的に発見されていないので、エイリアンの生理学は私たちの想像の領域にあります。サイエンスフィクションの作者、特に実際の科学に厳密に固執しようとする「ハード」な作者は、これを何年にもわたって行ってきました。彼らは最初に世界を設計または構築し、その物理的、天文学的、生態学的特性を注意深く検討します。次に、彼らは働きます。そのような世界にどのような種類のエイリアンが存在する可能性があるかを調べます。そのような世界を構築する演習の例は、エポナプロジェクトで見つけることができます。このプロジェクトでは、数人のサイエンスフィクション作家が集まって、惑星、地質、生態学を備えたエポナと呼ばれる世界を作成しました。データ。あるアーティスト、スティーブンハンリーは、エポナの生き物を作成しました。
彼の小説「重力の使命」については、ハルクレメントは、二重星を囲むメスクリンと呼ばれる世界を作成しました。メスクリンは18分に1回回転し、その回転によって平らな形になります。メスクリンの重力は、赤道での地球の重力の3倍から、極での700倍までの範囲です。メスクリンは水素の雰囲気とメタンの海を持っています。惑星の生命体の1つであるメスクリナイトは、キチンと呼ばれる昆虫の骨格タンパク質でできた小さなムカデのような生き物です。彼らは吸盤のような足で終わる18対の脚、つかむための前方のつまみ、強力な循環システムを持ち、殻を通して水素を吸収します。彼らは非常に強いです-高重力の世界に住んでいる結果ですが、小さな高さからの落下はそのような高重力で致命的である可能性があるため、彼らは拾われることを恐れています。 （見るMesklinitesと他のエイリアンの生命の説明のための「地球外生命体へのBarloweのガイド」と「エイリアンの科学」。）
で、私たちはエイリアンの世界とエイリアンの生命体を想像しました。私たちの世界では、惑星は明るい星の周りを回っています。世界のわずか10％が地表水で覆われていますが、陸地全体に、まばらな降雨から砂の下に集まる水のポケットがあります。環境は暑くて乾燥していて、太陽の光は明るいです。惑星は巨大で、地球の100倍の重力を持っています。大気は、ヘリウム、酸素、二酸化炭素の地球のような空気の混合物です。
私たちがこの世界で想定している2つのエイリアンの生命体は動物です。これは、惑星のいくつかの小さな地表水域の周りに生息する移動性の捕食者です。両方のエイリアンは背が低く、身長は約1フィート（30センチメートル）で、巨大な重力に逆らって体重を支えるために太い手足を持っています。両方とも、蒸発を最小限に抑え、水を節約するために厚いカバーまたはスキンを備えています。情報を収集するために、1つは主に視覚に依存し、もう1つは化学的感覚（味覚と嗅覚）を使用します。
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エイリアンの動物、ラシュラーム
Lashlarmは、私たちの最初のエイリアンの捕食者です。まるで歩く便器のようです。口の部分は、平らな台座に接続された3本のストーキーな脚で支えられています。台座の下にはたくさんの鱗があるので、ヘビが地面に沿って動くように、台座は砂の表面を滑走します。それはそれが化学的手段によって獲物を見つけることを可能にするいくつかの感覚付属肢を持っています。それは地表水の小さな塊の近くで狩りをし、水の端に沿って感じ、他の動物のために砂と水を味わいます。獲物を見つけると、ラシュラームはしゃがみ込んで上に滑ります。その後、ラシュラームは大きな口を開き、獲物に跳ね返り、獲物全体を飲み込みます。
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エイリアンの捕食者、ニルバ
NirbaがあるLashlarmよりもわずかに大きいです。ワニやワニのように、水辺の端近くに生息していますが、完全に水生ではありません。ニルバは水に降りてくる他の動物、特にラシュラームを捕食するために出てきます。頭が大きく、鼻の上部に鼻孔があり、ほとんどが水没しているときに呼吸することができます。ニルバは、暑い太陽の下で水から出ているときの脱水を防ぐために皮膚が厚く、獲物を殺すための大きな爪が付いた大きくて筋肉質の前脚を持っています。長い尾はそれが水中で泳ぐのを助け、「矢じり」の端は狩猟と縄張り防衛を助けます。
エイリアンライフと関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。
エイリアン投機リファレンス
- 「エイリアンの科学」
- 「地球外へのバーロウのガイド」
- 「エイリアンとエイリアン社会」
- 「世界構築」
- 「宇宙の共有：地球外生命の展望」
