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2011/02/05

地球外生命の可能性・・・生命に必須のエレメント(元素)は・・・

昨年12月、NASAが生物にとって必須の元素と考えられていたリンがなくても生存できる細菌を発見したと発表した。
カリフォルニア州にある塩湖で採取した特殊な細菌を、リンの代わりにヒ素を与えて培養したところ、生物にとって猛毒のヒ素を食べて増殖することがわかった。
細胞内にあって生物の設計図となるDNAは、リン酸エステルが連なった鎖でできているが、このリン酸エステルのリンがヒ素に置き換わっていることが確認されたと言う。
つまり、地球とは異なるリンの存在しないような環境でも、この生物は生息し、遺伝情報を伝えることができることになる。

子どものころ、SFか何かでシリコン生物という言葉を聞いたのを思い出した。
元素周期律表で、炭素(C)とケイ素(シリコン Si)は同じ列で隣り合っている。リン(P)とヒ素(As)も同じく上下の関係にある。これは化学反応に関わる最外殻(原子の表面)の電子数(電子状態)が同じで、化学的な性質が似ていることを意味する。
炭素とケイ素は4価(結合の手が4本)、リンとヒ素は3価(もしくは5価)で他のたくさんの原子とさまざまなバリエーションの高分子化合物をつくることができる。

周期表ウィキペディアより)

1 18
1
H
2 13141516172
He
3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
11
Na
12
Mg
345678910111213
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
43
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
55
Cs
56
Ba
*1 72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
87
Fr
88
Ra
*2 104
Rf
105
Db
106
Sg
107
Bh
108
Hs
109
Mt
110
Ds
111
Rg
112
Cn
113
Uut
114
Uuq
115
Uup
116
Uuh
117
Uus
118
Uuo
*1 ランタノイド 57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
61
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
*2 アクチノイド 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
93
Np
94
Pu
95
Am
96
Cm
97
Bk
98
Cf
99
Es
100
Fm
101
Md
102
No
103
Lr
 
1 常温で固体 金属元素 アルカリ金属
1 常温で液体 半金属元素 アルカリ土類金属
1 常温で気体 非金属元素 ハロゲン
人工元素 希ガス
遷移元素

周期表pioneer.co.jpより)

Periodictable201102b2

それらの高分子化合物がさらに複雑に絡み合って、生命体を形作っている。炭素もリンも生命体を構成する主役となる成分だ。その主役のリンをヒ素に置き換えることのできる生物が発見されたと言うのだ。
一方、炭素の代わりにケイ素を主成分とする生命体はまだ発見されておらず、いまだにSFの世界の中だけにある。

ちなみに、私は、学生時代、有機ケイ素化合物の化学を専門にしていた。珪素は炭素に比べると酸素と結びつきやすく、安定なケイ素-ケイ素結合、二重結合や三重結合をつくりづらい。また、アルコールやアミン、ケトン、カルボン酸に相当するケイ素の化合物も不安定だ。少なくとも地球に似た環境下では、シリコン生物は存在しないのではないかと思う。

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