星間通信の主な難しさは、私たち自身と他の知的な実体との間で、絶対的な確信を持って何も知ることができない共通点を見つけることです。この共通の土台は、天の川、アンドロメダ、または宇宙の地平線を越えても、あらゆる知性が理解できる普遍的な言語の基礎となるでしょう.私たちの知る限り、物理法則は宇宙全体で同じであり、科学の事実が人間と地球外知性体との間の相互理解の基礎として役立つ可能性があることを示唆しています.
科学的事実の重要なセットの 1 つは、興味深い質問を提示します。宇宙人が地球を訪れてその住人について学んだ場合、非常に多様な種がすべて共通の遺伝暗号を共有していることに驚くでしょうか?それとも、これはあまりにもよく知られているでしょうか？遺伝物質の構造は宇宙全体で同じであり、これは地球上に見られない生命体を生み出す可能性がある一方で、種の多様性は遺伝物質に組み込まれた制約によって根本的に制限されていると仮定する可能性のある原因があります。
地球上では、ごく一部の生物のゲノムの配列が解読されただけであり、ヒトのゲノムが完成したのはつい最近のことです。私たちは数匹の動物のクローンを作ることに成功しましたが、技術的および倫理的な障害により、科学者が人間で同じことを行うことはできません。ただし、地球外文明がクローン作成に関する倫理的ジレンマに悩まされていない場合、人間や他の種の遺伝子コードを送信することは、私たちの生物学について彼らに教える最も効果的な方法かもしれません.
私たちの遺伝子構成への言及は、最初から星間メッセージの特徴でした.最初の遺伝子はさらに 3 年間配列決定されませんでしたが、プエルトリコのアレシボ電波望遠鏡から送信された星間無線メッセージである 1974 年のアレシボ メッセージには、DNA のらせん構造の基本的なビットマップが含まれていました。 SETI の創設者である Frank Drake が設計し、Carl Sagan の意見を取り入れた Arecibo メッセージは、長方形のビットマップとして配置された 1,679 の 2 進数で構成されていました。得られた画像は、DNA を構成する 5 つの要素の 1 から 10 までの数字と原子番号、および DNA ヌクレオチドの糖と塩基の式、人間の粗い図、太陽系のグラフィック表現を示しています。 、およびアレシボ望遠鏡の写真。
1999 年に、コズミック コールとして知られる 2 つの星間無線送信には、DNA の 4 つのヌクレオチドのそれぞれの記号が含まれていました。しかし、今日まで、遺伝子情報をコード化した星間通信は 1 回だけです。
アレシボ メッセージの 35 周年を記念して、アーティストのジョー デイビスはプエルトリコを訪れ、リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ オキシゲナーゼ (RuBisCO) 分子の大きなサブユニットの遺伝子配列を放送しました。ルビスコは地球上で最も豊富なタンパク質であり、大気中の二酸化炭素を植物のエネルギー豊富な分子に変換する上で主要な役割を果たしています.この遺伝情報を信号にエンコードするために、デイビスは最初に、1,434 ヌクレオチドのそれぞれを 2 ビット ID (C=00、T=01、A=10、G=11) で表し、ルビスコ分子。もちろん、これの問題は、上記のエリオットが説明したような分析手法を使用するのに十分な情報がないことです。したがって、このメッセージを受信した ETI は、メッセージの作成に使用されたコーディング スキーマを特定する方法がなく、本質的に理解不能なデータの混乱になります。
良くも悪くも、地球外生命体がデイビスのメッセージを受け取る可能性は低く、まして理解することはできません。デービス氏が選んだ星のどれもが惑星をホストすることが確認されておらず、対象となる星のうちの 2 つは、生命を維持できたとしても生命を維持できない可能性が高い. GJ 83.1 はフレア星であり、強い放射線の周期的なバーストで知られる矮星の一種であり、ティーガーデンの星は赤色矮星であり、惑星が星に非常に近い場合を除き、温度が低すぎて生命を維持できないと広く信じられている星の一種です。つまり、地球の半分が永久夜になるということです。
3 つの「RuBisCO スター」のいずれかの周りに知的居住者がいたとしても、転送中のメッセージの破損を修正するためのコンテキストまたは冗長性の欠如を考えると、デイビスのメッセージを解釈できる可能性は非常に低くなります。デイビスは、彼の星間メッセージが地球外生命体よりも宇宙船地球の仲間の乗客のためのものであることを最初に認めましたが、このスタントは、METI (地球外知的生命体へのメッセージ) の有望な未来への道を示しています。
過去数十年で、生物学者は人間を含む何千もの種のゲノムを配列決定しました。これらは実質的に種の「青写真」ですが、コードの読み方を学び始めたばかりです。十分に高度な地球外知性体は、ゲノムが実行可能なコンピュータープログラムと同等になるまで遺伝子工学を開発した可能性があります。これにより、彼らは自分の研究室で人間や他の地球上の種を人工的に再現することができます.これは、地球外生物が地球上の生命と同じ遺伝的「もの」でできていることを前提としていますが、これは最初に思われるほど大きな仮定ではないかもしれません.
いくつかの点で、八つ目の頭足類の文明よりも、肉付きの良い、ほとんど無毛の原人が住む知的な地球外文明と接触することの方が不安に思えるかもしれませんが、この可能性が完全に問題外というわけではありません。宇宙生物学者のチャールズ・コッケルが主張したように、経験的証拠は、生命の特定の特徴が物理法則によって決定論的に動かされていることを示唆しています。このことから推測すると、「構造階層のすべてのレベルで、エイリアンの生命は、私たちが地球上で知っている生命と奇妙に似ている可能性が高い」と考えるのが妥当です。
コッケルの主張は、先駆的な認知科学者であるマービン・ミンスキーが行った、地球外生命体は同じ基本的な物理的制約を受けているため、私たちと同じように考える可能性が高いという主張に類似しています。ミンスキーは、地球外知性体は私たちと同じように考えるので、私たちは地球外知性体と会話できるようになると主張しました。すべての知的な生き物が同じ基本的な問題 (空間、時間、および物質の制約) に直面し、知性の方法が当面の問題の性質によって決定される場合、地球外知性体は私たちのものと同様の解決策に到達するだろうとミンスキーは推論しました。 、つまり、これらの問題を表現するための記号システムと、記号で記述できるシステムを操作するためのプロセスです。
もちろん、進化の軌跡において偶然が果たす重要かつ明白な役割を考えると、進化が物理法則によって完全に決定されると示唆するのは単純すぎるでしょう。たとえば、調査によると、小惑星の衝突が地球規模の寒冷化、大量絶滅、その後の哺乳類の出現をもたらす可能性は、6,600 万年前には「非常に低かった」ことが示唆されています。炭化水素と硫黄が豊富な地表の比較的小さな部分に小惑星が衝突し、最終的に成層圏のすすと硫酸塩のエアロゾルで地球を窒息させたのは、まったくの宇宙の不運でした。この場合、小惑星が衝突した場所は、決定論的な進化の法則では決して予測できない方法で、地球上の生命の歴史を変えました。
要点は、進化の軌跡を事前に予測することはできませんが、それによって生み出される種の多様性は無限ではないということです。これは、自然淘汰の結果、無限の数の「品種を形成する種の傾向」が生じることを示唆するダーウィン進化論の直感的解釈と矛盾します。
それどころか、コッケルは、「進化は、遺伝物質にコード化された物理的原理の途方もなくエキサイティングな相互作用にすぎない」と主張し、「これらの原理の数が限られているということは、このプロセスの最終段階も抑制され、普遍的であることを意味します」
たとえば、地球上での細胞生命の出現を考えてみましょう。細胞形態は、地球外の惑星で出現すると予想されるものですか、それとも地球外生物は別の自己組織化モードを見つけるでしょうか?
1980年代、生物学者のデビッド・ドリーマーは、有名なマーチソン隕石から抽出されたカルボン酸を使用して、これらの単純な分子が水に加えられると自発的に細胞膜を形成することを実証しました.コッケルによれば、これは細胞生命の成分が「太陽系全体の炭素に富んだ岩石に散らばっている」ことを示唆しており、これは「原始的な雲の中で細胞性分子が形成され、プロトセルの積荷を届ける準備ができていると予想されるかもしれない」ことを意味します。豊富な水を待っているあらゆる惑星の表面への物質。その後の実験では、隕石が細胞膜を形成できる分子物質の唯一の供給源ではないことが示され、この構成様式が宇宙で一般的である可能性が高いことが示唆されました.
同様の物理法則は、DNA の構造など、生物学のさらに基本的な側面の可能性も制限します。 DNA の最も顕著な特徴の 1 つは、DNA がわずか 4 つのヌクレオチド (アデニン、チミン、シトシン、およびグアニン) で構成されていることです。これらは非常に限られた方法でしか結合できません。つまり、アデニンとチミン、およびシトシンとグアニンのペアです。ヌクレオチドが 4 つしかないこと、またはそれらが結合して 2 つの塩基対になることは、進化上の偶然でしょうか?地球外知性体は 6 つ以上のヌクレオチドから構築された遺伝暗号を持っている可能性があり、これらのヌクレオチドは地球上の生命の DNA を構成する 4 つとは異なるのでしょうか?もちろん可能性はありますが、その可能性は低いと信じるに足る強い理由があります。
方程式にヌクレオチドを追加すると、システムが利用できる情報量が増加し、4 つのヌクレオチドしかない遺伝子プール内の長い分子と同じ量の情報を小さな分子に含めることができることを意味します。もちろん、トレードオフは、特定のヌクレオチドが結合できる塩基の割合が、システムに追加された各塩基対で半分になることです.
たとえば、2 ヌクレオチド システムでは、各塩基は半分の塩基とペアリングできます。 4 ヌクレオチド システムでは、各塩基は塩基の 4 分の 1 としか結合できません。したがって、Cockell は、「より多くの塩基を追加するにつれて、分子が複製するときにそれらを簡単に区別できるようにするために十分に類似していないものを見つけることがより困難になり、エラー率が高くなる」と主張します.実際、DNA と塩基性タンパク質の間の分子界面である RNA のコンピューター モデルは、4 つのヌクレオチドが最大の適合性をもたらすことを示唆しています。
塩基対の種類に関しては、合成ヌクレオチドを使用して遺伝暗号の塩基対の数を拡張する研究により、これらの合成塩基対を通常のコードから交換したり追加したりすると、通常、不安定な結果が生じることが示されています。ただし、拡張された遺伝的アルファベットに合成ヌクレオチドが追加された細菌などの生物は、厳しい実験室条件下で安定していることが示されています。多くの可能性のある塩基対を用いた進行中の実験の結果は、RNA と DNA に見られる 4 つの塩基対が、その複製を可能にするだけでなく、その構造の保存も可能にする条件を満たすように最適化されていることを示唆しています.
脳とその認知構造が実際に有機体の具体化された経験に最適化されている場合、これは、地球外生命体が私たちと同じように考えるというテーゼが、結局のところそれほど突飛ではないことを示唆しています.
Daniel Oberhaus は のスタッフ ライターです。 Wired では、宇宙探査とエネルギーの未来について説明しています。彼はの著者です 地球外言語.
から適応 地球外言語 Daniel Oberhaus 著、© 2019、MIT Press 発行。 @mitpress.
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