宇宙総合学研究ユニット
NEWS 2022 年 8 ⽉号
宇宙倫理学教育プログラムの受講⽣を紹介します︕
先⽉号に引き続き受講⽣紹介の第⼆弾です︕今回は⼀般コースとして参加されてる福岡浩⼆さんに⾃⼰紹介⽂を寄稿していただきました︕

福岡浩⼆ さん（⼀般コース）
私はこの春から、宇宙倫理学教育プログラムの⼀般コースとして参加しています。幼いころから宇宙が好きで、修⼠まで天⽂学を研究し、現在は企業向けソフトウェアを提供する欧州企業で事業開発の役割を担っています。開発のなかには、⽇本の宇宙関連事業との協業も含まれており、例えばあるプラント内での活動計画とその周辺の天災リスクを衛星データから解析し、有事におけるリスク管理を⾏います。こういったケースは増えており、特に衛星データ解析を使った既存産業の改善（または改⾰）はこれからも進んでいくことが予想されます。また、個⼈としての⽣活環境も変わりました。宇宙港として認定された⼤分県に今年より移り住み、⼀般社団法⼈のなかで「宇宙を通じた地⽅創⽣活動」をスタートしました。単に県⺠への宇宙の関⼼を⾼めるだけでなく、産業・社会における課題への解決も⽬指した地⽅における新しいロールモデルになれることを⽬指しています。今までは、幼いころからの夢の延⻑で純粋に宇宙に関する活動に関わり、今でもそれが原動⼒です。
ただ、今は産業や軍事とも連関した宇宙への国家間競争が過熱していくなかで、⼀抹の不安を感じはじめています。それは、「宇宙活動における⼈類共通の規範が曖昧であること」です。そのような背景で本プ
ログラムに共鳴し参加を決め、今は社会課題としても認知されている「宇宙デブリへの倫理規範」を研究テーマにしています。あくまで実社会を意識しながら、今後起こりうる未来を思い浮かべつつ、多彩なバックグランドを持つ⽅々との議論を楽しんでいます。

-1-今後の宇宙学セミナー・関連イベントなど
⽇時

内容

開催⽅法

秋ごろ（詳細は決第 6 回宇宙学セミナー

まり次第 HP に掲載

講師︓寺薗淳也 ⽒（ムーン・アンド・プラネッツ）いたします）

題名︓決まり次第 HP に掲載いたします

Zoom によるオンライン開催です。準備ができ次第、HP に掲載いたします。

※宇宙学セミナーの詳細は随時 Web ページ（http://www.usss.kyoto-u.ac.jp/seminar/）で公開いたします。

⼤気⽣物学者として宇宙⽣物学に挑戦する
三⽊ 健司
京都⼤学⼤学院総合⽣存学館
私たちは現在、花粉や胞⼦、微⽣物などの⽣物由来の粒⼦である⽣物粒⼦について研究する学問分野である⼤気⽣物学（aerobiology）に取り組んでおります。中でも特に、エアロゾル物理学の理論を⽣物粒⼦へ適⽤することで、⽣物粒⼦の⾶散動態を解析することを専⾨としています。
今回はこれらの研究の中でも、現在研究代表者として重点的に取り組んでいる、成層圏⽣物粒⼦の研究についてご紹介いたします。
大気生物学と宇宙生物学が交錯する成層圏宇宙⽣物学の分野で最も重要な仮説の⼀つに、Panspermia 説というものがあります。この説は、地球の⽣物の元（例えば原始的な DNA など）は宇宙のどこかで⽣まれて、その後この⽣物の繁栄にとって都合の良い地球にたどり着くことで現在の地球上での繁栄を⾒せているのではないかとする説です。
この Panspermia 説は⼀⾒すると“とんでも理論”に⾒え、今のところあまり広くは認められていません。しかし、その反対の現象、つまり、地球ですでに⼗分繁栄を⾒せている微⽣物などが宇宙の別の星に移動し、その星で独⾃の⽣態系を築いているという可能性は⼗分に議論する必要があります。このいわば『逆Panspermia』が引き起こされるにはいくつかの条件が必要です。⼀つは微⽣物粒⼦を宇宙空間まで放出させるような⼗分な運動量を与えうる現象が起きることです。今のところ、例えば恐⻯の絶滅を引き起こした隕⽯の衝突などがこれに当たるのではないかとされています。もう⼀つは、宇宙空間や他の惑星-2-の環境でも活性を保つか、繁殖が可能であることです。例え宇宙空間を漂い他の惑星に到着しても、死んでしまっていては逆 Panspermia は起こりません。以上 2 つの条件を満たしたとき、地球で⽣まれた⽣命は他の惑星においても繁殖している可能性が出てくるわけですが、このような条件が重なることは⾮常に稀であるように思われます。しかし、最近の研究により、この逆 Panspermia が引き起こされる確率は、想定されているよりもずっと⾼いかもしれない可能性が出てきています。その理由は、微⽣物の存在範囲の広がりにあります。1930 年代に微⽣物は上空数⼗キロメートルまで存在範囲を広げているのではないかとする議論が始まります [1] 。その後、1978 年には当時のソ連の研究者が最⾼⾼度約80km において微⽣物と思える痕跡を発⾒しました[2]。これらの報告は微⽣物のコンタミネーション（混⼊）なく純粋に成層圏に存在した微⽣物を捉えたものであるかは今となっては確認することはできません
が、その後の世界各国の調査により、確かに上空約 15km から約 80km ほどの中層⼤気には微⽣物がいることが確定されつつあります。もし微⽣物が宇宙空間近傍の中層⼤気にまで存在しているのであれば、隕⽯衝突のような天⽂的イベントが起きなくとも、微⽣物が地球を脱出している可能性が⾼まります。また、成層圏はおおよそ-50℃、1/100 気圧であり、有害な UV-C（⾼エネルギー紫外線）に曝露されるという、⽣物にとっては過酷な環境ですが、最近の研究により、⿊カビの⼀部などはこの成層圏の数時間の曝露を⽣き抜くことが分かってきています[3]。この成層圏環境は実は⽕星の環境に似ているため、成層圏で⽣き抜けることは⽕星において繁殖可能である可能性をも⽰しており、地球の微⽣物の⼀部は他の惑星でも⽣き抜けるのではないかと考えられています。
以上のように、地球⼤気である成層圏に存在する⽣物粒⼦を⾒ることは、宇宙⽣物学的発展につながることに注⽬し、私たちの研究グループは⼤気⽣物学的観点から宇宙への⽣物の広がりを解明する研究に取り組んでいます。
理論と実験の独自発展を目指して上述のように、宇宙空間に地球の⽣き物が進出しているのかを解明するため、成層圏における微⽣物の動態を調べる研究がこれまで為されてきています。しかし、これらの研究結果にはいくつかの⼤きな疑問点が残ります。まず⼀つは、どのようにして成層圏にまで微⽣物が運搬されているのかという点です。成層圏では上空に⾏くにしたがって保温効果を持つオゾンが増えるため気温が上がります。このことから、上に⾏くほど空気密度が低くなるため、成層圏では強い対流が存在せず、鉛直⽅向の空気の動きは⾮常に弱いのです。このため、微⽣物粒⼦のような数 μm もある粒⼦が上空数⼗キロまで上昇するにはなにか特別な⼒がかかっている必要があります。現在でもこの⼒は⼀体何なのかはわかっていませんが、この⼒が何かを解明することで、微⽣物が成層圏にまで運搬される現象がどの程度稀であるのかを解明することに繋がると考えられます。次に、成層圏環境に耐える⽣物の特徴とは何かという点です。先⾏研究でも成層圏環境に耐えた微⽣物と耐えられなかった微⽣物が存在することが⽰されていますが、DNA を破壊する紫外線や宇宙線が激しく降り注ぐ宇宙空間では、どのような特徴を持った⽣物であれば⽣き残ることが出来るのでしょうか。これを明らかにすることで、地球から他の惑星に移住している可能性がある微⽣物の特定に繋がると同時に、他の惑星で⽣まれた微⽣物の⽣物学的特徴の特定にも繋がる可能性があります。私たちの研究グループは、東京⼯業⼤学地球⽣命研究所の極限環境ウイルスの専⾨家、
徳 島 ⼤ 学 の 成 層 圏 実 験 の 専 ⾨ 家 、 岐 ⾩ 県 の も の づ く り メ ー カ ー （ 株 ） GOCCO 。
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（https://gocco.co.jp/）と共同チームを作り、これら 2 つの問題を理論的アプローチと実験的アプローチに取り組むことで解明しようとしています（図 1）。

図 1 実験メンバー （上）バルーン打ち上げ時（左下）成層圏に打ちあがった装置の様子（右下）

理論的アプローチとしては、先⾏研究で議論されてきている成層圏において粒⼦にかかり得る⼒（例えば太陽光泳動や雷雲による電気的⼒など）を各⾼度ごと、各環境ごとに計算し、どのような条件下で粒⼦を成層圏上部にまで運搬する⼒が⽣じ得るのかをシミュレーションから計算しています。また、中層⼤気上部にまで粒⼦が運搬された場合、宇宙線の影響はどの程度⽣物の活性維持にとって重⼤な影響を及ぼすのかを⽇本原⼦⼒研究開発機構が開発した PHITS コードなどを⽤いた計算で解明しようと試みています。
実験的アプローチとしては、私たちは独⾃にゴムバルーンによる成層圏への微⽣物曝露実験のセットアップを構築し、様々な特徴の微⽣物を成層圏に打ち上げることで微⽣物の成層圏環境への耐性を調べています。特に、私たちのグループは極限環境の古細菌に着⽬した実験を⾏っています。地球上の⽣物は、主に 3 つのドメインに分けられます。もっとも原初的な⽣物である真性細菌、私たち⼈類を含め細胞核を持つ真核⽣物、そして原初的でありながら真性細菌に⽐べて真核⽣物に近い、私たちが注⽬している古細菌の 3 つです。古細菌はあらゆる極限環境に住んでいることが特徴的で、熱⽔や強酸環境の中から⾒つかることもしばしばあります。なぜ古細菌はこのような極限環境で⽣きられるのかはまだ分かっていません。私たちはこの極限環境を⽣き抜く古細菌などを成層圏に打ち上げ、その活性や形態を詳しく調べることで、DNA レベルで地球⽣物の成層圏環境での耐性の有無を決定する要素を特定しようとしています。また、私たちの本研究は、JAXA の⼤気球プロジェクトの実験としても採択されており、JAXA が所有する成層圏まで上昇する気球を⽤いた実験（ExVISTA プロジェクト）の実施を今年度より⾏っています（図 2）。この JAXA の気球と私たちの研究チームが所有するゴムバルーンでは成層圏滞在時間や⾶⾏経路が異なるため、成層圏環境への曝露条件の物理的違いが⽣む⽣物的影響の-4-違いを解明することに繋がることが期待されます。本プロジェクトは本格的に⽴ち上がってまだ 3 年⽬です
が、世界で初めてウイルスの成層圏環境曝露実験の結果を公表するなど、⼤きな進展を⾒せています。
今後とも、本研究グループへの温かいご⽀援を賜れますと幸いです。

図 2 JAXA 大気球を用いた ExVISTA プロジェクトメンバーと実験ゴンドラ（上）JAXA 大気球による打上げの様子（左下）
サンプル着水後早朝の極寒の海へ回収へ向かう顔（右下）

参照文献[1] Rogers, L.A. and Meier F.C., National Geographic Society, Technical Papers. 146-151 (1936)[2] Imshenetsky , A.A., Lysenko, S.V., and Kazakov, G.A., Upper boundary of the biosphere, Appl.
Environ. Microbiol., 35, 1-5 (1978)[3] Cortesão, M., Siems, K., Koch, S., Beblo-Vranesevic, K., Rabbow, E., Berger, T., Lane, M.,James, L., Johnson, P., Waters, S.M., Verma, S.D., Smith, D.J., Moeller, R., MARSBOx: Fungal andbacterial endurance from a balloon-flown analog mission in the stratosphere, Front. Microbiol., 22(2022)
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編集⼈︓名越俊平（宇宙ユニット RA）
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