これらのウミウシは太陽光を「食べる」ことができますが、天体生物ではありません。 「プロジェクト・ヘイル・メアリー」の敵対者が、地球の海に現実の相手をどのようにして持っているかを紹介します。

サコグロッサンと呼ばれる動物は、藻類から葉緑体を奪うことにより、光合成によって自らのエネルギーを生成します。

ニアム・オルデン

2026 年 3 月 18 日

ウミウシは明るい緑色で葉の形をしており、太陽の力を利用するという、ほとんど動物にしかできないことをします。

サコグロウミウシの一部の種は、動物界では非常にまれな能力である光合成を実行できるため、「忍び寄る葉」というあだ名が付けられています。彼らは、文字通り「色素体を盗む」という意味の「盗形成術」として知られるプロセスを通じて、藻類から葉緑体を取り出し、特殊な細胞にそれらを保存することでこの偉業を達成しています。

「ウミウシはこの顕著な例です [phenomenon]なぜなら、彼らは多細胞生物、特に動物であり、このようなことができるからです」とパデュー大学の園芸学者、ジョシュア・ウィダルムは言う。

藻類を盗む行為から日光浴をする行為まで、この行動は SF のように聞こえます。実際、それはアンディ・ウィアーの 2021 年の小説の前提からそれほど遠くありません。 ヘイルメアリープロジェクトそしてその映画化作品は3月20日に劇場公開されます。物語の中で、 人類は、太陽の表面で成長し、そのエネルギーを餌とする外来微生物であるアストロファージによる広範な死の脅威に直面しています。アストロフェージの存在により、地球に届く太陽光の量が減り、地球が新たな氷河期に突入する危険性があります。

実際には、アストロファージなどというものは存在しません。しかし、これらの奇妙なウミウシや地球上の他の極端な生物は、その並外れた特徴を現実のバージョンで持っており、進化の可能性は私たちの想像力によってのみ制限される可能性があることを示唆しています。

非常に珍しい能力

アカグロッサスウミウシは摂食する際、藻類の細胞に穴をあけて内容物を吸い出します。ほとんどの細胞小器官やその他の部分はすぐに消化されますが、特殊な細胞は光合成色素を含む葉緑体を飲み込み、一部のナメクジではこれらも後で消化されます。

また、葉緑体を体内に隔離し、その光合成能力を利用して、生物電池のように数週間、場合によっては数か月にわたってエネルギーを生産する個体もいます。エメラルドグリーンのナメクジ エリシア クロロティカ 最も極端な例の 1 つを示します。タンパ大学の無脊椎動物学者マイケル・ミドルブルックス氏は、「彼らは一度餌を食べることができれば、その後は再び餌を与えることなく、約8～9か月の成体ライフサイクルを終えることができる」と語る。

おそらくさらに注目すべきことは、細胞にダメージを与えることが知られている光合成の有毒な副産物の蓄積を動物が阻止できることです。

カナダのブリティッシュコロンビア大学植物学部の生物学者パトリック・キーリングは、「生物がどのようにして光合成を獲得するかを考えるとき、生物の悪い部分にどのように対処するかを考える必要がある」と語る。このプロセスではエネルギーが生成されますが、細胞構造を破壊する可能性のある反応性の高い化学物質も生成されます。 「基本的に、自分の中で爆弾の導火線に火をつけているようなものです。」

考えられる説明の 1 つは、ウミウシが葉緑体を隔離された区画に隔離することで、有毒な副産物を他の細胞から遠ざけることができるということです。 9月に発表された研究結果 細胞 「クレプトソーム」と呼ばれるこれらの構造が、光合成に必要な化学環境を維持しながら、結果として生じる化学物質を含んでいることが判明し、この考えを支持しています。

これは、なぜ盗難手術が非常にまれであるかを説明するのに役立ちます。光合成能力を獲得しようとしたほとんどの生物は、有毒な副産物の蓄積に対応する戦略を開発できなかったため、おそらくその試みを生き延びることができなかった。 「何でも試すことができますが、生き残るためにはこれらの特性をすべて揃える必要があります」とキーリング氏は言います。 「生き残れなかった生物については知りません。なぜなら、彼らはただ消えてしまったからです。彼らは絶滅したのです。」

盗形成術はウミウシで少なくとも 2 回独立して進化し、扁形動物や単細胞原生動物でも記録されています。しかし、それは多細胞生物の中では非常に珍しい能力であることに変わりはありません。ウミウシは「それを行う動物として、そしてそれを行うのがどれほど上手かという点でユニークです」とミドルブルックス氏は言う。

科学者たちは、ウミウシがなぜ折開症を発症したのかについて、いくつかの説明を提案している。おそらくこれは一種のカモフラージュであり、盗まれた葉緑体の緑色の色素は、動物が餌となる藻類に溶け込むのに役立つからである。あるいは、ナメクジは積極的に光合成を行い、食料が不足した場合に後で利用できる糖を生成するように進化した可能性があります。 「おそらくそれは多機能です。ナメクジをカモフラージュするのに役立ちますが、食料の貯蔵庫としても機能します」とウィダルム氏は言います。

研究者らは、盗毛形成術は内部共生の初期段階に似ていると指摘している。細胞内共生とは、ある生物が別の生物の細胞や体の中に共生関係で生息する進化の過程で、宿主は外来細胞小器官を自らのゲノムに組み込むことなくその恩恵を受けるためである。

このように、ウミウシの折衷形成は、植物細胞がどのように進化したかを解明する可能性がある。内部共生理論は、約 20 億年前、細胞が光合成細菌を飲み込み、消化する代わりに光合成細菌を生かし続けたことを示唆しています。この行為により、今日の植物や藻類の葉緑体が形成され、同様のプロセスが動物細胞のミトコンドリアにつながりました。サコグロッサンがどのように葉緑体を飲み込むかに関する研究が続けば、内部共生の初期段階、ひいては多細胞生命の起源のモデルが得られる可能性がある。 「盗形成術を研究することで、その最初のステップが何であったかを学ぶことができます」とウィダルム氏は言う。

これらのウミウシがどのようにして奇妙な細胞小器官を盗んで利用するのかを理解できれば、農業、医薬品、医療、気候変動との戦いへの応用など、多くの技術の進歩につながる可能性がある。ウィダルム氏は、医療分野ですでに広まっているアイデア、つまり、雁形成術を行うために遺伝子操作された酵母が医薬品の製造に使用できる可能性があると説明した。酵母は新しく有用な分子を作り出すために働きますが、その後、酵母は水、光、二酸化炭素以外のものを食べることができます。

「私たちが夢見ることができる可能性はたくさんあります」とウィダルム氏は言います。提案されているアイデアの中には、大気中から二酸化炭素を捕らえて貯蔵するように設計されたデザイナー細胞から、治療法のないミトコンドリア病患者の欠陥のある細胞小器官を置き換えることができる新しい臨床治療法まで、多岐にわたります。それでも、これらの申請はまだ推測の段階にあると彼は指摘する。

太陽光を捉え、放射線に抵抗します

で ヘイルメアリープロジェクト天体動物は、可視光を含む放射線の一種である電磁エネルギーを吸収し、それを内部に蓄積し、宇宙を移動して他の星に感染したり、惑星上で繁殖したりするために使用します。

ウィスコンシン大学マディソン校の宇宙生物学者ベトゥル・カシャール氏によると、放射線を「食べる」能力を発達させた生物は可能性の領域から出ていないという。実際、それはすでに地球上で起こっています。

「生命は、地球上で食べられるほぼすべてのものを食べる方法を見つけました。これは非常に注目に値します」と彼女は言います。 「考えてみれば、生命は光子を捉えることができるという事実 [or particles of light] それは「食べる放射線」です。 … 多くの微生物にとって、光子は素晴らしいエネルギー資源です。つまり、光栄養生物は、この地球上で放射線を食べる生物の一例なのです。」植物は光栄養生物としてよく知られていますが、ウミウシは予想外であり、放射線から燃料を得る能力は天体微生物と同じくらい注目に値します。

アストロファガスの生存可能性について生物学者が抱いている主な疑問の1つは、地球上で記録された最高自然温度の約80倍である摂氏5,500度（華氏約1万度）の灼熱の太陽の表面に、どのようにして何かが生息できるのかということである。 「それは水爆の中で生命が成長するようなものです」とカシャール氏は言う。

このような温度では、生命のまさに構成要素であるタンパク質と DNA が崩壊し始めます。また、太陽から放射される強力なレベルの電磁放射線も、突然変異や癌の増殖を引き起こす可能性があるため懸念されています。架空のアストロファージの場合、これは問題ではありません。微生物は放射線に耐性があります。実際、 ヘイル・メアリー主人公のライランド・グレースが使用する宇宙船には、宇宙性微生物の保護層があり、乗組員を放射線被ばくから守ります。

カシャール氏によると、現実の世界でも、地球上の生物は放射線に対する優れた防御機能を発達させています。 デイノコッカス・ラジオデュランスこの細菌は既知の生物の中で最も耐性があり、驚異的な速度と精度で DNA を修復することで高レベルの放射線にも耐えることができます。チェルノブイリ原発事故の現場では、メラニン色素によって保護されている一部の菌類は、放射線がない環境よりも高放射線環境の方がよく成長します。

これらの素晴らしい能力は、宇宙の片隅で、進化が与えた解決策にすぎません。地球外生命体に対する私たちの見方は本質的に、私たちが発見した唯一の生物の例によって偏っており、ウィアーの天文学は、地球外生命体がどのようなものであるかについての 1 つの概念にすぎません。しかし、おそらく、進化が私たちの地球で私たちをこれほど驚かせているのであれば、宇宙には私たちが夢見ることさえできないほど奇妙で素晴らしい存在が住んでいる可能性があります。

「学べば学ぶほど、私たちはほとんど何も知らないことに気づきました」とミドルブルックスは言います。 「1 つの質問に答えるたびに、さらに 12 の質問が作成されます。」