生命は地球史のなかでどのように進化して現在見られる多種多様な生命へと進化してきたのでしょうか．生命の進化を考える上で一つのキーワードになるのが酸素です．

生命誕生後、生物はゆっくりと時間をかけて進化していきました．最初の生物が何をエネルギー源にしていたか、はっきりとは分かっていません．しかしある時期から生物は太陽の光をエネルギーとして使う機能を獲得します．「光合成」です．光合成には幾つかのタイプがありますが、植物が行うような「酸素を作る光合成」が一般的なものです．「酸素を作る光合成」がはじまる前までは、地球は無酸素状態でした．生物が酸素を作り出したことで地球の表層は酸素で満たされ，好気呼吸により多くのエネルギーを獲得できるようになった生命は大型かつ複雑に進化を始めました．同時に，海洋ではこれまで無酸素状態では溶存できた鉄イオンが酸化され酸化鉄として沈殿するなど地球の環境も一変しました．

では生命や地球環境を変化させた酸素は「いつから」生物が発生させ始めたのでしょうか．私たちはこの問題を解明するために，約37億年前，34億年前，30億年前，27億年前，25億年前，19億年前など様々な地質時代の堆積物を対象に世界中で地質調査を行っています(研究風景のページを参照)．生命の痕跡や当時の環境を示唆する鉱物の分析を行い，研究を進めています．

生命の起源や進化を知るには，過去の石を調査することが必要です．しかし，数十億年も前の石は貴重であり，さらに見つけたとしても複雑な変成作用を受けているため，もともとどんな石であったか，どんな生命が存在していたかを復元するのは困難を極めます．

そうした太古の生命の情報を紐解く手がかりとなるのがモダンアナログという考え方です．現在の地球上に生きている微生物にも，太古の昔の微生物の情報＝「生き方」が遺されています．生命の起源に近い微生物は高温の熱水環境で生きていたという説があります．現在の陸上の温泉や海底の熱水噴出孔では50-100℃のお湯の中に微生物が生きています．こうした微生物はお湯に含まれる成分を使って生きており，その死後には炭素質の物質や鉱物を残します．これらの物質を丹念に調べると，高温環境で生きていた微生物の「生き方」や太古の時代の微生物との「つながり」が見えてきます．このように，現代見られる微生物や堆積物を対象に研究を行いその要素を抽出して太古の生命や地球の様子を復元することをモダンアナログ，と呼びます．

私たちの研究室では現代の海底熱水噴出孔や，温泉の宝庫である東北地方の強みを生かし様々な陸上の温泉で調査を行い，そこでの微生物と鉱物や温泉成分との関係に関する研究を行っています．

また，約1500万年前日本海の海底で起こった熱水活動に伴って形成された秋田県の「黒鉱鉱床」も研究対象としています．「黒鉱」は言わば「海底熱水活動の化石」であり，銅，鉛，亜鉛などの重金属資源として重要なだけでなく，かつての海底熱水周辺での微生物活動も記録されています．ここにも太古の時代の微生物の「生き方」そして「環境」の情報が隠されています．「黒鉱鉱床」を含む1500万年前の海底熱水環境，およびその近傍の堆積環境を残す秋田県北部地域も，私たちの重要な研究対象です．

地球に最も似た環境をもつ太陽系の惑星は火星と言われています．火星探査よって初期の火星に海洋や湖が存在したことが確実視されるようになってきました．近年，火星は生命が存在する（した）可能性のある惑星として注目されています．

私たちの研究室では初期地球における生命前駆物質の合成条件をもとに，「初期の火星環境においても同様の反応が起こりうるのか？」を明らかにするために研究を行なっています．