Tu scendi dalle stelle: l’Astrobiologia

Nessun periodo dell’anno è più adatto di quello natalizio per introdurre la disciplina scientifica di frontiera nota come astrobiologia, esobiologia o xenobiologia (in realtà tra i tre termini esistono sfumature differenti di significato che qui tralasciamo). I termini derivano dall’unione dei suffissi in greco esos (“esterno”) o xenos (“diverso”, “straniero”) ed ancora aster (“stella”, “costellazione”), con la parola biologia (da bios e logos:“vita” e “studio” ) ed indicano, complessivamente, una scienza che studia forme di vita estreme o esterne al pianeta Terra, diverse da quelle comunemente conosciute. Il termine astrobiologia è stato coniato negli anni ‘50 dal biologo statunitense Joshua Lederberg in preparazione allo sbarco dell’uomo sulla luna, sulla base di speculazioni circa eventuali batteri lunari che avrebbero potuto contaminare la Terra al rientro della missione spaziale. L’astrobiologia è ad oggi un campo di studio in cui convergono molteplici discipline e che si occupa di tematiche quali l’origine, l’evoluzione e il futuro della vita sul nostro pianeta, della sua possibile esistenza o introduzione su altri corpi celesti appartenenti al sistema solare o altre galassie, l’esistenza di forme di vita alternative (es. DNA levogiro e vita basata sul silicio) che possano essersi evolute parallelamente alla nostra in altri contesti chimico-fisici.

Astrobiologia (astro-biologia.wikispaces.com)

Astrobiologia (astro-biologia.wikispaces.com)

Fino agli anni ’60 lo sguardo degli astrobiologi era rivolto al cielo: gli impressionanti passi in avanti delle scienze astrofisiche e il forte interesse globale per la “corsa allo spazio” che vedeva contrapposte le più grandi potenze mondiali, portarono alle prime ardimentose speculazioni scientifiche circa la possibilità di incontrare vita “aliena” al di fuori dell’atmosfera terrestre. Vennero introdotti i concetti di “abitabilità” di altri pianeti del sistema oltre la Terra e di “continuously habitable zone”: una fascia orbitale posta dal sole ad una distanza permissiva per l’esistenza di acqua liquida sui corpi celesti che vi graviterebbero. Queste teorie, incrociate con la mole crescente di dati sugli ambienti interstellari e sulle condizioni chimico-fisiche delle atmosfere di altri pianeti, vertevano principalmente sulla ricerca delle conditio sine qua non della vita così come oggi la conosciamo. Fino a qualche decennio fa, infatti, si dava quasi per scontato che l’unica forma di vita possibile fosse quella basata sul carbonio e che essa potesse svilupparsi esclusivamente in presenza di una certa combinazione di fattori quali: la presenza di acqua allo stato liquido, di ossigeno atmosferico, l’irraggiamento opportuno da parte di una stella e di intervalli di pressione, temperatura e umidità variabili entro livelli prestabiliti. L’acqua in particolare è l’elemento fondamentale per la sopravvivenza degli organismi: essa viene classificata tra i liquidi complessi e le sue proprietà, considerate anomale dal punto di vista chimico-fisico (Stanley et al. 1984, Geiger et al. 1984), risultano determinati nel renderla il solvente d’elezione per la vita. Questa visione idrocentrica giustifica lo slogan della NASA per la ricerca della vita extraterrestre: “Follow the Water”.

Negli ultimi 35 anni la scoperta e lo studio di un sempre maggior numero di ambienti e organismi terrestri esulanti queste rigide restrizioni (vedi articolo “estremofili e criptobionti: la vita in condizioni estreme“) hanno ampliato il range dei parametri ambientali entro i quali è riconosciuta possibile la sopravvivenza dei viventi (Cavicchioli 2002). Di conseguenza gli scienziati alla scoperta di forme di vita extraterrestre hanno visto aprirsi nuove frontiere, rendendo lo studio degli organismi estremofili un campo di ricerca prioritario dell’esobiologia, battuto con grande entusiasmo da agenzie nazionali e internazionali di grande calibro come NASA ed ESA. L’analisi dei più insoliti habitat terrestri può infatti orientare gli studiosi nella selezione degli ambienti extraterrestri da analizzare allo scopo di cercarvi la vita. Negli ultimi anni, mondi particolarmente interessanti da questo punto di vista si sono rivelati la luna maggiore di Saturno, Titano, e soprattutto una luna di Giove, Europa la cui superficie ghiacciata nasconderebbe oceani di acqua liquida. Altri corpi celesti sui quali si nutre un notevole interesse sono Marte, la cui superficie, oggi arida, da tempo ha rivelato profondi canyon verosimilmente originati da processi erosivi a carattere idrogeologico, e un’altra luna di Giove: Ganimede, l’unico satellite del sistema solare per cui è nota l’esistenza di un campo magnetico proprio e che presenta una tenue atmosfera di ossigeno (Kivelsonet al. 2002, Hall et al. 1998). A sostegno di queste ipotesi scorre parallelo un filone di ricerca volto all’analisi dei resti di meteoriti caduti sulla terra: in particolare alcuni meteoriti cui è stata attribuita un’ origine marziana hanno restituito, in seguito ad accurate analisi chimiche e di microscopia a scansione, evidenze della presenza sia di composti fondamentali per la vita quali gli aminoacidi, che strutture “biomorfe” analoghe a quelle dei batteri terresti. Il caso più eclatante, e a tutt’oggi controverso, restano le strutture riscontrate nel 1996 (McKay 1996, McSween 1997) sul meteorite AHL84001, che valsero, nell’Agosto dello stesso anno, il rilascio di un commento pubblico sulla sensazionale scoperta da parte dell’allora Presidente degli Stati Uniti Bill Clinton.

L’ambito della ricerca spaziale e le capacità di alcuni batteri estremofili di sopravvivere alle condizioni dei vuoti interstellari, infine, riporta gli astrobiologi a nuove valutazioni e teorie circa le origini della vita presente oggi sulla Terra, considerando l’idea di una sua possibile origine extraterrestre ad opera di microrganismi spaziali che abbiano avuto il ruolo di colonizzatori sul nostro globo. La più antica e conosciuta è la cosiddetta “teoria della panspermia”, che trae le sue origini dagli scritti del filosofo greco Anassagora e ha trovato nuovo vigore a partire dall’Ottocento nelle idee di Lord Kelvin, del fisico Hermann von Helmholtz e, nei primi decenni del Novecento, in quelle del chimico e premio Nobel svedese Svante Arrhenius, mentre nell’ultimo quarto del XX secolo il testimone è passato agli astronomi Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe.

Insomma, una scienza giovane, entusiasta e tutta da svuluppare, che ci tiene col fiato sospeso e lo sguardo a penetrare l’infinito…

Questo slideshow richiede JavaScript.

Fonti

  1. Appunti del corso di Astrobiologia del Prof. E. Gallori dell’ Università degli Studi di Firenze
  2. Kivelson, M.G., Khurana, K.K.; Coroniti, F.V. et al. (2002). The Permanent and Inductive Magnetic Moments of Ganymede. Icarus 157: 507–522
  3. McKay, David S.; et al. (1996). “Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001”. Science 273 (5277): 924–930.
  4. McSween, H. Y. (1997). “Evidence for life in a martian meteorite?”. GSA Today 7 (7): 1–7
  5. Cavicchioli, R. (Fall 2002). “Extremophiles and the search for extraterrestrial life”. Astrobiology 2 (3): 281–92
  6. Hall, D.T., Feldman, P.D.; McGrath, M.A. et al. (1998). The Far-Ultraviolet Oxygen Airglow of Europa and Ganymede. The Astrophysical Journal 499: 475–481
  7. Geiger A, Mausbach P, Schnitker J, Blumberg RL, Stanley HE. Structure and Dynamics of the Hydrogen Bond Network in Water by Computer Simulations. In: Structure and Dynamics of Water and Aqueous Solutions: Anomalies and the possible implications in biology. J. de Physique 1984 45:13-30.
  8. Stanley HE, Blumberg RL, Geiger A, Mausbach P, Teixeira J. The ‘Locally-Structured Transient Gel’ Model of Water Structure. In: Structure and Dynamics of Water and Aqueous Solutions: Anomalies and the possible implications in biology. J. de Physique 1984 45:3-12
  9. http/www.nasa.gov/missions/science/f_water.html
  10. http://astrobiology.nasa.gov/about-astrobiology/
Questa voce è stata pubblicata in Biologia Molecolare, Fisica, Microbiologia e contrassegnata con , , , , , , , , , , , , , , . Contrassegna il permalink.

3 risposte a Tu scendi dalle stelle: l’Astrobiologia

  1. Pingback: DNA… all’arsenico! | ASSOCIAZIONE SCOIATTOLO RAMPANTE

  2. Pingback: Habitat primordiali: i laghi antartici. | ASSOCIAZIONE SCOIATTOLO RAMPANTE

  3. Mark Someson ha detto:

    Man can’t understand the whole universe and he’s scared about it. I think instead that’s fascinating.

Lascia un commento

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...