Microbi che viaggiano nello spazio? Un esperimento insolito ha scioccato gli scettici.

Gli scienziati hanno scoperto che un microbo resistente può sopportare pressioni abbastanza forti da polverizzare la roccia, rafforzando la tesi secondo cui la vita potrebbe sopravvivere all’impatto di un asteroide facendolo esplodere da un pianeta.

In una serie di esperimenti presso la Johns Hopkins College, Lily Zhao ha sparato minuscoli campioni di un microrganismo con una pistola a gasoline grande quanto una stanza. La pistola ha spinto una piastra d’acciaio in uno strato sottile e accuratamente preparato di batteri fino a 2,4 gigapascal, decine di migliaia di volte l’atmosfera terrestre al livello del mare. Lo scopo period simulare la pressione più alta che un microrganismo potrebbe subire sul suo corpo spazio viaggio: il lancio iniziale.

Invece dello sterminio totale, Zhao, uno studente di dottorato in ingegneria meccanica, ha trovato la vita, in gran parte, in effetti. Dopo il check iniziale, ha coltivato un campione normale e un campione sottoposto a shock in modo da poterli confrontare fianco a fianco.

“Non sapevo davvero cosa aspettarmi”, ha detto a Mashable. “Ero tipo, ‘Ho etichettato male qualcosa o ho mescolato le cose? Ho confuso il controllo e il campione dell’iniezione?’ Ero piuttosto titubante perché il tasso di sopravvivenza period molto alto, intorno al 95 o 97%.”

IL ricercafinanziato da NASA e pubblicato sulla rivista Nesso PNASesamina una parte fondamentale dell’ipotesi della litopanspermia, a lungo dibattuta: l’concept che la vita aliena potrebbe migrare tra mondi sigillati all’interno di rocce liberate da asteroidi o comete. Sebbene nessuno sappia se ciò sia accaduto, gli scienziati lo hanno identificato almeno 400 meteoriti sulla Terra che hanno avuto origine Marte.

Anche alla pressione più alta che l’impianto poteva raggiungere prima che l'{hardware} in acciaio iniziasse a rompersi, la sopravvivenza è rimasta intorno al 60%.

Il supervisore della facoltà di Zhao, KT Ramesh, ha detto che il suo interesse per il problema è nato dal coinvolgimento in a Studio delle Accademie Nazionali che chiedeva se i microbi potessero spostarsi da Marte a una delle sue vicine lune a forma di patata, Phobos.

“Abbiamo finito per dire che la probabilità period molto bassa, ma abbiamo anche detto che in realtà non c’erano dati validi su quali microbi potessero sopravvivere”, ha detto a Mashable Ramesh, un professore di ingegneria meccanica. “Così ho pensato: ‘Beh, qualcuno dovrebbe procurarsi quei dati.'”

La microbiologa di Hopkins Jocelyne DiRuggiero ha scelto il superbatterio per l’esperimento. Ha selezionato Deinococcus radiodurans – o “D. rad” – per la sua resistenza alle radiazioni estreme, alla disidratazione, al freddo e advert altri fattori. Questo tipo di adattamenti sarebbero rilevanti per qualsiasi cosa cerchi di perseverare nelle condizioni spaziali. Il cosiddetto estremofilo è stato trovato anche nel deserto cileno di Atacama, uno dei luoghi più aridi e irradiati della Terra.

Estremofili e spazio

Precedenti esperimenti condotti da altri gruppi avevano tentato di testare la sopravvivenza microbica da impatti simili advert asteroidi, ma i dati erano spesso scarsi e difficili da interpretare, hanno detto i ricercatori. Alcuni studi hanno sparato pallini contenenti microbi nella sabbia o nella roccia. Ma quando una frazione sopravviveva, nessuno sapeva esattamente quali pressioni avessero subito quelle cellule specifiche perché la loro posizione all’interno del bersaglio period sconosciuta.

Il crew di Hopkins si è proposto di controllare questa variabile chiave. Zhao ha coltivato le cellule in un brodo liquido, quindi le ha filtrate su una membrana sottile per creare uno strato uniforme. Ha inserito la membrana tra due piastre d’acciaio ultrapiatte, quindi ha utilizzato la pistola a gasoline per sbattere una terza piastra nella pila.

La lavorazione e la lucidatura delle piastre fino alla planarità richiesta hanno richiesto settimane. Durante un giorno di sparatoria, Zhao ha trascorso dalle otto alle nove ore a preparare la pistola, quindi si è trasferito in un laboratorio di biologia dopo ogni iniezione per rimettere le cellule sotto shock nella coltura liquida e guardarle ricrescere. Un singolo esperimento potrebbe richiedere alcune settimane di preparazione per pochi microsecondi di dati.

DiRuggiero non aveva grandi speranze per ciò che sarebbe rimasto.

“Sono tipo, ‘Non c’è modo'”, ha detto del piano. “‘Sparare un proiettile contro un microrganismo? Questa cosa esploderà.'”

Dal punto di vista fisico, le pressioni sono estreme, anche per i materiali non viventi. Ramesh ha osservato che l’acqua – che costituisce gran parte di ogni cellula – inizia a rispondere fortemente intorno a due gigapascal, modificando il suo quantity e formando ghiacci.

Lavorando con una modellazione dettagliata, DiRuggiero si è reso conto che il danno peggiore non si verificava quando le cellule venivano schiacciate. Il vero problema è arrivato quando la pressione si è improvvisamente allentata.

Danni ai microbi

Tra le cellule sopravvissute, parte del rivestimento esterno ha subito danni, consentendo al DNA e proteine farsi male. Le cellule hanno temporaneamente interrotto la loro normale routine – alimentazione, crescita e divisione – e sono passate alla modalità di riparazione. Nel giro di un paio d’ore, però, avevano già cominciato advert assomigliare a quelli di prima. La vera sorpresa stava in qualcosa di fondamentale: in primo luogo, come la struttura fisica di una singola cellula potesse resistere a una story violenza.

Anche alla pressione più alta che l’esperimento poteva raggiungere prima che l’{hardware} in acciaio iniziasse a cedere, la sopravvivenza è rimasta intorno al 60%.
Credito: Lisa Orye / Infografica della Johns Hopkins College

“Ormai dovrei sapere meglio che i microrganismi sono assolutamente sorprendenti. Stanno colonizzando ogni possibile ambiente sulla Terra. Li abbiamo trovati sul fondo dell’oceano. Li abbiamo trovati nel ghiaccio marino dell’Antartide. Li abbiamo trovati in pozze di fango acido”, ha detto DiRuggiero. “Se troviamo vita altrove nel sistema solare – o al di fuori del sistema solare – molto probabilmente si tratterà di microrganismi”.

Ma affinché la litopanspermia possa passare dall’essere possibile sulla carta a qualcosa che realmente accade, la vita dovrebbe sopravvivere molto più dell’espulsione dal suo territorio. Una roccia abitata dovrebbe resistere al gelo profondo dello spazio, all’essiccamento, alle radiazioni spaziali, forse a milioni di anni di viaggio, e poi al calore del rientro un altro mondo prima che atterri. Per anni, Ramesh ha ritenuto che quella catena di eventi offrisse probabilità incredibilmente distant.

Sebbene i nuovi risultati non dimostrino che la vita si muove tra i pianeti e le lune, ciò ha cambiato il modo in cui pensa a questa possibilità.

“Sono passato dal dire: ‘Questo è semplicemente straordinariamente improbabile, e non dovremmo preoccuparcene’, al dire: ‘Bene, OK, questo è possibile'”, ha detto.

Protezione e contaminazione del pianeta

I ricercatori hanno identificato almeno 400 rocce meteoritiche marziane sulla Terra.
Credito: Tobias Roetsch / Future Publishing / Getty Pictures illustrazione

Lo studio tocca anche un nervo vivo nella protezione planetaria: lo sforzo per evitare di seminare accidentalmente la vita sulla Terra su altri pianeti. Già le agenzie spaziali strofinare la navicella spaziale entro limiti ragionevoli prima di mandarli in missione, ma rimangono quasi sempre alcuni resistenti tirapiedi.

Gli scienziati si sono particolarmente chiesti cosa significhi per Marte. Se batteri, funghi o altra vita microscopica dovessero sopravvivere in una stanza pulita sulla Terra, ciò non garantisce che questi ritardatari cresceranno effettivamente una volta arrivati ​​sul Pianeta Rosso. Ma i microbi morti lasciano ancora tracce di DNA, il che potrebbe complicare i futuri tentativi di discernimento un marziano nativo dalla nostra stessa contaminazione.

Le politiche di protezione planetaria classificano alcuni mondi come bisognosi di una rigorosa pulizia dei veicoli spaziali per prevenire la contaminazione. Risultati come questi potrebbero influenzare quali organismi le agenzie spaziali ritengono vulnerabili. Phobos, secondo Ramesh, probabilmente dovrebbe essere aggiunto a quella lista.

Nel frattempo, il lavoro sottolinea quanto possa essere dura anche la vita semplice e minuscola. Per Ramesh, che ha studiato i meccanismi della formazione di crateri degli asteroidi per più di 15 anni, i risultati lo hanno convinto che i nuovi crateri potrebbero effettivamente essere buoni posti in cui cercare la vita. I crateri hanno delle crepe, forse permettendo all’acqua di fluire attraverso di essi.

“Forse non sono così bravi a sterilizzare la vita come pensavo”, ha detto.