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Conosceremo la vita aliena quando la vedremo?

Di Tina Hesman Saey, www.sciencenewsforstudents.org

In un episodio del 1967 di Star Trek, il capitano Kirk e il suo equipaggio hanno indagato sui misteriosi omicidi di minatori sul pianeta Janus VI. L’assassino, si è scoperto, era un mostro rock chiamato Horta. Ma i sensori dell’Enterprise non avevano registrato alcun segno di vita nella creatura. L’Horta era una forma di vita a base di silicio. Ciò lo ha reso diverso da qualsiasi altro sulla Terra dove tutto è a base di carbonio.

Tuttavia, non ci volle molto per determinare che l’Horta fosse vivo. Il primo indizio era che svolazzava. Spock chiuse il caso con una fusione mentale. Ha appreso che la creatura era l’ultima della sua specie, proteggendo una folla di uova.

Ma è improbabile che riconoscere la vita su mondi diversi sia così semplice. Potrebbe rivelarsi particolarmente difficile se la ricetta per la vita altrove non include ingredienti familiari. Potrebbero anche esserci cose vive sulla Terra che sono state trascurate perché non corrispondono alle definizioni standard, sospettano alcuni scienziati.

Gli scienziati che cercano la vita fuori dalla Terra sono chiamati astrobiologi. Hanno bisogno di alcune regole di base – con un po’ di spazio di manovra integrato – per sapere quando possono dichiarare con sicurezza: “È vivo!”

Tra le persone che elaborano queste regole c’è Christoph Adami. È un fisico teorico alla Michigan State University di East Lansing. Ha visto crescere la sua versione della vita basata sul silicio. Quella vita non era reale, però. Era una simulazione al computer.

“È facile quando è facile”, dice Adami. “Se trovi qualcosa che cammina e ti saluta, non sarà così difficile capire che hai trovato la vita.” Ma è probabile che i primi alieni che gli umani incontreranno non saranno piccoli omini verdi. Probabilmente saranno minuscoli microbi di un colore o dell’altro, o forse del tutto assenti.

Per definizione

Gli scienziati stanno cercando di capire come potrebbero riconoscere quei microbi alieni. Potrebbe essere davvero difficile se i microbi sono molto strani. Ciò ha portato i ricercatori a proporre alcuni criteri di base per distinguere gli esseri viventi da quelli non viventi.

Molti insistono sul fatto che determinate caratteristiche devono essere presenti per qualsiasi tipo di vita, compresi gli alieni. Questi includono un metabolismo attivo, la riproduzione e l’evoluzione. Altri aggiungono il requisito che la vita debba avere cellule abbastanza grandi da contenere macchine per la costruzione di proteine ​​chiamate ribosomi (RY-boh-soams).

Definire “vita” non è semplice. Un virus, come questo virus Ebola, secondo la maggior parte delle definizioni non è vivo (sebbene alcuni scienziati abbiano sostenuto che lo sia).

Ma tali definizioni possono essere eccessivamente rigide. Fare un elenco dei criteri necessari per la vita può dare agli scienziati una visione del tunnel, afferma Carol Cleland dell’Università del Colorado Boulder. Quella visione ristretta potrebbe renderli ciechi alla diversità della vita nel cosmo.

Alcuni scienziati, ad esempio, affermano che i virus non sono vivi perché fanno affidamento sulle cellule ospiti per riprodursi. Ma Adami “non ha dubbi” sul fatto che i virus vivono. “Non portano con sé tutto ciò di cui hanno bisogno per sopravvivere”, riconosce. “Ma nemmeno noi.” Ciò che è importante, sostiene Adami, è che i virus trasmettano informazioni genetiche da una generazione all’altra. E nella sua forma più semplice, sostiene, la vita è solo un’informazione che si riproduce.

Anche l’evoluzione dovrebbe essere fuori discussione, dice Cleland. Dopotutto, le persone probabilmente non sarebbero mai in giro abbastanza a lungo per dire se qualcosa si sta evolvendo.

Anche le restrizioni sulle dimensioni delle cellule possono spremere i microbi più piccoli dalla considerazione come alieni. Eppure non dovrebbe, sostiene Steven Benner. È un astrobiologo presso la Foundation for Applied Molecular Evolution ad Alachua, in Florida. Una cellula troppo piccola per contenere ribosomi può funzionare in un altro modo. Invece delle proteine, potrebbe utilizzare materiale genetico noto come RNA per effettuare reazioni biochimiche, ipotizza.

Le cellule sono state ritenute necessarie perché separano un organismo da un altro. Ma strati di argilla potrebbero farlo, suggerisce Adami. Cleland propone che la vita potrebbe anche esistere come reti di reazioni chimiche, che non richiedono alcuna separazione.

È un pensiero fantastico. Ma potrebbe essere proprio ciò che serve agli scienziati per riconoscere tipi di vita insoliti, se dovessero presentarsi tali alieni.

Da vicino e personale

Negli ultimi anni, più di 1.000 pianeti sono stati individuati al di fuori del nostro sistema solare. Con la loro scoperta, le probabilità di favorire l’esistenza della vita aliena sono migliori che mai. Ma anche i telescopi più potenti non possono immaginare la vita lontana, soprattutto se microscopica. Le possibilità di trovare una vita così piccola migliorano se gli scienziati riescono a raggiungerla e toccarla.

E questo significa guardare all’interno del nostro sistema solare, afferma Robert Hazen. È uno scienziato che studia minerali, lavora alla Carnegie Institution for Science di Washington, DC

“Hai davvero bisogno di un rover in ginocchio che analizzi le sostanze chimiche”, dice. Tali rover stanno ora campionando rocce su Marte. La sonda spaziale Cassini ha fatto il bagno nei geyser che fuoriescono dalla luna ghiacciata di Saturno Encelado.

Tali esploratori di robot potrebbero un giorno restituire segni di vita. Ma solo sottili segni di vita, quelli che gli scienziati chiamano “biomarcatori”. E potrebbe essere molto difficile distinguere i veri biomarcatori a parte solo qualche minerale, osserva, soprattutto a distanza.

“Abbiamo davvero bisogno che la vita sia il più ovvia possibile”, afferma Victoria Meadows. Ovviamente, intende in parte simile alla Terra. In parte significa anche che questo segnale deve essere un segnale che nessun processo chimico o geologico da solo avrebbe potuto lasciare alle spalle. Meadows è un astrobiologo presso la National Aeronautics and Space Administration. Dirige il suo Virtual Planetary Laboratory presso l’Università di Washington a Seattle.

Alcuni scienziati dicono che la vita è un fenomeno “lo saprò quando lo vedrò”, dice Kathie Thomas-Keprta. Ma anche la vita può essere negli occhi di chi guarda. Thomas-Keprta lo sa fin troppo bene dallo studio di un meteorite marziano. È una geologa planetaria. Faceva parte di un team del Johnson Space Center della NASA a Houston che ha studiato un meteorite chiamato ALH84001. (È stato scoperto nel campo di ghiaccio di Allan Hills in Antartide nel 1984.)

La squadra era guidata dal defunto collega di Thomas-Keprta, David McKay. Nel 1996, gli scienziati hanno affermato che i globuli di carbonato incorporati nel meteorite assomigliavano un po’ alla vita microscopica sulla Terra. I ricercatori hanno trovato grandi molecole organiche (a base di carbonio).

Ciò indicava che si erano formati nello stesso momento. Thomas-Keprta ha anche identificato minuscoli cristalli di magnetite che si sovrappongono ai globuli. Questi cristalli a base di ferro assomigliavano molto a quelli prodotti da alcuni batteri sulla Terra. Tali batteri usano le catene dei cristalli come bussola mentre nuotano in cerca di sostanze nutritive.

Alla fine, gli scienziati hanno concluso che stavano guardando fossili di antichi marziani.

Altri scienziati non erano d’accordo. I globuli e i cristalli potrebbero essersi formati attraverso altri processi, hanno affermato i critici, senza che fosse necessaria la vita.

Quell’affermazione iniziale di fossili marziani è stata ora ampiamente respinta.

Ma potresti non aver bisogno di lasciare il nostro pianeta per trovare gli alieni. C’è la possibilità di una vita ombra sulla Terra. Potrebbe essere così strano che finora non sia stato riconosciuto, postula Cleland dell’Università del Colorado. Considera, dice, “vernice del deserto”.

Queste sono le macchie scure sui lati soleggiati di alcune rocce in climi super secchi. Alcuni scienziati pensano che alcuni batteri o funghi potrebbero essere responsabili. Strani microbi comuni potrebbero risucchiare energia dalle rocce. Potrebbero usare questa energia per alimentare la loro creazione di quel duro strato esterno di minerali. Tali organismi potrebbero produrre la vernice cementando ferro e manganese su particelle di argilla e silicato.

Curiosi, alcuni scienziati hanno provato a ricreare la vernice del deserto in laboratorio. Hanno usato funghi e batteri. E hanno fallito.

In natura , quelle vernici si formano nel corso dei millenni. I critici hanno sostenuto che questo è troppo lento per essere qualcosa creato dai microbi. Ma come facciamo a saperlo, chiede Cleland? “Abbiamo il presupposto che la vita sulla Terra abbia un ritmo”, dice. Qualche vita ombra potrebbe invece crescere molto più lentamente.

Distorsioni minerali

Per trovare la vita e classificarla correttamente, cerca la cosa strana, suggerisce Hazen. Cerca messaggi nei minerali. I minerali non si trovano in modo uniforme nel paesaggio. Ci sono 4.933 minerali riconosciuti sul pianeta, dice Hazen. Lui e il suo equipaggio hanno mappato le posizioni di 4.831 di loro. E il 22 percento di questi esiste in un solo sito. Quasi il 12% in più si verifica in due soli luoghi.

Una delle ragioni di questa distribuzione distorta è che, man mano che la vita si è evoluta, ha utilizzato le risorse locali, trasformandole in nuovi minerali. Prendi ad esempio la hazenite. (Sì, prende il nome da Hazen.) Questo minerale a base di fosfato si trova solo nel Lago Mono della California. I microbi che vivono lì sono la sua unica fonte. Altre specie potrebbero aver portato a sacche similmente rare di alcuni minerali, sospetta il gruppo di Hazen.

Le tinte della vernice del deserto sono di un arancione bruciato o di un nero (in alto, Angel Arch, Canyonlands National Park, Utah). Può essere prodotto da organismi viventi sconosciuti. I silicati rendono lucida la vernice del deserto (fondo, Australia centrale).

Trovare tali strane distribuzioni di minerali su altri pianeti o lune potrebbe indicare che la vita esiste lì, o una volta esisteva. Hazen ha consigliato la NASA su come i rover potrebbero identificare tali indizi minerali sulla vita su Marte.

Marte una volta era bagnato. Ha ancora acqua corrente occasionale. Ciò dimostra che una volta potrebbe essere stato in grado di ospitare la vita. Questa e altre prove nel 2013 hanno portato Benner, della Foundation for Applied Molecular Evolution, a suggerire che Marte potrebbe aver seminato la vita ora sulla Terra. Se quell’idea regge può dipendere dalla ricerca di marziani.

Ma Benner non sembra preoccupato. “Sarei sorpreso ora se non trovassero la vita su Marte”, dice.

Le missioni potrebbero facilmente portare gli astronauti su Marte per confermare una scoperta sospetta, afferma Dirk Schulze-Makuch. È un astrobiologo alla Washington State University di Pullman. “Se qualcuno con un microscopio vede un microbo e questo “si dimena e ricambia, è davvero difficile confutarlo”, scherza.

Andando per il meno ovvio

Ma gli esseri umani e persino le sonde potrebbero avere difficoltà a individuare la vita in luoghi più distanti o esotici. Gli obiettivi principali sono le lune di Giove e Saturno. I cacciatori ET sono attratti da Europa ed Encelado perché i loro oceani liquidi scivolano sotto le croste ghiacciate.

Si ritiene che l’acqua liquida sia necessaria per molte delle reazioni chimiche che potrebbero sostenere la vita. Ma l’acqua è in realtà un terribile solvente per la costruzione di molecole complesse su cui potrebbe basarsi la vita, osserva Schulze-Makuch. Invece, pensa che alieni davvero alieni potrebbero essersi generati in punti caldi nelle profondità dei laghi di idrocarburi di Titano, la luna più grande di Saturno. “Se puoi arrivare fino alla vita, non lo sappiamo”, dice.

La vita sulla luna di Saturno, Titano, potrebbe esistere all’interno di strutture contenenti azoto chiamate azotosomi.

Forse la sfida più grande per la vita del Titanic è il freddo estremo, dice Paulette Clancy. È un’ingegnere chimico alla Cornell University di Ithaca, NY. Questa luna è così gelida che il suo metano, un gas sulla Terra mite, è un liquido viscoso, quasi ghiacciato. E l’acqua, dice, “sarebbe come una roccia”. In quelle condizioni, osserva, gli organismi con una chimica simile alla Terra non avrebbero alcuna possibilità. Per prima cosa, le membrane che trattengono le viscere di una cellula terrestre non funzionerebbero su Titano.

Ma Clancy e i suoi colleghi hanno simulato esperimenti in condizioni simili a quelle di un Titano. E alcune molecole a coda corta potrebbero creare spontaneamente bolle stabili, hanno scoperto. Quelle bolle sono simili alle membrane cellulari.

Come la vernice del deserto, la vita su Titano può crescere lentamente. C’è poca luce solare o calore. Le sue temperature gelide manterrebbero lente le reazioni chimiche. Quindi, se la vita dovesse esistere qui, Schulze-Makuch immagina che avrebbe una durata forse di milioni di anni. Gli organismi potrebbero riprodursi – o addirittura respirare – solo una volta ogni mille anni!

Con così tante opzioni là fuori, Clancy prevede che ci siano diversi pianeti o lune con la vita su di essi. Molti altri ricercatori sono anche ottimisti sul fatto che la vita sia là fuori da trovare. In futuro, gli astrobiologi potrebbero trovarsi faccia a faccia con ET e quando lo fanno, potrebbero persino riconoscerlo per quello che è.

Di Tina Hesman Saey, fonte: www.sciencenewsforstudents.org

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