Astrobiologia: l’origine della vita e come si possa sviluppare nello spazio

La Terra nella sua evoluzione planetaria è diventata un pianeta in grado di ospitare una grande varietà di specie viventi, dai microrganismi a piante e animali, fino ad arrivare all’uomo. Dalle specie più semplici la vita si è via via evoluta verso forme sempre più complesse. Si stima che tutto possa essere iniziato circa tra i 4,4 miliardi e i 2,7 miliardi di anni fa, quindi dalla comparsa dell’acqua allo stato liquido alla comparsa delle prime attività di fotosintesi, scoperte dagli scienziati. Ma c’è spazio per l’astrobiologia?

Diamo spesso per scontato che quel che accade sul nostro pianeta sia unico o frutto del caso. Se la vita ha avuto la possibilità di originare qui deve avere avuto la stessa possibilità di originare anche altrove se accompagnata dalle giuste condizioni. L’astrobiologia, o esobiologia, è la scienza che si preoccupa di trovare la spiegazione dei fenomeni riguardanti l’origine della vita su questo o altri pianeti e capire se esiste altra vita nell’universo.

Attualmente si conoscono 10 pianeti extrasolari che possiedono caratteristiche simili alla Terra, generalmente chiamati analoghi terrestri, tra questi per esempio il pianeta Proxima Centauri b. La scoperta di questi pianeti fa sorgere sempre più domande sulla reale eventualità che la vita possa essere presente anche in altri luoghi dell’universo.

L’origine della vita

Fatto ormai risaputo è che la vita ha origine dalla non-vita. Già nell’antichità esisteva il concetto, poi sconfessato, di generazione spontanea, la credenza diffusa fino al XVII secolo secondo cui la vita sia in grado di nascere in modo del tutto spontaneo dalla materia inerte o inanimata, grazie all’effetto di certi flussi vitali.

L’abiogenesi è il processo naturale per cui la vita si origina a partire da materia non vivente, come molecole organiche. Potremmo definire questo fenomeno il Big Bang dei biologi. Tuttavia è difficile ancora oggi comprendere come sia possibile il passaggio da semplici composti organici, anche se complessi, a molecole dotate di attività biologica vera e propria, con caratteristiche appartenenti alla vita, come il mantenimento della struttura cellulare e la sua organizzazione, fino ad arrivare alla capacità di riprodursi.

Molti scienziati hanno cercato di spiegare alcune importanti tappe di questo incredibile processo, tra cui la formazione dei primi polimeri, delle molecole capaci di replicare se stesse e da cui derivano i nostri geni, e la compartimentazione dovuta alla comparsa delle membrane biologiche. Tuttavia su questo argomento vi è ancora molto da scoprire.

Astrobiologia e il brodo primordiale

Il brodo primordiale è un ipotetico ambiente ancestrale in cui tutto ha avuto inizio. La giusta miscela di sostanze e condizioni fisiche che hanno permesso le sviluppo delle prime macromolecole e così delle prime cellule. Si pensa che la sua composizione chimica fosse una miscela acquosa di sali inorganici, composti chimici semplici (carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto), altri composti di natura inorganica (ammoniaca e anidride carbonica), ed infine composti di natura organica (idrocarburi, ammoniaca, acidi carbossilici, brevi polimeri).

Questa miscela sotto l’effetto di una grande quantità di energia libera, derivante dai raggi ultravioletti solari e dalle scariche elettriche dei primi temporali, ha dato inizio ad una serie di reazioni chimiche che hanno portato alla formazione delle prime strutture necessarie per la vita. Inoltre è da considerare che all’inizio di tutto non erano per ovvie ragioni presenti organismi in grado di metabolizzare queste “nuove molecole”, permettendone di conseguenza l’accumulo e quindi la possibilità di queste di aggregarsi in strutture più complesse.

L’esperimento di Miller-Urey fu il primo a dimostrare che le molecole organiche si possono formare spontaneamente se nelle giuste condizioni ambientali a partire da sostanze inorganiche più semplici. L’esperimento condotto nel 1953 dai due scienziati Stanley Lloyd Miller e Harold Clayton Urey si basava sulla riproduzione in laboratorio di una miscela avente le stesse caratteristiche del brodo primordiale e sottoposta alle stesse condizioni.

Astrobiologia e l’origine extraterrestre della vita terrestre

Sono state ritrovate alcune molecole organiche, tra cui gli amminoacidi, costituenti le proteine, su alcuni meteoriti giunti sulla Terra. Questo ha fatto ipotizzare a molti scienziati che gli amminoacidi o altre molecole potessero avere un’origine extraterrestre.

Tuttavia le quantità inizialmente ritrovate, nell’ordine dei 15 ppm (parti per milione), non erano sufficientemente elevate per poter spiegare la nascita della vita. In seguito furono ritrovati dei meteoriti con concentrazioni nettamente più elevate, tra i 180 e 249 ppm, che spinsero a riconsiderare queste ipotesi.

Si pensi infatti che nel periodo in cui le prime forme di vita apparvero, la Terra primordiale era costantemente bombardata da materiale di origine extraterrestre. Di certo il ritrovamento sui meteoriti di queste molecole può confermarci la presenza nell’universo di altre possibili fonti di vita simili al brodo primordiale.

La vita in viaggio nell’universo

Secondo la teoria della Panspermia la vita esiste in tutto l’universo ed è in grado di spostarsi. Questo può far pensare non solo all’origine extraterrestre delle molecole organiche, ma della vita stessa. Si ritiene alcune forme di vita possano letteralmente viaggiare nello spazio grazie ad alcuni veicoli, tra cui: meteoroidi, asteroidi, comete, planetoidi e veicoli spaziali.

Questa teoria è supportata perché si ritiene che alcuni microrganismi possano sopravvivere agli effetti dello spazio, come gli estremofili. Si ritiene che questi microbi possano rimanere intrappolati in uno stato dormiente in questi veicoli spaziali, per poter ritornare attivi qualora incontrino le giuste condizioni ambientali.

Astrobiologia e la vita sui pianeti del sistema solare

Anche sui pianeti del sistema solare si ipotizza la presenza di microrganismi. Tendenzialmente si fanno molte ipotesi sulla possibilità che Europa, un satellite di Giove, e Venere possano ospitarne. Prendono il loro spazio in queste ricerche anche Marte e la Luna. Queste ipotesi sono sicuramente avvalorate dalle scoperte relativamente recenti che riguardano la presenza di acqua sia su Marte che sul nostro satellite, la Luna.

Molte sono le teorie riguardanti la vita nello spazio e la sua origine che devono trovare una dimostrazione empirica. Alcune domande forse non troveranno mai risposta, continueremo comunque a cercare. Vedendo come la vita possa avere origine e in che modo sia in grado di evolversi e di adattarsi c’è da pensare solo che la vita vince sempre.