Credito immagine: NASA/JPL
Durante il briefing della missione NASA di martedì sui progressi con il rover al Meridiani Planum, il principale investigatore del Mars Exploration Rover (MER), Steve Squyres, ha introdotto non solo nuove sorprendenti prove sull'acqua, ma un altro nuovo pezzo del più grande puzzle astrobiologico: acqua e zolfo. 'Con questa quantità di solfato [fino al quaranta percento di sali di zolfo in alcuni punti vicino al sito di atterraggio di Opportunity], devi avere acqua coinvolta'.
Ma l'acqua è solo il primo pezzo di un puzzle in qualsiasi futuro quadro biologico per il pianeta rosso, secondo gli scienziati della missione. Questo sentimento è stato sottolineato considerando solo alcuni dei pezzi del puzzle ancora mancanti. Il tempo, ad esempio, è un elemento ancora da considerare. 'Sappiamo che gli elementi biogeni maggiori e minori essenziali esistono su Marte', ha scritto Rocco Mancinelli, uno scienziato del SETI Institute, 'Il fattore primario nel determinare se la vita potrebbe essere sorta su Marte sta nel determinare se l'acqua liquida esisteva sulla sua superficie per un tempo sufficiente tempo. La storia dell'acqua sta nella mineralogia delle rocce”.
Abitabilità ed Energia
Ma ora che alcune porzioni locali di Marte mostrano la promessa mineralogica di tale acqua almeno temporaneamente 'imbevuta' nella loro documentazione geologica, quali altri ingredienti chiave potrebbero essere necessari in seguito, in particolare per aver sostenuto un caso convincente per l'antica abitabilità? La domanda difficile richiede un confronto con ciò che i microbiologi sanno della vita sulla Terra, quindi si deve iniziare con un esperimento più semplice: come sopravvivrebbe un resistente microbo terrestre oggi su Marte?
Non particolarmente bene, secondo la maggior parte dei microbiologi. I problemi composti di basse temperature, basse pressioni e scarsa energia sono molteplici sul Marte di oggi, anche quando si considera 'oggi' per includere le ultime decine di milioni di anni nella storia meteorologica di Marte.
Rispetto alla temperatura media della Terra di 15 C (59 F), Marte ha globalmente una temperatura media di -53 C (-63,4 F). Mentre le temperature transitorie occasionalmente salgono al di sopra del punto di congelamento dell'acqua nelle regioni equatoriali intorno a entrambi i siti di atterraggio, la maggior parte degli scenari biologici necessita di un'iniezione di calore di base. Un caso abitabile per il pianeta rosso di solito postula un Marte perduto da tempo, uno che era sia più umido che più caldo di quello che potrebbe sembrare ostile anche alle forme di vita più resistenti conosciute oggi.
La prossima generazione di microbi migliori, Desulfotomaculum
Ma una volta identificata una fonte d'acqua, forse il problema immediato più grande su Marte è l'atmosfera molto sottile e irrespirabile, che è solo l'uno per cento della pressione sul livello del mare della Terra. Se esposto in superficie, un microbo su Marte oggi si essiccherebbe rapidamente e congelerebbe. Cioè, a meno che non sia riuscito a ottenere una sorta di letargo una volta che l'ambiente è diventato estremo per la sua biologia preferita. Un promettente candidato microbico deve sviluppare alcuni mezzi per sporulare, poiché si rivelerebbe un grande vantaggio ibernare durante lunghi periodi ogni volta che il clima marziano diventasse inospitale.
Scienziati incuriositi dalle prove sull'acqua antiche e finora locali scoperte vicino al sito Opportunity hanno posto la domanda speculativa: i batteri che formano spore e riducono i solfati offrirebbero un nuovo organismo modello per la prossima generazione di cacciatori di microbi di Marte?
Secondo un veterano Viking e membro del team scientifico del MER, Benton Clark, uno di questi candidati è stato uno dei principali contendenti per resistere alle dure condizioni marziane che altrimenti potrebbero stressare fatalmente un microbo. Clark, della Lockheed Martin di Denver, ha dichiarato: 'Ho sempre avuto un organismo preferito, Desulfotomaculum, che è un organismo che può vivere di solfato, come troviamo in queste rocce'.
Dal 1965, quando il formatore di spore è stato scoperto e classificato per la prima volta, la sua biologia ha offerto alcuni dei migliori estremi per la sopravvivenza microbica. Vivere senza luce solare mentre si formano spore quando il clima diventa freddo o secco potrebbe rendere questo resistente organismo un modello da considerare tra i futuri scienziati planetari.
Indipendenza primitiva dall'energia solare
Liberamente, il nome Desulfotomaculum significa 'salsiccia' che riduce i composti dello zolfo. È un organismo a forma di bastoncello; il latino, -tomaculum, significa 'salsiccia'. Desulfotomaculum è un anaerobio, il che significa che non richiede ossigeno. A livello terrestre, si trova nel suolo, nell'acqua e nelle regioni geotermiche e nell'intestino di insetti e rumine animale. Il suo ciclo di vita dipende dalla riduzione dei composti di zolfo come il solfato di magnesio (o i sali di Epsom) in idrogeno solforato.
I microbi che metabolizzano lo zolfo utilizzano una forma molto primitiva di generazione di energia: la loro azione chimica è importante quanto il loro habitat immediato. Da quello che sappiamo sulle condizioni sulla Terra primordiale, probabilmente faceva caldo e c'era molto ultravioletto (UV). Era un'atmosfera riducente, quindi cose come l'idrogeno solforato come fonte di energia inorganica sono probabilmente ciò che era disponibile per l'uso. Sulla Terra, alcune specie di Desulfotomaculum crescono in modo ottimale a 30-37 C ma possono crescere ad altre temperature a seconda di quale delle quasi 20 specie di Desulfotomaculum viene coltivata.
Sul pianeta gelido e arido così lontano dal Sole, tutto ciò che viene metabolizzato con successo trarrebbe beneficio anche da alcuni nuovi percorsi diversi dalla fotosintesi per produrre energia. Sorprendentemente, mentre alcuni tipi di rischi di radiazioni su Marte possono essere insidiosi, la stessa mancanza di luce solare UV è un problema immediato. Che tipo e intensità di luce solare potrebbero essere più utili per la vita comune verde o ricca di clorofilla sulla Terra? O quando un microbo potrebbe prosperare solo con l'ombra utile dalla copertura del suolo o da una sporgenza rocciosa scura. Fare a meno della luce solare diretta potrebbe essere una norma marziana.
“[Desulfotomaculum] ha bisogno di un po' di idrogeno per accompagnarlo, ma [lo zolfo] è la sua fonte di energia. Può funzionare indipendentemente dal sole', ha affermato Clark. 'Il motivo per cui mi piace quest'ultimo organismo è perché può anche formare spore, quindi può andare in letargo in questi periodi intermedi su Marte tra gli incantesimi più caldi e le differenze nell'obliquità [solare] di cui siamo a conoscenza'.
'Quindi, oltre alle prove fisiche dei fossili', ha detto Clark, 'si possono avere prove chimiche. Si scopre che lo zolfo è uno di quei traccianti che funzionano abbastanza bene nel frazionamento isotopico. Quando gli organismi viventi elaborano lo zolfo, tendono a frazionare gli isotopi in modo diverso dai modi geologici o mineralogici... Quindi ci sono organismi e modi isotopici per cercarlo. Per fare l'analisi isotopica, probabilmente avrai i campioni sulla Terra'.
Preservare la vita
Il geologo del MIT, John Grotzinger, ha affrontato l'impegnativa domanda su come un futuro pianificatore di missioni potrebbe iniziare a formulare una strategia biologica complessiva. Dopo essere atterrato con successo vicino a questo tipo di affioramento nel sito Opportunity, una futura missione su Marte può cercare prove di vita fossile? “La risposta a questa domanda è molto semplice. Sulla Terra, che è l'unica esperienza che abbiamo, trovare fossili conservati in rocce antiche è molto raro. Devi fare tutto il possibile per ottimizzare la situazione per la loro conservazione”.
Fin dall'inizio della missione Opportunity, Andrew Knoll, un paleontologo di Harvard e membro del team scientifico del MER, ha dichiarato a Astrobiology Magazine che 'La vera domanda che si vuole tenere a mente quando si pensa a Meridiani è: quali, se del caso, le firme di che la biologia viene effettivamente preservata nelle rocce diageneticamente stabili? ..Se l'acqua è presente sulla superficie marziana per 100 anni ogni 10 milioni di anni, non è molto interessante per la biologia. Se è presente da 10 milioni di anni, è molto interessante'.
'Prima ti preoccupi della conservazione', ha sottolineato Grotzinger. “Miri alla tua strategia per ottimizzare la conservazione. Se c'era qualcosa, queste [condizioni possono essere] ideali per le capsule del tempo... ma è una sorta di sfida. …Vogliamo esortare alla cautela nell'interpretazione di questi risultati a questo punto.”
'Resta sintonizzato', ha concluso Squyres.
Fonte originale: Rivista NASA/Astrobiologia