La panspermia è la teoria secondo cui la vita potrebbe essere arrivata sulla Terra o su qualsiasi altro pianeta trasportata nello spazio da meteoriti, comete o asteroidi. Studia il modo in cui la vita potrebbe essere distribuita nella galassia, non come è effettivamente iniziata.
La teoria della panspermia
Gli esobiologi si sono tradizionalmente concentrati sulla possibilità di vita su Marte e negli oceani sotterranei delle lune ghiacciate Europa ed Encelado, ma forme di vita semplici come batteri ed estremofili potrebbero essere molto più diffuse?
È possibile che in questo momento la vita stia vagando nello spazio interplanetario sotto forma di spore e batteri dormienti? La teoria della panspermia potrebbe essere vera? Molti ricercatori hanno messo in dubbio che sia davvero possibile. Sia Iosif Shklovsky che Carl Sagan hanno notato come l’ambiente ostile dello spazio possa danneggiare gravemente il DNA o l’RNA vitali nelle spore e nei microrganismi.
Altri ritengono che, se una nube di polvere contenesse un numero sufficiente di microbi, alcuni potrebbero sopravvivere nello spazio in forma dormiente.La teoria della lithopanspermia ipotizza che la vita microscopica di tipo estremofilo potrebbe esistere nei detriti lanciati nello spazio dalle collisioni planetarie con asteroidi e comete.
La radiopanspermia postula che gli organismi potrebbero viaggiare nello spazio tramite la pressione di radiazione delle stelle: in questa situazione si sostiene che l’azione letale delle radiazioni ultraviolette e dei raggi X, sommata al vuoto dello spazio, non distrugge completamente tutti i microrganismi e che un numero sufficiente potrebbe sopravvivere per creare un ambiente planetario adatto. In un processo molecolare relativamente delicato, i mattoni organici della vita hanno origine nelle nubi di polvere interstellare e vengono trasportati sulla superficie dei pianeti, dove la vita si sviluppa tramite abiogenesi.
Il concetto ha preso forma in forma basilare nel lavoro di ricercatori quali Jöns Jacob Berzelius, Hermann Richter e Svante Arrhenius, a partire dagli anni ’30 dell’Ottocento fino ai primi anni del Novecento. Negli anni più recenti è stato promosso dal Prof. Chandra Wickramasinghe, ex collega del famoso cosmologo Sir Fred Hoyle.
Tra le sue idee rientra anche l’idea che pandemie e focolai di malattie si siano verificati a causa di spore attive che hanno viaggiato attraverso il vuoto dello spazio interplanetario e sono arrivate nell’atmosfera. Molti esobiologi dubitano di queste conclusioni. Tuttavia, fu Wickramasinghe il primo a proporre, con Hoyle nel 1974, che una certa polvere nello spazio interstellare fosse in gran parte organica, in quanto composta da composti di carbonio, tra cui silicati, carbonio inorganico (come la grafite) e ghiacci di vario genere.
Oggi la comunità scientifica accetta che le molecole organiche siano comuni nella Galassia. Per alimentare il dibattito sulla panspermia, i risultati degli esperimenti EXPOSE sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) hanno dimostrato che gli strati protettivi di tipo meteoritico attorno ai campioni biologici organici potrebbero effettivamente consentire alle endospore batteriche e persino ai semi di sopravvivere nel vuoto estremo dello spazio, nonostante le forti radiazioni ultraviolette e le temperature estremamente basse.
La ricerca di vita extraterrestre e la possibilità che organismi sopravvivano al duro ambiente spaziale sono state studiate con numerosi esperimenti orbitali. Dal 2008 al 2016, i campioni di EXPOSE sono stati esposti nello spazio e poi riportati sulla Terra dalla ISS.Alcuni sono sopravvissuti, anche dopo 1,5 anni trascorsi montati fuori dalla ISS: in un caso, il 100% delle endospore batteriche collocate in condizioni simili a quelle di Marte erano vitali, ovvero ancora capaci di vitaLa ricerca di vita extraterrestre e la possibilità che organismi sopravvivano al duro ambiente spaziale sono state studiate con numerosi esperimenti orbitali. Dal 2008 al 2016, i campioni di EXPOSE sono stati esposti nello spazio e poi riportati sulla Terra dalla ISS.
Alcuni sono sopravvissuti, anche dopo 1,5 anni trascorsi montati fuori dalla ISS: in un caso, il 100% delle endospore batteriche collocate in condizioni simili a quelle di Marte erano vitali, ovvero ancora capaci di vita. Un quarto dei semi di tabacco dell’esperimento sopravvisse e fu poi coltivato come pianta sulla Terra.
I risultati di EXPOSE hanno rappresentato la prima prova concreta che la vita criptoendolitica di base,ovvero gli organismi che colonizzano le cavità nelle strutture delle rocce, può essere sufficientemente resistente da sopravvivere allo spostamento nello spazio. Ciò è di fondamentale importanza per il dibattito sulla panspermia e per le future direzioni della ricerca esobiologica.
È inoltre di diretta rilevanza per l’analisi dei campioni delle future missioni su Marte, la sterilizzazione per la protezione planetaria delle sonde di atterraggio e la futura esplorazione di possibili ambienti adatti alla vita nel Sistema Solare e oltre.
Oltre agli esperimenti EXPOSE della ISS, sono stati condotti BIOPAN sulle capsule russe Foton e EXOSTACK sul satellite statunitense Long Duration Exposure Facility. Questi studi hanno dimostrato che, se dotati di una protezione di base, spore, licheni e persino piccoli animali noti come tardigradi potrebbero sopravvivere nello spazio per alcuni anni.
È noto che in un pezzo del modulo lunare Surveyor 3 riportato sulla Terra dall’equipaggio dell’Apollo 12 nel 1969 si scoprì che conteneva un batterio terrestre che sembrava essere sopravvissuto senza protezione per oltre due anni sulla superficie priva di aria.
È controverso se questo batterio sia derivato da una contaminazione di laboratorio avvenuta al suo arrivo sulla Terra, ma l’eccitazione che ha suscitato ha creato ulteriori preoccupazioni circa la futura contaminazione da parte delle sonde di atterraggio su Marte e su destinazioni come Titano, Europa ed Encelado.
Tra il 2001 e il 2006 l’Organizzazione indiana per la ricerca spaziale (ISRO) ha condotto una ricerca di microrganismi spaziali ad altitudini stratosferiche mediante voli in mongolfiera. Wickramasinghe ritenne che i risultati indicassero l’esistenza di cellule interplanetarie viventi in campioni d’aria prelevati a oltre 41 km di quota, una quota alla quale l’aria proveniente dagli strati più bassi dell’atmosfera non potrebbe normalmente essere trasportata.
nel 2010, i campionamenti atmosferici effettuati dalla NASA prima e dopo gli uragani suggerirono che la convezione su larga scala avrebbe potuto trasportare i batteri terrestri molto in alto, negli strati superiori dell’atmosfera: “Quando Fred Hoyle e io proponemmo per la prima volta la teoria della panspermia cometaria nei primi anni ’80, le prove a supporto erano molto limitate rispetto a quelle di cui disponiamo oggi.
Il nostro punto di partenza è stata l’inaspettata prova ottenuta negli anni ’70 della presenza diffusa di molecole organiche complesse simili a polvere biologica nello spazio interstellare. Questi dati sono stati combinati con i difetti e le inadeguatezze percepite nelle teorie standard sull’origine e l’evoluzione della vita sulla Terra per sviluppare la teoria di Hoyle-Wickramasinghe sulla vita cosmica.
“Molte previsioni della teoria HW sono state da allora verificate. Tra queste, il rilevamento di biomateriale nella polvere di cometa raccolta nella stratosfera, le scoperte conseguenti all’esplorazione spaziale delle comete e le sorprendenti prove degli studi sulla sequenza del DNA che indicano il ruolo dei virus estrinseci nell’evoluzione della vita terrestre”.
L’enorme capacità di sopravvivenza di batteri e virus, così come di semi di piante e tardigradi in condizioni spaziali, rafforza notevolmente la tesi della panspermia e della vita come fenomeno cosmico piuttosto che terrestre. Secondo me, la vecchia idea della zuppa primordiale sarà presto relegata negli archivi della storia della scienza. In un arco di tre decenni non sono emersi dati che contraddicano la panspermia cometaria.”
“È teoricamente plausibile che i microbi viaggino tra i pianeti nei meteoriti, ma ciò non è stato ancora dimostrato. Se si dimostrasse fisicamente possibile, ne consegue che la vita potrebbe essere arrivata sulla Terra da qualche altra parte, forse da Marte o da un’altra posizione nel Sistema Solare, sebbene non vi siano prove di ciò. “La panspermia, se si verifica, non risolve il problema dell’origine della vita, ma semplicemente sposta quell’evento in un altro luogo dell’Universo.
“Il principale vantaggio teorico della panspermia come concetto è che, ovunque si trovasse ‘qualche altro posto’, avrebbe potuto trascorrere più tempo per le reazioni chimiche prebiologiche che hanno portato all’origine della vita, ma al momento non sappiamo se in realtà sia stato necessario più tempo. L’unico modo per stabilire se la è stata attiva nel Sistema Solare è esplorare altri ambienti abitabili, o che lo sono stati in passato, su altri pianeti, come Marte”.
“Se la panspermia è in funzione, predirà che tutta la vita trovata nel Sistema Solare avrà un’origine comune e quindi condividerà caratteristiche biochimiche chiave, come lo stesso codice genetico. D’altro canto, se la vita non viaggiasse tra i pianeti, ci aspetteremmo che qualsiasi vita trovassimo sarebbe molto diversa dalla nostra.”
Che dire delle future missioni spaziali per cercare risposte alla domanda sulla panspermia? Che dire delle missioni orbitali e di atterraggio su Marte, sulle lune ghiacciate, sugli asteroidi e sulle comete? Molti ritengono che sarà necessaria la presenza di astronauti esploratori sulla superficie di Marte e di altri obiettivi più distanti, come Europa ed Encelado, per risolvere adeguatamente la questione della vita nel Sistema Solare.
Confrontare qualsiasi forma di vita trovata, passata o presente, con la vita di tipo terrestre sarà un test cruciale sulla panspermia e i ricercatori di esobiologia dovranno prendere in considerazione questa possibilità quando progettano missioni spaziali per la ricerca della vita in futuro. Finché le sonde non troveranno prove dirette di vita nello spazio, sia sulla superficie di un pianeta o della Luna, sia tramite la raccolta di campioni nello spazio profondo, il dibattito continuerà.