Marte non è esattamente un luogo amichevole per la vita come lo conosciamo. Mentre le temperature all'equatore possono raggiungere i 35 ° C (95 ° F) in estate a mezzogiorno, la temperatura media sulla superficie è di -63 ° C (-82 ° F) e può arrivare fino a -143 ° C (-226 ° F) durante l'inverno nelle regioni polari. La sua pressione atmosferica è circa la metà dell'uno percento di quella terrestre e la superficie è esposta a una notevole quantità di radiazioni.
Fino ad ora, nessuno era certo se i microrganismi potessero sopravvivere in questo ambiente estremo. Ma grazie a un nuovo studio condotto da un team di ricercatori dell'Università statale di Mosca Lomonosov (LMSU), ora possiamo essere in grado di porre dei vincoli su quali condizioni possono sopportare i microrganismi. Questo studio potrebbe quindi avere implicazioni significative nella caccia alla vita altrove nel Sistema Solare e forse anche oltre!
Lo studio, intitolato "100 kGy comunità microbiche con effetto gamma all'interno dell'antico permafrost artico in condizioni marziane simulate", è recentemente apparso sulla rivista scientifica Estremofili. Il gruppo di ricerca, guidato da Vladimir S. Cheptsov dell'LMSU, comprendeva membri dell'Accademia delle scienze russa, dell'Università Politecnica statale di San Pietroburgo, dell'Istituto Kurchatov e dell'Università federale degli Urali.
Per motivi di studio, il team di ricerca ha ipotizzato che le condizioni di temperatura e pressione non sarebbero i fattori attenuanti, ma piuttosto le radiazioni. Pertanto, hanno condotto test in cui le comunità microbiche contenute all'interno della regolite marziana simulata sono state quindi irradiate. La regolite simulata consisteva in rocce sedimentarie che contenevano il permafrost, che venivano quindi sottoposte a condizioni di bassa temperatura e bassa pressione.
Come ha spiegato Vladimir S. Cheptsov, uno studente post-laurea presso il Dipartimento di biologia del suolo della MSU Lomonosov e un coautore del documento, in una nota stampa LMSU:
“Abbiamo studiato l'impatto congiunto di una serie di fattori fisici (radiazione gamma, bassa pressione, bassa temperatura) sulle comunità microbiche all'interno del permafrost artico antico. Abbiamo anche studiato un oggetto naturale unico: l'antico permafrost che non si è sciolto per circa 2 milioni di anni. In breve, abbiamo condotto un esperimento di simulazione che ha coperto le condizioni di crio-conservazione nella regolite marziana. È anche importante che in questo articolo abbiamo studiato l'effetto di dosi elevate (100 kGy) di radiazioni gamma sulla vitalità dei procarioti, mentre in studi precedenti non sono mai stati trovati procarioti viventi dopo dosi superiori a 80 kGy. "
Per simulare le condizioni marziane, il team ha utilizzato una camera climatica costante originale, che ha mantenuto la bassa temperatura e la pressione atmosferica. Hanno quindi esposto i microrganismi a vari livelli di radiazione gamma. Ciò che hanno scoperto è che le comunità microbiche hanno mostrato un'elevata resistenza alle condizioni di temperatura e pressione nell'ambiente marziano simulato.
Tuttavia, dopo aver iniziato a irradiare i microbi, hanno notato diverse differenze tra il campione irradiato e il campione di controllo. Mentre il conteggio totale delle cellule procariotiche e il numero di cellule batteriche metabolicamente attive sono rimasti coerenti con i livelli di controllo, il numero di batteri irradiati è diminuito di due ordini di grandezza mentre anche il numero di cellule metabolicamente attive di archei è triplicato.
Il team ha anche notato che all'interno del campione esposto di permafrost, vi era un'alta biodiversità di batteri e questi batteri hanno subito un cambiamento strutturale significativo dopo essere stato irradiato. Ad esempio, le popolazioni di actinobacteria gradiscono Arthrobacter- un genere comune trovato nel suolo - non era presente nei campioni di controllo, ma divenne predominante nelle comunità batteriche esposte.
In breve, questi risultati hanno indicato che i microrganismi su Marte sono più sopravvissibili di quanto si pensasse in precedenza. Oltre a essere in grado di sopravvivere alle basse temperature e alla bassa pressione atmosferica, sono anche in grado di sopravvivere ai tipi di condizioni di radiazione che sono comuni sulla superficie. Come ha spiegato Cheptsov:
“I risultati dello studio indicano la possibilità di una crio-conservazione prolungata di microrganismi vitali nella regolite marziana. L'intensità della radiazione ionizzante sulla superficie di Marte è 0,05-0,076 Gy / anno e diminuisce con la profondità. Tenendo conto dell'intensità delle radiazioni nella regolite di Marte, i dati ottenuti consentono di ipotizzare che gli ipotetici ecosistemi di Marte possano essere conservati in uno stato anabiotico nello strato superficiale della regolite (protetto dai raggi UV) per almeno 1,3 milioni di anni, a una profondità di due metri per non meno di 3,3 milioni di anni e ad una profondità di cinque metri per almeno 20 milioni di anni. I dati ottenuti possono anche essere applicati per valutare la possibilità di rilevare microrganismi vitali su altri oggetti del sistema solare e all'interno di piccoli corpi nello spazio. "
Questo studio è stato significativo per molteplici ragioni. Da un lato, gli autori sono stati in grado di dimostrare per la prima volta che i batteri procarioti possono sopravvivere a radiazioni superiori a 80 kGy, cosa che in precedenza era ritenuta impossibile. Hanno anche dimostrato che, nonostante le sue difficili condizioni, i microrganismi potrebbero essere ancora vivi su Marte oggi, conservati nel suo permafrost e nel suolo.
Lo studio dimostra anche l'importanza di considerare sia i fattori extraterrestri che quelli cosmici quando si considera dove e in quali condizioni possono sopravvivere gli organismi viventi. Ultimo, ma non meno importante, questo studio ha fatto qualcosa che nessuno studio precedente ha fatto, che è definire i limiti della resistenza alle radiazioni per i microrganismi su Marte - in particolare all'interno della regolite e a varie profondità.
Queste informazioni saranno preziose per le future missioni su Marte e in altre località del Sistema Solare, e forse anche con lo studio degli esopianeti. Conoscere il tipo di condizioni in cui prospererà la vita ci aiuterà a determinare dove cercarne i segni. E durante la preparazione di missioni ad altre parole, farà anche sapere agli scienziati quali luoghi evitare, in modo da prevenire la contaminazione degli ecosistemi indigeni.
