Microchip di sequenziamento del DNA potrebbe rilevare vita su Marte

La ricerca della vita su altri pianeti.
La ricerca della vita su altri pianeti.
Le condizioni su Marte sono dure. La sua atmosfera è composta per lo più di anidride carbonica ed è 100 volte più sottile di quella terrestre. Le temperature sulla superficie possono precipitare fino a-126 gradi Celsius. Ma l'ambiente al di sotto della superficie marziana potrebbe essere simile al nostro pianeta e potrebbe contenere tutti gli elementi principali necessari per la vita, dicono alcuni scienziati.

La vita esiste ancora su Marte, anche oggi? E se lo facesse, potrebbe in qualche modo essere correlato alla vita sulla Terra?

Queste sono domande a cui stanno chiedendo molti scienziati planetari, astrofisici e altri interessati al campo emergente dell'astrobologia.

Nella ricerca di risposte, un team di scienziati del MIT, Harvard University, Caltech, Brown University e Massachusetts General Hospital negli Stati Uniti hanno proposto un nuovo metodo per determinare se la vita sulla Terra potrebbe aver avuto origine su Marte, o viceversa. Questi ricercatori hanno sviluppato un microchip di sequenziamento del DNA in grado di rilevare e decodificare sequenze di RNA e DNA in microbi raccolti da ambienti alieni, come quelli che esistono su Marte. L'RNA e il DNA sono chiari e inequivocabili indicatori di vita, e se i microbi esaminati su entrambi i pianeti dimostrano alcuni punti in comune è possibile rivelare segreti sorprendenti su come la vita si è veramente evoluta nel nostro sistema solare.




"Se c'è vita su Marte e si basa su RNA e DNA, non otterresti una, ma molte sequenze e saresti in grado di capire la relazione di qualsiasi vita terrestre", ha spiegato il capo progetto Christopher Carr, un professore del dipartimento di Scienze terrestri, atmosferiche e planetarie al MIT.

Tra quattro e 3,5 milioni di anni fa, la Terra e Marte attraversarono un periodo di pesanti bombardamenti di meteoriti e asteroidi. I principali impatti potrebbero aver fatto saltare materiali dalle superfici del pianeta e fuori nello spazio, creando nuovi meteoriti che potrebbero aver percorso il percorso gravitazionale tra la Terra e Marte, andando in entrambe le direzioni su questa autostrada interplanetaria.

"Se la vita fosse su un pianeta o l'altro, avrebbe potuto fare un giro e finire sull'altro pianeta", ha detto Carr. Molti scienziati ritengono che questo tipo di contaminazione incrociata potrebbe aver avuto luogo circa 3,5 miliardi di anni fa, creando una situazione in cui la vita potrebbe essersi evoluta su ciascun pianeta in parallelo.

Non è chiaro se la tecnologia di sequenziamento del DNA possa determinare la direzione della contaminazione. Ma sarebbe in grado di distinguere tra la reale vita marziana e i microrganismi originati sulla Terra, ma furono portati accidentalmente sul pianeta da una missione su Marte.

Il nuovo microchip di sequenziamento del DNA sarebbe l'elemento principale in un dispositivo più grande che potrebbe essere trasportato su Marte in una futura missione del rover della NASA. Carr ei suoi colleghi ricercatori hanno definito questo dispositivo lo strumento per la ricerca di genomi extraterrestri (SETG) e con l'assistenza finanziaria e logistica della NASA, il loro strumento esplorativo è ancora in fase di sviluppo.

Marte colonizzato


Il test delle radiazioni cruciali è già stato completato e ha verificato che il microchip SETG di sequenziamento del DNA può essere protetto dai danni da radiazioni durante lo spazio o mentre si trova sulla superficie marziana

L'iniziativa SETG è stata molto pubblicizzata. Ma non è l'unico progetto di ricerca e sviluppo incentrato sul sequenziamento del DNA astrobiologico.

In collaborazione con il Centro Ricerche Ames della NASA in California, nel 2018 l'Agenzia spaziale canadese ha sponsorizzato uno studio su un dispositivo per il sequenziamento del DNA chiamato MiniOn, progettato e prodotto da Oxford Nanopore Technologies nel Regno Unito.

Nella ricerca di terreni di prova con caratteristiche simili al paesaggio marziano, un team di ricercatori guidato dal professore della McGill University Lyle Whyte ha schierato MiniON sul permafrost ghiacciato dell'isola Axel Heiberg, a soli 900 chilometri dal Polo Nord. Quest'isola presenta una serie di sorgenti perenni fredde e salate che sono note per ospitare la vita microbica. Anche in questo ambiente inospitale, il MiniOn è stato in grado di rilevare questi microrganismi e registrare accuratamente le sequenze di DNA e RNA.

Nel frattempo, la ricerca condotta presso l'Università dell'Arkansas-Fayetteville negli Stati Uniti ha confermato la vitalità della vita microbica su Marte.

L'atmosfera su Marte è nota per contenere quantità di gas metano, che possono essere create dai vulcani o dalle azioni dei microbi chiamati metanogeni. Questi organismi non richiedono ossigeno e se vivessero appena al di sotto della superficie di Marte sarebbero protetti dagli effetti distruttivi delle radiazioni ultraviolette che penetrano nell'atmosfera super-sottile di Marte. Gli esperimenti dell'Arkansas-Fayetteville hanno rivelato che potrebbero sopravvivere anche alla mancanza di pressione atmosferica del pianeta rosso, il che significa che potrebbero essere effettivamente responsabili della creazione del metano che attualmente galleggia sopra la superficie marziana.




Destinazioni future nella ricerca della vita

Mentre gran parte dell'attenzione è stata focalizzata su Marte, questo non è l'unico corpo nel sistema solare identificato come una possibile fonte di vita. Tre delle lune di Giove (Europa, Callisto e Ganimede) e tre delle lune di Saturno (Encelado, Titano e Mimas) possono avere oceani sottosuperfici intrappolati sotto i loro esterni ghiacciati, ognuno dei quali potrebbe idealmente ospitare forme di vita microscopiche (o anche più grandi). Anche su Plutone, le prove suggeriscono che gli oceani liquidi possono essere trovati diversi chilometri al di sotto della sua superficie rigidamente ghiacciata.

Il telescopio spaziale Hubble ha individuato delle eruzioni di acqua da sotto il ghiaccio su Europa, mentre la sonda spaziale Cassini ha identificato i geyser che emettevano un getto d'aria sopra la superficie di Encelado. Queste due lune sono considerate i migliori candidati per le esplorazioni future, che potrebbero essere eseguite da rover simili a quelli che ora vengono inviati di routine a Marte.

Plutone potrebbe essere al di fuori della nostra portata, ma le lune di Giove e Saturno potrebbero essere destinazioni future per missioni senza equipaggio alla ricerca di segni di vita. Se la vita dovesse essere trovata in una di queste posizioni, è improbabile che si ricolleghi alla contaminazione incrociata, poiché la separazione tra la Terra, Marte e questi corpi lontani è semplicemente troppo grande per i meteoriti per colmare il divario.




Immerso in un universo vivente?

Nella vita si trova in una o più di queste posizioni, potrebbe essersi evoluta separatamente e indipendentemente dalla vita sulla Terra. Potrebbe essere che le condizioni favorevoli alla vita abbiano una tendenza intrinseca a produrre vita, ovunque queste condizioni possano essere trovate.

Un'intrigante possibilità si rivela attraverso la dottrina della panspermia. Gli sviluppatori di questa ipotesi suggeriscono che l'universo pullula di microrganismi e altri elementi costitutivi della vita, che possono essere trasportati su vaste distanze di spazio su comete, asteroidi o meteoriti. Se una cometa proveniente dalle profondità dello spazio interstellare si schiantasse sulla Terra miliardi di anni fa, avrebbe potuto seminare il pianeta con la vita aliena, e se oggetti simili colpissero altri pianeti o lune avrebbe potuto causare lo stesso effetto.

Se si scopre che la vita esiste su più di un pianeta o luna nel nostro sistema solare altrimenti insignificante, potrebbe significare che la vita è abbondante in tutta la galassia e oltre. Segnalerebbe la possibilità che ovunque la vita sia possibile, è probabile che si sviluppi, il che significa che la vita non è un caso o evento raro, ma un prevedibile esito emergente in un universo progettato per produrlo.

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