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La vita come NON la conosciamo è possibile su Titano

Azotosoma
Azotosoma Credit: James Stevenson

Forse è proprio ora di ampliare i nostri orizzonti perché secondo un gruppo di ricercatori della Cornell University, la vita oltre la Terra potrebbe esistere ed essere molto diversa da quella che conosciamo.

Il team, formato da chimici esperti di dinamica molecolare ed astronomi, è andato oltre le teorie ed ha presentato un modello realistico di vita aliena basata sul metano, adatto a prosperare in un mondo freddo ed inospitale come la grande luna di Saturno, Titano.
I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances.

Titano ricorda molto la Terra primordiale: ha una densa e fredda atmosfera composta principalmente di azoto e sistemi nuvolosi formati dal metano che si comporta come il vapore acqueo sulla Terra, cadendo sotto forma di pioggia e scorrendo in fiumi e laghi. E' l'unico altro mondo del nostro Sistema Solare con un liquido stabile in superficie. Peccato che non si tratta di acqua ma di idrocarburi e, nonostante anche sul nostro pianeta esistano dei luoghi estremi simili in cui alcuni microorganismi riescono a vivere, come il lago di asfalto a Trinidada, ciò rende improbabile la presenza della vita come la conosciamo.

Ora, però, gli scienziati sono riusciti a modellare una nuova membrana cellulare, formata da piccoli composti azotati, in grado di funzionare alle temperature del metano liquido (-180° C), ideale per un luogo come Titano.

ll lavoro è stato condotto dagli ingegneri chimici Paulette Clancy, James Stevenson e dallo scienziato planetario e astrofisico Jonathan Lunine, direttore del Center for Radiophysics and Space Research della Cornell.

Lunine fa parte del team della missione Cassini-Huygens ed è un esperto dei mari di idrocarburi di Titano.
Incuriosito dalle possibilità di una vita basata sul metano, ha cercato assistenza alla Cornell.
"Noi non siamo biologi e non siamo gli astronomi ma abbiamo avuto gli strumenti giusti", ha detto Clancy. "Forse questo ha aiutato perché siamo partiti senza alcun preconcetto su quello che dovrebbe essere una membrana o cosa non dovrebbe essere. Abbiamo solo lavorato con i composti che avevamo a disposizione, chiedendoci 'se questa fosse la tavolozza, cosa ci si potrebbe fare?'".

Sulla Terra la vita è basata su membrane a doppio strato fosfolipidico, permeabili ed acquose, che ospitano la materia organica di ogni cellula. Una vescicola, ossia un compartimento cellulare a forma di sacca, fatta da tale membrana, si chiama liposoma.

Membrana cellulare

La membrana cellulare, anche detta plasmalemma, mantiene la forma della cellula e separa il contenuto interno (nucleo, DNA, proteine, enzimi, ribosomi…) dal mondo esterno. E' costituita generalmente da fosfolipidi, che sono molecole che hanno un gruppo di testa e un gruppo di coda. La testa è attratta dall'acqua (idrofilica), mentre la coda, che è composta da una catena lunga di acidi grassi, è respinta dall'acqua (idrofobica). Questo è ciò che mantiene l'ambiente intracellulare perfettamente separato dal mondo esterno (extracellulare).

La comunicazione tra questi due mondi è comunque possibile, anzi è finemente regolata per ottimizzare le risposte cellulari al mondo (stimoli) esterno(i), siano esse positive o negative.

La membrana cellulare è, quindi, una struttura semplice ma ben adattata ad un mondo "acquoso" come il nostro dove, appunto, la vita non sarebbe possibile senza l'acqua.

La Dr. Luciana Della Valle, biologa, spiega:
"io la vedo molto come le pareti di una casa.
Le pareti mantengono l'individualità della casa ma insieme alle altri pareti di tutte le case (o cellule nel nostro caso) formano un villaggio (o un tessuto, un organo per esempio). All'interno di queste case comunque esiste un'attività frenetica e tanti personaggi entrano ed escono tramite porte e finestre (nel mondo cellulare diremmo proteine e vescicole) regolate da chi vive dentro o dagli stimoli/messaggi che vengono dal di fuori”.

In ogni caso, questo incredibile meccanismo è adatto alle nostre temperature e condizioni ambientali.
D'altra parte, fino ad ora, gli astronomi alla ricerca di esopianeti si sono sempre concentrati sulla cosiddetta fascia abitabile dei sistemi planetari, ossia quella zona alla giusta distanza dalla stella madre per cui sulla superficie potrebbe esistere acqua allo stato liquido.

E se le cellule non fossero basate sull'acqua ma sul metano che ha un punto di congelamento inferiore?
Allora le aspettative cambierebbero molto e nuove possibilità si farebbero strada.

Dal momento in cui gli idrocarburi sono gli unici, a parte l'acqua sulla Terra, presenti in forma liquida nel nostro Sistema Solare, molti studiosi in cerca di forme di vita extraterrestre hanno ipotizzato membrane invertite, con le code idrofobiche all'esterno per esistere in un mondo "al metano liquido" come quello di Titano (references 7-16 dall'articolo). Ma sfortunatamente le code idrofobiche sono formate da lunghe catene di idrocarburi che risulterebbero rigide alle temperature proibitive dei mari della luna di Saturno. Ed inoltre, gli atomi delle teste dei fosfolipidi, ossigeno e fosforo, non sono disponibili in alcun modo nei mari di metano ed etano di Titano. Una membrana fosfolipidica invertita sembra perciò un'idea da scartare.

Il team, quindi, ha proposto una membrana che, grazie all'attrazione tra teste polari di molecole ricche di azoto con corte code non-polari, riesce a mantenersi intatta ed a funzionare alle basse temperature.

Tra le varie molecole testate, una in particolare, l'acrynonitrile azotosoma è stata ritenuta adatta per avere proprietà simili a quelle delle membrane fosfolipidiche sulla Terra.

A questo punto, però, per concretizzare il lavoro, bisognava assicurarsi che la materia prima fosse disponibile tra i composti organici presenti su Titano.
La squadra ha avuto fortuna trovando l'acrylonitrile (C3H3N), un composto liquido incolore presente nell'atmosfera della luna di Saturno. Questa sostanza sembra riesca ad assemblarsi da sola nella forma di membrana e a formare vescicole, ritenute da alcuni studiosi la prima forma di vita.

La nuova membrana è stata chiamata azotosoma, in analogia al liposoma, e sarebbe rigida e flessibile come una membrana lipidica, in grado di controllare il trasporto di materiali dentro e fuori la cellula.
Gli scienziati riportano di aver osservato che queste membrane fosfolipidiche, non contenenti nessun macchinario cellulare, sono capaci di crescere, dividersi e addirittura sintetizzare molecole di RNA. Davvero un gran bel risultato!

Un ringraziamento speciale alla dr. Luciana Della Valle per il prezioso contributo nella stesura di questo articolo.

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
In cerca di una nuova occupazione, negli ultimi anni mi sono occupata di digital advertising, web e video analytics.
Dedico il tempo libero alla mia dolcissima bimba Sofia Vega, a questo sito (creato nel 2012 in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte) ed al processing delle immagini raw scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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2 commenti

  • Link al commento Daniele Mercoledì, 01 Aprile 2015 12:36 inviato da Daniele

    Si, esattamente. Alle temperature di titano le forme di vita idrofile non hanno speranze. Allo stesso modo la vita a base di metano sulla Terra non avrebbe speranza. Noi cerchiamo la vita negli esopianeti basandoci sulle caratteristiche della Terra, è giusto perché è l'unica esperienza che conosciamo, ma dobbiamo essere consapevoli che la vita si può presentare nelle forme più inimmaginabili, ed essersi adattata ai luoghi più impensabili.

  • Link al commento michele Martedì, 31 Marzo 2015 09:55 inviato da michele

    Wow è davvero una notizia molto interessante, ma da perfetto ignorante avrei un dubbio: ma con la nostra temperatura sulla terra dico cioè senza metano liquido una cellula del genere morirebbe? Cioè il metano tornerebbe un gas?

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