Gli impatti di corpi celesti come asteroidi o comete evocano l’idea di forze dalla potenza capace di modellare superfici di pianeti o provocare estinzioni di specie. Collegarli alla vita può essere meno intuitivo, eppure questi eventi possono generare ambienti potenzialmente abitabili nei crateri che lasciano, o trasportare molecole organiche da un corpo celeste all’altro. Chiedersi se la vita stessa possa sopravvivere a un impatto è un passo ulteriore, con conseguenze dirette per le politiche di protezione planetaria che regolano le attività umane nello spazio.

Entro la fine del decennio, la NASA ha programmato – al netto di ritardi, vincoli di budget e sfide logistiche – missioni per riportare sulla Terra campioni rocciosi da Marte, e anche dalle sue lune, Deimos e Phobos. Le politiche di protezione planetaria del COSPAR (Comitato per la ricerca spaziale) classificano Marte come luogo “ristretto”, da trattare con cautela perché potrebbe ospitare vita; Phobos invece non richiederebbe gli stessi protocolli di decontaminazione. 

Eppure lo stesso Phobos può ricevere frammenti rocciosi eiettati da Marte a seguito di un impatto. E se al loro interno ci fosse vita microbica sopravvissuta alle pressioni dell’espulsione dalla superficie marziana? Uno studio, da poco pubblicato su PNAS Nexus da un gruppo di ricerca della Johns Hopkins University, ha cercato di approfondire la questione.

Le pressioni dell’espulsione marziana simulate in laboratorio

Il gruppo di lavoro ha simulato pressioni comparabili a quelle subite dai frammenti espulsi dalla superficie marziana durante un impatto, sparando un proiettile su campioni di Deinococcus radiodurans (il batterio da testare), posti tra due piastre metalliche. Il noto microrganismo estremofilo, in grado cioè di crescere e prosperare in condizioni chimico-fisiche estreme, è sopravvissuto quasi totalmente a 1,4 gigapascal e al 60 per cento a 2,4 gigapascal. 

Un risultato notevole dal punto di vista sperimentale riguarda il valore massimo di pressione raggiunto, pari a 3 gigapascal. Un valore che riusciamo a cogliere nella sua portata solo se pensiamo che supera di circa trenta volte la pressione registrata nel punto più profondo degli oceani della Terra. 

«Abbiamo affrontato due aspetti del problema», spiega Kaliat T. Ramesh, coordinatore scientifico del gruppo di ricerca della Hopkins. «Da un punto di vista meccanico, ci interessava misurare quante cellule sopravvivono allo shock e analizzarne i relativi danni strutturali; da un punto di vista biologico, capire come la cellula risponde a livello molecolare nelle ore successive all’impatto».

Una variabile però trascurata è quella della temperatura. «Il batterio sopravvive a condizioni termiche estreme, ma è da capire se accadrebbe lo stesso tenendo conto dei parametri chimico-fisici reali di un impatto su Marte, dove assieme alla pressione anche la temperatura raggiunge valori molto elevati», osserva Luca Tonietti, astrobiologo dell’Università Parthenope di Napoli e dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte.

Il microrganismo a prova di impatto

La scelta dell’organismo non è stata casuale. «Dovevamo scegliere un batterio che potesse potenzialmente sopravvivere su Marte», spiega Ramesh. «Deinococcus radiodurans era il candidato perfetto». Il nome di questo batterio è significativo: viene dal greco deinós (tremendo, insolito, straordinario) e kókkos (termine che identifica i batteri dalla forma sferica); radiodurans dal latino radius (raggio) e durans (che resiste). Isolato per la prima volta nel 1956 da una scatola di carne sottoposta a irradiazione per sterilizzazione, sopravvive a radiazioni estreme, vuoto, siccità, e freddo intenso. «Non era noto che sopravvivesse a pressioni elevate legate all’espulsione dalla superficie di un pianeta», osserva Tonietti. 

A rendere Deinococcus così resistente sono uno strato esterno rigido, che gli conferisce robustezza meccanica, e un meccanismo molto efficiente di autoriparazione del DNA.  «Le capacità di riparazione che servono contro le radiazioni sembrano funzionare anche contro lo stress da pressione», spiega Ramesh. Lo studio mostra che al crescere della pressione il batterio attiva i geni coinvolti nella riparazione del DNA, mettendo in secondo piano quelli legati alla crescita. «Il batterio si concentra sulla riparazione: non si duplica più, ma ripara i danni esistenti», aggiunge Tonietti. «Così massimizza le probabilità di sopravvivenza immediata».

Vale la pena però riflettere sulla scelta di questo batterio come organismo di riferimento dello studio. «È un microrganismo molto resistente, ma uno poco abbondante nei cicli biogeochimici della vita, come quello dell’azoto o del carbonio, che costituiscono il metabolismo del funzionamento planetario», osserva Donato Giovannelli, microbiologo dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e ricercatore associato del CNR-IRBIM. In altre parole, per esplorare i limiti della vita, questo batterio sarebbe un candidato ideale; sarebbe però meno adatto per cercare risposte più generali sulla vita microbica per come la conosciamo e per come potremmo aspettarci di trovarla altrove. 

Microrganismi tra i pianeti: il quadro più ampio

Il lavoro del gruppo della Johns Hopkins richiama il tema della litopanspermia – parte dell’ipotesi più generale della panspermia – che sostiene la possibilità di una migrazione della vita microbica tra i pianeti attraverso corpi celesti rocciosi, e quindi che la vita sulla Terra possa avere origini extraterrestri. Ma è proprio su questo aspetto che vanno fatte alcune precisazioni.

«L’impatto è solo una delle fasi di un viaggio interplanetario, ognuna con la propria probabilità di sopravvivenza», spiega Ramesh. «La probabilità complessiva è il prodotto di tutte queste fasi insieme, e resta molto bassa. Ma gli impatti avvengono con una frequenza molto elevata, e quando i numeri sono così grandi, anche una probabilità bassissima non equivale a zero».

Giovannelli invita però a considerare l’intera sequenza con attenzione. «Immaginiamo uno scenario: un asteroide colpisce un pianeta, un frammento viene scagliato nello spazio con un aumento di temperatura improvviso e violento. Poi attraversa il vuoto cosmico, dove le temperature scendono a centinaia di gradi sotto zero. Infine entra nell’atmosfera di un altro pianeta, dove l’attrito genera nuovamente calore estremo, e impatta sulla superficie». Ogni fase del viaggio è quindi caratterizzata da condizioni estreme diverse, che aggiungono incertezza e complessità.

C’è poi la questione del tempo. Prima che un frammento marziano raggiunga la Terra possono passare anche milioni di anni. «Un asteroide o un meteorite non sono navicelle», dice Tonietti. La domanda non è solo se il batterio possa sopravvivere alle condizioni cosmiche, ma se reggerebbe all’intera durata del viaggio.

Giovannelli conclude: «La litopanspermia rimane difficile da sostenere o confutare con i dati oggi disponibili, ma comunque poco probabile. Vale poi la pena riflettere su un altro aspetto: la teoria non risponde alla domanda sull’origine della vita. La sposta soltanto altrove». 

Lo studio, alla fine, offre qualcosa di circoscritto: un dato sperimentale su una fase del problema, potenzialmente rilevante per le future missioni su Phobos.Tra questo risultato e la conclusione che potremmo essere di origine marziana, la distanza scientifica resta da colmare.