La vita sugli altri pianeti

Perché ci sono forme di vita soltanto sulla Terra? Perché sugli altri pianeti non c'è vita? Ciao sono Clara e ho 9 anni.
Clara Fornara
29 gennaio 2005
Cara Clara, la domanda è impegnativa e ancora più impegnativo è fornire una risposta compatibile con i tuoi pochi (nove) anni.

È stato calcolato che la nostra galassia ospita miliardi di stelle simili al Sole; che molti milioni di stelle presenti nella via lattea sono circondate da pianeti e, infine, che un tipico sistema planetario potrebbe includere almeno un pianeta abitabile (cioè con caratteristiche simili a quelle della Terra). Perché quindi escludere che forme di vita più o meno complesse esistano anche altrove nell'universo?
La probabilità che una biosfera di qualche tipo si sviluppi, è implicita nelle leggi fisiche che regolano l'universo che abitiamo e nella varietà e proprietà degli elementi chimici che si sono formati nell'universo "nascente", durante il periodo di raffreddamento rapido che ha seguito l'esplosione primordiale (il big bang), che dell'universo segna la nascita.

Con questo voglio dire che la vita, nella forma in cui si è affermata su questo pianeta, è un evento statisticamente probabile ovunque esistano, o siano esistite in passato, o esisteranno in futuro, condizioni simili a quelle esistite sulla Terra primitiva durante il primo miliardo e mezzo di anni dalla sua formazione, tra 4,5 e 3,5 miliardi di anni fa. Cioè:
(1) presenza di acqua allo stato liquido
(2) un'atmosfera "riducente" (priva di ossigeno), quindi, molto diversa dall'atmosfera attuale
(3) la disponibilità nelle acque e nell'atmosfera primordiale di molecole semplici costituite da carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo, in grado di fornire il materiale grezzo per la sintesi dei "mattoni chimici" (i monomeri) dalla cui "saldatura" derivano le grandi biomolecole polimeriche (proteine, DNA, RNA) sulle quali è fondata la vita terrestre
4) la disponibilità di fonti energetiche di varia natura in grado di sostenere i processi di sintesi organica (energia calorica prodotta da scariche elettriche, dal decadimento radioattivo di alcuni elementi, dalle eruzioni vulcaniche, dall'attività geotermica che genera i geyser superficiali sottomarini).

In sostanza, lo sviluppo di forme di vita basate su acidi nucleici (DNA e RNA) e proteine è un evento statisticamente probabile (che ha cioè una probabilità diversa da zero) ovunque esistano nell'universo condizioni simili a quelle che hanno innescato e reso possibile l'avvio della biosfera terrestre tra 4,5 e 3,5 miliardi di anni fa.
La validità di questo argomento è stata dimostrata sperimentalmente, circa cinquanta anni fa, da un giovanissimo ricercatore americano, Stanley Miller, all'epoca poco più che ventenne. Miller ha dimostrato che molte biomolecole elementari (i mattoni o monomeri sulle quali è basata ogni forma di vita terrestre) possono essere riprodotte in laboratorio esponendo a una intensa scarica elettrica, per un periodo di molti giorni, un dispositivo sperimentale chiuso contenente acqua (in rappresentanza degli oceani primitivi) e una miscela di gas simile a quella presumibilmente esistente nell'atmosfera primitiva. In queste condizioni, nella miscela gassosa (che simula l'atmosfera primitiva) si osserva la produzione di una varietà di composti organici (i precursori elementari delle proteine e degli acidi nucleici) che si accumulano nella parte acquosa (gli oceani) dell'apparecchio.

In effetti, se nelle condizioni primordiali la probabilità di formazione di biomolecole era davvero così elevata come l'esperimento di Miller suggerisce, è anche pensabile che nella Terra primitiva la vita sia andata incontro a ripetuti episodi di estinzione e di "resurrezione". È noto infatti che tra 4,5 e 3,5 miliardi di anni fa la Terra, e il suo satellite, la Luna, sono stati bersaglio di intensi bombardamenti meteoritici che hanno probabilmente sterilizzato (in seguito al riscaldamento degli oceani determinato dall'impatto dei corpi celesti con il suolo terrestre) ogni forma di vita primordiale preesistente. Se la probabilità di evoluzione di forme elementari di vita era sufficientemente elevata date le condizioni geologiche, chimiche e fisico-chimiche allora esistenti, la vita potrebbe essere risorta dalle sue ceneri dopo ogni catastrofe planetaria.

Altra storia è la biodiversità terrestre. Secondo il premio Nobel Christian DeDuve, se la storia della vita dovesse iniziare di nuovo, a partire da condizioni uguali a quelle esistite sulla Terra tra 4,5 e 3,5 miliardi di anni fa, il risultato, inclusa la possibilità di vita intelligente, non sarebbe necessariamente (anzi sarebbe difficilmente) lo stesso. Dalla stessa base di partenza, il gioco del caso e della necessità (cioè della mutazione e della selezione naturale) sulle forme di vita che si affermano man mano nel corso tempo potrebbe generare organismi con proprietà inedite e molto diversi da quelli che si sono affermati nel "round" di gioco che ha prodotto la biodiversità attuale.

Notizie incoraggianti sulla possibilità di vita altrove provengono dai risultati trasmessi dalla sonda europea Mars Express. Dal dicembre del 2003, quando si è inserita nell'orbita marziana, Mars Express ha restituito una grande quantità di immagini che chiariscono la natura del nostro "vicino". Alcune immagini indicano che in prossimità dell'equatore di Marte, esistono un oceano ghiacciato, vapore acqueo e grandi quantità di metano. Ora, il metano presente all'equatore marziano potrebbe essere di origine biologica (prodotto cioè da batteri simili a quelli che generano metano sulla Terra, i batteri metanogeni) o di origine geologica (prodotto da reazioni chimiche non biologiche). L'eccitante prospettiva che il sottosuolo marziano contenga acqua allo stato liquido e, soprattutto, batteri metanogeni, responsabili del gas metano osservato sulla superficie del pianeta, sarà verificata da esplorazioni (già progettate) utilizzando uno strumento (che fa parte del Mars Express) capace di sondare il sottosuolo marziano fino a cinque chilometri di profondità e di verificare se lì siano presenti acqua allo stato liquido e batteri produttori di metano.

Un altro aspetto della tua domanda riguarda la "natura" di altre possibili biosfere. Qual è infatti la probabilità che la "vita altrove" sia simile a quella che conosciamo, basata su proteine, DNA e RNA?
...Tutto dipende dalla definizione di vita. Una buona definizione di vita, e di biosfera, valida ovunque nell'universo, potrebbe essere la seguente: sono vitali, e costituiscono una biosfera, le strutture organizzate capaci di replicarsi e di cambiare, sottoponendo così al vaglio della selezione naturale le versioni che garantiscono la massima efficienza di replicazione. Le versioni più efficienti nell'ambiente considerato saranno preferenzialmente duplicate (avranno cioè un vantaggio selettivo) e, con il passare del tempo, sostituiranno le meno efficienti. Queste unità vitali (unità elementari capaci di duplicarsi e di essere selezionate dall'ambiente) non devono necessariamente essere simili a quelle che esistono sulla Terra (basate sulla chimica del carbonio, dell'ossigeno, dell'idrogeno, dell'azoto e del fosforo). Ad esempio il carbonio potrebbe essere sostituito dal silicio, un elemento che ha molte delle proprietà che hanno reso il carbonio l'elemento più importante nell'origine e nella evoluzione della vita sulla Terra.

Come vedi, cara Clara, è tutto un problema di definizioni intorno all'argomento "vita": niente autorizza a ritenere che la vita possa esistere solo su questo pianeta. Le leggi della fisica, della chimica offrono possibilità, di vita altrove nell'universo; ma non si deve essere "chauvinisti" e antropocentrici…
Non si deve credere che altre biosfere possibili siano (o siano state, o saranno) uguali alla nostra; o che l'evoluzione generi (o abbia generato, o genererà) necessariamente vita intelligente.

Piero Cammarano Dipartimento di Biotecnologie Cellulari ed Ematologia, Università di Roma La Sapienza

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