La presenza di vita microbica nella stratosfera terrestre non sta solo aprendo una nuova arena in cui studiare gli estremofili, ma sta aumentando la gamma di possibili ambienti in cui possiamo trovare la vita su altri pianeti. Questa è la conclusione di un nuovo studio che riassume ciò che sappiamo finora sulla vita stratosferica.

La stratosfera è la zona atmosferica che si trova direttamente sopra la troposfera dinamica in cui viviamo, ma è soprattutto un mistero quando si tratta della vita che esiste lì.

Potresti non rendertene conto quando guardi fuori dal finestrino di un aereo (voliamo attraverso i livelli più bassi della stratosfera quando navighiamo oltre i 35 anni, 000 piedi), ma ci sono tutti i tipi di microrganismi là fuori, secondo il professor Shiladitya DasSarma, che è un microbiologo presso la University of Maryland School of Medicine, STATI UNITI D'AMERICA , e coautore del nuovo studio, pubblicato sulla rivista Current Opinion in Microbiology.

"In genere, la gente non pensa che i microbi siano sospesi nell'aria, " dice Astrobiology Magazine. "Ma c'è un detto in microbiologia:tutto è ovunque".

Però, ci sono "pochissimi studi al momento" che guardano al bioma atmosferico. Parte del problema è che c'è una bassa densità di cellule in un grande volume d'aria. Ma quando lo guardi globalmente, i numeri sono significativi:1021 è la stima attuale del numero di celle sollevate annualmente nell'atmosfera.

Ancora, lo spazio coinvolto è vasto:"Quando si parla dell'intera atmosfera di un pianeta, come si fa a fare un sondaggio su questo?" chiede Priya DasSarma, un ricercatore anche dell'Università del Maryland e autore principale dello studio. Suggerisce che dovrebbe essere un esercizio comunitario con una lunga sequenza temporale, che alla fine risulterebbe in quello che lei chiama un "Atlante dei microbi stratosferici".

"Un programma del genere sarebbe incredibilmente produttivo, interessante e utile, " lei dice, non solo per quello che potrebbe dirci sulla vita sulla Terra, ma anche come le cellule potrebbero sopravvivere e persino adattarsi alla vita su altri pianeti. Ciò ha implicazioni quando si tratta di protezione planetaria (non esporre altri pianeti a germi terrestri), e all'astrobiologia più in generale.

"Quando misuriamo la risposta della vita terrestre in ambienti estremi sulla Terra, possiamo saperne di più sull'abitabilità in tutto il Sistema Solare e dove affinare la ricerca della vita altrove, " dice il dottor David J. Smith, un microbiologo senior nella divisione di bioscienze spaziali presso l'Ames Research Center della NASA.

Ambiente estremo

Le condizioni nella stratosfera sono brutali:è un clima secco, freddo, ipobarico (cioè bassa pressione), ambiente intriso di ultravioletti, ecco perché funge da analogo appropriato alla vita su altri mondi con condizioni simili.

"Le temperature, UV e secchezza sono simili a Marte, quindi è un ottimo proxy, " dice Shiladitya DasSarma. Tuttavia, la vita persiste. Batteri e funghi di solito muoiono in questo tipo di ambiente, ma quelli che sopravvivono lo fanno attraverso alcune strategie. Ad esempio, la formazione di spore è un modo collaudato per proteggere il materiale genetico.

Eppure anche gli estremofili non sporigeni hanno meccanismi per proteggersi. "Esiste un'ampia varietà di meccanismi di sopravvivenza allo stress, " dice Shiladitya DasSarma. "Per UV, un certo numero di [estremofili] hanno meccanismi di riparazione del danno al DNA. Altri hanno ulteriori, metodi più tranquilli, come gli alofili estremi che possono sopravvivere a situazioni di acqua molto bassa perché le loro proteine ​​sono progettate per trattenere qualunque piccola quantità di acqua sia presente."

Contaminando altri mondi

Se la vita può sopravvivere alle condizioni della stratosfera, forse la vita può sopravvivere anche nello spazio. Quando si tratta di microbi che fanno l'autostop su veicoli spaziali interplanetari, sarà sempre più importante sapere quale di questi batteri, archaea o funghi possono sopravvivere, poiché sappiamo dagli studi sulla stratosfera che le temperature fredde, Le radiazioni UV e altri fattori non uccideranno fino all'ultima cellula.

Attualmente, le agenzie spaziali, inclusa la NASA, hanno il mandato di non esporre altri pianeti alla microfauna terrestre, quindi vengono prese precauzioni prima di lanciare i lander. Nella maggior parte dei casi non è probabile che rimanga molto in vita dopo che una navicella spaziale è stata cosparsa di raggi cosmici. Però, sappiamo per esperienza quanto possano essere resistenti le specie invasive sulla Terra:c'è un motivo per cui la vita è "ovunque" sulla Terra.

"Sappiamo che Marte è un pianeta polveroso e la navicella spaziale ricoperta di polvere potrebbe oscurare alcuni microbici autostoppisti, "dice Smith, che ha pubblicato un articolo nel 2017 esaminando questa idea. "Anche, una parte della carica batterica [la quantità di microbi che sopravvivono sulla navicella spaziale] è incorporata in profondità all'interno dell'hardware della navicella spaziale, dove è protetta dalle radiazioni, riducendo sostanzialmente o eliminando completamente gli effetti dei raggi UV." Con una protezione minima, microbes can use the same strategies that allow them to survive in the stratosphere – like DNA repair of UV damage, or water storage – to stay alive far from Earth.

It's important to keep in mind that surviving does not necessarily mean thriving. Just because an organism makes it to, dire, Marte, doesn't mean it will be viable and reproduce. That's why knowing more about extremophiles, particularly those in Earth's stratosphere, is key.

Conversely, at some point we may actually want some of these microorganisms to thrive, because good bacteria are going to be important partners for us when we set up human colonies. "If we want to go to Mars and inhabit it, we are going to want to bring whatever microbes and macrobes [i.e. larger lifeforms] with us that we need to survive there, " says Priya DasSarma. "But we don't want to bring anything that contaminates or destroys the environment that we're going to."

Knowing how and why tough organisms persist in the stratosphere above our heads will be important when it comes to protecting planets that we explore in the short term. Nel frattempo, looking farther into the future, those same extreme lifeforms could eventually help us to survive on other worlds as we expand out into the galaxy.

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione dell'Astrobiology Magazine della NASA. Esplora la Terra e oltre su www.astrobio.net.