L’origine, l’evoluzione e la distribuzione della vita nell’Universo

L’origine, l’evoluzione e la distribuzione della vita nell’Universo è uno dei temi scientifici che negli ultimi anni sta riscontrando un interesse crescente in ambito nazionale e internazionale. L’astrobiologia ha lo scopo di accrescere le conoscenze nell’ambito di discipline fino ad ora considerate appartenenti ad aree distinte che negli ultimi anni sono state fatte convergere sinergicamente con lo scopo di raggiungere nuovi obiettivi scientifici. La presenza della vita sulla Terra è direttamente correlata sia all’origine ed evoluzione del Sistema Solare che alle condizioni iniziali presenti nella nube molecolare interstellare dalla quale il nostro pianeta ha avuto origine. La vita, così com’è conosciuta sulla Terra, è originata da complesse reazioni basate sulla chimica del carbonio, probabile risultato della interazione di molecole organiche e materiale inerte. Un altro aspetto che acquista, in questo scenario, un’importanza sempre più rilevante è lo studio dei meccanismi di trasporto e protezione del materiale biotico e degli organismi viventi come spore batteriche sulla superficie terrestre o di altri pianeti, come ad esempio Marte, attraverso impatti meteoritici e di grani cometari. Le Comete sono, infatti, i corpi più primordiali del sistema solare e il loro studio può fornire informazioni preziose sulla formazione del Sistema Solare stesso. Inoltre possono aver giocato un ruolo essenziale per la formazione della vita sulla Terra, depositando circa 4 miliardi di anni fa la materia organica dalla quale si è poi formata la vita. Per questa ragione lo studio della materia organica presente nelle comete è uno dei filoni di ricerca interessanti, visti anche i successi della sonda NASA Stardust. Un altro aspetto importante riguarda lo studio dell’abitabilità galattica, ovvero stabilire un nesso tra le condizioni fisico/chimiche in una determinata regione di una galassia e la probabilità che in tale regione possano nascere e svilupparsi forme di vita del tipo che conosciamo. Sebbene l’astrobiologia in Italia sia ancora in una fase iniziale, ha già mostrato di poter raccogliere gli interessi della comunità scientifica distribuita su tutto il territorio italiano e in continua crescita. La comunità scientifica italiana ha evidenziato la capacità di sviluppare linee di ricerca unitarie, basate su competenze e conoscenze appartenenti a diversi ambiti culturali come ad esempio la biologia, la genetica, la chimica e l’astrofisica. Si stanno conducendo presso Università di Firenze, Dipartimento di Biologia Evoluzionistica e presso il Dipartimento di Astronomia e Scienze dello Spazio studi molecolari sul processo di adsorbimento di basi nucleotidiche (A,C,T, U), nucleotidi, oligonucleotidi e ribozimi, su fillosilicati argillosi condriti carbonacee (meteorite di Murchison) e analoghi di polvere cosmica (CDA) con successive analisi delle caratteristiche chimico-fisiche e biologiche dei complessi ottenuti. Un ulteriore aspetto del problema, parallelo al precedente e sviluppato in maniera indipendente dall’Università di Padova e dall’INAFOAPd, è la sopravvivenza all’epoca attuale di forme di vita o dei loro precursori che possano essersi formati in ambienti planetari oggi alterati dall’evoluzione. Anziché simulare gli ambienti della vita nelle condizioni primordiali, attualmente non più presenti e comunque difficili da individuare e riprodurre, alcuni studi si pongono il problema pratico se sia possibile o no trovare oggi forme di vita sopravvissute in nicchie ecologiche su pianeti come Marte o Europa, le cui condizioni ambientali sono notevolmente diverse da quelle presunte per l’origine della vita. Dal 2004 il gruppo dell’INAF-OAPaha intrapreso uno studio degli effetti della radiazione X soffice di tipo stellare su molecole organiche, quali DNA e amino acidi. Parallelamente alla suddetta attività sperimentale, presso INAF-OAPa, è in fase di completamento una nuova sezione del laboratorio XACT (Xray Astronomy Calibration and Testing), una camera UHV (Ultra High Vacuum) che sarà dedicata all’Astrobiologia. Il “Laboratorio di Astrofisica Sperimentale” (LASp dell’INAF-OACt) è attivo da più di venticinque anni. Il gruppo è impegnato in una ricerca interdisciplinare sullo studio degli effetti prodotti dalle interazioni di ioni veloci (10-400 keV) e fotoni ultravioletti (Lyman-a 121.6 nm=10.2 eV) con bersagli di interesse astrofisico. Lo scopo è di studiare sperimentalmente le modificazioni chimico-fisiche di bersagli solidi (silicati, materiali carboniosi, ghiacci) bombardati con fasci ionici energetici e/o con fotoni ultravioletti. Gli studi condotti presso l’INAFOATs di abitabilità galattica sono mirati a stabilire un nesso tra le condizioni fisico/chimiche in una determinata regione di una galassia e la probabilità che in tale regione possano nascere e svilupparsi forme di vita del tipo che conosciamo. La conoscenza del tasso di formazione planetaria, e della sua evoluzione spaziale e temporale nella Galassia, è fondamentale per gli studi di abitabilità. Scopo della ricerca è gettar luce sull’efficienza di formazione planetaria a metallicità più basse, tipiche dei primi stadi di evoluzione chimica galattica. Si è visto inoltre che la polvere cosmica ha un ruolo importante nella formazione di composti molecolari fondamentali per la chimica prebiotica attiva nelle prime fasi evolutive della Terra. A causa della bassa efficienza di sintesi di molecole complesse in fase gassosa, si stanno conducendo studi presso l’INAFOAAr e il Dipartimento di Astronomia e Scienze dello Spazio di processi di formazione di macro molecole a temperature criogeniche, su superficie di grani di polvere con composizione chimica e morfologia simile a quella osservata nelle IDPs condritiche e porose. (Tratto dal sito INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica)

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