Microbi terrestri nello spazio

[Scolari]

In seguito all'impatto con una cometa o un asteroide, rocce con batteri terrestri potrebbero essere scagliate fuori dal sistema solare e portare la vita su altri mondi.
Un team di astronomi dell'Armagh Observatory e dell'Università di Cardiff, in Galles, sostiene che i microbi terrestri sono in grado di diffondersi nella galassia, portando eventualmente la vita su altri mondi. I batteri potrebbero viaggiare a bordo di rocce scaraventate nello spazio in seguito all'impatto di un asteroide o di una cometa. I calcoli degli scienziati indicano che i microbi sarebbero perfettamente in grado di uscire dal nostro sistema solare e di raggiungere altre regioni della galassia. Lo studio è stato presentato in due articoli indipendenti pubblicati sulla rivista "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society". Una delle implicazioni della ricerca è che la vita può diffondersi da pianeta a pianeta, e pertanto potrebbe non aver avuto origine sulla Terra. I ricercatori Max Wallis e Chandra Wickramasinghe hanno calcolato che i detriti terrestri, lanciati nello spazio in seguito a un impatto gigantesco, possono venire incorporati negli strati ghiacciati esterni delle comete. Dopo centinaia di milioni di anni, alcune di queste comete raggiungono infine la fascia di Edgeworth-Kuiper, una regione che ospita piccoli mondi fatti di roccia e ghiaccio. Poiché da qui le comete si perdono gradualmente nello spazio interstellare, alcune potrebbero raggiungere nubi di gas e polvere che costituiscono nuovi sistemi planetari in formazione. Qui i microbi intrappolati verrebbero liberati e, se le condizioni fossero quelle giuste, introdurrebbero la vita sulla superficie di pianeti primitivi. Secondo Wallis e Wickramasinghe, i microbi sarebbero in grado di sopravvivere lungo un viaggio di centinaia di milioni o addirittura miliardi di anni: lo dimostra la recente scoperta di microbi che sono sopravvissuti per periodi di tempo simili all'interno di rocce terrestri.



Il mistero della vita extraterrestre

Ritrovati su una meteorite «nanofossili» di dubbia appartenenza I batteri possono lasciare fossili?.Un'équipe di scienziati francesi dell'Ecole Normale périeure di Lione sostiene di sì, e ritiene che il ritrovamento di microscopici fossili su una meteorite deponga a favore della esistenza di forme di vita su Marte. Già nel 1996, David McKay della NASA sorprese il mondo intero annunciando su «Science» di avere trovato preseumibili tracce di «vita» sul meteorite ALH84001 ritrovato in Antartide. Si trattava di minuscole impronte verosimilmente appartenenti a organismi batterio-simili della lunghezza di circa 100 nanometri che egli definì «nanofossili». Nel 1997, un team americano smentì la scoperta mostrando che simili impronte potevano risultare come un artefatto durante l’analisi dei campioni al microscopio elettronico, e la comunità scientifica si divise in due fronti. Molti scienziati ritenevano inoltre che queste ipotetici organismi fossero troppo piccoli per poter appartenere a forme viventi come noi le conosciamo. «Una cellula più piccola di una sfera di 200 nanometri di diametro non è compatibile con la vita che si basa su DNA e proteine perché non può contenerli» affermava il biologo Christian de Duve. Oggi, in un articolo apparso su Earth and Planetary Science Letters, Philippe Gillet e colleghi sostengono che, indipendentemente dai limiti di dimensione che si assumono, i batteri sono comunque in grado di lasciare nei minerali delle impronte, ovvero dei nanofossili come quelli osservati da McKay. I ricercatori hanno anlizzato alcuni frammenti di una meteorite raccolta in Tunisia e probabilmente appartenente a un asteroide, documentando chiare evidenze di nanofossili. La sezione trasversale di questi ipotetici batteri mostra strutture simili a cellule circondate da una spessa parete. Secondo i ricercatori le impronte no necessariamente di origine extraterrestre, ma potrebbero essere state lasciate da batteri nel corso degli anni in cui il meteorite è rimasto sulla Terra. A sostegno della loro ipotesi, i ricercatori sostengono di essere riusciti a crescere in vitro alcuni batteri presenti nel terreno circostante i frammenti della meteorite, che sembrano somigliare perfettamente ai fossili a eccezione delle dimensioni, essendo i microrganismi vivi molto più grandi. Gillet argomenta che alla luce di questa nuova scoperta la dimensione degli organismi non è più comunque una tesi sostenibile contro la presenza di vita extraterrestre, perché le impronte potrebbero essere state lasciate da parti di batteri invece che dall’organismo intero, oppure potrebbe trattarsi di batteri che hanno ridotto le propirie dimensioni a causa della scarsità di cibo. Il lavoro sembra aver riacceso il dibattito, anche se una facile critica a cui si espone è la mancanza di una concreta relazione tra i batteri presenti nel meteorite e quelli coltivati in vitro.



Lescienze

[Scolari]

È possibile utilizzare le proprietà magnetiche di minuscoli batteri per allineare nanotubi di carbonio su un chip di silicio.
In un'insolita collaborazione fra biotecnologie e nanotecnologie, un gruppo di ricercatori ha utilizzato alcuni batteri per svolgere un arduo compito: allineare tubi di carbonio di dimensioni nanometriche sulla superficie di un chip di silicio. Questi piccoli operai potrebbero in futuro aiutare gli ingegneri nella costruzione di circuiti elettrici o di minuscoli motori formati da nanotubi. I nanotubi di carbonio, oltre ad essere estremamente resistenti, possono condurre elettricità proprio come i componenti dei microprocessori. Per usarli, gli scienziati devono prima posizionarli ed allinearli in maniera precisa, ma le loro piccole dimensioni rendono difficile anche disporli semplicemente in parallelo gli uni agli altri. Secondo il chimico Jong-in Hahm e colleghi della Pennsylvania State University, però, alcuni microbi possono allineare i nanotubi in maniera relativamente semplice ed economica. Gli scienziati sapevano già che il batterio Magnetospirillum magnetotacticum contiene naturalmente nanocristalli di ossido di ferro che lo rendono in grado di percepire il campo magnetico terrestre e di allinearsi ad esso. Le nanoparticelle magnetiche potrebbero dunque essere usate come semi dai quali far crescere i nanotubi già allineati. Per mettere alla prova questa ipotesi, Hahm e colleghi hanno ricoperto superfici di silicio con i batteri. Alcuni campioni sono stati posti in un debole campo magnetico per allineare le particelle magnetiche dei batteri, mentre altri no. I ricercatori hanno poi lavato le superfici di silicio con acqua distillata, eliminando i batteri ed esponendo i cristalli di ossido di ferro, facendo in seguito crescere i nanotubi e misurando la loro direzione con un microscopio a forza atomica. I campioni che erano stati esposti a un campo magnetico hanno prodotto nanotubi paralleli, mentre gli altri hanno prodotto nanotubi orientati a caso. Lo studio è stato descritto sulla rivista "Applied Physics Letters". ll'utilità di questa tecnica, tuttavia, le opinioni sono varie. Secondo altri esperti, ci sono altri modi per sintetizzare nanoparticelle magnetiche. Inoltre, un batterio di dimensioni micrometriche non è in grado di depositare particelle con precisione nanometrica. Forse sarebbe necessario un organismo ancora più piccolo, come un virus.

Batteri e magnetismo

Anche un debole campo magnetico può influenzare una particolare reazione chimica nelle cellule di un batterio fotosintetico.
Qual è l’effetto dei campi magnetici sulle creature viventi? Da decenni gli scienziati cercano di rispondere a questa domanda, per esempio studiando come gli uccelli migratori riescano a percepire il campo magnetico della Terra, ma no mai riusciti a isolare le reazioni biochimici responsabili del fenomeno. Alcuni ritengono che anche i campi prodotti dalle linee dell’energia elettrica possano essere dannosi, eppure nessuno ha mai trovato prove convincenti di eventuali effetti biologici dei magneti. Almeno finora. Un gruppo di ricercatori dell’Università di Oxford ha dimostrato che un debole campo magnetico può influenzare la produzione di una determinata molecola che si trova in un batterio fotosintetico. Si tratta della prima volta che viene osservato un effetto magnetico di questo tipo, spiega il chimico Peter Hore, che ha guidato lo studio. Gli scienziati già sapevano che i campi magnetici possono influenzare alcune reazioni chimiche che coinvolgono radicali, molecole con elettroni non accoppiati. Ma queste reazioni riguardano molecole che non si trovano nelle creature viventi. Rimaneva il dubbio se simili effetti potessero verificarsi anche in sistemi biologici reali. Il team di Hore ha usato una varietà mutante del batterio Rhodobacter sphaeroides chiamata R-26, priva di una sostanza protettiva (un carotenoide) che normalmente assorbe i radicali danneggiati. “Il batterio - spiega Hore - è stato modificato deliberatamente per essere sensibile ai campi magnetici. Volevamo massimizzare questo effetto”. Il batterio contiene una coppia di molecole di clorofilla che gli consentono di raccogliere energia dalla luce. Ma il processo si basa su una cascata di reazioni chimiche che possono anche trasformare l’ossigeno dell’aria in una forma di ossigeno altamente reattiva (singoletto), in grado di danneggiare il DNA o le proteine in una cellula. Un campo magnetico modifica leggermente questa sequenza di reazioni stabilizzando una molecola radicale formata dalla clorofilla, che altrimenti genererebbe l'ossigeno singoletto. Gli scienziati hanno rimosso le molecole fotosintetiche da R-26 per studiarle, e hanno scoperto che un campo magnetico di 20 millitesla (pari a soltanto 400 volte il campo magnetico terrestre) è sufficiente a ridurre la produzione di ossigeno singoletto di oltre il 50 per cento. In presenza di questo campo magnetico, le molecole fotosintetiche risultano dunque protette dai danni della forma reattiva di ossigeno. Lo studio è stato pubblicato online sulla rivista “Chemical Communications”.

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