Caccia ai microrganismi marziani, le nuove ricerche sugli esperimenti Labeled Release

La prima immagine del Viking 2 del suolo marziano. Crediti NASA/Viking.

di Umberto Genovese

Nel lontano 1952 un brillante ingegnere sanitario inventò uno straordinario e nuovo metodo per rilevare la contaminazione microbica di acqua e cibo [1].

Nel 1958 – quando ancora andare sulla Luna era soltanto un sogno – la NASA cercava un metodo per scovare microbiche forme di vita extraterrestre.

Fu così che il metodo del dott. Levin fu scelto  – insieme ad altri – nel 1969 dalla NASA per un altisonante programma chiamato Voyager Mars che aveva lo scopo di raggiungere Marte con sonde automatiche  entro i successivi 10 anni; alla NASA pensano in grande.

Con gli anni spesso le cose cambiano nome, così il programma Voyager Mars diventò Programma Viking e il famoso metodo del dott. Levin da Gulliver [2] [3] fu ribattezzato con un più prosaico  – e secondo me più brutto – “Labeled Release” (LR)  per indicare la tecnologia utilizzata.

In pratica l’esperimento LR nei lander Viking atterrati su Marte nel 1976 funzionava così: alcuni campioni di suolo venivano sterilizzati tramite il riscaldamento e altrettanti no. Poi a tutti questi campioni veniva aggiunto un composto nutriente contenente un isotopo particolare del carbonio facilmente rilevabile: il 14C. Qualora eventuali microrganismi marziani avessero metabolizzato il nutrimento avrebbero rilasciato una certa quantità di 14C nell’aria, mentre i campioni di suolo sterilizzati ovviamente no. In effetti la serie di esperimenti LR portati avanti nei due siti di atterraggio dei lander Viking a 4000 chilometri di distanza l’uno dall’altro produsse dei dati compatibili a una qualche attività biologica, contrariamente agli altri tre modelli sperimentali studiati per la missione [4].

Levin e la sua collaboratrice dott.sa Patricia Ann Straat, analizzarono  per almeno un decennio i dati degli esperimenti LR [5] e li ripeterono in laboratorio sulla Terra usando diversi tipi di terreno proveniente dai più disparati siti, come il suolo antartico [6]. Nel 1997, dopo 21 anni dagli esprimenti marziani, altre scoperte sui batteri estremofili e nuove ipotesi sulle condizioni ambientali su Marte, dettero nuovo impulso alle ricerche del dott. Levin che pubblicò le sue conclusioni frutto di venti anni di ricerche che confermavano la scoperta delle origini biologiche dei risultati degli esperimenti LR delle sonde Viking [7].

Da allora furono fatti da altri ricercatori molti tentativi per dimostrare che i risultati degli esperimenti marziani erano frutto di semplici reazioni chimiche o fisiche tra le sostanze nutritive LR e il suolo. Nessuno tuttavia riuscì a dimostrarlo.

Il pianeta Marte. Crediti NASA.

Il 12 aprile 2012 – quest’anno – è stato presentato un nuovo studio [8] iniziato nel 2005 che ha visto la collaborazione del dott. Giorgio Bianciardi (biologo presso l’Università di Siena e attuale vicepresidente dell’Unione Astrofili Italiani), il dott. Joseph D. Miller del Dipartimento di Neurobiologia della Keck School of Medicine di Los Angeles, CA, il dott. Gilbert V. Levin dell’Arizona State University e la sua collaboratrice dott.sa Patricia Ann Straat. Questo nuovo filone di indagini sui vecchi dati degli esperimenti LR ha preso il via da una ricerca presentata nel 2003 a Madrid dal Bianciardi [9]. Levin e Miller hanno fornito tutti i 16000 dati dei 9 esperimenti marziani in loro possesso (spesso ancora in forma cartacea) al Bianciardi e i dati degli esperimenti riprodotti sulla Terra. Man mano che lo studio dei dati procedeva, era evidente che tutti gli esperimenti attivi avvenuti su Marte si aggregavano perfettamente con i dati biologici fatti a Terra. I dati della temperatura si aggregavano con quelli di controllo negativi (suolo sterilizzato, su Marte o sulla Terra), ma soprattutto non c’era traccia di alcuna reazione chimica abiotica nel rilascio dell’anidride carbonica una volta che veniva aggiunta la soluzione nutritiva. -La conclusione poteva essere solo una: c’è vita su Marte, i Viking l’avevano scoperta. – afferma il Bianciardi. Le analisi si sono concluse nel 2011 e i risultati sono stati pubblicati prima che la sonda Mars Science Laboratory (MSL) arrivasse su Marte [10].

Ma la storia è appena agli inizi ….

L’Antartide come osservato dallo spazio. Crediti NASA.

[1] Questo ingegnere è oggi il dottor Gilbert V. Levin: http://www.gillevin.com/ .

[2] Era chiamato Gulliver perché serviva per rintracciare i lillipuziani, così venivano chiamavate scherzosamente le forme di vita microbiche extraterrestri.

[3] Il nome Voyager rimase legato alla NASA: le sonde Mariner 11 e 12 furono ribattezzate Voyager 1 e 2 in una estensione del programma originale Mariner – concepito nel lontano 1962, il programma Voyager.

[4] Furono quattro gli esperimenti che le Viking compirono su Marte:

-1- Gascromatografo – Spettrometro di massa (GCMS) Progettato da Klaus Biemann del  MIT, era studiato per separare, identificare, quantificare un gran numero di diverse sostanze chimiche. Fu utilizzato per analizzare le componenti del suolo marziano non trattate e i vari componenti rilasciati  dai campioni di suolo marziano riscaldato a diverse temperature. Era in grado di rilevare molecole presenti solo poche parti per miliardo. Scoprì che i terreni marziani contenevano meno carbonio dei campioni di suolo lunare restituiti dal programma Apollo. Il mistero fu svelato dalla missione Phoenix che scoprì ioni perclorati che riscaldati agiscono come un forte ossidante in grado di distruggere le molecole organiche rilasciando clorometano e diclorometano, molecole che possono essere facilmente scambiate come contaminazioni residue dei i prodotti per la pulizia delle celle sperimentali.

-2- Scambio di gas (GEX) Di Vance Oyama del NASA Ames Institute, era studiato per cercare i gas emessi da un campione di suolo in cui era stata sostituita l’atmosfera marziana con elio. Anche qui venivano applicati diversi nutrienti o acqua l campione di suolo marziano. In seguito l’atmosfera inerte veniva misurata con un gascromatografo per rivelare la presenza di gas diversi come ossigeno, anidride carbonica, metano, azoto o idrogeno che potevano essere liberati in caso di metabolisi.  Il risultato è stato negativo.

-3- Rilascio della marcatura (LR) L’esperimento, oggetto dell’articolo, ideato da Gilbert Levin della Biospherics Inc., fu l’esperimento più promettente per gli esobiologi. Nell’esperimento LR, un campione di suolo marziano veniva inoculato con una goccia di soluzione nutritiva  acquosa molto diluita marcata con l’isotopo radioattivo 14C. L’aria della cella sperimentale veniva monitorata per  rilevare tracce dell’isotopo rilasciate da eventuali microrganismi che avessero assimilato i composti nutrienti. Il risultato fu sorprendente dopo i risultati negativi delle prime due prove: fu infatti rivelato un flusso costante di gas radioattivi emessi dalla coltura subito dopo la prima iniezione. L’esperimento fu eseguito utilizzando un campione dalla superficie marziana esposta al sole e con un campione prelevato sotto una roccia. Entrambi dettero risultati positivi, ma solo la prima volta. I test ripetuti dopo una settimana non riprodussero la stessa reazione, quindi il risultato finale rimase aperto. Tuttavia, il 12 aprile 2012, un team internazionale di scienziati ha riesaminato i dati di quegli esperimenti arrivando alla conclusione che erano il risultato di una qualche attività biologica.

-4- Rilascio pirolitico (PR) Progettato da Norman Horowitz (http://en.wikipedia.org/wiki/Norman_Horowitz) del Caltech, simulava l’atmosfera marziana tranne che il carbonio era stato sostituito col radiocarbonio 14C. Eventuali organismi fotosintetici avrebbero fissato il radioisotopo nel terreno come sulla Terra sotto forma di biomassa. Dopo alcuni giorni veniva tolta l’aria e il terreno riscaldato a 650° C. Se il 14C precedente fosse stato fissato in precedenza, adesso sarebbe riapparso come gas e rivelato da un misuratore di radioattività e usato come prova di attività metabolica. In caso di una risposta positiva un altro campione di suolo sarebbe stato sterilizzato col calore e di nuovo sottoposto al test. Se anche questo avesse mostrato una attività simile alla prima sarebbe stata evidente la natura chimica della reazione. Al contrario, avrebbe dimostrato la natura biologica dei risultati del primo test. Questo era anche il test di controllo se uno qualsiasi dei tre esperimenti precedenti avesse dato esito positivo.

[5] Completion of the Viking Labeled Release Experiment on Mars, Journal of Molecular Evolution, 14, 167-183, 1979: http://mars.spherix.com/R89VikingLR.htm.

[6] Non tutto l’Antartide è ricoperto da centinaia di metri di ghiaccio.

[7] The Viking Labeled Release Experiment and Life on Mars, Instruments, Methods, and Missions for the Investigation of Extraterrestrial Microorganisms, SPIE Proceedings, 3111, 146-161, July 1997: http://mars.spherix.com/spie/spiehtml.htm .

[8] Complexity Analysis of the Viking Labeled Release Experiments, IJASS 13 (1): 14-26. Retrieved 15 April 2012: http://ijass.org/PublishedPaper/year_abstract.asp?idx=132

[9] Nonlinear analysis of the Viking Lander 2 labeled release data, adsabs.harvard.edu/full/2004ESASP.545..169B -di G Bianciardi – 2004: http://adsabs.harvard.edu/full/2004ESASP.545..169B .

[10] L’arrivo di Curiosity su Marte è previsto per agosto 2012.

Pubblicato su Il Poliedrico di Umberto Genovese: http://ilpoliedrico.altervista.org/2012/04/caccia-ai-microrganismi-marziani-le-nuove-ricerche-sugli-esperimenti-labeled-release.html

Umberto

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~ di Sabrina su 30 aprile 2012.

2 Risposte to “Caccia ai microrganismi marziani, le nuove ricerche sugli esperimenti Labeled Release”

  1. [...] L’8 maggio 2012 ho intervistato  il Dott. Giorgio Bianciardi – che conosco personalmente da anni – in proposito alla sua ricerca sui risultati dell’esperimento Labeled Release (LR), come seguito del mio precedente articolo Caccia ai microrganismi marziani, le nuove ricerche sugli esperimenti Labeled Release. [...]

  2. [...] L’8 maggio 2012 ho intervistato  il Dott. Giorgio Bianciardi – che conosco personalmente da anni – in proposito alla sua ricerca sui risultati dell’esperimento Labeled Release (LR), come seguito del mio precedente articolo Caccia ai microrganismi marziani, le nuove ricerche sugli esperimenti Labeled Release. [...]

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