A fine novembre, la NASA ha diramato un comunicato stampa annunciando che sarebbe uscito su Science uno studio di astrobiologia «che avrebbe avuto impatto sulla ricerca della presenza di vita extraterrestre». Non dava dettagli più specifici e così biologi e astrofili hanno iniziato un tam tam mediatico incessante, prima per cercare di capire di cosa si trattasse, e una volta svelato il mistero per criticare la NASA e i suoi comunicati criptici se non fuorvianti. È iniziata poi una sorta di gogna mediatica per criticare la qualità dello studio stesso. Ed ecco di cosa si tratta: Felisa Wolfe-Simon, autrice principale del lavoro, ha isolato un batterio che naturalmente vive nel lago Mono (California), famoso per l’alto contenuto in arsenico.
Ne hanno parlato tutti i principali mezzi di comunicazione del mondo, non solo quelli di stretto ambito scientifico o divulgativo. Ne ha ricostruito le vicende la prestigiosa Columbia Journalism Review che ha intitolato la propria analisi «Close Encounters of the Media Kind», giocando con il titolo di un celebre film e senza risparmiare critiche all’enfasi mediatica - qualcuno dice creata ad hoc - attorno alla notizia. In Italia, tra gli altri, se ne è occupato Radio3Scienza, proprio a ridosso del tam tam mediatico.
Lasciando a ognuno trarre le proprie conclusioni sul sistema dei media, rimangono da chiarire le basi della scoperta che ha fatto tanto discutere. Lo abbiamo fatto intervistando Sara Borin, esperta di batteri estremofili, ovvero quegli organismo chiamati così proprio perché il loro habitat naturale risulta estremo ai nostri occhi di esseri umani.
Che tipo di batteri sono quelli dello studio?
Lo studio pubblicato su Science riporta l’isolamento di un batterio appartenente ad una famiglia conosciuta (Halomonadaceae) normalmente isolata da ambienti molto salati. Questo batterio, quando coltivato ripetutamente in laboratorio in un terreno sintetico privo di fosforo ma con concentrazioni crescenti di arsenico, riesce a sopravvivere con una velocità di crescita inferiore rispetto alla crescita in presenza di fosforo, ma tuttavia rilevante.
L’analisi delle cellule cresciute in queste condizioni ha rivelato che contengono arsenico in componenti cellulari che normalmente contengono fosforo. Le analisi pubblicate dal gruppo di ricerca della NASA sembrano indicare che l’arsenico in queste cellule sostituisce il fosforo nella composizione di fondamentali componenti cellulari quali le proteine ed il DNA.
Che significato ha questa scoperta per l’astrobiologia?
Se confermata, questa scoperta potrebbe avere un importante significato per l’astrobiologia. La ricerca di forme di vita si basa infatti sulla ricerca delle condizioni indispensabili per tutte le cellule viventi del nostro pianeta: presenza di acqua e presenza dei componenti fondamentali delle molecole cellulari, cioè ossigeno, carbonio, idrogeno, azoto, fosforo, zolfo. La scoperta di un batterio che può vivere rimpiazzando il fosforo con l’arsenico estenderebbe quindi la gamma di ambienti extraterrestri esplorabili per la ricerca di vita.
Molti biologi hanno incolpato la NASA di aver inviato un comunicato stampa criptico o fuorviante perché richiamava la presenza di vita aliena. Come si è creato questo fraintendimento?
Non è stata scoperta una forma di vita aliena. È stato scoperto un batterio che, se necessario, sembra in grado di sostituire il fosforo con l’arsenico nei propri costituenti cellulari, capacità che finora non era stata riscontrata in nessun altro organismo vivente. Questo batterio potrebbe quindi vivere dove nessun altro può farlo, in ambienti privi di fosforo ma con concentrazioni di arsenico proibitive per tutte le altre forme di vita terrestri, quindi ipoteticamente anche in ambienti extraterrestri con tali condizioni.
Il batterio GFAJ-1 è stato isolato dal lago Mono in California, che presenta condizioni estreme per la vita, come le elevate concentrazioni saline ed, soprattutto, elevate quantità di arsenico. Non è tuttavia privo di fosforo, quindi il batterio isolato dal gruppo di ricerca della NASA con buona probabilità nel suo originale habitat utilizzava il fosforo per i propri costituenti cellulari, dato che anche in laboratorio cresce meglio quando viene rifornito di questo elemento. Sono comunque noti da tempo batteri, anche frequentemente isolati proprio dal lago Mono, in grado di tollerare concentrazioni elevate di arsenico, ed addirittura capaci di utilizzarlo per la respirazione cellulare alternativamente all’ossigeno. GFAJ-1 è però il primo organismo che sembra incorporare l’arsenico nella cellula.
Il lago Mono in California (USA)
Proprio su questo argomento molti esperti non sono d’accordo. Ricordiamo, per esempio, Carl Zimmer o Rosie Redfield, che hanno messo in discussione la peer review dello studio descrivendo con note tecniche che forse questi batteri non incorporano l’arsenico a livello di DNA. Potrebbe aiutarci a capire?
Nonostante l’arsenico sia l’elemento chimicamente più simile al fosforo, è tuttavia molto più instabile, e questo è proprio il motivo che fa dell’arsenico un potente veleno per l’uomo e la maggior parte degli organismi viventi. È pertanto ancora da spiegare come una molecola che contenga arsenico possa avere le stesse caratteristiche e funzioni dell’analoga che contiene fosforo. I ricercatori della NASA, applicando una serie di metodologie molto avanzate, hanno effettuato diverse analisi sui costituenti cellulari estratti dalle cellule di GFAJ-1 coltivato in quasi totale assenza di fosforo, rilevando la preponderanza di arsenico rispetto a quest’ultimo.
Alcuni esperti in biochimica degli acidi nucleici ritengono che le analisi debbano essere ulteriormente approfondite. Questo per verificare che l’arsenico sia presente nel DNA del batterio stabilmente legato all’ossigeno al posto del fosforo ed escludere la possibilità che sia invece semplicemente associato alla molecola senza fare realmente parte della sua struttura.