Il 7 agosto 1996 giornalisti, fotografi e operatori di telecamere si sono insediati nel quartier generale della NASA a Washington, DC. La folla si è concentrata non sulla fila di scienziati seduti nell'auditorium della NASA ma su una piccola scatola di plastica trasparente sul tavolo di fronte a loro. All'interno della scatola c'era un cuscino di velluto, e incastonato su di esso come un gioiello della corona era una roccia, proveniente da Marte. Gli scienziati hanno annunciato di aver trovato segni di vita all'interno del meteorite. L'amministratore della NASA Daniel Goldin ha dichiarato allegramente che è stata una giornata "incredibile". Era più preciso di quanto sapesse.
La roccia, hanno spiegato i ricercatori, si era formata 4, 5 miliardi di anni fa su Marte, dove rimase fino a 16 milioni di anni fa, quando fu lanciata nello spazio, probabilmente per l'impatto di un asteroide. La roccia vagava per il sistema solare interno fino a 13000 anni fa, quando cadde in Antartide. Rimase seduto sul ghiaccio vicino ad AllanHills fino al 1984, quando i geologi in motoslitta lo raccolsero.
Gli scienziati guidati da David McKay del JohnsonSpaceCenter di Houston hanno scoperto che la roccia, chiamata ALH84001, aveva una particolare composizione chimica. Conteneva una combinazione di minerali e composti di carbonio che sulla Terra sono creati dai microbi. Aveva anche cristalli di ossido di ferro magnetico, chiamato magnetite, che alcuni batteri producono. Inoltre, McKay presentò alla folla una visione al microscopio elettronico della roccia che mostrava catene di globuli che somigliavano in modo sorprendente alle catene che alcuni batteri formano sulla Terra. "Crediamo che questi siano davvero microfossili di Marte", ha detto McKay, aggiungendo che le prove non erano "prove assolute" della vita marziana passata ma piuttosto "indicazioni in quella direzione".
Tra gli ultimi a parlare quel giorno c'era J. William Schopf, un'università della California presso il paleobiologo di Los Angeles, specializzato in primi fossili della Terra. "Ti mostrerò le prove più antiche della vita su questo pianeta", ha detto Schopf al pubblico, mostrando una diapositiva di una catena fossilizzata di microscopici globuli di 3.465 miliardi di anni che aveva trovato in Australia. "Questi sono fossili dimostrabili", ha detto Schopf, sottintendendo che le immagini marziane della NASA non lo fossero. Ha chiuso citando l'astronomo Carl Sagan: "Affermazioni straordinarie richiedono prove straordinarie".
Nonostante la nota di scetticismo di Schopf, l'annuncio della NASA è stato trombato in tutto il mondo. "Marte è vissuto, spettacoli rock Meteorite detiene la prova della vita in un altro mondo", ha detto il New York Times. "I fossili del pianeta rosso possono dimostrare che non siamo soli", ha dichiarato The Independent of London .
Negli ultimi nove anni, gli scienziati hanno preso molto a cuore le parole di Sagan. Hanno esaminato attentamente il meteorite marziano (che ora è esposto al Museo Nazionale di Storia Naturale di Smithsonian), e oggi pochi credono che ospitasse microbi marziani.
La controversia ha spinto gli scienziati a chiedere come possono sapere se qualche stranezza, cristallo o stranezza chimica è un segno di vita, persino sulla Terra. Adebate è divampato su alcune delle più antiche prove della vita sulla Terra, inclusi i fossili che Schopf ha mostrato con orgoglio nel 1996. In questo dibattito sono in discussione importanti questioni, incluso come la vita si sia evoluta sulla Terra. Alcuni scienziati sostengono che per le prime centinaia di milioni di anni in cui la vita esisteva, assomigliava poco alla vita come la conosciamo oggi.
I ricercatori della NASA stanno prendendo lezioni dal dibattito sulla vita sulla Terra su Marte. Se tutto procede come previsto, una nuova generazione di rover arriverà su Marte entro il prossimo decennio. Queste missioni includeranno biotecnologie all'avanguardia progettate per rilevare singole molecole prodotte da organismi marziani, vivi o morti.
La ricerca della vita su Marte è diventata più urgente grazie in parte alle sonde dei due rover che ora vagano sulla superficie di Marte e su un'altra astronave che sta orbitando attorno al pianeta. Negli ultimi mesi hanno fatto una serie di sorprendenti scoperte che, ancora una volta, tentano gli scienziati a credere che Marte nasconda la vita, o lo hanno fatto in passato. In una conferenza di febbraio nei Paesi Bassi, un pubblico di esperti di Marte è stato intervistato sulla vita marziana. Circa il 75% degli scienziati ha affermato di ritenere che la vita esistesse una volta lì, e di loro, il 25% pensa che Marte porti la vita oggi.
La ricerca dei resti fossili di primitivi organismi monocellulari come i batteri decollò nel 1953, quando Stanley Tyler, un geologo economico dell'Università del Wisconsin, perplesso su alcune rocce di 2, 1 miliardi di anni che aveva raccolto in Ontario, Canada . Le sue rocce nere vetrose conosciute come cherts erano cariche di strani filamenti microscopici e sfere vuote. Lavorando con il paleobotonista di Harvard Elso Barghoorn, Tyler ha proposto che le forme fossero in realtà fossili, lasciati alle spalle da antiche forme di vita come le alghe. Prima del lavoro di Tyler e Barghoorn, erano stati trovati pochi fossili che precedevano il periodo Cambriano, che iniziò circa 540 milioni di anni fa. Ora i due scienziati ipotizzavano che la vita fosse presente molto prima nella storia di 4, 55 miliardi di anni del nostro pianeta. Quanto più indietro è rimasto è stato scoperto dagli scienziati successivi.
Nei decenni successivi, i paleontologi in Africa hanno trovato tracce fossili di batteri microscopici di 3 miliardi di anni che vivevano in enormi scogliere marine. I batteri possono anche formare quelli che vengono chiamati biofilm, colonie che crescono in strati sottili su superfici come rocce e fondali oceanici, e gli scienziati hanno trovato prove concrete di biofilm risalenti a 3, 2 miliardi di anni fa.
Ma al tempo della conferenza stampa della NASA, la più antica affermazione fossile apparteneva a William Schopf dell'UCLA, l'uomo che parlava scettico delle scoperte della NASA nella stessa conferenza. Durante gli anni '60, '70 e '80, Schopf era diventato uno dei massimi esperti di forme di vita precoci, scoprendo fossili in tutto il mondo, tra cui batteri fossili di 3 miliardi di anni fa in Sudafrica. Poi, nel 1987, lui e alcuni colleghi riferirono di aver trovato i fossili microscopici da 3.465 miliardi di anni in un sito chiamato Warrawoona nell'entroterra dell'Australia occidentale, quelli che avrebbe esposto alla conferenza stampa della NASA. I batteri nei fossili erano così sofisticati, dice Schopf, che indicano che "la vita era fiorente in quel momento, e quindi, la vita ebbe origine sensibilmente prima di 3, 5 miliardi di anni fa".
Da allora, gli scienziati hanno sviluppato altri metodi per rilevare i segni della prima vita sulla Terra. Uno comporta la misurazione di diversi isotopi, o forme atomiche, di carbonio; il rapporto tra gli isotopi indica che il carbonio faceva parte di un essere vivente. Nel 1996, un team di ricercatori ha riferito di aver trovato la firma della vita nelle rocce della Groenlandia risalenti a 3, 83 miliardi di anni.
I segni della vita in Australia e Groenlandia erano notevolmente vecchi, specialmente considerando che probabilmente la vita non avrebbe potuto persistere sulla Terra per le prime centinaia di milioni di anni del pianeta. Questo perché gli asteroidi lo stavano bombardando, facendo bollire gli oceani e probabilmente sterilizzando la superficie del pianeta prima di circa 3, 8 miliardi di anni fa. Le prove fossili hanno suggerito che la vita è emersa poco dopo che il nostro mondo si è raffreddato. Come scrisse Schopf nel suo libro Cradle of Life, la sua scoperta del 1987 "ci dice che l'evoluzione precoce procedette molto molto molto velocemente".
Un rapido inizio della vita sulla Terra potrebbe significare che la vita potrebbe anche emergere rapidamente su altri mondi - o pianeti simili alla Terra che circondano altre stelle, o forse anche altri pianeti o lune nel nostro sistema solare. Di questi, Marte è sembrato a lungo il più promettente.
La superficie di Marte oggi non sembra il tipo di luogo ospitale per la vita. È secco e freddo, precipitando fino a -220 gradi Fahrenheit. La sua atmosfera sottile non può bloccare le radiazioni ultraviolette dallo spazio, che devasterebbero qualsiasi cosa vivente conosciuta sulla superficie del pianeta. Ma Marte, che è vecchio come la Terra, avrebbe potuto essere più ospitale in passato. I calanchi e le secche pianure lacustri che segnano il pianeta indicano che una volta scorreva lì. C'è anche motivo di credere, dicono gli astronomi, che la prima atmosfera di Marte fosse abbastanza ricca di anidride carbonica intrappolante il calore da creare un effetto serra, riscaldando la superficie. In altre parole, all'inizio di Marte era molto simile alla prima Terra. Se Marte fosse stato caldo e umido per milioni o addirittura miliardi di anni, la vita avrebbe potuto avere abbastanza tempo per emergere. Quando le condizioni sulla superficie di Marte sono diventate brutte, la vita potrebbe essersi estinta lì. Ma i fossili potrebbero essere stati lasciati indietro. È anche possibile che la vita possa essere sopravvissuta su Marte sotto la superficie, a giudicare da alcuni microbi sulla Terra che prosperano miglia sotto terra.
Quando Mckay della Nasa presentò alla stampa le sue foto di fossili marziani quel giorno del 1996, uno dei milioni di persone che le videro in televisione era un giovane microbiologo ambientale britannico di nome Andrew Steele. Aveva appena conseguito un dottorato di ricerca presso l'Università di Portsmouth, dove stava studiando biofilm batterici in grado di assorbire la radioattività dell'acciaio contaminato nelle strutture nucleari. Esperto di microscopiche immagini di microbi, Steele ottenne il numero di telefono di McKay dall'assistenza telefonica e lo chiamò. "Posso farti una foto migliore di così", disse, e convinse McKay a mandargli pezzi del meteorite. Le analisi di Steele furono così buone che presto lavorò per la NASA.
Ironia della sorte, tuttavia, il suo lavoro ha ridotto le prove della NASA: Steele ha scoperto che i batteri terrestri avevano contaminato il meteorite di Marte. I biofilm si erano formati e si erano diffusi attraverso fessure al suo interno. I risultati di Steele non hanno confutato apertamente i fossili marziani - è possibile che il meteorite contenga sia fossili marziani che contaminanti antartici - ma, dice, "Il problema è, come si fa a dire la differenza?" Allo stesso tempo, altri scienziati hanno sottolineato che anche i processi non viventi su Marte avrebbero potuto creare i globuli e i grumi di magnetite che gli scienziati della NASA avevano sostenuto come prove fossili.
Ma McKay sostiene l'ipotesi che i suoi microfossili vengano da Marte, dicendo che è "coerente come un pacchetto con una possibile origine biologica". Qualsiasi spiegazione alternativa deve tenere conto di tutte le prove, dice, non solo un pezzo alla volta.
La controversia ha sollevato una profonda domanda nella mente di molti scienziati: cosa serve per provare la presenza della vita miliardi di anni fa? nel 2000, il paleontologo di Oxford Martin Brasier prese in prestito i fossili originali di Warrawoona dal NaturalHistoryMuseum di Londra, e lui, Steele e i loro colleghi hanno studiato la chimica e la struttura delle rocce. Nel 2002, hanno concluso che era impossibile dire se i fossili fossero reali, sottoponendo essenzialmente il lavoro di Schopf allo stesso scetticismo che Schopf aveva espresso sui fossili di Marte. "L'ironia non è andata persa su di me", afferma Steele.
In particolare, Schopf aveva proposto che i suoi fossili fossero batteri fotosintetici che catturavano la luce del sole in una laguna poco profonda. Ma Brasier, Steele e colleghi conclusero che le rocce si erano formate in acqua calda carica di metalli, forse attorno a uno sfiato surriscaldato sul fondo dell'oceano, quasi il tipo di luogo in cui un microbo amante del sole poteva prosperare. E l'analisi microscopica della roccia, afferma Steele, è stata ambigua, come ha dimostrato un giorno nel suo laboratorio facendo scattare una diapositiva dal nucleo Warrawoona al microscopio montato sul suo computer. "Che cosa stiamo guardando lì?" Chiede, facendo uno schiocco a casaccio sul suo schermo. “Qualche sporco antico che è stato catturato in una roccia? Stiamo guardando la vita? Forse, forse Puoi vedere con quanta facilità puoi ingannare te stesso. Non c'è niente da dire che i batteri non possono vivere in questo, ma non c'è niente da dire che stai guardando i batteri. "
Schopf ha risposto alle critiche di Steele con una sua nuova ricerca. Analizzando ulteriormente i suoi campioni, ha scoperto che erano fatti di una forma di carbonio nota come cherogeno, che sarebbe prevedibile nei resti di batteri. Dei suoi critici, dice Schopf, "vorrebbero mantenere vivo il dibattito, ma le prove sono schiaccianti".
Il disaccordo è tipico del campo in rapido movimento. Il geologo Christopher Fedo della George Washington University e il geocronologo Martin Whitehouse del Museo svedese di storia naturale hanno sfidato la traccia molecolare di 3.83 miliardi di anni fa di carbonio leggero proveniente dalla Groenlandia, affermando che la roccia si era formata dalla lava vulcanica, che è troppo calda per i microbi per resistere. Anche altre recenti rivendicazioni sono sotto assalto. Qualche tempo fa, un team di scienziati ha fatto notizia con il loro rapporto su minuscoli tunnel in rocce africane di 3, 5 miliardi di anni. Gli scienziati hanno sostenuto che i tunnel sono stati realizzati da antichi batteri nel periodo in cui si è formata la roccia. Ma Steele sottolinea che i batteri potrebbero aver scavato quei tunnel miliardi di anni dopo. "Se uscissi con la metropolitana di Londra in quel modo", dice Steele, "diresti che aveva 50 milioni di anni, perché è così che invecchiano le rocce attorno ad esso."
Tali dibattiti possono sembrare indecorosi, ma la maggior parte degli scienziati è felice di vederli svolgersi. "Ciò che farà sarà convincere molte persone a rimboccarsi le maniche e cercare più roba", afferma il geologo del MIT John Grotzinger. A dire il vero, i dibattiti riguardano le sottigliezze dei reperti fossili, non sull'esistenza di microbi molto tempo fa. Perfino uno scettico come Steele rimane abbastanza sicuro che i biofilm microbici siano vissuti 3, 2 miliardi di anni fa. "Non puoi perderli", afferma Steele dei loro distintivi filamenti simili a ragnatele visibili al microscopio. E nemmeno i critici hanno sfidato le ultime notizie di Minik Rosing, del Museo geologico dell'Università di Copenaghen, che ha trovato la firma della vita dell'isotopo di carbonio in un campione di 3, 7 miliardi di anni fa della Groenlandia, la più antica prova indiscussa della vita sulla Terra .
In gioco in questi dibattiti non è solo il momento della prima evoluzione della vita, ma il percorso che ha preso. Lo scorso settembre, ad esempio, Michael Tice e Donald Lowe dell'Università di Stanford hanno riferito di stuoie di microbi di 3.416 miliardi di anni conservate nelle rocce del Sudafrica. I microbi, dicono, hanno eseguito la fotosintesi ma non hanno prodotto ossigeno nel processo. Oggi un piccolo numero di specie batteriche fa lo stesso - si chiama fotosintesi anossigenica - e Tice e Lowe suggeriscono che tali microbi, piuttosto che quelli convenzionalmente fotosintetici studiati da Schopf e altri, fiorirono durante la prima evoluzione della vita. Capire i primi capitoli della vita dirà agli scienziati non solo molto sulla storia del nostro pianeta. Guiderà anche la loro ricerca di segni di vita altrove nell'universo, a cominciare da Marte.
Nel gennaio 2004, la NASA rover Spirit and Opportunity ha iniziato a rotolare attraverso il paesaggio marziano. Nel giro di poche settimane, Opportunity aveva trovato le prove migliori che una volta scorreva sulla superficie del pianeta. La chimica della roccia campionata da una pianura chiamata Meridiani Planum indicava che si era formata miliardi di anni fa in un mare poco profondo e scomparso da tempo. Uno dei risultati più importanti della missione rover, afferma Grotzinger, un membro del team scientifico rover, è stata l'osservazione del robot secondo cui le rocce su Meridiani Planum non sembrano essere state frantumate o cotte nella misura in cui le rocce terrestri della stessa l'età è stata - la loro struttura cristallina e stratificazione rimangono intatte. Un paleontologo non poteva chiedere un posto migliore per conservare un fossile per miliardi di anni.
L'anno passato ha portato una raffica di rapporti allettanti. Una sonda orbitante e telescopi terrestri rilevarono metano nell'atmosfera di Marte. Sulla Terra, i microbi producono abbondanti quantità di metano, sebbene possa anche essere prodotto da attività vulcanica o reazioni chimiche nella crosta del pianeta. Nel mese di febbraio, i media hanno corso su uno studio della NASA che avrebbe concluso che il metano marziano avrebbe potuto essere prodotto da microbi sotterranei. Il quartier generale della NASA si insinuò rapidamente - forse preoccupato per una ripetizione della frenesia mediatica che circondava il meteorite marziano - e dichiarò che non aveva dati diretti a sostegno delle pretese di vita su Marte.
Ma pochi giorni dopo, gli scienziati europei hanno annunciato di aver rilevato la formaldeide nell'atmosfera marziana, un altro composto che, sulla Terra, è prodotto da esseri viventi. Poco dopo, i ricercatori dell'Agenzia spaziale europea hanno pubblicato immagini delle Elysium Plains, una regione lungo l'equatore di Marte. La trama del paesaggio, sostenevano, mostra che l'area era un oceano ghiacciato solo pochi milioni di anni fa - non molto tempo, nel tempo geologico. Il mare di Afrozen potrebbe essere ancora lì oggi, sepolto sotto uno strato di polvere vulcanica. Mentre l'acqua non è ancora stata trovata sulla superficie di Marte, alcuni ricercatori che studiano canaloni marziani sostengono che le caratteristiche potrebbero essere state prodotte da falde acquifere sotterranee, suggerendo che l'acqua e le forme di vita che richiedono acqua potrebbero essere nascoste sotto la superficie.
Andrew Steele è uno degli scienziati che progettano la prossima generazione di apparecchiature per sondare la vita su Marte. Uno strumento che prevede di esportare su Marte è chiamato un microarray, un vetrino sul quale sono attaccati diversi anticorpi. Ogni anticorpo riconosce e si aggancia a una specifica molecola, e ogni punto di un particolare anticorpo è stato truccato per illuminarsi quando trova il suo partner molecolare. Steele ha prove preliminari che il microarray è in grado di riconoscere le hopane fossili, molecole trovate nelle pareti cellulari dei batteri, nei resti di un biofilm di 25 milioni di anni.
Lo scorso settembre, Steele e i suoi colleghi si sono recati nell'aspra isola artica delle Svalbard, dove hanno testato lo strumento nell'ambiente estremo della zona come preludio per dispiegarlo su Marte. Mentre le guardie norvegesi armate osservavano gli orsi polari, gli scienziati hanno trascorso ore seduti su rocce fredde, analizzando frammenti di pietra. Il viaggio è stato un successo: gli anticorpi per microarray hanno rilevato le proteine prodotte dai batteri resistenti nei campioni di roccia e gli scienziati hanno evitato di diventare cibo per gli orsi.
Steele sta anche lavorando su un dispositivo chiamato MASSE (Modular Assays for Solar System Exploration), che è provvisoriamente programmato per volare su una spedizione dell'Agenzia spaziale europea del 2011 su Marte. Prevede che il rover frantuma le rocce in polvere, che può essere collocato in MASSE, che analizzerà le molecole con un microarray, alla ricerca di molecole biologiche.
Presto, nel 2009, la NASA lancerà il Mars Science Laboratory Rover. È progettato per ispezionare la superficie delle rocce alla ricerca di trame peculiari lasciate dai biofilm. Il laboratorio di Marte può anche cercare amminoacidi, elementi costitutivi di proteine o altri composti organici. Trovare tali composti non proverebbe l'esistenza della vita su Marte, ma rafforzerebbe il caso e spingerebbe gli scienziati della NASA a guardare più da vicino.
Per quanto difficili saranno le analisi su Marte, sono rese ancora più complesse dalla minaccia di contaminazione. Marte è stato visitato da nove veicoli spaziali, da Marte 2, una sonda sovietica che si schiantò contro il pianeta nel 1971, a Opportunity and Spirit della NASA. Ognuno di loro avrebbe potuto trasportare microbi terrestri autostop. "Può darsi che siano atterrati e che siano piaciuti lì, e che il vento li abbia soffiati dappertutto", afferma Jan Toporski, geologo dell'Università di Kiel, in Germania. E lo stesso gioco interplanetario di autoscontri che spingeva un pezzo di Marte sulla Terra avrebbe potuto inondare pezzi di Terra su Marte. Se una di quelle rocce terrestri fosse stata contaminata da microbi, gli organismi avrebbero potuto sopravvivere su Marte - almeno per un po '- e lasciare tracce nella geologia lì. Tuttavia, gli scienziati sono fiduciosi di poter sviluppare strumenti per distinguere tra i microbi terrestri importati e quelli marziani.
Trovare segni di vita su Marte non è affatto l'unico obiettivo. "Se trovi un ambiente abitabile e non lo trovi abitato, allora questo ti dice qualcosa", afferma Steele. “Se non c'è vita, allora perché non c'è vita? La risposta porta a più domande. ”Il primo sarebbe ciò che rende la Terra così ricca di vita così speciale. Alla fine, lo sforzo compiuto per rilevare la vita primitiva su Marte potrebbe dimostrare il suo massimo valore proprio qui a casa.
