10. Sorgenti termali di Yellowstone
Se volessi uccidere qualcosa, o forse semplicemente eliminare un corpo, non potresti fare molto meglio delle condizioni nelle sorgenti calde di Yellowstone. Le sorgenti sono vicine al punto di ebollizione dell'acqua e abbastanza acide da sciogliere le unghie. Ma alcuni microbi prosperano lì, e i pigmenti che producono danno alle sorgenti colori vivaci e ultraterreni.
Il batterio termofilo Thermus aquaticus è il più famoso microbo di Yellowstone; produce un enzima che i ricercatori usano nei laboratori di genetica per fare copie del DNA. Altri microbi di Yellowstone mangiano idrogeno e alcuni anni fa alcuni scienziati hanno scoperto un phylum completamente nuovo di batteri fotosintetizzanti.
Poiché a Yellowstone ci sono così tante sorgenti di acqua calda, vasi di fango e geyser, con una varietà di temperature e composizioni chimiche, il parco ospita la più grande diversità conosciuta di archaea. Organismi semplici a cellula singola senza nuclei, gli archei sono un ramo della vita che è noto solo dagli anni '70.
Molti archaea prosperano a temperature calde (si trovano anche nei vulcani). E all'interno di alcuni archaea di Yellowstone - solo per completare l'ecosistema microbico - ci sono virus amanti del calore.
9. In corpi sotto il punto di congelamento dell'acqua
Alcuni animali sopravvivono non solo in ambienti sotto lo zero, ma in corpi sotto lo zero. I ragni e gli insetti producono antigelo che impedisce loro di congelare il solido. Le larve di alcune mosche artiche possono sopravvivere raffreddate a circa -76 Fahrenheit.
Molte specie di rane, tritoni e tartarughe congelano: oltre il 50% dell'acqua nei loro corpi può essere ghiaccio. Il trucco è che controllano attentamente dove si forma il ghiaccio. Mentre l'animale si raffredda, le sue cellule e organi spremono l'acqua e si restringono. Solo l'acqua all'esterno delle cellule dell'animale si congela; i cristalli possono crescere tra le fibre muscolari o attorno agli organi.
La temperatura corporea sostenuta più fredda in un mammifero è di circa 27 gradi Fahrenheit, misurata negli scoiattoli terrestri artici. La loro strategia si chiama "super raffreddamento", anche se il fluido nei loro corpi è al di sotto del punto di congelamento, gli animali eliminano qualsiasi materiale su cui potrebbero formarsi i cristalli di ghiaccio.
8. Interamente da solo
La maggior parte degli ecosistemi è complicata. Un membro di una determinata specie deve trovare altre specie da mangiare ed evitare quelle specie che vogliono mangiarlo. Se è un parassita, ha bisogno di un ospite; se è una pianta, potrebbe aver bisogno di batteri per aiutarlo a elaborare azoto o api per impollinare i suoi fiori.
Non così in fondo a una miniera d'oro sudafricana profonda quasi due miglia. Lì, il Candidatus Desulforudis audaxviator è tutto ciò che c'è. Questa specie di batteri, una delle più profonde mai trovate, vive a circa 140 gradi Fahrenheit, fissa il proprio azoto e mangia solfato, il tutto in completo isolamento.
7. Isole Galapagos
Certo, sono famosi per aver ispirato la teoria dell'evoluzione di Darwin attraverso la selezione naturale. Ma il motivo per cui è facile (beh, a posteriori) osservare l'evoluzione su queste isole è che sono quasi del tutto inospitali per la vita. Sono emersi nel mezzo dell'Oceano Pacifico come le cime dei vulcani ancora attivi. Furono sterilizzati a caldo e 600 miglia da terra.
Tutto ciò che vive lì ora volava nel vento (la maggior parte delle piante ha semi dispersi nell'aria), cavalcava una corrente strana (compresi i pinguini delle Galapagos, l'unica specie del suo genere a vivere all'equatore), o galleggiava su una zattera di vegetazione (come le tartarughe giganti). (Cioè, a parte le specie che gli umani hanno introdotto più di recente.) La colonizzazione è avvenuta raramente e la maggior parte delle specie è rimasta dove sono sbarcati, quindi sono cresciuti ecosistemi relativamente semplici, con abbastanza differenze tra le isole da renderle una vetrina dei principi evolutivi.
6. Drenaggio delle mine acide (e secondi classificati)
La Iron Mountain della California fu estratta a partire dal 1800 per oro, argento, rame e altri minerali. I minerali hanno avuto origine nelle radici di un vulcano e sono stati depositati con molto solfuro, un composto che si trasforma in acido solforico in presenza di acqua. L'estrazione mineraria ha esposto i solfuri e alla fine ha reso gli sterili acidi quanto l'acido della batteria e pieni di metalli pesanti come l'arsenico.
Ma molti microbi vivono nella miniera. Galleggiano su un lago di acido in una chiazza rosa chiamata biofilm prodotta da alcuni batteri nella comunità microbica. Alcuni degli archaea nella miniera mangiano ferro e rendono ancora più acide le condizioni già acide convertendo attivamente il solfuro in acido solforico. L'acido allontana la pirite (l'oro degli sciocchi) e altri minerali nella caverna, aggiungendo più metalli nella zuppa tossica.
Questo habitat ha a malapena eliminato altre condizioni difficili per i microbi: caldo o freddo estremi, pressione intensa e persino radiazioni da un reattore nucleare. Three Mile Island non era Chernobyl, ma un incidente del 1979 causò il parziale crollo di un reattore e il rilascio di gas radioattivo nell'atmosfera. Ci sono voluti molti anni per ripulire il caos, principalmente con robot e gru azionate a distanza sorvegliate tramite videocamere. Con grande sorpresa dell'equipaggio di pulizia, l'acqua di raffreddamento vicino al nucleo era torbida: i microrganismi prosperavano nonostante gli alti livelli di radioattività.
Per quanto riguarda la pressione, il massimo che nessun batterio abbia mai resistito è 16.000 volte maggiore della pressione atmosferica che sperimentiamo a livello del mare. In esperimenti alla Carnegie Institution di Washington, DC, Robert Hazen e i suoi colleghi "hanno sottoposto una tensione del familiare batterio intestinale Escherichia coli alla ridicola pressione di 16.000 atmosfere - un valore ottenuto accidentalmente dal serraggio eccessivo di una cella a pressione a incudine di diamanti". Oops! Ma quando hanno esaminato i batteri più tardi, alcuni erano sopravvissuti a questa pressione, che è maggiore di qualsiasi pressione a qualsiasi profondità potenzialmente vitale (cioè qualsiasi profondità che non sia più calda del limite di calore teorico per una vita di 302 gradi Fahrenheit) sul pianeta.
La temperatura corporea sostenuta più fredda in un mammifero è di circa 27 gradi Fahrenheit, misurata negli scoiattoli terrestri artici. (Darrell Gulin / Corbis) 
Tutto ciò che vive sulle Isole Galapagos ora volava nel vento, cavalcava una corrente strana o galleggiava su una zattera di vegetazione. (Wolfgang Kaehler / Corbis) 
In Antartide, i pinguini imperatori trascorrono mesi a temperature fredde come -40 Fahrenheit. Sopravvivono rannicchiandosi insieme, condividendo il calore e minimizzando la superficie dei loro corpi che è esposta al freddo. (Frans Lanting / Corbis) 
Il pupfish Devil's Hole, una delle prime specie protette ai sensi della Endangered Species Act, è uno degli animali più rari al mondo. Quest'anno ne sono stati contati meno di cento e nel 2006 la sua popolazione era di 38. (Kat Wade / San Francisco Chronicle / Corbis) 
Dopo l'incidente del 1979 a Three Mile Island, l'equipaggio di pulizia fu sorpreso di trovare i microrganismi che prosperavano nell'acqua di raffreddamento altamente radioattiva vicino al nocciolo. (Bettmann / Corbis) 
Le sorgenti calde di Yellowstone sono vicine al punto di ebollizione dell'acqua e abbastanza acide da sciogliere le unghie. Ma alcuni microbi prosperano lì, e i pigmenti che producono danno alle sorgenti colori vivaci e ultraterreni. (Jim Peaco / NPS) 5. Sotto una crepa nel Parco nazionale della Valle della Morte
La Death Valley è il posto più basso, più caldo e più secco degli Stati Uniti, non un ottimo posto per essere un pesce. Ma sette specie di pupfish sono sospese, gli ultimi sopravvissuti dei laghi che si sono prosciugati 10.000 anni fa. Ora i pesci sono bloccati nelle sorgenti, nelle paludi salate e nel Devil's Hole, una falda acquifera sotterranea raggiungibile solo da una fessura stretta nella roccia.
Il pupfish Devil's Hole, una delle prime specie protette ai sensi della Endangered Species Act, è uno degli animali più rari al mondo. Quest'anno ne sono stati contati meno di cento e nel 2006 la sua popolazione era di 38.
4. Prese d'aria profonda
Le prese d'aria profonde sono il luogo strano prototipo per la vita. Gli ecosistemi complessi, scoperti per la prima volta nel 1977, prosperano nell'oscurità più totale, sotto un'intensa pressione, alimentati dallo zolfo. Le prese d'aria si trovano all'intersezione di due placche oceaniche. A differenza della maggior parte delle zone di terremoto e vulcano, in cui due piastre si uniscono, le prese d'aria sono luoghi in cui due piastre si stanno allargando. L'acqua penetra nella crosta incrinata, raccoglie minerali e calore e fuoriesce dalle prese d'aria.
Nella parte inferiore della catena alimentare ci sono microbi che ottengono la loro energia da sostanze chimiche nelle prese d'aria, di solito acido solfidrico. Centinaia di altre specie sono state scoperte che vivono solo in queste prese d'aria, tra cui vari vermi tubolari, cirripedi, cozze e gamberi.
3. All'età molto, molto antica
I batteri sotto stress formano spesso spore, piccole pepite sgusciate che contengono il DNA batterico e alcuni macchinari cellulari ma sono dormienti. Le spore possono sopravvivere a tutti i tipi di traumi - calore, freddo, radiazione gamma, radiazione ultravioletta, alta pressione, bassa pressione - per un tempo molto lungo. Per quanto? Bene, ci sono state alcune affermazioni spettacolari, alcune delle quali gli scienziati stanno ancora discutendo.
Nel 1995, gli scienziati hanno riferito di aver isolato le spore dall'intestino di un'ape nell'ambra di 25 milioni a 40 milioni di anni. Dissero di aver rianimato le spore e di aver sviluppato batteri da esse.
Qualche anno dopo, un'altra squadra riferì di far rivivere spore molto più vecchie - 250 milioni di anni - dai cristalli di sale.
Si è discusso molto delle affermazioni, in particolare di quest'ultima, perché è così facile ottenere la contaminazione batterica anche in profondità nel terreno.
Più recentemente, gli scienziati hanno rianimato i batteri che sono stati sul ghiaccio per milioni di anni. I batteri erano in animazione sospesa nel ghiaccio più antico della Terra, in una valle dell'Antartide. Quelli di circa un milione di anni rianimarono relativamente facilmente e alcuni dei più vecchi, che furono coperti di ghiaccio 8 milioni di anni fa, mostravano anche segni di vita.
2. I luoghi più freddi della Terra
Tecnicamente ci sono luoghi più freddi sulla Terra rispetto all'Artico e all'Antartico, ma dovresti andare in un laboratorio di fisica per trovarli.
Al di fuori del laboratorio, nulla è così miserabile per una creatura a sangue caldo come un inverno polare. In Antartide, i pinguini imperatori trascorrono mesi a temperature fredde come -40 Fahrenheit, al buio, senza mangiare, mentre incubano le uova. Come riescono? Sono la definizione di compagnia amante della miseria: si rannicchiano insieme, condividendo il calore e minimizzando la superficie dei loro corpi che è esposta al freddo. Riducono anche il loro tasso metabolico di circa il 25 percento e la loro temperatura interna di alcuni gradi.
All'altra estremità della Terra, un'anatra rara chiamata Eider dagli occhiali ha bisogno di acqua aperta per nutrirsi, il che è scomodo dato che la maggior parte dell'Artico si congela. Fino a qualche anno fa, gli scienziati non avevano idea di dove questi eider trascorrevano i loro inverni. Si scopre che si rannicchiano insieme in fessure tra lastre di ghiaccio marino, immergendosi per le vongole e condividendo il loro calore, e possibilmente agitando la loro piccola macchia di acqua aperta abbastanza da impedirgli di congelarsi.
1. Nella stratosfera
Sì, la stratosfera, lo strato dell'atmosfera terrestre che inizia a circa sei miglia dal suolo. Enormi tempeste di polvere dal Sahara e da altri deserti spostano milioni di tonnellate di terreno ogni anno, e un numero sconvolgente e una varietà di microbi vanno avanti per la corsa. Dale Griffin, del US Geological Survey, ha raccolto microbi in polvere ad altitudini fino a 60.000 piedi (più di 11 miglia di altezza).
Che succede? Batteri, funghi, virus: centinaia di tipi diversi. Stranamente, molti dei microbi identificati sono noti patogeni umani: la legionella (che causa la malattia del legionario), lo stafilococco (che causa infezioni da stafilococco) e molti microbi che causano malattie polmonari se (ahem) inalato.
"Sono rimasto sorpreso dal numero di microrganismi vitali che abbiamo potuto trovare in volumi molto piccoli di aria quando era presente la polvere del deserto", afferma Griffin. "Se guardi, sono lì, anche negli ambienti più estremi."
