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Siamo soli? La risposta inafferrabile a quella domanda profonda potrebbe arrivare presto mentre gli astronomi cercano il santo graal dei segni della vita sui mondi che circondano le stelle oltre il nostro Sole. Finora, la Terra è l’unico mondo nell’intero universo inimmaginabilmente vasto che è noto per nutrire le creature viventi. Naturalmente, questo non significa che solo perché gli scienziati non hanno ancora trovato la vita extraterrestre – e non ci sono prove convincenti che ci abbia trovato – che non esiste. A luglio 2019, gli astronomi della Cornell University di Ithaca, New York, hanno annunciato di essersi immersi nella misteriosa scatola di colori di Madre Natura, che è stata utilizzata per tingere l’antica Terra, al fine di creare un “cheat sheet” cosmico nella loro ricerca di scoprire l’evoluzione della vita come la conosciamo su mondi lontani. Correlando tonalità e tinte, gli scienziati sperano di capire dove gli esopianeti scoperti possano ragionevolmente cadere lungo il loro spettro evolutivo.

“Nella nostra ricerca per comprendere gli esopianeti, stiamo usando la Terra antica e le sue pietre miliari biologiche nella storia come una pietra di Rosetta”, ha commentato il dottor Jack O’Malley-James in un 10 luglio 2019 Comunicato stampa della Cornell University. Dr. O’Malley-James, ricercatore associato presso Cornell’s Carl Sagan Institute, ha recentemente scritto un articolo con la dott.ssa Lisa Kaltenegger, professore di astronomia e direttore della Sagan Institute. Il documento di ricerca è stato pubblicato nel numero del 9 luglio 2019 del Lettere astrofisiche del diario sotto il titolo Espandere la linea temporale per la biosignatura fotosintetica del bordo rosso della Terra.

Anche se la vita non è stata scoperta su mondi diversi dalla Terra, esiste una grande probabilità statistica che esista in tutto il Cosmo – e che probabilmente sia abbastanza abbondante. Una delle domande biologiche più basilari e meno risolte è la risposta a come ha avuto origine la vita sulla Terra. In effetti, per arrivare a una comprensione scientifica di come potrebbe essere la vita su altri mondi, è di fondamentale importanza capire come si è sviluppata la vita sulla Terra – dove ha avuto origine, come si è evoluta e dove esiste. La Terra è letteralmente l’unico laboratorio a cui gli scienziati hanno accesso, dove possono studiare la formazione della vita.

Tutta la vita sul nostro pianeta si basa sull’elemento carbonio. Nonostante ciò, gli organismi viventi sulla Terra sono estremamente diversi, portando all’inevitabile conclusione che qualunque cosa la vita possa esistere in tutto il Cosmo – sia essa a base di carbonio o basata su una biochimica alternativa – sarà probabilmente una raccolta complicata di forme di vita esotiche . La vita che può abitare su mondi distanti potrebbe essere notevolmente saggia e consapevole – o altrettanto priva di coscienza come un albero di pino o una rosa. Poiché le creature viventi su altri mondi hanno seguito una linea di evoluzione completamente diversa, non assomigliano a noi. Ad esempio, alcune specie animali sulla Terra non hanno facce. Non c’è motivo di presumere che una creatura di un altro mondo abbia una faccia.

I volti non sono unicamente umani, anche se con i loro sottili gradi di espressione e simmetria, hanno fissato gli standard sia per la bellezza umana che per la tragedia, sia nell’arte che nel dramma. Gli esseri umani hanno evoluto i loro volti insieme a tutti gli altri animali che hanno ossa posteriori (vertebrati), dal pesce gatto ai gatti.

Considerando la complicata storia della vita sul nostro pianeta, i suoi molteplici inizi ed estinzioni; le sue deviazioni accidentali e le varie migrazioni, sembrerebbe piuttosto improbabile che l’evoluzione su altri mondi segua esattamente lo stesso corso della vita sulla Terra. In effetti, potrebbe accadere che non potremmo nemmeno riconoscere la vita di un altro mondo se la vedessimo. Questo perché può esistere in una forma che non ci è familiare.

Anche sul nostro pianeta esistono forme di vita bizzarre – e nei posti più strani. estremofili sono creature viventi che esistono sulla Terra in condizioni che gli esseri umani troverebbero ostili – e che ci ucciderebbero, così come molte altre creature sul nostro pianeta. L’esistenza di queste strane creature è stata riconosciuta per la prima volta negli anni ’70, e più scienziati hanno studiato queste stranezze terrene, più specie dispari hanno scoperto. Gli scienziati hanno scoperto che la maggior parte degli archei, dei batteri e una manciata di protisti possono sopravvivere abbastanza facilmente in ambienti difficili. Tuttavia, anche se la maggior parte di estremofili sono microbi, ci sono eccezioni.

Una linea temporale di base per la vita sulla Terra

Sin da quando la Terra è emersa per la prima volta dal suo paese natale disco di accrescimento protoplanetario– composto da gas e polvere che turbinavano attorno al nostro antico Sole – è cambiato molte volte. Il nostro pianeta non è sempre stato ospitale per la vita e ha anche subito una serie di estinzioni di massa. Una collisione particolarmente violenta tra i protoEarth e una dimensione di Marte protopianeta che gli scienziati hanno chiamato Theia, è responsabile della nascita dell’adorabile Luna terrestre – e senza la nostra Luna, la vita non sarebbe emersa ed evoluta sulla Terra. Quando il condannato Theia colpì il nostro antico pianeta, nei primi giorni del nostro Sistema Solare, causando la sparatoria di una miriade di lune che urlavano nel cielo sopra il nostro pianeta. Questi detriti, composti sia da materiale terrestre che da Theia-roba, alla fine coagulata per formare l’incantevole compagno lunare della Terra. Un altro evento devastante si è verificato molto più tardi – circa 65 milioni di anni fa – quando una grande cometa ha colpito il nostro pianeta. Si ritiene che questo evento violento abbia contribuito alla scomparsa dei dinosauri, che ha permesso ai mammiferi di raggiungere il dominio.

La documentazione fossile indica che molti organismi che prosperarono molto tempo fa sono ormai estinti. In effetti, il 99% delle specie che siano mai vissute sulla Terra non esiste più.

Il nostro sistema solare ha circa 4,6 miliardi di anni e il nostro pianeta ha tra 4,4 e 4,57 miliardi di anni. La vita sulla Terra è emersa per la prima volta da sostanze non viventi circa da 3,5 a 4 miliardi di anni fa, e le prime forme di vita erano organismi unicellulari simili ai batteri.

La linea temporale di base per l’evoluzione della vita sulla Terra include quanto segue:

-Circa 3,5-3,8 miliardi di anni fa, chiamate semplici cellule procarioti prosperato sul nostro giovane pianeta.

-Circa 3 miliardi di anni fa, fotosintesi sviluppato.

-Circa 2 miliardi di anni fa chiamate cellule complesse eucarioti è emerso.

– Circa 1 miliardo di anni fa la vita multicellulare si è evoluta.

-Circa 600 milioni di anni fa emersero sulla Terra animali semplici.

-Circa 570 milioni di anni fa artropodi evoluto. Erano gli antenati di insetti, aracnidi e crostacei.

-550 milioni di anni fa, si sono evoluti animali complessi.

-500 milioni di anni fa, pesci e proto-anfibi si formarono nelle acque della Terra.

-475 milioni di anni fa, le piante terrestri si sono evolute.

-400 milioni di anni fa emersero insetti e semi.

-360 milioni di anni fa gli anfibi – come le rane – si sono evoluti.

-300 milioni di anni fa, i rettili si sono evoluti e prosperano.

-200 milioni di anni fa, i primi piccoli mammiferi emersero sulla Terra.

-150 milioni di anni fa, gli uccelli si sono evoluti dai loro antenati dei dinosauri aviari.

-130 milioni di anni fa, i fiori – come le rose – si formarono sulla Terra.

-65 milioni di anni fa, i dinosauri non aviari si estinsero. Una cometa che si schianta probabilmente ha dato il colpo di grazia ai rettili precedentemente dominanti. Questo ha spianato la strada ai mammiferi per evolversi e alla fine diventare dominanti sulla Terra.

-2,5 milioni di anni fa, apparvero gli antenati degli esseri umani.

-200.000 anni fa, sono emersi esseri umani moderni.

-25.000 anni fa, neanderthal estinto. Il neanderthal e gli umani moderni coesistevano per un certo periodo, ed è probabile che entrambi siano gli antenati degli umani che vivono oggi.

Scatola di vernice di madre natura

“Se un alieno avesse usato il colore per osservare se la nostra Terra avesse vita, quell’alieno avrebbe visto colori molto diversi nella storia del nostro pianeta – risalendo a miliardi di anni fa – quando diverse forme di vita dominavano la superficie terrestre”, ha osservato la dott.ssa Lisa Kaltenegger in il 10 luglio 2019 Comunicato stampa Cornell.

“Gli astronomi si erano concentrati solo sulla vegetazione prima, ma con una tavolozza dei colori migliore, i ricercatori possono ora guardare oltre mezzo miliardo di anni e fino a 2,5 miliardi di anni indietro nella storia della Terra per abbinare periodi simili a pianeti extrasolari,“ha continuato a spiegare.

Per circa il 10% della “vita” della Terra – vale a dire, negli ultimi mezzo miliardo di anni – la clorofilla che esiste in numerose specie familiari di flora è stata una componente importante della biosignatura del nostro pianeta. Tuttavia, altre flora, come alghe e cianobatteri, sono notevolmente più vecchie della vegetazione terrestre. Tuttavia, le loro strutture contenenti clorofilla mostrano le loro firme tattili sulla superficie terrestre.

“Gli scienziati possono osservare le biosignature di superficie oltre la vegetazione su esopianeti simili alla Terra usando il nostro pianeta come chiave per cosa cercare”, ha osservato il dott. O’Malley-Jones nel 10 luglio 2019 Comunicato stampa della Cornell University.

Il dott. Kaltenegger ha spiegato nello stesso Comunicato stampa che “Quando scopriamo un esopianeta, questa ricerca ci offre una gamma molto più ampia di guardare indietro nel tempo. Estendiamo il tempo in cui possiamo trovare il biota di superficie da 500 milioni di anni (diffusa vegetazione terrestre) a circa 1 miliardo di anni fa con il lichene e fino a 2 o 3 miliardi di anni fa con i cianobatteri. “

Il dottor O’Malley-Jones e il dott. Kaltenegger modellano gli spettri di esopianeti simili alla Terra – nella loro ricerca della vita come la conosciamo – usando diversi organismi di superficie che usano la clorofilla. I loro modelli potrebbero includere dove alcuni organismi dominano l’intera superficie di un esopianeta simile alla Terra. Immagina il pianeta paludoso e immaginario di nome Dagobah– la casa di Yoda – nel Guerre stellari film.

I licheni sono a simbiotico associazione fungina e fotosintetica – nel senso che queste due diverse specie vivono insieme in armonia, si aiutano a vicenda sopravvivere e a prima vista sembrano essere una singola specie. I licheni potrebbero aver colonizzato le masse terrestri del nostro pianeta circa 1,2 miliardi di anni fa, e la loro esistenza avrebbe dipinto la Terra di color salvia con riflessi verde menta. Questo tipo di rivestimento avrebbe generato una firma fotosintetica “non vegetativa” sul bordo rosso (la parte dello spettro che protegge le piante dal fuoco del nostro Sole) prima che il moderno biota della Terra di oggi diventasse dominante.

Il dottor O’Malley-James e il dott. Kaltenegger hanno notato che i cianobatteri, come le alghe di superficie, potrebbero essere stati diffusi tra i 2 e i 3 miliardi di anni fa sulla Terra. Ciò avrebbe prodotto un bordo rosso fotosintetico, che potrebbe essere trovato su altri lontani pianeti extrasolari simili alla Terra che potrebbero potenzialmente ospitare una vita simile a quella sul nostro pianeta quando era giovane.

Questo importante nuovo studio mostra che licheni, alghe e cinanobatteri avrebbero potuto produrre una caratteristica rilevabile del bordo rosso superficiale per una Terra primitiva – molto prima che la vegetazione terrestre si diffondesse circa 500 milioni a 750 milioni di anni fa, ha osservato il dottor O’Malley-James.

“Questo documento espande l’uso di una bio-caratteristica della superficie del bordo rosso fotosintetico ai tempi precedenti della storia della Terra, nonché a una più ampia gamma di scenari abitabili di pianeti extrasolari”, ha aggiunto.



Scritto da Judith E Braffman-Miller