Un nuovo tipo di forma di vita, privo di ossigeno, a base di metano in grado di metabolizzare e riprodursi in modo simile alla vita sulla Terra è stato modellato da un team di ricercatori della Cornell University.
Una rappresentazione di un azotosoma, delle dimensioni di un virus, con un pezzo della membrana asportata per mostrare la sua cavità interna [credito: James Stevenson]
In una prospettiva allo stesso tempo fantasiosa e rigidamente scientifica, ingegneri chimici e astronomi offrono un modello per la vita che potrebbe prosperare in un mondo freddo - specificamente Titano, la luna gigante di Saturno. Un corpo planetario inondato da un mare non di acqua, ma di metano liquido, Titano potrebbe ospitare, cellule prive di ossigeno basate sul metano. La teorizzata membrana cellulare, formata da piccoli composti di azoto organico e in grado di funzionare alle temperature del metano liquido di 292 gradi sotto lo zero, è pubblicata su Science Advances.
Il lavoro è stato condotto da Paulette Clancy e James Stevenson, chimici esperti in dinamica molecolare. Co-autore del documento è Jonathan Lunine, direttore per il Centro per la Radiofisica e la Ricerca spaziale della Cornell. Lunine è un esperto delle lune di Saturno e uno scienziato interdisciplinare sulla missione Cassini-Huygens che ha scoperto i mari di metano-etano su Titano.
Titano Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho
Incuriosito dalle possibilità di vita a base di metano su Titano, e armato di una borsa di studio dalla Fondazione Templeton per studiare la vita non acquosa, Lunine, circa un anno fa, ha cercato l'assistenza di docenti della Cornell con competenze nella modellazione chimica. "Non siamo biologi, e non siamo astronomi, ma abbiamo gli strumenti giusti", ha detto Clancy.
"Forse ci ha aiutato il fatto di non avere alcun preconcetto su quello che dovrebbe essere in una membrana e cosa non dovrebbe. Abbiamo lavorato con i composti che sapevamo essere presenti in quel luogo e ci siamo chiesti, 'Se questa fosse la tavolozza, cosa ne possiamo tirare fuori?' "
Sulla Terra, la vita si basa sulla membrana a doppio strato di fosfolipidi, la forte, permeabile vescicola, a base d'acqua che ospita la materia organica di ogni cellula. Una vescicola fatta da una tale membrana si chiama liposoma. Così, molti astronomi cercano vita extraterrestre in quella che viene chiamata la zona abitabile circumstellare, la banda stretta intorno al sole in cui può esistere acqua allo stato liquido. Ma cosa succede se le cellule non fossero basate sull'acqua, ma sul metano, che ha un punto di congelamento più basso? Gli ingegneri hanno chiamato la loro teorica membrana cellulare "azotosoma". "Liposoma" deriva dal greco "lipos" e "soma" per significare "corpo lipidico"; per analogia, "azotosoma" significa "corpo di azoto".
L'azotosoma è composto da molecole di azoto, carbonio e idrogeno noti per essere presenti nei mari criogenici di Titano, ma mostra la stessa stabilità e flessibilità analoghe a quelle dei liposomi sulla Terra. Questa è stata una sorpresa per i chimici come Clancy e Stevenson, che non avevano mai pensato ai meccanismi di stabilità cellulare prima; di solito studiano i semiconduttori, non le cellule. Gli ingegneri hanno impiegato un metodo di dinamiche molecolari alla ricerca di composti candidati dal metano per auto-assemblarsi in strutture simili a membrane. Il composto più promettente che hanno trovato è un azotosoma acrilonitrile, che mostrava una buona stabilità, una forte barriera alla decomposizione e una flessibilità simile a quella delle membrane fosfolipidiche sulla Terra.
L'Acrilonitrile è un velenoso composto organico liquido incolore utilizzato per la fabbricazione di fibre acriliche, resine e materiali termoplastici. È presente nell'atmosfera di Titano. Eccitata dalla prova iniziale, Clancy ha detto che il prossimo passo è quello di cercare di dimostrare come queste cellule si comportano in un ambiente a base di metano - quello che potrebbe essere l'analogo per la riproduzione e il metabolismo nelle cellule a base di metano senza ossigeno.
Lunine attende con interesse la prospettiva a lungo termine di testare queste idee su Titano stesso, "con l'invio di una sonda a galleggiare sui mari di questa luna sorprendente e campionando direttamente i composti organici". Stevenson ha dichiarato di essere stato in parte ispirato dallo scrittore di fantascienza Isaac Asimov, che scrisse sul concetto di vita non basata sull'acqua nel saggio del 1962 "Non come la conosciamo". Inoltre Stevenson ha detto Stevenson: "Il nostro è il primo progetto concreto della vita non come la conosciamo".
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