Temperature di 120°C o di -15°C, pressioni centinaia di volte superiori a quella atmosferica, radiazioni, salinità enormi e pH estremamente acidi o basici…l’evoluzione trova sempre una soluzione.
Gli organismi estremofili sono quelli che vivono negli ambienti più impensabili della Terra, laddove sembrerebbe difficile possa evolversi la vita per via delle condizioni avverse. Questi organismi per vivere in ambienti così ostili hanno sviluppato delle caratteristiche particolari grazie a molecole portentose che, tra le altre cose, possono trovare applicazione anche nel campo delle biotecnologie. Oltre ciò la loro capacità di vivere ai limiti della vita ci permette di ipotizzare ed indagare come la vita si potrebbe essere sviluppata lassù, su mondi che non sono il nostro, e in condizioni ambientali che noi non sopporteremmo.
Cosa sono gli organismi estremofili e in che ambienti vivono?
Gli organismi estremofili sono principalmente batteri che vivono in ambienti estremi. Quando parliamo di "ambienti estremi" ci riferiamo ad aree dove uno o più parametri vitali sono oltre il limite massimo, o minimo, per la sopravvivenza della maggior parte delle specie. Ci riferiamo in particolare a pH (sia acido che basico), temperatura, pressione, disponibilità di acqua e quantità di radiazioni.
Tenendo presente che il suffisso “fili” indica "amico", i vari organismi estremofili possono essere classificati in:
- Termofili: hanno temperature ottimali molto alte, come quelle presenti nei geyser o nelle sorgenti idrotermali;
- Psicrofili: prediligono temperature più fredde, anche vicino allo 0 °C, tipiche delle alte latitudini ed altitudini;
- Acidofili: prediligono pH molto acidi;
- Alcalofili: prediligono ambienti basici quindi con pH superiore a 7;
- Alofili: crescono in presenza di alte concentrazioni di sale, come le coste o i deserti di sale;
- Xerofili: in grado di crescere con poca disponibilità di acqua;
- Barofili: in grado di sopportare pressioni fino ai 1200 ATM, come nelle profondità oceaniche;
- Radiofili: ovvero organismi in grado di sopportare ingenti quantità di radiazioni come Deinococcus radiodurans.
Per adattarsi a questi ambienti estremi questi organismi hanno sviluppato degli enzimi, delle specie di "attrezzi molecolari" in grado di lavorare in condizioni estreme: con un po’ di fantasia potremmo paragonarli a forbici, martelli, taglierini che operano nel mondo microscopico.
I record degli organismi estremofili
Come esempio vediamo alcuni dei limiti più estremi nei quali la vita si è riuscita ad evolvere.
Picrophilus oshimae è un archeobatterio isolato nelle fumarole in grado di sopravvivere ad un pH molto acido, anche sotto 1.8. Serpentinomonas invece è un genere di batterio che riesce a vivere a pH 12,5, in condizioni decisamente basiche. Methanopyrus kandleri, è un archeobatterio che riesce a vivere a temperature record di 122°C , mentre il batterio Planococcus halocryophilus cresce anche a temperature di – 15°C.
Per quanto riguarda la pressione il record è detenuto da Thermococcus piezophilus ed è di 125 MPa ovvero circa 1200 atmosfere.
Alcuni organismi, visti i particolari ambienti in cui si sono evoluti, hanno sviluppato caratteristiche particolari grazie a molecole speciali. Grazie a queste molecole sono possibili diverse applicazioni biotecnologiche: ad esempio il batterio Thermus aquaticus ha permesso di fare la Reazione a Catena della Polimerasi (PCR), tecnica di laboratorio alla base di moltissimi studi sul DNA.
Perché servono per cercare la vita su altri mondi
Cercare la vita nel cosmo come la conosciamo e intendiamo noi potrebbe essere un gravissimo errore di prospettiva e percezione. Il concetto è semplice: da mondi diversi ci dovremmo aspettare organismi adattati in maniera diversa. Ecco quindi, che nel campo della xenobiologia, la scienza che studia le possibilità di vita extraterrestre, lo studio degli organismi estremofili è di enorme aiuto. Uno degli enti più autorevoli in materia di ricerca di vita extraterrestre è il SETI. Questo istituto insieme ad altri, parte dagli organismi estremofili per studiare ed indagare le possibili soluzioni biologiche ad ambienti estremi. Ambienti estremi che in parte mimano possibili situazioni su mondi alieni, come le elevate o ridotte temperature piuttosto che le alte esposizioni a radiazioni. Capire come la vita si è sviluppata negli angoli meno “ospitali” del nostro mondo ci permette di speculare su come potrebbe essersi adattata anche a mondi diversi dal nostro.
Bibliografia
Gupta, G. N., et al. "Extremophiles: an overview of microorganism from extreme environment." International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology 7.2 (2014): 371.
Merino Nancy, Aronson Heidi S., Bojanova Diana P., Feyhl-Buska Jayme, Wong Michael L., Zhang Shu, Giovannelli Donato Living at the Extremes: Extremophiles and the Limits of Life in a Planetary Context Frontiers in Microbiology VOLUME=10 2019
;)
