Vivere su Marte è possibile e cosa accadrebbe? L’uomo potrebbe evolversi in un’altra specie per la gravità

La futura colonizzazione di Marte potrebbe cambiare radicalmente la biologia umana e rendere reale quello che per ora è descritto solo nella fantascienza. Vivere sul Pianeta Rosso significherà per l’essere umano adattarsi a una gravità pari a un terzo di quella terrestre, a vivere in ambienti esterni con esposizione a quantità di radiazioni elevate e a temperature glaciali e ambienti chiusi privi di diversità microbica. Insomma, un ambiente ostile e privo di risorse essenziali per la sopravvivenza umana.

Questi fattori indicheranno processi evolutivi e adattamenti fisiologici che nel tempo, alimentati dall'isolamento genetico di una ristretta popolazione di coloni su Marte e dalla selezione naturale, potrebbero portare a una vera e propria ramificazione della nostra specie sul pianeta. I Marziani svilupperanno caratteristiche incompatibili con la vita sulla Terra, fino a diventare una specie umana completamente nuova.

Ecco che nella serie di fantascienza The Expanse, ambientata in un futuro in cui l'umanità ha colonizzato l'intero sistema solare, vengono descritte le conseguenze biologiche del vivere nello spazio profondo. I Cinturiani sono gli abitanti della fascia degli asteroidi che, dopo generazioni trascorse a bassa gravità, hanno sviluppato corpi allungati, ossa fragili e una totale intolleranza alla gravità terrestre.

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La gravità ridotta e gli effetti sul corpo della vita su Marte: gli studi

Su Marte la gravità è circa 0,38 g, ovvero un po’ più di un terzo di quella che sperimentiamo sulla Terra. Le nostre ossa e muscoli si sono sviluppati così per milioni di anni sul carico che devono sostenere ad una gravità maggiore, e quando questa diminuisce si devono adattare di conseguenza.

Questo effetto lo si vede per esempio negli astronauti in orbita. Le ossa che sostengono il peso perdono in media tra l'1 e l'1,5% della loro densità ogni mese, mentre i muscoli si atrofizzano. È un ritmo molte volte più rapido di quello dell'osteoporosi grave, che sulla Terra è dell'1-2% ma all'anno, e per rallentarlo gli astronauti si allenano per ore ogni giorno con apposite macchine e attrezzi, una vera e propria palestra in orbita.

Gli effetti di livelli intermedi come 0,38 g nel caso di esseri umani che nasceranno su Marte restano quasi del tutto sconosciuti e nessuno studio ha ovviamente potuto valutare direttamente gli effetti a lungo termine attraverso le generazioni. Si può ipotizzare che un bambino cresciuto su Marte sviluppi ossa e muscoli meno robusti. L’unica cosa certa è che questo potrebbe rendergli molto difficile, o rischioso, trasferirsi sulla Terra.

Gli alti livelli di radiazioni dell’ambiente marziano

L'atmosfera di Marte ha una pressione inferiore all'1% di quella terrestre e il pianeta ha perso il suo campo magnetico globale miliardi di anni fa. Il vento solare ne ha eroso l'aria e oggi la superficie è esposta ai raggi cosmici.

Lo strumento RAD del rover Curiosity della NASA ha misurato al suolo una dose media di circa 0,65 millisievert al giorno, contro gli 1,84 del viaggio di andata, valori paragonabili a quelli degli astronauti in orbita bassa (il sievert è l'unità di misura utilizzata per quantificare il danno biologico e il rischio per la salute causato dalle radiazioni ionizzanti su un organismo vivente).

Per una missione di durata limitata il rischio è considerato gestibile. 500 giorni sulla superficie, più andata e ritorno, comporterebbero circa 1 sievert complessivo, vicino al limite di carriera di un astronauta. Ma chi vivesse a lungo su Marte accumulerebbe oltre 230 millisievert l'anno, un centinaio di volte il fondo naturale terrestre, e a 1 sievert è associato un aumento di circa il 5% del rischio di morire di tumore.

Una delle principali fonti di danno biologico da radiazione nello spazio viene dai raggi ultravioletti (UV) emessi dal sole e dai raggi cosmici. Sebbene tute spaziali bloccano i raggi UV al 100% grazie a una struttura a strati multipli di tessuti speciali altamente riflettenti e densi,  i raggi cosmici, composti da particelle subatomiche ad altissima energia, rappresentano la principale minaccia per i futuri abitanti di Marte.  Essendo Marte un pianeta quasi senza atmosfera e privo di un campo magnetico, i raggi cosmici che arrivano sulla superficie di Marte sono tra le più temibili fonti di inquinamento radioattivo a lungo termine.

I raggi cosmici sono particelle così energetiche da attraversare qualsiasi tipo di materiale, e l’unica protezione vera sono le pareti delle strutture abitative su Marte. Gli habitat saranno probabilmente interrati o ricoperti di regolite marziana, per ridurre completamente la radiazione e le particelle energetiche dei raggi cosmici e del Sole.

Le colonie marziane vivranno in habitat artificiali chiusi

Uno studio pubblicato su Cell nel 2025, basato su 803 campioni di superfici della Stazione Spaziale Internazionale (ISS)  ha rilevato una diversità microbica ridotta, tra le più basse di qualsiasi ambiente costruito dall'essere umano. La maggior parte dei microbi presenti nella ISS appartengono alle comunità microbiche della pelle degli astronauti. Persino nell'esperimento Mars-500, un esperimento  in cui dei volontari sono rimasti isolati per 520 giorni in un modulo sperimentale sulla Terra per simulare le future missioni verso Marte, la diversità microbica è diminuita in modo significativo nel tempo.

Ecosistemi chiusi e isolati saranno la normalità sulle basi lunari e marziane. Sulla Terra, l'esposizione a un'ampia varietà di microbi è essenziale per lo sviluppo e il funzionamento del sistema immunitario. Gli astronauti che vivevano a per lungo tempo negli ambienti poveri di microbi della ISS (insieme ad altri fattori di stress dovuti alla vita in moduli confinati e in microgravità) hanno sperimentato per esempio la riattivazione di virus latenti come Epstein-Barr e varicella-zoster nel proprio organismo.

Crescere con pochi stimoli microbici aumenta il rischio di allergie e malattie autoimmuni, come asma, eczema e diabete di tipo 1. Una generazione nata in habitat sterili potrebbe quindi avere un sistema immunitario più debole e faticare con la biodiversità terrestre, rendendo gli abitanti nati e cresciuti in ambienti chiusi e confinati completamente inadatti alla vita sulla Terra.

I marziani avranno caratteristiche fisiologiche e morfologiche diverse dai terrestri

Cosa succederebbe dopo diverse generazioni agli abitanti terrestri arrivati su Marte? Perché nasca una nuova specie serve isolamento riproduttivo affinché una popolazione diversa poi per mutazioni, deriva genetica e selezione naturale da quella originale. La deriva è più forte nelle popolazioni piccole, e l'effetto del fondatore, cioè la perdita di variabilità quando un piccolo gruppo ne fonda una nuova, può accelerare il processo.

Marte sembra il caso perfetto per questo tipo di dinamica. Pochi coloni, lontani tra i 55 e i 400 milioni di chilometri dalla Terra, finestre di lancio ogni 26 mesi circa e viaggi che durano mesi. Le prime colonie marziane avrebbero pochi abitanti (costi di lancio, difficoltà di mantenere in loco popolazioni grandi, etc) che con il passare del tempo potrebbero generare figli e dare avvio ad una piccola popolazione marziana permanente sul Pianeta Rosso.

Parlare però di creazione di un’altra specie è però ancora presto. Per i futuri marziani nati su Marte non poter vivere sulla Terra (a causa dell’alta gravità e insufficienza immunitaria contro gli ecosistemi microbici terrestri) non significa l'impossibilità di avere figli con individui della popolazione umana rimasta sulla Terra. Se comunque la Terra e Marte continueranno a scambiarsi persone, merci e materiale genetico, il flusso di geni impedirà alle due popolazioni di separarsi.

Lo scenario più realistico è quindi quello di una popolazione marziana con caratteristiche fisiche e fisiologiche ben riconoscibili (per esempio a causa della bassa gravità i marziani saranno più alti in media dei terrestri) più che quello di una nuova specie. Solo un isolamento quasi totale, prolungato per moltissime generazioni, potrebbe spingere la divergenza oltre.