La vita attorno ai camini d'aria termali nelle profondità oceaniche
L'esplorazione
del mare profondo incoraggia gli scienziati ad aprire le loro menti
all'impossibile. " Scrutando nel profondo ", esplora la nostra
comprensione in evoluzione della vita sotto le onde. Dovrebbe essere un deserto
senza vita. Le temperature sono appena al di sopra del punto di congelamento,
miglia di acqua applicano una pressione di schiacciamento e la luce solare non giunge
lì. Ma le parti più profonde dell'oceano sono in realtà piene di forme di vita
stravaganti. Vermi a tubo molto lunghi sette, lumaca bianco spettrale e enormi
crostacei hanno tutte le loro case a queste proibitive profondità. Gli
organismi monocellulari prosperano nei sedimenti non illuminati. E alcune
creature fanno persino la propria luce attraverso la bioluminescenza -
come il calamaro vampiro, che espelle una nuvola appiccicosa di
muco luminoso invece dell'inchiostro quando è disturbato, o la rana
pescatrice,
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| Rana pescatrice |
Un mondo
alieno di vita è emerso mentre gli esploratori hanno scavato le profondità nero
come la pece con tecnologie in costante miglioramento. Queste crescenti scoperte stanno allargando
notevolmente la nostra prospettiva degli oceani e riscrivendo la nostra
comprensione dei limiti della vita. Stanno plasmando il nostro senso di ciò che
è possibile e ci spingono a pensare al di là delle ipotesi di base - sia in
termini di esplorazione della Terra che di vaste aree dello spazio. Nella
ricerca della vita extraterrestre, gli scienziati si stanno ispirando al nostro
oceano. La NASA ha iniziato a finanziare alcune esplorazioni in acque
profonde e alcuni astrobiologi hanno collaborato con biologi
marini e oceanografi per sondare i confini della biologia
qui sulla Terra. Esplorare gli ambienti sconosciuti nel mare profondo rivela
guide concrete per esplorare lo spazio e incoraggia anche gli scienziati ad
allungare il loro pensiero e ad aprire le loro menti all'impossibile. Oggi
si è a malapena graffiato la superficie per comprendere appieno l'estensione
della vita sulla Terra. "Ogni volta che andiamo in acque profonde, in un
luogo in cui nessuno è stato, la maggior parte delle specie, in particolare le più
piccole , non sono mai state viste o descritte prima,- afferma Lisa Levin,
ecologa marina (Scripps Institution of Oceanography ) La Jolla, California. Siamo
ancora davvero alla fine dell'esplorazione. Abbiamo appena graffiato la
superficie, per così dire, o il fondo”.” Quattro decenni fa, gli oceanografi
hanno scoperto qualcosa che ha fatto esplodere la biologia come la conoscevamo dall’acqua.
Si era a lungo pensato che tutta la vita fosse sostenuta da una catena
alimentare basata sulla fotosintesi: alcuni organismi convertono la
luce solare in cibo e altri organismi mangiano quegli organismi
fotosintetizzanti. Qualsiasi vita sul fondo dell'oceano dove non giungeva
la luce del sole, doveva sgranocchiare materiale organico morto che cadeva
nell'acqua e probabilmente non c'era abbastanza cibo per sostenere animali
grandi e complessi. Il 15 febbraio 1977, un gruppo di ricerca statunitense
lasciò cadere un veicolo a distanza nell'Oceano Pacifico a nord delle Isole
Galapagos
:cercavano punti in cui il calore proveniente dall'attività
vulcanica filtrava dal fondo del mare. Il ROV
affondò oltre i 2500
metri, e venne usata la sua fotocamera e il sensore di temperatura per cercare
i camini d'aria caldi. La maggior parte delle immagini scattate dal ROV
ha rivelato: flussi di lava sterile. E nello stesso punto in cui la
temperatura saliva, apparve un denso grappolo di centinaia di vongole
bianche e gusci di cozze marroni. Pochi giorni dopo, tre
scienziati sono saliti su un sommergibile chiamato Alvin e si sono
precipitati sul posto per verificarle quanto le immagini avevano rivelato. Videro
vongole lunghe quasi mezzo metro, granchi bianchi, giganteschi vermi bianchi
con cime rosso brillante e un polpo viola. A quelle profondità dove c’era un
colore nero come la pece, nessuna di quelle creature avrebbe dovuto esservi. Come
potrebbe un ecosistema così vibrante sopravvivere così lontano dalla luce del
sole? Si è poi capito che esistono microbi che, invece di usare la luce
per crescere, usano sostanze chimiche provenienti dalle rocce in corrispondenza
delle aperture idrotermali, per un processo chiamato chemiosintesi. E
altre creature possono mangiare quei microbi, riempiendo l'ecosistema.
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| Isole Galapagos |
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| Il R O V |
"Quando
sono state scoperti i camini d'aria idrotermali nel 1977,la scoperta ha
fortemente rovesciato i valori fondanti della biologia , -dice Julie Huber,
oceanografo che studia la vita dentro e sotto il fondo del mare (Woods Hole
Oceanographic Institution-WHOI) a Cape Cod. "Si sapeva che gli organismi
potevano vivere di energia chimica, ma non immaginavamo che potesse sostenere
gli ecosistemi animali". La dottoressa Huber ed altri hanno
continuato a studiare quei microbi che sgranocchiano le sostanze
chimiche, scoprendo che una serie diversificata di microbi può essere davvero
brava a guadagnarsi da vivere dove il sole non splende. Usano le sostanze
chimiche a loro disposizione, anche in alcune delle prese d'aria più dure,
conosciute come i fumaioli neri." Le possibilità sono molto più grandi di
quanto probabilmente pensassimo che fossero solo 15 o più anni fa,- ha affermato
la Huber- ed è davvero difficile prevedere ciò che potrebbe essere possibile a
volte, perché non sappiamo davvero cosa ancora esiste”. La
scoperta della vita nelle aperture idrotermali di acque profonde ha insegnato a
mettere i discussione le ipotesi sulla biologia e ha generato eccitazione per
la biologia delle acque profonde e della vita ai margini. “Questa è la nostra
scienza e naturalmente la nostra biologia
,- ha dichiarato Kevin Hand, astrobiologo (Jet Propulsion Laboratory_NASA
_Pasadena_California). E non sappiamo ancora come la biologia funzioni oltre la
Terra o come potrebbe funzionare?”
Vita di
acque profonde nella Via Lattea?
Gli
inviati robotici che circondano Giove e Saturno negli
ultimi decenni hanno fatto scoperte sorprendenti che hanno affinato l'interesse
degli astrobiologi per gli oceani della Terra. La luna di Giove Europa
e la luna di Saturno Encelado hanno probabilmente vasti oceani di
acqua liquida che scivolano sotto le loro croste ghiacciate. Kevin Hand
chiama quella rivelazione "una delle scoperte più emozionanti e profonde
che abbiamo fatto in circa mezzo secolo di esplorazione del nostro sistema
solare".
Ma era la
consapevolezza che i camini d'aria idrotermali potevano sostenere la vita dove
il sole non brillava che ha ulteriormente suscitato l'interesse degli astrobiologi
per quelle lune ghiacciate.
La luce solare probabilmente non arriva al di sotto delle spesse lastre di
ghiaccio che ricoprono le lune. Quindi, se gli ambienti sfiatati chimicamente
ricchi esistessero su quei mondi oceanici alieni, potrebbero alimentare anche
la vita in acque profonde. "La migliore possibilità che abbiamo di
dimostrare se c'è vita oltre la Terra nella prossima generazione umana sarebbe
andando ed esplorando il fondo oceanico di questi pianeti che sono proprio qui
nel nostro sistema solare", afferma Chris German, oceanografo di
acque profonde all'OMS, in prima linea nelle collaborazioni oceaniche con la
NASA”. Gli astrobiologi mirano a mantenere una mente aperta quando cercano
la vita extraterrestre, ma hanno ancora bisogno di alcuni parametri con cui
lavorare. La vita sul nostro pianeta è composta dagli stessi elementi di base.
Quindi, nel tentativo di definire una sorta di confine della biologia, molti
astrobiologi si rivolgono agli ambienti più estremi della Terra. La
vita agli estremi
Benvenuti
nella zona hadal (adale): la parte più profonda dell'oceano. È
costituito da trincee e depressioni, si estende per 6 km a 10 km sotto la
superficie e prende il nome da Ade, il dio greco degli inferi. "La
zona hadal ci offre modi per esaminare i confini degli adattamenti, -afferma
Tim Shank, biologo di acque profonde dell'OMS, ponendosi un paio di domande: quali
sono i confini del pesce in grado di vivere da qualche parte? quali sono i
confini dei gamberi? ” Lì,
si pensa ancora che l'unica fonte di cibo sia i detriti che piovono dall'alto.
Ma nelle zone in cui si raccoglie il materiale morto, c'è molto di più dei
microbi. Molti animali si sono sviluppati. E il cibo non è l'unico fattore
limitante per la vita animale. Il peso di chilometri di acqua dovrebbe essere
schiacciante. Gli animali dovrebbero lottare per diventare grandi.
Qui Kevin
Shank solleva un vaso con quella che sembra una pulce più lunga di quasi mezzo
metro. Alicella gigantea è il più grande anfipode mai scoperto - e vive nelle
trincee oceaniche profonde. Come possono gli animali sopravvivere a una tale schiacciante
pressione? La pressione sembra essere un limite chiave per un po’ di vita. Shank
e suoi colleghi suggeriscono che gli animali con spine non possono andare più
in profondità di 8.200 metri. Eppure, quegli anfipodi giganti e altre creature
con esoscheletri sembrano andare meglio in profondità. Stabilire limiti di
pressione per le creature sulla Terra potrebbe aiutare notevolmente gli astrobiologi
a sapere dove guardare in altri mondi oceanici. La pressione sembra
essere un fattore limitante per gli organismi pluricellulari, come piante e
animali. Sono stati trovati microbi praticamente ovunque, anche negli ambienti
più estremi. Questo è ciò che dicono gli astrobiologi che molto probabilmente
troveranno anche nello spazio. Tuttavia, ci sono molti altri ambienti di acque
profonde per superare i confini della vita. Sotto le onde ci sono trincee,
canyon, pianure, monti marini, margini continentali, camini d'aria idrotermali,
vulcani, fughe di metano e creste oceaniche che corrono come catene
montuose attraverso l'oceano. "Sono diversi, - afferma il dott. Levin quanto
se pensassi a foreste, deserti, praterie e catene montuose sulla terra".
E, dato quanto sia difficile per gli umani esplorare quelle profondità,
probabilmente c'è ancora molto altro da scoprire. La vita è già stata trovata
in ambienti estremamente difficili come fughe di metano e zone a basso
contenuto di ossigeno. "Continuiamo a scoprire nuovi modi, - ha poi
concluso-di vivere nell'oceano, nuove forme di vita e nuove capacità microbiche
che nessuno conosceva".
Una nuova
lente per osservare la vita in ambienti profondi e anche nello spazio
La NASA
ha annunciato che finanzierà un progetto interdisciplinare che Chris German
ha ideato per anni: il progetto Exploring Ocean Worlds (ExOW). Kevin Hand
e Julie Huber sono co-investigatori del progetto. Non guarderanno solo
verso l'esterno: quell'esplorazione inizia sulla Terra e potrebbe darci una
nuova lente sul nostro pianeta. Questa storia è la quarta puntata di
"Sbirciando nel profondo", una serie in cinque parti sull'oceano. La prima
parte si tuffa nella "zona del crepuscolo" dell’oceano, dove
un nastro trasportatore di minuscole creature trasporta il carbonio su e giù
per la colonna d'acqua ogni giorno. La parte 2 evidenzia la
sorprendente scoperta di vibranti comunità di coralli che prosperano nelle
profondità apparentemente inospitali. La parte 3 presenta una tecnologia
emergente che consente ai ricercatori di esaminare le popolazioni ittiche
utilizzando un piccolo campione di acqua. La parte 4, appena letta,
esplora come le scoperte della vita nel mare profondo stanno informando la
ricerca della vita altrove nell'universo. La parte 5 sarà un piacere
uditivo con i misteriosi suoni del mare, dal grugnito eglefino al canto delle
anguille da clown.
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