Biofirma

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Alcuni ricercatori suggeriscono che queste strutture microscopiche nelmeteoritemarzianoALH84001potrebbero essere batteri fossilizzati[1][2]

Unabiofirma,ofirma biologica,è qualsiasi sostanza (come unelemento,unisotopo,unamolecola) ofenomenoche fornisce prove scientifiche della presenza di vita, nel passato o nel presente. Le firme biologiche possono essere strutture fisiche e chimiche, nonché indicatori dell'utilizzo termodinamico dienergia liberao della produzione dibiomassao diprodotti di scarto cellulare.[3][4]Le biofirme sono uno dei meccanismi utilizzati nella ricerca di prove dell'esistenza divita extraterrestre.[5]

In geomicrobiologia

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Microfotografia elettronica di microfossili in un nucleo di sedimento ottenuto dalDeep Sea Drilling Program

La storia antica della Terra offre l'opportunità di vedere quali firme geochimiche sono prodotte dalla vita microbica e come queste firme sono conservate attraverso il tempo geologico. Alcune discipline correlate, come lageochimica,lageobiologiae lageomicrobiologia,utilizzano spesso firme biologiche per determinare se gli organismi viventi sono stati o sono presenti in un campione. Queste possibili firme biologiche includono: (a)microfossiliestromatoliti,(b) strutture molecolari (biomarcatori) ecomposizioni isotopichedicarbonio,azotoeidrogenonellamateria organica,(c) vari rapporti di isotopi dizolfoeossigenonei minerali e (d) i rapporti di abbondanza e la composizione isotopica dei metalli sensibili all'ossidoriduzione(ad esempioferro,molibdeno,cromoeterre rare).[6][7]

Ad esempio, i particolariacidi grassimisurati in un campione possono indicare quali tipi dibatteriearchaeavivono o sono vissuti in quell'ambiente. Un altro esempio sono glialcoli grassi a catena lungacon più di 23 atomi prodotti daibatteriplanctonici.[8]Quando viene usato in questo senso, i geochimici spesso preferiscono il termine biomarcatore. Un altro esempio è la presenza dilipidiacatena linearesotto forma dialcani,alcolie acidi grassi con 20-36 atomi di carbonio nel suolo o nei sedimenti. I depositi ditorbasono un'indicazione di origine nellacera epicuticolaredella pianta più alta.

I processi vitali possono produrre una serie di biofirme, comeacidi nucleici,lipidi,proteine,amminoacidi,materiale simile alkerogenee varie caratteristiche morfologiche rilevabili nelle rocce e nei sedimenti.[9]

In astrobiologia

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Un'immagine dei pennacchi di acqua e ghiaccio provenienti dalla superficie diEncelado.Le future missioni indagheranno su questi geyser per determinarne la composizione e rilevare eventuali biofirme.

L'esplorazione astrobiologicasi basa sulla premessa che le biofirme trovate nello spazio saranno riconoscibili come vita extraterrestre. L'utilità di una biofirma è determinata, non solo dalla probabilità che la vita l'abbia creata, ma anche dall'improbabilità che processi non biologici (abiotici) l'abbiano prodotta.[10]Un esempio di una firma biologica potrebbe essere il rilevamento di molecole organiche complesse e/o strutture la cui la formazione è praticamente impossibile in assenza di vita. Ad esempio, alcune categorie di biofirme possono includere quanto segue: morfologie cellulari ed extracellulari, sostanze biogeniche nelle rocce, strutture molecolari biorganiche,chiralità,minerali biogenici, modelli di isotopi biogenici stabili in minerali e composti organici nei gas atmosferici, caratteristiche rilevabili a distanza sulle superfici planetarie, come ipigmenti fotosintetici,ecc.[10]

Possibili biofirme

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I gas nelle atmosfere deipianeti extrasolaripossono essere rivelati dai telescopi di ultima generazione, come ilJWST,tuttavia la loro presenza non è necessariamente sinonimo diabitabilità planetaria,poiché esistono diversi meccanismi che, su pianeti diversi dal nostro, possono portare a falsi positivi. Ad esempio l'ossigenosarebbe una delle migliori biofirme, poiché sulla Terra è un sottoprodotto dellafotosintesie viene successivamente utilizzato da altre forme di vita per respirare. Tuttavia, la sola presenza dell'ossigeno nell'atmosfera di un pianeta non è sufficiente per confermare la presenza di vita, poiché esso si può accumulareabioticamentese c'è un basso inventario di gas noncondensabilioppure attraverso lafotolisidell'acqua causata dallaradiazione ultravioletta,seguita dallafuga idrodinamicadell'idrogenonello spazio con conseguente accumulo di ossigeno nell'atmosfera.[11][12][13]

Anche ilmetanoè una forte biofirma ed è più facilmente rivelabile dell'ossigeno dal telescopio spaziale Webb. Sulla Terra l'incremento di questo gas è dovuto a processi biologici, ma anche in questo caso la sua sola presenza non sarebbe sufficiente; tuttavia, rappresenterebbe un buon indizio sul quale svolgere ulteriori indagini per capire se il processo che avesse determinato la sua abbondanza nell'atmosfera del pianeta fosse di origine biologica o meno.[14]

Altri gas che potrebbero essere buone biofirme sono l'anidride carbonica(CO2), l'ozono(O3), l'ammoniaca(NH3), lafosfina(PH3), ilcloruro di metile(CH3Cl), l'etano(C2H6), ilmetantiolo(CH3SH) e ilprotossido d'azoto(N2O).[15]

Note

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  1. ^Matt Crenson,After 10 years, few believe life on Mars,suusatoday,Associated Press(onusatoday), 6 agosto 2006.
  2. ^David S. McKayet al.,Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001,inScience,vol. 273, n. 5277, 1996, pp. 924–930,DOI:10.1126/science.273.5277.924.
  3. ^biosignature,suscience-dictionary.URL consultato il 5 febbraio 2023(archiviato dall'url originaleil 26 maggio 2011).
  4. ^An Astrobiology Strategy for the Search for Life in the Universe,National Academies Press, 2018.
  5. ^Carol Cleland,Philosophical Issues in Astrobiology,suastrobiology.nasa.gov,NASA Astrobiology Institute, 2003.URL consultato il 15 aprile 2011(archiviato dall'url originaleil 21 luglio 2011).
  6. ^SIGNATURES OF LIFE FROM EARTH AND BEYOND,inPenn State Astrobiology Research Center (PSARC),Penn State, 2009.URL consultato il 5 febbraio 2023(archiviato dall'url originaleil 29 settembre 2011).
  7. ^David Tenenbaum,Reading Archaean Biosignatures,suastrobiology.nasa.gov,NASA, 30 luglio 2008.URL consultato il 5 febbraio 2023(archiviato dall'url originaleil 21 luglio 2011).
  8. ^Fatty alcohols,sucyberlipid.org.URL consultato il 5 febbraio 2023(archiviato dall'url originaleil 25 giugno 2012).
  9. ^Luther W. Beegleet al.,A Concept for NASA's Mars 2016 Astrobiology Field Laboratory,inAstrobiology,vol. 7, n. 4, agosto 2007, pp. 545–577,DOI:10.1089/ast.2007.0153.URL consultato il 5 febbraio 2023(archiviato dall'url originaleil 10 gennaio 2020).
  10. ^abLynn Rothschild,Understand the evolutionary mechanisms and environmental limits of life,suastrobiology.arc.nasa.gov,NASA, settembre 2003.URL consultato il 5 febbraio 2023(archiviato dall'url originaleil 29 marzo 2012).
  11. ^Robin Wordsworth e Raymond Pierrehumbert,Abiotic oxygen-dominated atmospheres on terrestrial habitable zone planets,suiopscience.iop.org,The Astrophysical JournalLetters.
  12. ^R. Luger; R. Barnes,Extreme Water Loss and Abiotic O2 Buildup on Planets Throughout the Habitable Zones of M Dwarfs,inAstrobiology,vol. 15, n. 2, 2015,DOI:10.1089/ast.2014.1231.
  13. ^In cerca di vita? Non fidatevi dell’ossigeno,sumedia.inaf.it,30 marzo 2022.
  14. ^Metano in atmosfera? Ecco quand’è segno di vita,sumedia.inaf.it,30 marzo 2022.
  15. ^Vita extraterrestre, la ricerca si fa “esilarante “,sumedia.inaf.it,5 ottobre 2022.

Voci correlate

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Collegamenti esterni

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 Portale Astronomia
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