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Come trovare batteri alieni

31.12.2014

È stato inventato un microsensore in grado di distinguere un microrganismo vivente da altri organici. È possibile che aiuti a scoprire forme di vita sconosciute su altri pianeti.

Come ha avuto origine la vita sulla Terra? Che il nostro pianeta rappresenti un caso unico o che la materia vivente sia un fenomeno tipico dell'universo, la scienza moderna non ha ancora dato una risposta a questa domanda. Ci sono progetti per la ricerca di civiltà extraterrestri, come SETI. Analizzando le emissioni radio dallo spazio, i ricercatori stanno cercando di isolare i segnali che una civiltà altamente sviluppata potrebbe lasciare.

Un altro approccio è cercare tracce di materia organica su pianeti e altri corpi spaziali. Le sonde inviate all'esterno della Terra sono dotate di vari rivelatori in grado di rilevare se ci sono determinate molecole organiche nell'area oggetto di studio. Se si trovano tracce di amminoacidi in campioni prelevati, ad esempio, dal suolo marziano, ciò servirà come prova molto forte dell'esistenza della vita sul pianeta.

E cosa fare quando il compito è di rilevare non solo molecole organiche, ma anche di trovare organismi viventi sconosciuti? Scattare una foto di un uomo verde sarebbe sicuramente un grande successo, ma che dire di forme di vita non così elevate?

I ricercatori delle università belghe e svizzere hanno escogitato un nuovo modo per distinguere i viventi dai non viventi, anche se è molto, molto piccolo. L'idea è che qualsiasi oggetto vivente, non importa da quale pianeta, deve muoversi e quindi creare determinate vibrazioni. Ricorda i famosi scatti del film "Jurassic Park", quando le increspature dell'acqua in un bicchiere avvisavano dell'avvicinarsi di un grosso dinosauro. I passi pesanti del predatore provocavano vibrazioni nel terreno, che venivano trasmesse dall'oggetto circostante. Si scopre che se al posto di un dinosauro c'è solo un batterio unicellulare, allora è ancora possibile sentire i suoi "passi".

Gli inventori hanno preso l'idea di un tale microsensore dalla microscopia a forza atomica, un metodo per studiare la superficie dei materiali che consente di vedere anche i singoli atomi. Il principio del metodo è simile alla riproduzione del suono da un disco di grammofono, dove l'ago si muove lungo la colonna sonora e oscilla secondo il suo profilo. Una speciale sonda sensibile (cantilever) è collocata in uno spazio dove possono essere presenti organismi viventi. Se un batterio sale sulla sonda, i processi biologici di questo organismo verranno visualizzati come un aumento dell'oscillazione della sonda. Affinché il dispositivo possa capire se ha "sentito" un oggetto vivente, è sufficiente circa mezz'ora di lavoro in aria o in un volume microscopico di liquido.

Gli sviluppatori hanno testato il loro dispositivo su vari campioni di suolo e acqua prelevati vicino al campus. Confrontando il segnale della sonda con microrganismi vivi con il segnale dopo la loro distruzione con un antibiotico, siamo riusciti a vedere una chiara differenza nella natura delle oscillazioni della sonda.

Finora, l'applicazione principale di un tale dispositivo è vista nell'industria farmaceutica: per la rapida valutazione dell'efficacia dei farmaci. Se la sonda con i batteri attaccati smetteva di rilevare le vibrazioni, il farmaco funzionava e le cellule originali morivano.

Questo approccio può accelerare notevolmente le analisi rispetto ai metodi utilizzati oggi. E se un'idea del genere attecchirà per lo studio della vita aliena, il tempo lo dirà.

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L'evoluzione degli organismi viventi, nonostante la credenza popolare, è avvenuta in modi completamente diversi, non solo in specie diverse dello stesso regno, ma in linea di principio anche in specie diverse. I biologi evoluzionisti dell'Università dell'Arizona hanno presentato il loro nuovo studio sulle prove trovate di poliploidia negli insetti, una scoperta piuttosto insolita e rivoluzionaria, che finalmente comprenderà le differenze nel processo evolutivo di animali e piante.

La biologia evolutiva è un'area separata della biologia, il cui ambito copre principalmente lo studio dei meccanismi di sviluppo genetico di vari organismi viventi. Anche nel secolo scorso diversi scienziati hanno provato il processo di poliploidia - il processo di riproduzione genomica - nelle piante, ma gli studi dell'epoca non permettevano di collegarlo definitivamente al regno animale. Ora, grazie a uno speciale sistema di ricerca bioinformatica sviluppato da un team dell'Università dell'Arizona, il processo di poliploidia è stato scoperto negli insetti, che rappresentano il dipartimento più ricco del mondo animale in termini di biologia evolutiva.

Il rilevamento di tracce di poliploidia è stato reso possibile da una nuova serie di metodi e tecniche per lo studio della duplicazione genomica, quindi il team è stato in grado di rilevare queste tracce in alcune specie di insetti, il che indica chiaramente un processo simile in altri animali.

Tuttavia, gli scienziati non hanno ancora fretta di giungere a tali conclusioni, perché è necessario ricontrollare i dati ottenuti dal sistema bioinformatico nel contesto dello studio di altri tipi di insetti. Tuttavia, se in futuro questa teoria sarà finalmente confermata, allora si apriranno orizzonti di studio e scoperte completamente nuovi prima della biologia evoluzionistica, e alcuni dei risultati dello studio troveranno sicuramente la loro incarnazione in nuovi sistemi e metodi di ricerca.

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