Batteri in orbita: anche le stazioni spaziali hanno il loro microbiota!

Nel 1960 un satellite russo con a bordo numerosi piccoli passeggeri fu lanciato in orbita. I batteri sono stati tra i primi organismi viventi a raggiungere lo spazio. Dai primi microscopici viaggiatori spaziali, Escherichia coliStaphylococcus Enterobacter aerogenes, la lista dei microorganismi sottoposti a test in orbita o in condizioni simulate è cresciuta fino a comprendere circa una cinquantina di specie batteriche (senza contare funghi, alghe, licheni, virus). Ancora oggi, i batteri sono i protagonisti degli studi di astrobiologia, la disciplina che riguarda la ricerca e lo studio della vita nell’Universo.

Fig.1 ISS (International Space Station) Marzo 2009

Mai prima d’ora l’uomo si era spinto così lontano dalla propria casa, esplorando il suo “piccolo” quartiere cosmico, il Sistema Solare, e scoprendo che ne esistono altri a distanze inimmaginabili da noi, che si estendono intorno ad altre stelle, in ogni angolo della galassia. Le domande sono tante: qualcuno ospiterà la vita? Potremmo mai pensare di raggiungerli? Sarebbe possibile organizzare missioni spaziali a lungo termine in direzione di mondi lontani? I batteri ci stanno aiutando a rispondere ad alcune di queste domande.

Chi c’è a bordo?

Le missioni spaziali sono molto più “affollate” di quanto sembra. I batteri sono gli esseri viventi più abbondanti sulla Terra: come possiamo pensare di lasciare il pianeta senza portarceli dietro? Sterilizzare un’intera stazione spaziale non è facile, poiché buona parte della strumentazione a bordo è così sensibile che l’esposizione ad agenti sterilizzanti le procurerebbe grossi danni. Si cerca comunque di ridurre la contaminazione al minimo, assemblando i singoli pezzi in speciali stanze “pulite” e sottoponendoli a ripetuti test di controllo qualità.

Ma la contaminazione batterica non sarà mai zero. Di fatto, non possiamo impedire al contaminante più “pericoloso” di scorrazzare liberamente nelle stazioni spaziali: il corpo umano contiene un numero di batteri dello stesso ordine di grandezza delle cellule propriamente umane! Ognuno di noi si porta dietro una “nube batterica”, che ondeggia e si propaga in ogni direzione. Non è un caso che dal particolato della ISS (Stazione Spaziale Internazionale) siano stati isolati principalmente batteri associati all’uomo, come Corynebacterium e Propionibacterium.

Fig.2 Batteri del genere Corynebacterium

Sterile…ma non troppo!

Il problema dei batteri a bordo è di fondamentale importanza nelle missioni spaziali a lungo termine. Da un lato c’è la necessità di mantenere la carica batterica sotto una soglia critica, per la salute degli astronauti e degli strumenti, ma anche per ridurre il rischio di contaminazioni. Immaginate di atterrare su un pianeta lontano, dopo un lungo e tormentato viaggio, e di iniziare a spargere i vostri microbi in un eventuale ecosistema alieno (suscitando la collera degli eventuali abitanti!). Senza scomodare gli alieni, un rischio più realistico è quello di “inquinare” campioni planetari, scambiando i nostri piccoli compagni di viaggio per microorganismi extraterrestri. Il rischio è anche al contrario: non sappiamo ancora con certezza quali cambiamenti avvengano nella fisiologia dei batteri dopo una prolungata permanenza nello spazio, ma l’adeguamento a condizioni ostili potrebbe generare “super batteri” resistenti agli antibiotici. E sulla Terra abbiamo già abbastanza problemi con l’antibiotico-resistenza!

Però non tutti i batteri vengono per nuocere. Noi stessi siamo composti praticamente per metà da batteri, che regolano numerosi processi fisiologici e contribuiscono al mantenimento dell’omeostasi e al nostro benessere. Il microbiota è un’entità dinamica, che varia con l’età, con la dieta e nel modo in cui interagiamo con l’ambiente e con le altre persone. Il corpo umano è quindi un sistema aperto, che scambia continuamente microorganismi con l’ambiente che lo circonda. Se confinati in uno spazio asettico per troppo tempo, rischiamo una sostanziale riduzione della nostra diversità microbica. E la lista delle patologie correlate a variazioni nella composizione del microbiota è sempre più lunga. Insomma, progettare l’ambiente ideale per ospitare gli astronauti durante un lungo viaggio nello spazio non è così banale: al confronto, vi sembrerà molto più facile ora scegliere l’albergo per trascorrere le vostre vacanze!

Piccoli…ma efficaci!

Non c’è dubbio che i batteri rappresentino una bella grana per gli scienziati, gli astronauti e i tecnici impegnati nella ricerca spaziale. Ma ricordiamo anche il loro prezioso contributo. Abbiamo studiato il metabolismo dei batteri anaerobi, per capire come eventuali forme di vita potrebbero sopravvivere in un ambiente privo di ossigeno. Abbiamo sfruttato le straordinarie capacità di adattamento dei batteri estremofili per scoprire se può esistere, e come sarebbe, la vita a temperature o pressioni proibitive per la maggior parte degli esseri viventi. Stiamo pensando di lanciarli a velocità folli a bordo di piccole sonde spaziali per verificare sperimentalmente la teoria della panspermia. Stiamo analizzando le mutazioni genetiche nei batteri che sono rimasti per un periodo più o meno lungo nello spazio per indagare i meccanismi della resistenza agli antibiotici. Non possiamo impedire ai batteri di seguirci nello spazio, ma possiamo sfruttarli per indagare il mistero della vita nell’universo.

Fonti:

Christine Moissl-Eichinger, Charles Cockell and Petra Rettberg (2016). Venturing into new realms? Microorganisms in space. FEMS Microbiology Reviews, 40, 5

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_microorganisms_tested_in_outer_space

Erika Salvatori

Laureata in Biotecnolgie Industriali, mi occupo di ricerca in onco-immunologia e di divulgazione e comunicazione della scienza.

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