Crescita dei microrganismi in un simulante di regolite marziana a ridotta attività dell’acqua

Perché la polvere secca di Marte potrebbe comunque ospitare vita

Quando immaginiamo la vita su Marte, spesso pensiamo a fiumi che scorrono o oceani sepolti. Ma il Pianeta Rosso attuale è aridissimo in superficie, con acqua liquida per lo più impossibile. Questo studio pone una domanda apparentemente semplice ma dalle grandi implicazioni: potrebbero microbi resistenti crescere lentamente nel terreno marziano usando nient’altro che l’umidità dell’aria? Testando microbi del deserto terrestre in un simulante realistico del suolo marziano, i ricercatori indagano quanta poca acqua la vita potrebbe richiedere per sopravvivere — e cosa ciò significa per la ricerca di vita su Marte e per la protezione del pianeta dalla nostra contaminazione.

Testare la vita nel finto terreno marziano

Per esplorare la questione, il team ha usato un terreno commerciale chiamato Mojave Mars Simulant 2 (MMS-2). È ottenuto da roccia basaltica frantumata mescolata con piccole quantità di solfato di calcio e altri ossidi per assomigliare alla regolite marziana. Questo simulante ospita già una comunità naturale di microbi del deserto. I ricercatori hanno prima riscaldato il terreno per rimuovere DNA rilevabile e spingere la maggior parte delle cellule in una modalità di sopravvivenza, proprio come potrebbe accadere in ambienti planetari ostili. Hanno poi posto 1 grammo di questo suolo in una piastra di Petri a due scomparti: un lato conteneva il terreno, l’altro acqua pura o soluzioni salate che controllavano la quantità di vapore acqueo presente nello spazio d’aria sigillato sovrastante. Per settimane, solo il vapore acqueo — non acqua liquida — poteva raggiungere il suolo, imitandone l’interazione con l’atmosfera sottile e secca di Marte.

Misurare la crescita pesando il materiale genetico

Gli strumenti microbiologici standard spesso si basano su colture liquide torbide o colonie su piastra di agar, metodi che non funzionano bene con rocce e terreni opachi. Invece, il team ha seguito la crescita estraendo direttamente e misurando la massa totale di DNA dal suolo in momenti diversi. Hanno prima convalidato questo approccio usando il ben noto batterio Bacillus subtilis cresciuto in liquido. Le misurazioni del DNA hanno corrisposto da vicino alle curve di crescita tradizionali basate sulla densità ottica e sul conteggio delle colonie, confermando che l’aumento della massa di DNA può sostituire in modo affidabile la replicazione microbica. Con tale certezza, sono tornati al suolo simile a Marte e hanno seguito come i livelli di DNA cambiassero nel tempo sotto diversi gradi di secchezza, noti come attività dell’acqua.

Spingere i microbi verso il limite di secchezza

L’attività dell’acqua (aw) descrive quanta “acqua libera” è disponibile per la vita, su una scala da 0 (completamente secco) a 1 (acqua pura). La maggior parte dei microbi terrestri smette di replicarsi molto sopra aw 0,9, e il limite minimo confermato per la vita in liquidi zuccherini speciali è intorno a 0,585. In questo studio, i ricercatori hanno incubato il simulante marziano a valori di aw di 1,0, 0,75, 0,65, 0,34 e un estremamente secco 0,12, tutti a 30 °C e a pressione terrestre. A valori più alti di attività dell’acqua, il DNA nel suolo è aumentato rapidamente, raggiungendo un picco entro 15–20 giorni per poi diminuire via via che le risorse si esaurivano o le cellule morivano. Con il peggiorare della secchezza, la crescita si è molto rallentata: a aw 0,34 ci sono voluti circa 30 giorni per raggiungere un picco di DNA molto più basso, circa tre volte inferiore rispetto ad aw 1,0. A aw 0,12 il DNA non è mai aumentato al di sopra dei livelli rilevabili nell’arco di 60 giorni. Test statistici hanno confermato che il modesto aumento di DNA a aw 0,34 era reale e non semplice rumore sperimentale.

Sali, terreno imbevuto e cellule piccole e stressate

Il team ha anche esplorato cosa succede aggiungendo solfato di magnesio, un sale noto per attrarre fortemente l’acqua, al simulante. Con solo il 5% di questo sale in peso, il terreno ha assorbito fino alla metà del proprio peso in acqua dall’aria ed è rimasto visibilmente umido, stabilizzandosi intorno ad aw 0,96. Sorprendentemente, anche in questa condizione più umida ci sono voluti circa 40–45 giorni prima che i livelli di DNA raggiungessero il picco, e la quantità totale di DNA era inferiore rispetto al simulante semplice a aw 1,0. Immagini microscopiche di cellule colorate hanno rivelato che, all’aumentare della diminuzione dell’attività dell’acqua, le cellule diventavano meno numerose e spesso più piccole, specialmente a aw 0,34 e nel terreno ricco di solfato di magnesio. Ciò suggerisce che non solo la quantità d’acqua, ma anche i sali specifici e la chimica del suolo influenzano fortemente la capacità dei microbi di sopravvivere e dividersi in ambienti così ostili, salini e alcalini.

Cosa significa per Marte e per noi

Lo studio mostra che microbi desertici naturalmente presenti all’interno di suoli di tipo roccioso possono accumulare lentamente DNA, coerente con una crescita limitata, anche ad attività dell’acqua intorno a circa 0,34 — molto più secco dei limiti classici stabiliti in semplici liquidi di laboratorio. Sebbene gli esperimenti siano stati condotti a temperature e pressioni terrestri confortevoli, suggeriscono che la vita ospitata nelle rocce su Marte potrebbe potenzialmente sfruttare l’umidità atmosferica transitoria per persistere in piccole nicchie protette. Per gli scienziati planetari, questo amplia la gamma di condizioni considerate “abitabili” su mondi aridi e rafforza l’importanza della protezione planetaria. Se i nostri microbi possono resistere e occasionalmente riprodursi in un’umidità così arida e simile a quella marziana, allora le future missioni devono essere progettate per evitare di seminare accidentalmente altri pianeti con vita terrestre prima di avere l’opportunità di scoprire se lì esista già vita aliena.

Citazione: Raghavendra, J.B., Zorzano, M. & Martin‑Torres, J. Growth of microorganisms in a Martian regolith simulant at reduced water activity. Sci Rep 16, 7499 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35595-2

Parole chiave: abitabilità di Marte, attività dell’acqua, simulante di regolite marziana, microbiomi desertici, astrobiologia