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Un muschio desertico estremamente resistente potrebbe contribuire a rendere Marte più verde?

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Rendere Marte più verde

Trasformare Marte in un pianeta verde, attraverso la terraformazione, è un’idea esplorata da scienziati e autori di fantascienza. L’ambiente resta estremamente ostile: atmosfera sottile, assenza di acqua liquida stabile e accessibile in superficie, radiazioni elevate e temperatura media di circa −65 °C.

Gli interventi ipotizzati richiederebbero infrastrutture enormi. Un esempio è il riscaldamento con particelle metalliche prodotte su larga scala. Un’altra possibilità, ancora molto incerta, è l’accesso all’acqua eventualmente presente nelle rocce profonde, a circa 11,5–20 chilometri nella crosta. Le indicazioni sismiche non descrivono un oceano sotterraneo direttamente osservato o facilmente sfruttabile.

Anche un certo riscaldamento non eliminerebbe tutte le difficoltà. Gli studi sugli ecosistemi desertici terrestri possono suggerire organismi da studiare, ma non dimostrano che possano già prosperare su Marte.

La formazione del suolo

Licheni e cianobatteri possono vivere in condizioni difficili e contribuire alla colonizzazione di superfici minerali, nei deserti e in montagna.

La loro crescita è spesso lenta. Il contributo alla formazione di un ecosistema dipende da acqua, nutrienti, energia e condizioni ambientali.

Il suolo è un sistema di minerali, materia organica, acqua, gas e organismi. I microrganismi possono contribuire alla sua formazione, mentre substrati artificiali e sistemi controllati possono sostenere coltivazioni senza un suolo naturale completo.

La produzione di biomassa e l’accumulo di materia organica sarebbero importanti per alcuni scenari ecologici di lungo periodo.

Anche i muschi sono candidati di ricerca: alcune specie tollerano forti stress idrici e termici e possono riprendere la fotosintesi quando tornano condizioni favorevoli.

Sulla Terra, le croste biologiche del suolo comprendono muschi, licheni, cianobatteri e altri microrganismi associati alle particelle superficiali. Possono contribuire alla stabilità e ai cicli dei nutrienti nelle zone aride.

In alcuni deserti queste croste coprono ampie superfici e influenzano erosione, infiltrazione e disponibilità d’acqua. Gli effetti variano con il tipo di crosta e il terreno.

Le croste biologiche contribuiscono anche alla fissazione dell’azoto negli ecosistemi terrestri. La loro quota globale è una stima che varia tra studi, e non garantisce lo stesso funzionamento su Marte.

Un muschio molto resistente

Ricercatori dell’Istituto di ecologia e geografia dello Xinjiang e del Centro nazionale per le scienze spaziali dell’Accademia cinese delle scienze hanno studiato la resistenza di un muschio desertico.

I risultati sono stati pubblicati in The Innovation nello studio «Il muschio desertico estremotollerante Syntrichia caninervis come possibile pianta pioniera per ambienti extraterrestri».

Syntrichia caninervis è un muschio adattato ad ambienti aridi e freddi. La specie è segnalata in diverse regioni, tra cui altopiani asiatici, deserti nordamericani e aree antartiche.

Nello studio, il muschio ha recuperato attività dopo aver perso oltre il 98% dell’acqua cellulare.

Campioni hanno mostrato capacità di rigenerazione anche dopo conservazione in azoto liquido a −196 °C. Si tratta di sopravvivenza seguita da recupero in condizioni favorevoli, non di crescita a quella temperatura.

Resistenza alla disidratazione

Durante l’essiccamento il muschio può perdere quasi tutta l’acqua e diventare molto scuro. La capacità di recuperare dopo reidratazione è una caratteristica chiave della specie.

Dopo la reidratazione, il colore verde e parte dell’attività fotosintetica possono tornare nel giro di pochi secondi. La crescita e la rigenerazione successive richiedono tempi e condizioni appropriati.

In ambienti terrestri freddi, l’attività sotto la neve e durante i cicli di gelo e disgelo può contribuire al bilancio annuale del carbonio. Il risultato dipende dal sito e non dimostra fotosintesi continua nelle condizioni marziane.

Queste proprietà possono aiutare a scegliere organismi per esperimenti, ma devono essere valutate insieme a pressione, acqua, luce e nutrienti.

Sopravvivenza al Freddo

Su Marte, notti, inverni e località lontane dall’equatore possono esporre gli organismi a lunghi periodi di freddo. Le prove di laboratorio riproducono solo alcuni aspetti di questa combinazione di stress.

I ricercatori hanno conservato campioni a −80 °C per tre o cinque anni. Il muschio ha mostrato un’elevata capacità di rigenerazione dopo il ritorno a condizioni di coltivazione favorevoli.

Sono stati studiati anche campioni conservati a −196 °C in azoto liquido per 15 o 30 giorni. Il successivo recupero dimostra tolleranza allo stoccaggio, non crescita durante il congelamento.

Questi risultati non consentono di concludere che il muschio sopravvivrebbe a qualsiasi inverno marziano: le esposizioni reali combinano più fattori e durate diverse.

Resistenza alle Radiazioni

La specie vive in ambienti difficili, anche ad alta quota. Per verificarne la resistenza alle radiazioni, però, servono esperimenti specifici; l’origine geografica non basta a prevederla.

I ricercatori hanno esposto campioni a dosi diverse di raggi gamma e ne hanno valutato il recupero dopo il ritorno a condizioni di crescita.

Una dose di 500 Gy ha stimolato la rigenerazione in alcune condizioni sperimentali. Il gray misura la dose assorbita; un risultato di laboratorio non rende le radiazioni generalmente benefiche.

Dosi più alte hanno ridotto la rigenerazione e provocato danni. Gli esperimenti comprendevano esposizioni fino a 16.000 Gy e mostravano risposte dipendenti dalla dose e dallo stato di idratazione.

Le dosi tollerate dal muschio sono molto superiori a quelle che possono causare gravi danni nell’uomo. Il confronto biologico dipende però da dose, distribuzione, durata dell’esposizione e cure, e non va ridotto a una soglia universale.

Testare Condizioni Simili a Marte

La Planetary Atmospheres Simulation Facility ha combinato pressione bassa, atmosfera ricca di CO2, cicli di temperatura e radiazione UV. Ciò permette di studiare esposizioni più complesse rispetto alle prove separate.

La simulazione rappresenta alcuni parametri marziani, ma non tutte le condizioni della superficie, del suolo, delle stagioni o delle radiazioni spaziali.

I campioni inizialmente secchi esposti per un massimo di sette giorni hanno recuperato dopo essere stati riportati a condizioni terrestri favorevoli. Non è stata dimostrata crescita continua nelle condizioni simulate di Marte.

Anche i campioni inizialmente idratati hanno mostrato recupero, ma con rigenerazione più lenta e ridotta. Lo stato iniziale era quindi importante.

La capacità di resistere a una breve esposizione e poi riprendersi è distinta dalla capacità di crescere, riprodursi e creare un ecosistema stabile su Marte.

Evoluzione Naturale e Artificiale

Una Vasta Gamma di Adattamenti

Gli autori discutono diversi meccanismi che possono contribuire alla resistenza:

  • Riduzione dell’attività metabolica durante lo stress e conservazione di metaboliti importanti.
  • Accumulo di zuccheri, tra cui saccarosio e maltosio, che possono contribuire alla protezione e alla stabilità cellulare.
    • Gli zuccheri possono anche fornire energia per il recupero quando lo stress diminuisce.
  • Sistemi di difesa dallo stress ossidativo che coinvolgono enzimi come catalasi, glutatione S-transferasi e perossidasi.
  • Geni associati alla risposta allo stress e duplicazioni di geni per proteine fotoprotettive.
  • Foglie sovrapposte che limitano la perdita d’acqua e punte chiare che possono riflettere luce e favorire l’uso dell’acqua.
    • Durante la disidratazione le foglie si incurvano e si restringono.

Ottimizzare la Vita per Marte

Evoluzione Naturale

La resistenza di Syntrichia caninervis ne fa un organismo interessante per ulteriori studi. Non dimostra che l’adattamento a Marte avverrebbe automaticamente.

Ambienti controllati con acqua, pressione e temperature adatte potrebbero permetterne la crescita. Anche depressioni naturali relativamente più miti restano molto diverse dagli ambienti terrestri necessari al recupero.

Se esistessero popolazioni in grado di riprodursi, mutazioni e selezione potrebbero modificarne le caratteristiche. L’espansione sull’intero pianeta rimane un’ipotesi non dimostrata.

Evoluzione diretta

L’evoluzione diretta è già utilizzata per sviluppare enzimi con proprietà utili, un lavoro premiato con il Nobel per la chimica nel 2018. Applicarla a muschi, licheni o cianobatteri per ambienti extraterrestri è una possibile linea di ricerca, non una tecnologia già pronta.

Un esperimento potrebbe iniziare con condizioni quasi marziane, ma sufficientemente favorevoli alla crescita. La selezione graduale potrebbe favorire alcune caratteristiche, purché gli organismi possano riprodursi.

Ripetere molte volte il processo non garantisce la comparsa di una nuova specie capace di vivere sulla superficie marziana attuale.

Gli organismi ottenuti potrebbero risultare più resistenti a certi stress. La capacità di sostenere un ecosistema richiederebbe comunque ulteriori verifiche.

Ingegneria Genetica

L’ingegneria genetica potrebbe studiare i geni associati alla tolleranza a disidratazione, freddo e radiazioni.

Tra le ipotesi vi sono modifiche all’espressione di geni già presenti o l’introduzione di nuove funzioni. L’effetto dipenderebbe dalle interazioni biologiche e dovrebbe essere verificato sperimentalmente.

Sarà importante capire quali fattori limitano davvero la crescita: disponibilità d’acqua, pressione, temperatura, radiazioni, nutrienti o la loro combinazione.

Investire su Marte

Non esiste ancora un mercato consolidato per investire nella terraformazione o in immobili marziani. Alcune imprese sviluppano trasporto e sistemi spaziali che potrebbero sostenere missioni future.

Un elemento importante è lo sviluppo di i razzi riutilizzabili, che possono ridurre i costi di lancio. SpaceX (SPCX ) era una società privata nel 2024. I progressi nei lanci terrestri non equivalgono a un sistema completo per colonizzare Marte.

Un’altra ipotesi è lo sviluppo di un’economia spaziale autosufficiente e di un’economia marziana. Si tratta di scenari di lungo periodo, con grandi incertezze su domanda, costi e finanziamenti.

Le società aerospaziali quotate possono essere acquistate tramite diversi intermediari. Su Securities.io si trovano confronti per gli Stati Uniti, il Canada, l’Australia, il Regno Unito e altri Paesi. Accesso e costi variano.

Si possono anche esaminare fondi tematici, come ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA) o SPDR S&P Aerospace & Defense ETF. Le partecipazioni e le commissioni vanno controllate; questi fondi non offrono necessariamente esposizione diretta a progetti marziani.

Si veda anche «Dieci titoli aerospaziali e della difesa».

Investire in Aziende Spaziali

1.  Virgin Galactic

SPCE Grafico dei prezzi

Virgin Galactic, fondata da Richard Branson, si occupa di turismo suborbitale. Non offre viaggi orbitali, lunari o verso Marte.

I prezzi storici dei biglietti erano nell’intervallo 250.000–450.000 dollari, con una lista d’attesa. Alcuni clienti hanno descritto positivamente la propria esperienza:

«Ho sempre saputo che sarebbe stata l’esperienza più straordinaria della mia vita. Lo sapevo, e anche gli altri me lo dicevano. Ma quando accade davvero e supera ciò che immaginavi, diventa molto difficile spiegarlo.»

«È stato il giorno migliore e più sensazionale della mia vita. Non poteva andare meglio. Ha superato i miei sogni più audaci.»

Come discusso in precedenza, il turismo potrebbe essere una componente di un’eventuale economia marziana. È uno scenario speculativo, distinto dai servizi suborbitali attuali di Virgin Galactic.

Marte presenta grandi strutture geologiche che potrebbero interessare l’esplorazione futura:

  • Valles Marineris: un sistema di canyon lungo oltre 4.000 chilometri, largo fino a circa 200 e profondo diversi chilometri.
  • Olympus Mons: un vulcano alto oltre 20 chilometri rispetto al livello di riferimento del pianeta, con un diametro di circa 600 chilometri.

Fonte: Wikipedia

Virgin Galactic (SPCE ) punta a sviluppare il proprio servizio suborbitale. Questo è diverso dal turismo orbitale o lunare e non prepara direttamente un atterraggio su Marte.

La classe Delta era progettata per un massimo di sei passeggeri e una frequenza di volo più elevata. Erano obiettivi di sviluppo, non prestazioni operative dimostrate nel 2024.

Le proiezioni aziendali indicavano ricavi potenzialmente maggiori grazie a più posti e più voli. Non garantivano un aumento di dodici volte o il recupero dell’investimento in sei mesi. Nel 2024 l’avvio commerciale di Delta era indicato come obiettivo per il 2026.

Il mercato reagì quando Branson dichiarò di non voler investire ulteriormente nella società. L’azienda ridusse il personale e sospese i voli nel 2024 per concentrarsi su Delta e contenere i costi.

La durata della liquidità dipendeva da spese, sviluppo e finanziamenti. Gli obiettivi di redditività e flusso di cassa positivo erano previsioni condizionate, non risultati assicurati.

(Virgin Galactic è distinta da Virgin Orbit, che offriva lanci di piccoli satelliti ed entrò in procedura fallimentare nel 2023. Rocket Lab acquistò il sito e alcuni beni produttivi di Long Beach (RKLB ).)

Gli investitori erano preoccupati per finanziamenti, sviluppo e prospettive economiche di Virgin Galactic. Il fallimento di Virgin Orbit riguardava un’altra società.

Soddisfazione dei clienti e prenotazioni mostrano interesse per il servizio. La sostenibilità dipende però dallo sviluppo, dalla produzione e dall’esercizio sicuro ed economico di Delta, oltre che dai finanziamenti disponibili.

Una valutazione più bassa non rende automaticamente conveniente il titolo. Vanno considerati rischio tecnico, costi, possibile diluizione e futura redditività.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Grafico dei prezzi

Ginkgo Bioworks offre servizi di ingegneria cellulare per applicazioni biomediche, industriali e nei materiali. Ha anche attività di biosicurezza, cresciute durante la pandemia e soggette a domanda variabile.

Le sue competenze includono progettazione genetica, selezione e analisi biologica. Un eventuale ruolo in progetti marziani sarebbe speculativo: queste capacità non equivalgono a un contratto di terraformazione.

Ginkgo Bioworks (DNA ) ha lavorato su diversi programmi e collaborazioni:

I ricavi possono includere compensi per ricerca e sviluppo. Alcuni accordi prevedono anche pagamenti al raggiungimento di obiettivi, royalty o altre forme di partecipazione, che non sono automaticamente ricavi già ottenuti.

Esempi di collaborazioni annunciate nel 2024 includono:

Tra le collaborazioni in agricoltura e alimentazione figuravano Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva e ADM. Ambito, durata e condizioni economiche differiscono per ciascun progetto.

L’esperienza di Ginkgo nella progettazione genetica, nell’ingegneria cellulare e nella biosicurezza può essere utile a clienti di vari settori. Il valore commerciale dipende dai risultati dei progetti e dalla domanda.

Come fornitore di servizi, Ginkgo può beneficiare della crescita della biologia sintetica. La crescita del settore non garantisce però profitti o rendimenti positivi per gli azionisti.

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Jonathan è un ex ricercatore biochimico che ha lavorato nell'analisi genetica e nelle sperimentazioni cliniche. Ora è un analista di titoli e scrittore finanziario con un focus su innovazione, cicli di mercato e geopolitica nella sua pubblicazione 'The Eurasian Century'.