Nel corso della sua storia di 4,5 miliardi di anni, la Terra ha affrontato numerose estinzioni di massa, ciascuna delle quali ha portato all’estinzione di oltre tre quarti delle specie del pianeta e ha notevolmente ridotto la sua biodiversità. Queste contrazioni nella biodiversità complessiva della Terra possono essere innescate sia da processi non viventi, come eruzioni vulcaniche o collisioni con asteroidi, sia da processi viventi, come le modifiche apportate dagli organismi alla chimica atmosferica della Terra. Tuttavia, la vita tende spesso a riprendersi. Infatti, nel lungo termine, la vita sulla Terra ha mostrato una tendenza verso forme sempre più complesse e organizzazioni ecologiche nonostante questi imprevisti periodici. I periodi di stress e le estinzioni di massa risultanti pongono una minaccia esistenziale alla vita nel suo complesso sul pianeta. Tuttavia, in un articolo pubblicato nel database preprint arXiv a maggio, i ricercatori sostengono che, nel lungo periodo, alterazioni drastiche nell’ambiente terrestre creano opportunità per l’esplorazione evolutiva e tendono a favorire una maggiore biodiversificazione e stati popolosi e stabili tra le specie sopravvissute, rispetto a periodi più tranquilli. Su scale temporali che vanno da decine a centinaia di milioni di anni, la vita nel suo complesso potrebbe effettivamente diventare più resiliente a causa di questi eventi, propongono gli autori.
Relazionato: È stata una supernova a causare l’estinzione di massa della Terra 360 milioni di anni fa? “Questi eventi possono essere o una catastrofe o la cosa migliore che sia accaduta al nostro pianeta, a seconda del punto di vista che si adotta,” ha dichiarato Arwen Nicholson, un scienziato planetario presso l’Università di Exeter nel Regno Unito e co-autore dell’articolo, a Space.com.
La storia della vita sulla Terra
Nel nuovo articolo, gli autori adottano una prospettiva “Gaiana” della vita e della sua relazione con la Terra. La teoria propone che la vita interagisce con e modifica i processi non viventi sulla Terra, come il ciclo del carbonio, per mantenere – e persino migliorare – le condizioni per la vita sull’intero pianeta. Un’analogia per questa relazione è come i nostri corpi mantengono l’omeostasi per regolare le variabili fisiologiche essenziali per la nostra sopravvivenza, come la temperatura corporea e i livelli di glucosio nel sangue. In questo modo, la vita è vista come co-regolatrice dei processi fisici sulla Terra con l’obiettivo di mantenere condizioni favorevoli alla vita – omeostasi planetaria, se vogliamo.
Notizie dallo spazio, gli ultimi aggiornamenti sui lanci di razzi, eventi di osservazione del cielo e molto altro! Un problema potenzialmente significativo per questa visione, però, è che la vita non crea sempre condizioni favorevoli per la vita nel suo complesso. Prendiamo, ad esempio, il Grande Evento di Ossidazione, avvenuto tra 2,4 miliardi e 2,1 miliardi di anni fa. Questo evento, causato dall’evoluzione di cianobatteri fotosintetici che hanno immettere livelli senza precedenti di ossigeno nell’atmosfera primordiale della Terra, ha alterato drasticamente la chimica della superficie del nostro pianeta. “All’epoca, sarebbe stato un grande shock per la maggior parte degli organismi viventi sulla Terra, poiché l’ossigeno può essere così tossico a causa della sua reattività, ma è anche per questo motivo che è utile per noi,” ha detto Nicholson. In quell’epoca, il vasto numero di specie anaerobiche adattate – quelle che non potevano tollerare l’ambiente ad alta concentrazione di ossigeno – si estinse. “Gli oceani profondi non erano ossidati a quel punto, e probabilmente hanno offerto rifugio alla vita che non era abituata all’ossigeno,” ha detto Nicholson. Se la vita, secondo la prospettiva Gaiana, è destinata a generare condizioni favorevoli all’abitabilità nel complesso della Terra, perché produrre in massa un elemento tossico per la maggior parte della vita?
Nel loro articolo, gli autori hanno notato che, sebbene questo possa essere stato un problema per la vita nel breve termine, questo periodo di stress autoimposto potrebbe anche aver potenziato la resilienza della vita nel lungo periodo. Questo perché l’evoluzione della vita eucariotica e multicellulare è stata abilitata dalle concentrazioni più elevate di ossigeno, che hanno permesso la respirazione aerobia di diventare dominante e hanno conseguentemente aumentato notevolmente la disponibilità energetica per la vita. La vita si è ripresa anche dopo successivi periodi di stress, come quando la Terra ha subito eventi di glaciazione di massa in cui il pianeta era quasi completamente coperto di neve. “Abbiamo avuto periodi in cui la Terra era congelata durante il Proterozoico (2,5 miliardi – 541 milioni di anni fa), un ambiente estremo, ma la vita è sopravvissuta,” ha detto Nicholson. “Ed è molto presto dopo l’ultima glaciazione completa che abbiamo avuto l’esplosione Cambriana, dove la vita si è diversificata e sono emersi organismi che somigliano a noi.” Tutto ciò solleva una domanda: questi periodi di stress pongono le basi per una vita più resiliente e complessa? “Poiché la vita costruisce sempre su ciò che è venuto prima, se la vita non si estingue completamente, vediamo il sistema tendere verso la complessità,” ha detto Nicholson. Anche se la popolazione totale di organismi viene ridotta durante un evento di estinzione, qualsiasi vita che rimanga ha ancora le innovazioni evolutive, i metabolismo e le strutture sviluppate in precedenza. Se quindi la capacità di sostentamento della vita si apre – ad esempio, dopo lo scioglimento della Terra a palla di neve – allora la vita può costruire sulle sue innovazioni precedenti per creare maggiore diversità e popolazioni di organismi. “Sì, ci sono stati periodi di upheaval, ma noi non saremmo qui senza di essi,” ha affermato Nicholson.
Un’illustrazione artistica di una “Terra a palla di neve.” (Crediti immagine: NASA)
Cosa significa questo per noi ora? L’attività umana – attraverso l’emissione di gas serra nell’atmosfera e la distruzione di ambienti altamente biodiversi, come le barriere coralline e le foreste pluviali – rappresenta un esempio moderno di sistemi viventi che impongono stress all’intero biosfera terrestre. Potrebbe essere tentante, quindi, applicare questo argomento all’attuale crisi della biodiversità come modo per diminuire la nostra responsabilità – dopotutto, la vita sopravvivrà nel lungo periodo. Potrebbe essere così, ma sarà quasi certamente una cattiva notizia per noi e per le specie con cui condividiamo il pianeta. Questi periodi di stress spesso comportano il crollo di specie “chiave” nell’ecosistema globale. Non dobbiamo fare altro che guardare al crollo dei dinosauri causato da un asteroide per vedere che effetto possono avere le perturbazioni maggiori nell’ambiente della Terra su queste specie chiave. Il ripristino della biodiversità dopo tali eventi avviene anche su scale temporali che vanno da decine a centinaia di milioni di anni, scale temporali che superano di gran lunga il breve periodo in cui Homo sapiens è esistito. “La cosa principale per noi è che ci piace come sono ora le cose,” ha detto Nicholson. “Siamo una specie che si è evoluta in condizioni molto specifiche. Abbiamo bisogno di una biosfera che ci sostenga.”
Cosa significa questo per la vita complessa nell’universo? Se i periodi di stress sulla vita nel suo complesso facilitano la tendenza verso una crescente complessità nel lungo periodo, ciò ha implicazioni interessanti per la nostra ricerca di vita aliena. Consideriamo la lenta innovazione evolutiva durante il “miliardo noioso” – un periodo di circa un miliardo di anni, da circa 1,8 miliardi a 800 milioni di anni fa, quando i registri fossili mostrano che le condizioni di temperatura e chimica sulla Terra rimasero relativamente stabili. Tuttavia, l’innovazione evolutiva – e con essa, la capacità della vita di assumere disposizioni più complesse – giunse a una relativa stagnazione. Se l’innovazione evolutiva e la complessità sono stentate durante tali stati stabili, potrebbe avere senso che, per trovare vita complessa, dovremmo cercare pianeti o lune che potrebbero attraversare periodi di stress, ha detto Nicholson. “I pianeti che attraversano periodi di stress potrebbero quindi essere luoghi più propensi a ospitare vita complessa, poiché le biosfere hanno avuto più opportunità di spostarsi e adattarsi – a meno che non si estinguano completamente,” ha spiegato. Fortunatamente per noi, il delicato equilibrio tra periodi di stress e la loro regolarità e intensità ha permesso alla vita di diversificarsi in quasi ogni nicchia ecologica del pianeta e ha consentito l’emergere di organismi complessi come la nostra specie. Forse, se vogliamo trovare altre forme di vita complessa, dovremmo cercare non un’oasi temperata dove nulla cambia, ma piuttosto un luogo in cui la vita dovrebbe adattarsi, imparare e superare qualunque cosa l’universo le abbia riservato. Ciò che non uccide la vita, come suggeriscono Nicholson e i suoi co-autori, potrebbe renderla più forte.