C’è vita in un deserto di ghiaccio? – Is there life in a desert of ice?

Photo Credit: www.camillahey.dk

Studiare la capacità degli organismi di sopravvivere in ambienti così estremi è un campo di ricerca attiva in astrobiologia, una scienza interdisciplinare che pone in parte la questione degli effetti di ambienti extraterrestri sugli organismi viventi. Il ghiaccio marino durante il periodo invernale, così come altre forme di ghiaccio profondamente congelato sulla Terra, può essere utilizzato come un analogo per eventuali habitat extraterrestri nei regni del sottosuolo congelato di corpi celesti del sistema solare come Europa, Ganimede, Marte e Titano.

La vita nel ghiaccio marino

Nel ghiaccio marino antartico si sviluppa una complessa comunità composta da microalghe autotrofe ed eterotrofe, batteri, protozoi e piccoli metazoi che vanno a costituire una vera e propria rete trofica di produttori primari, consumatori e decompositori ed una considerevole risorsa di cibo per gli stadi larvali o gli adulti di pesci ed invertebrati marini. La presenza delle microalghe nei ghiacci è nota già dalla metà del secolo scorso quando il botanico Hooker osservò, durante le spedizioni delle navi Erebus e Terror, la colorazione brunorossastra dei ghiacci dovuta alla grande presenza di diatomee (microalghe con rivestimento siliceo). Dopo molti studi a carattere prevalentemente tassonomico, soltanto dagli anni ‘60 si sono sviluppate ricerche sulla composizione delle comunità algali simpagiche (dal greco συν = associato a, con; e παγωσ = ghiaccio), sulla loro fisiologia e sulle modalità con cui vengono incorporate nel ghiaccio al momento del congelamento dell’acqua marina in autunno, dove sopravvivono fino allo scioglimento nella primavera successiva. In quanto vegetali autotrofi, infatti, le microalghe marine hanno bisogno della luce per effettuare la fotosintesi e produrre la materia organica a partire da sostanze nutritizie inorganiche e non potrebbero teoricamente sopravvivere durante l’inverno polare, quando si ha un lungo periodo di totale mancanza di luce.

Dalle ricerche effettuate sulle diatomee, è invece apparso evidente che queste riescono a sopravvivere durante i periodi di oscurità, anche se non sono del tutto chiari i diversi adattamenti che possono mettere in atto: nutrizione eterotrofa, cioè assimilazione di materiale organico disciolto o particellato che non viene quindi autonomamente sintetizzato; accumulo di sostanze di riserva da utilizzare, sopravvivendo con un metabolismo ridotto; formazione di spore di resistenza che hanno morfologia e stato fisiologico diversi dalla forma vitale che si riproduce normalmente quando le condizioni ambientali ridiventano favorevoli (forma vegetativa).

Fonte/Leggi tutto → La vita nel ghiaccio marino – di Caterina Nuccio – Dipartimento di Biologia Vegetale – Università degli Studi di Firenze

Diatomee – Freshwater diatoms – 400x by R. Berdan

Sea ice: a refuge for life in polar seas?

Studying the capability of organisms to survive such extreme environments is an active research field of astrobiology, an interdisciplinary science concerned in part with the effects of extraterrestrial environments on living organisms. Wintertime sea ice, as well as other forms of deeply frozen ice on Earth, can be used as an analogue for possible extraterrestrial habitats in the frozen subsurface realms of such solar bodies such as Europa, Ganymede, Mars and Titan.

Arctic sea ice covers significant portions of the northern hemisphere’s ocean, forming and persisting at temperatures below the freezing point of seawater. That freezing point is generally around -1.9°C when the salinity is 33 parts per thousand; however, the freezing point changes with the concentration of salt in the seawater. As ice crystals grow in the water during the autumn season, small ice platelets begin to accumulate at the ocean surface, to inter-link, and to form a porous structure of ice crystals filled with liquid, which is referred to as brine.

The flourishing life within the briny habitat of sea ice.

The ice specific ecosystem includes bacteria, viruses, unicellular algae, diatom chains, worms and crustaceans. Click on the image to see a magnified view of the brine channels containing these organisms.
The flourishing life within the briny habitat of sea ice. The ice-specific ecosystem includes bacteria, viruses, unicellular algae, diatom chains, worms and crustaceans. Click on the image to see a magnified view of the brine channels containing these organisms.

Life within the briny habitat of sea ice is intricately linked to physical processes.

Temperature controls every physical and chemical aspect of ice, including availability of light. The most notable effect of decreasing temperature, as winter progresses and the ice solidifies, is the reduction of pore space within the ice and the concurrent increase in the salinity of the brine. Sea ice, especially during the sunlit seasons, serves as habitat for an ice-specific food web (sympagic foodweb)  that includes bacteria, viruses, unicellular algae, which often form chains and filaments, and invertebrates sufficiently small to traverse the brine network. The brine network is comprised of passages in the ice, with diameters ranging from micrometers to several centimeters when the temperature remains above -5°C.

Source/Continue reading → www.arctic.noaa.gov

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