Siamo soli nell’universo? La risposta dipende dal fatto, al momento indimostrabile, se l’intelligenza sia un probabile risultato inevitabile della selezione naturale o un colpo di fortuna improbabile. Per definizione, eventi probabili si verificano frequentemente, eventi improbabili si verificano raramente – o una volta.

La nostra storia evolutiva mostra che molti adattamenti chiave – non solo intelligenza, ma animali complessi, cellule complesse, fotosintesi e vita stessa – sono eventi unici, unici e quindi altamente improbabili.

La nostra evoluzione potrebbe essere stata come vincere alla lotteria… Solo molto meno probabile. L’universo è sorprendentemente vasto. La Via Lattea ha più di 100 miliardi di stelle e ci sono oltre un trilione di galassie nell’universo visibile, la piccola frazione dell’universo che possiamo vedere. 

Anche se i mondi abitabili sono rari, il loro numero assoluto – ci sono tanti pianeti quante stelle, forse di più – suggerisce che deve esserci molta vita là fuori.

Il Paradosso di Fermi

Allora, dove sono tutti? Questo è il paradosso di Fermi. L’universo è grande e vecchio, con tempo e spazio per l’evoluzione dell’intelligenza, ma non ci sono prove che ve ne sia.

È improbabile che l’intelligenza possa evolversi? Sfortunatamente, non possiamo studiare la vita extraterrestre per rispondere a questa domanda. Ma possiamo studiare circa 4,5 miliardi di anni di storia della Terra, osservando dove l’evoluzione si ripete o no.

L’evoluzione a volte si ripete, con diverse specie che convergono indipendentemente su risultati simili. Se l’evoluzione si ripete frequentemente, allora la nostra evoluzione potrebbe essere probabile, persino inevitabile.

Ci sono anche talpe marsupiali, formichieri marsupiali e scoiattoli volanti marsupiali.  Sorprendentemente, l’intera storia evolutiva dell’Australia, con i mammiferi che si diversificano dopo l’estinzione dei dinosauri, è parallela agli altri continenti.

Altri casi sorprendenti di convergenza includono i delfini e gli ittiosauri estinti, che hanno sviluppato forme simili per scivolare attraverso l’acqua, e uccelli, pipistrelli e pterosauri, che hanno evoluto in modo convergente il volo.

Vediamo anche la convergenza nei singoli organi. Gli occhi si sono evoluti non solo nei vertebrati, ma negli artropodi, polpi, vermi e meduse. Vertebrati, artropodi, polpi e vermi hanno inventato indipendentemente mascelle. Le zampe si sono evolute in modo convergente negli artropodi, polpi e quattro tipi di pesci (tetrapodi, rana, pattini, mudskippers).

Ecco il trucco

Tutta questa convergenza, però, è avvenuta all’interno di un unico lignaggio, l’Eumetazoa. 

Gli eumetazoi sono animali complessi con simmetria, bocca, intestino, muscoli, sistema nervoso. Diversi eumetazoi hanno sviluppato soluzioni simili a problemi simili, ma il complesso piano corporeo che ha reso tutto possibile è unico. 

Gli animali complessi si sono evoluti una volta nella storia della vita, suggerendo che sono improbabili.

Sorprendentemente, molti eventi critici nella nostra storia evolutiva sono unici e, probabilmente, improbabili. 

Uno è lo scheletro osseo dei vertebrati, che consente ai grandi animali di spostarsi sulla terra. 

Le complesse cellule eucariotiche da cui sono costruiti tutti gli animali e le piante, contenenti nuclei e mitocondri, si sono evolute una sola volta. Il sesso si è evoluto solo una volta. La fotosintesi, che ha aumentato l’energia disponibile per la vita e prodotto ossigeno, è avvenuta una tantum. 

Del resto, così è l’intelligenza a livello umano. Ci sono lupi e talpe marsupiali, ma nessun essere umano marsupiale.

Ci sono luoghi in cui l’evoluzione si ripete e luoghi dove non lo fa. Se cerchiamo solo la convergenza, si crea un pregiudizio di conferma. La convergenza sembra essere la regola e la nostra evoluzione sembra probabile. 

Ma quando cerchi la non convergenza, è ovunque e gli adattamenti critici e complessi sembrano essere i meno ripetibili e quindi improbabili.

Inoltre, questi eventi sono dipesi l’uno dall’altro. Gli umani non potevano evolversi fino a quando i pesci non hanno evoluto ossa che gli hanno permesso di strisciare sulla terra. 

Le ossa non potevano evolversi fino alla comparsa di animali complessi. Gli animali complessi avevano bisogno di cellule complesse e le cellule complesse avevano bisogno di ossigeno, prodotto dalla fotosintesi. 

Niente di tutto ciò accade senza l’evoluzione della vita, un evento singolare tra eventi singolari. Tutti gli organismi provengono da un unico antenato e, per quanto ne sappiamo, la vita è avvenuta una sola volta.

Curiosamente, tutto ciò richiede un tempo sorprendentemente lungo. 

La fotosintesi si è evoluta 1,5 miliardi di anni dopo la formazione della Terra, le cellule complesse dopo 2,7 miliardi di anni, gli animali complessi dopo 4 miliardi di anni e intelligenza umana 4,5 miliardi di anni dopo la formazione della Terra. Il fatto che queste innovazioni siano così utili ma che hanno impiegato così tanto tempo ad evolversi implica che sono estremamente improbabili.

Una serie improbabile di eventi

Queste innovazioni una tantum, colpi di fortuna critici, possono creare una catena di colli di bottiglia o filtri evolutivi. Se è così, la nostra evoluzione non è stata come vincere alla lotteria. È stata come vincere alla lotteria ancora, e ancora, e ancora. 

Su altri mondi, questi adattamenti critici potrebbero essersi evoluti troppo tardi per far emergere l’intelligenza prima che i loro soli morissero, o per niente.

Immagina che l’intelligenza dipenda da una catena di sette innovazioni improbabili – l’origine della vita, la fotosintesi, le cellule complesse, il sesso, gli animali complessi, l’evoluzione degli scheletri e l’intelligenza stessa – ognuno con una probabilità del 10% di evolversi. Le probabilità che si evolva l’intelligenza diventano una su 10 milioni.

Ma adattamenti complessi potrebbero essere anche meno probabili. La fotosintesi ha richiesto una serie di adattamenti in proteine, pigmenti e membrane.

Gli animali eumetazoi hanno richiesto molteplici innovazioni anatomiche (nervi, muscoli, bocca e così via). Quindi forse ognuna di queste sette innovazioni chiave si evolve solo l’1% delle volte. In tal caso, l’intelligenza si evolverà su solo 1 su 100 trilioni di mondi abitabili. 

Se i mondi abitabili sono rari, allora potremmo essere l’unica forma di vita intelligente nella galassia o persino nell’universo visibile.

Eppure, siamo qui. Deve contare qualcosa, vero? 

Se l’evoluzione è un colpo di fortuna che capita una volta su 100 trilioni di volte, quali sono le probabilità che ci capiti di trovare un pianeta dove è successo?

In realtà, le probabilità di essere su quel mondo improbabile sono al 100%, perché non potremmo avere questa conversazione su un mondo in cui la fotosintesi, le cellule complesse o gli animali non si sono evoluti.

Questo è il principio antropico: la storia della Terra deve aver permesso all’evoluzione della vita intelligente, altrimenti non saremmo qui per ponderarla.

L’intelligenza sembra dipendere da una catena di eventi improbabili, Ma data la vastità del numero di pianeti è inevitabile che da qualche parte si evolva.

Il risultato improbabile potremmo essere proprio noi.

Una nuova ricerca ha osservato che sulla superficie ghiacciata di Europa, la luna di Giove, c’è meno ossigeno di quanto si pensasse, e questo potrebbe influenzare la possibilità che qualche vita possa essere presente nell’oceano sotterraneo della luna.

La navicella spaziale Juno ha raccolto i nuovi dati sulla luna Europa

Anche con poco o nessun ossigeno, i microbi potrebbero ancora essere attivi nell’oceano che si ritiene esista a chilometri sotto la crosta ghiacciata di Europa. Quanto al resto, “chi lo sa”, ha detto lo scienziato della Nasa Kevin Hand, che non ha partecipato alla ricerca pubblica su Nature Astronomy.

È necessario ulteriore lavoro per confermare questi risultati, che sono contrari alle precedenti osservazioni al telescopio dell’ossigeno condensato nel ghiaccio di Europa, che indicano una maggiore concentrazione di ossigeno, ha affermato Hand.

Il nuovo studio si basa sui dati raccolti dalla navicella spaziale Juno della Nasa durante un sorvolo particolarmente ravvicinato di Europa nel 2022, una distanza di sole 353 km.

Un team americano-europeo ha calcolato che ogni secondo sulla superficie di Europa vengono prodotte tra 6 e 18 kg di ossigeno.

Le stime precedenti avevano una diffusione molto più ampia, con una produzione pari a 1.100 chilogrammi di ossigeno al secondo. Quindi “a meno che la produzione di ossigeno di Europa non fosse significativamente più elevata in passato”, le nuove misurazioni forniscono “un intervallo più ristretto per supportare l’abitabilità”, hanno spiegato i ricercatori.

L’ambiente complesso della luna Europa

L’ossigeno si forma, insieme all’idrogeno, quando la radiazione di Giove fa esplodere il guscio globale di acqua ghiacciata di Europa.

L’autore principale James Szalay dell’Università di Princeton ha detto che il sorvolo di Juno è stata la prima volta che un veicolo spaziale ha sperimentato direttamente i dintorni di Europa: “Non vedevamo l’ora di osservare dietro le quinte del suo ambiente così complesso“, ha aggiunto Szalay.

Sebbene si tratti di “un range significativamente più ristretto di quanto pensassimo in precedenza, c’è ancora molto che possiamo imparare”, ha affermato Szalay. Non si sa quanto ossigeno fuoriesce nell’atmosfera lunare, quanto rimane nel ghiaccio e quanto potrebbe finire nel mare sotterraneo.

La Nasa prevede di lanciare l’Europa Clipper questo autunno. La navicella spaziale effettuerà dozzine di sorvoli ravvicinati su Europa, quasi le dimensioni della nostra Luna, mentre orbita attorno al gigantesco pianeta gassoso.

L’oceano sotterraneo della luna Europa

Il vasto oceano sotterraneo di Europa, una delle tante lune di Giove, contiene carbonio, uno degli ingredienti cruciali per la vita.

Con una larghezza di 2.000 miglia, la luna di Giove è leggermente più piccola della Luna terrestre. Le ipotetiche forme di vita dovrebbero fare i conti con alcune avversità estreme, tra cui temperature superficiali che raramente superano i -140°C e le radiazioni in arrivo da Giove.

L’oceano della luna di Giove, profondo 64-160 km, da 10 a 15 miglia sotto la sua superficie ghiacciata, ha reso la Luna uno dei principali contendenti nella ricerca della vita. La potenziale caratteristica dell’oceano profondo dipende dalla sua chimica, inclusa l’abbondanza di elementi biologicamente essenziali come il carbonio.

Gli astrobiologi fanno spesso riferimento ai “sei grandi” elementi presenti nella vita sulla Terra: carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, fosforo e zolfo. Quattro di questi – carbonio, idrogeno, ossigeno e zolfo – sono stati ora identificati sulla luna gioviana, anche se non è ancora chiaro se lo zolfo sia arrivato in superficie dall’oceano o provenisse da un’altra delle lune di Giove, Io.

La disponibilità di carbonio nell’oceano della luna di Giove è una sua peculiarità . Le future osservazioni della missione Europa Clipper, dovrebbero fornirci ulteriori indizi sulla possibilità che altri elementi costitutivi della vita, come l’azoto, siano facilmente disponibili sulla luna gioviana.

L’Europa Clipper della NASA condurrà una ricognizione dettagliata di Europa e indagherà se la luna ghiacciata potrebbe ospitare condizioni adatte alla vita.

La missione metterà un veicolo spaziale in orbita attorno a Giove per eseguire un’indagine dettagliata della sua luna, un mondo che mostri prove evidenti dell’esistenza di un oceano di acqua liquida sotto la sua crosta ghiacciata e che potrebbe ospitare condizioni favorevoli alla vita.

La missione invierà un veicolo spaziale altamente capace e resistente alle radiazioni in una lunga orbita circolare attorno a Giove per eseguire ripetuti sorvoli ravvicinati della luna ghiacciata.