Un esperimento progettato da studenti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale

Le spore batteriche utilizzate sono un tipo selvatico del Bacillus subtilis, del tutto innocue per gli esseri umani. Si tratta di un ceppo batterico utilizzato di routine in laboratorio, quindi facilmente disponibile, ed è conosciuto in estremo dettaglio da un punto di vista fisiologico e biochimico.

“Ci siamo preparati per un intero anno a questo esperimento,” racconta Marilena Mezzacappa, Docente di Matematica e Fisica presso il Liceo Scientifico Majorana di Isernia.”Abbiamo fatto una serie di prove preliminari sia in laboratorio che con l’aiuto di simulazioni, esponendo le spore a basse temperature e pressioni e, soprattutto, simulando la radiazione ionizzante attraverso una lampada UV.”

Le analisi preliminari di laboratorio, condotte in collaborazione con Alessandro Iscra, docente presso l’Istituto di Istruzione Superiore “Vittorio Emanuele II – Ruffini” di Genova, e il professor Gino Naclerio docente di microbiologia presso la facoltà di Scienze MM.FF.NN. dell’ Università del Molise, hanno confermato che, indipendentemente dalla pressione e dalla temperatura, la radiazione ionizzante è il fattore che domina la distruzione delle spore.

“Se alla radiazione ionizzante accoppiamo una temperatura di circa -70 °C, la percentuale di sopravvivenza si riduce fino a circa lo 0,06%,” commenta Mezzacappa. “Questo non estingue il ceppo batterico. Dato l’altissimo numero di spore, anche una percentuale molto bassa di sopravvivenza è in grado di tenere in vita la colonia, confermando la tesi che le spore batteriche sono forme di vita quiescenti resistenti ed adattabili a condizioni esterne molto sfavorevoli per la vita.”

L’apparato sperimentale in orbita è molto semplice: tre contenitori sperimentali proteggono ciascuno 32 provette Eppendorf di 0,5 millilitri di volume, ciascuna delle quali, al momento del lancio, ospitava una colonia di circa un miliardo di spore batteriche.

“I tubini Eppendorf sono di plastica e hanno un tappo a pressione, ma soprattutto pesano pochissimo e hanno un ingombro minimo: per cui abbiamo mandato in orbita un gran numero!,” sorride Mezzacappa. “Un certo numero di tubini, però, ce li siamo tenuti a terra e li abbiamo conservati in condizioni ambientali standard, a 20 °C oppure a -4 °C.”

Al rientro della missione, verranno effettuate le analisi per confrontare la percentuale di sopravvivenza delle spore nei tubini che hanno partecipato al volo di Paolo Nespoli con quella misurata nei campioni a Terra.

Concepito da studenti degli ultimi anni delle scuole superiori, il progetto biennale che culmina nel volo dell’esperimento SPORE a bordo della missione Esperia ha permesso agli studenti di partecipare a tutte la fasi di un esperimento spaziale, dall’approfondimento teorico, alla pratica di laboratorio, dalla progettazione alla produzione di materiali relativi alla comunicazione, come video o CD.

“Anche il rapporto con l’Università del Molise è stato proficuo per gli studenti delle scuole superiori, conclude Mezzacappa. “Il protocollo di produzione delle spore è stato realizzato nei laboratori dell’università e poi eseguito dai ragazzi delle scuole superiori. Lo stesso vale per la fase di analisi e confronto del campione sottoposto a condizioni critiche con quello mantenuto in condizioni standard. È importante che gli studenti inizino a confrontarsi con realtà con quelle della ricerca scientifica a livello universitario.”