Le giuste proporzioni di questo elemento sono state fondamentali per il nostro pianeta: Con poco ferro, la superficie terrestre non avrebbe trattenuto acqua a sufficienza e senza acqua, generalmente, non c'è vita. Troppo ferro, invece, sarebbe stato un danno per lo sviluppo della vita complessa.
"La quantità iniziale di ferro nelle rocce della Terra è fissata dalle condizioni di accrescimento planetario, durante le quali il nucleo metallico della Terra si è separato dal mantello roccioso", ha affermato Jon Wade, del Dipartimento di Scienze dell Terra di Oxford. “Troppo poco ferro nella parte rocciosa del pianeta, come Mercurio, e la vita sarebbe stata improbabile. Troppo, come Marte, e l'acqua non sarebbe rimasta in superficie per periodi rilevanti per l'evoluzione della vita complessa”.

Acqua e ferro, infatti, sono ingredienti fondamentali per la vita.
Le cellule hanno bisogno di ferro per duplicare il DNA, per esempio, e l'emoglobina, una metalloproteina contenuta nei globuli rossi del nostro sangue, trasporta l'ossigeno in tutto il corpo proprio grazie al ferro. Alcuni invertebrati non ne hanno bisogno e nemmeno alcuni pesci ma per la maggior parte degli esseri viventi non è così.

In questa nuova ricerca, gli autori hanno esaminato il ruolo del ferro nello sviluppo della vita complessa sulla Terra. Quindi, hanno esteso il loro sondaggio agli esopianeti. La composizione chimica delle stelle lontane e la frazione di massa del ferro sui pianeti in orbita attorno a esse potrebbero essere indizi per la ricerca della vita complessa.

Finora sappiamo che i meccanismi alla base degli equilibri tra acqua e ferro sono complessi.
Quando i magmi contenenti ferro si raffreddano sulla superficie di un pianeta, possono formare minerali idratati. Questo processo, implicitamente, rimuove l'acqua di superficie ed è ciò che potrebbe essere successo su Marte nel primo miliardo di anni di storia.

Le cose erano diverse sulla Terra, principalmente a causa del minor contenuto di ferro rispetto a Marte: il nostro pianeta ha trattenuto l'acqua superficiale perché non c'era abbastanza ferro per legare l'acqua ai minerali.
Quindi, l'acqua dai mari terrestri conteneva ferro in forme biodisponibili a cui la vita poteva accedere. Fin qui la Terra era un mondo giovane con molta acqua superficiale, un'atmosfera povera di ossigeno e oceani pullulanti di vita anaerobica. Poi, tra 2,4 miliardi e 2 miliardi di anni fa, si verificò il Grande Evento di Ossigenazione (GOE). A quel tempo, la quantità di ossigeno nell'atmosfera e nell'oceano aumentò drammaticamente, probabilmente a causa dei cianobatteri. Tutto quell'ossigeno innescò un'estinzione tra la vita anaerobica e per questo, il GOE venne anche chiamato Catastrofe dell'Ossigeno (praticamente, all'epoca l'ossigeno era tossico per la maggior parte delle forme di vita sulla Terra).

È qui che il ferro torna in scena: "l'ossigeno era indirettamente letale. Si combinava con il ferro formando ruggine, che poi cadeva dall'acqua di mare, il che significava che il ferro non era più disponibile per la vita e quasi tutta la vita ha bisogno di ferro", ha spiegato il professor  il professor Hal Drakesmith, co-autore dell'articolo.

In questo ambiente i siderofori erano in vantaggio. Un sideroforo è una piccola molecola prodotta da molti batteri che consente a un organismo di catturare il ferro dal ferro ossidato nell'ambiente. Ma i siderofori rubavano anche il ferro ad altre forme di vita. Questo ha creato una dinamica particolare tra gli agenti patogeni e i loro ospiti, con una vera e propria corsa agli armamenti tra organismi in lotta per il ferro. È questo che ha guidato l'evoluzione della vita più complessa.

In sostanza, la mutevole abbondanza e scarsità di ferro ha avuto un ruolo nella vita sulla Terra. Innanzitutto, la sua abbondanza ha permesso all'acqua di superficie di persistere, rendendo la Terra abitabile. Poi il suo declino ha stimolato l'evoluzione della vita complessa. ciò vale anche per altri mondi?


Il ferro su altri mondi

"Non si sa quanto sia comune la vita intelligente nell'Universo", ha affermato Drakesmith. “I nostri concetti implicano che le condizioni per supportare l'inizio di forme di vita semplici non sono sufficienti per garantire anche la successiva evoluzione di forme di vita complesse. Potrebbe essere necessaria un'ulteriore selezione in base a gravi cambiamenti ambientali, ad esempio il modo in cui la vita sulla Terra aveva bisogno di trovare un nuovo modo per accedere al ferro. Tali cambiamenti temporali su scala planetaria possono essere rari o casuali, il che significa che anche la probabilità di vita intelligente può essere bassa".

Conosciamo migliaia di esopianeti e ne scopriremo molti altri ma cosa significa questo per la ricerca della vita nell'Universo?

“Data l'abbondanza sia di corpi planetari ricchi di acqua che di elementi costitutivi della vita, è probabile che la vita semplice sia comune nell'Universo. Tuttavia, la transizione della Terra verso una vita complessa e multicellulare ha richiesto l'eliminazione di molteplici ostacoli ambientali", scrivono gli autori. Inoltre, la vita potrebbe dipendere dalla frazione di massa del nucleo di un esopianeta cioè, se troviamo pianeti extrasolari con frazioni di massa del nucleo simili a Marte e Mercurio, allora è probabile che non siano buoni candidati per ospitare la vita, specialmente quella complessa. C'è una specie di punto debole, dicono gli autori, in cui la vita complessa è possibile.

Ma la Terra non ha smesso di cambiare. Le nostre emissioni di CO2 porteranno a una diminuzione del ferro.
“Infine, sulla Terra, si prevede che le continue escalation antropiche della CO2 atmosferica aumenteranno la prevalenza della carenza di ferro attraverso un assorbimento di ferro relativamente scarso nelle piante che sono fonti di ferro per l'uomo e il bestiame”, scrivono gli autori. Pertanto, ci si aspetta che in futuro una diversa disponibilità di ferro su scala planetaria avrà un impatto selettivo su ospiti e agenti patogeni, "con un impatto inevitabilmente sulla salute umana".

La vita sulla Terra sarà costretta a evolversi e ad adattarsi, ancora, per una biosfera a basso contenuto di ferro?