I licheni, spesso trascurati in quanto semplici organismi aggrappati alle rocce e agli alberi, stanno emergendo come una tecnologia sorprendentemente versatile con il potenziale di rivoluzionare l’edilizia, la cattura del carbonio e persino la colonizzazione dello spazio. I ricercatori stanno ora coltivando licheni sintetici – associazioni progettate tra funghi e alghe – in ambienti di laboratorio, sbloccando le loro capacità per una produzione sostenibile su larga scala. Questo non è semplicemente un esercizio accademico; è un approccio pratico per risolvere problemi urgenti sulla Terra e aprire possibilità di abitazione fuori dal mondo.
Il potere della simbiosi sintetica
I licheni tradizionali sono relazioni simbiotiche tra funghi e alghe (o cianobatteri), in cui il fungo fornisce la struttura e il partner produce cibo attraverso la fotosintesi. Ma la vera svolta sta nelle versioni sintetiche: gli scienziati stanno modificando geneticamente il lievito affinché agisca come ospite fungino, consentendo la produzione sostenibile di composti preziosi. Questo approccio risponde all’esigenza fondamentale di una produzione scalabile ed ecologica. A differenza dei licheni naturali, che crescono lentamente, questi sistemi coltivati in laboratorio accelerano la produzione mantenendo i principali benefici simbiotici.
L’attrattiva è chiara: i licheni sintetici possono essere ingegnerizzati per produrre prodotti farmaceutici, biocarburanti e persino materiali per la cattura del carbonio. Un laboratorio sta già utilizzando questi sistemi per creare cariofillene, un composto prezioso utilizzato in molteplici settori, dimostrando l’immediata fattibilità commerciale della tecnologia.
Dalla cattura del carbonio agli habitat marziani
Le implicazioni si estendono ben oltre le applicazioni industriali. I ricercatori stanno esplorando i licheni come soluzione per riparare le strutture in calcestruzzo che invecchiano, offrendo un’alternativa autoriparante alla manutenzione tradizionale. In modo più ambizioso, la NASA e le società spaziali private prevedono di distribuire “materiali viventi” ingegnerizzati – in pratica, licheni sintetici – su Marte. Questi organismi potrebbero crescere sulla regolite (suolo) marziana, legandola a materiali da costruzione durevoli, riducendo la necessità di trasportare costose strutture prefabbricate dalla Terra.
Il vantaggio principale è la resilienza. I licheni naturali prosperano in ambienti estremi, sopravvivendo a radiazioni intense, essiccazione e sbalzi di temperatura. Questa resistenza si traduce bene nello spazio, dove l’esposizione a condizioni difficili è inevitabile. Esperimenti sulla Stazione Spaziale Internazionale hanno dimostrato che i licheni possono sopravvivere in orbita per lunghi periodi, dimostrando il loro potenziale per la costruzione extraterrestre.
La scienza dietro la resilienza
Il successo dei licheni dipende dal principio della simbiosi. La partnership tra funghi e alghe crea un tutto più grande della somma delle sue parti. I licheni naturali spesso ospitano più specie – batteri e altri funghi – formando comunità microbiche complesse che migliorano la sopravvivenza. Questa diversità consente loro di accedere a una gamma più ampia di composti per la protezione e l’utilizzo delle risorse.
Ad esempio, alcuni licheni producono melanina (pigmento della pelle) e carotenoidi (presenti nelle carote) come filtri solari naturali, proteggendo la comunità simbiotica dai dannosi raggi UV. Il loro lento tasso di crescita riduce inoltre al minimo la richiesta di risorse, consentendo loro di prosperare in ambienti poveri di nutrienti. I ricercatori stanno ora replicando questa efficienza accoppiando microbi a crescita rapida per creare sistemi sintetici ancora più robusti.
Soluzioni concrete e materiali del futuro
I ricercatori della Texas A&M University stanno sperimentando i licheni nella riparazione del calcestruzzo, accoppiando funghi con cianobatteri per far precipitare il carbonato di calcio, “guarigionendo” efficacemente le crepe nelle strutture. Questo approccio non richiede nutrienti esterni perché il lichene sintetico estrae l’azoto dall’aria, rendendolo autosufficiente. Gli stessi principi si applicano alla creazione di micomateriali: i componenti fungini mineralizzati dai cianobatteri incorporati formano un esoscheletro simile alla pietra, offrendo un’alternativa sostenibile ai materiali da costruzione tradizionali.
Questa tecnologia non è limitata alla Terra. L’interesse della NASA deriva dalla possibilità di produrre materiali da costruzione in situ su Marte, sfruttando le risorse esistenti piuttosto che le costose importazioni. Il processo comporterebbe la stampa 3D di strutture della regolite marziana legate insieme da biopolimeri derivati dai licheni, creando spazi abitabili con un input esterno minimo.
In conclusione, i licheni coltivati in laboratorio rappresentano un cambiamento di paradigma nella scienza dei materiali sostenibili. Dalla riparazione delle infrastrutture sulla Terra alla costruzione di habitat su Marte, questi sistemi simbiotici ingegnerizzati offrono una soluzione scalabile, resiliente e rispettosa dell’ambiente per costruire un futuro più sostenibile.
