Microgravedad, diferentes tipos de luz, condiciones extremas… Crecer en órbita o en Marte son dos experiencias a las que los organismos terrestres nunca han necesitado adaptarse en nuestra historia evolutiva. ¿Cómo podemos cultivar alimentos en estas condiciones? ¿Cómo se comportan las plantas cuando están en el espacio? A principios de este mes, pequeñas plantas brotaron en la luna.
Las plantas llegaron como semillas de algodón, metidas dentro del Chang’e 4, una nave espacial china que había aterrizado en el lado oscuro de la luna. Las semillas venían con las comodidades de nuestro hogar: agua, aire, suelo y un sistema de calefacción. Acurrucadas juntas, las plántulas se parecían a un bosque en miniatura, de color verde oscuro. Un toque de vida en un mundo estéril. Y luego, una semana después, todas murieron. La noche lunar se había instaurado. Sin luz solar, las temperaturas de la superficie cayeron a -52°C. El sistema de calefacción de los brotes no fue diseñado para durar y las plantas se congelaron.
Las plantas son excelentes temas de investigación si se está interesado en el estrés ambiental. Debido a que están confinadas en un lugar, deben lidiar inteligentemente con lo que les brinde su entorno. Mudarse a un lugar más favorable no es una opción y pueden hacer poco para alterar el entorno que las rodea. Pero lo que pueden hacer es alterar su “entorno interno” y las plantas son maestras en manipular su metabolismo. Esta característica es una de las razones por las que se usan plantas en investigación. Podemos contar con ellas para que sean informantes sensibles del cambio ambiental, incluso en entornos novedosos como el espacio.
El espacio exterior, como es de esperar, no es bueno para las plantas, las personas o la mayoría de los seres vivos excepto para los tardígrados, esas criaturas microscópicas que parecen pequeños osos. Si sacas una margarita de la Estación Espacial Internacional (EEI) y la expones al vacío del espacio, perecerá de inmediato. El agua en sus células saldrá y se disipará en forma de vapor, dejando una flor liofilizada. Para las “potencias imperiales” la luna ya no es un sueño, ¡es un mercado! En lugar de dejar una bandera en el regolito lunar, quieren clientes que les paguen por hacer turismo o minería, debiendo convertir el hielo de la luna en recursos utilizables y crear grajas con alimentos.
El experimento de China marcó la primera vez que se cultivó sobre la luna. Pero las plantas han florecido en el espacio durante años, solo necesitan un poco más de cuidado y atención que sus compañeras terrestres. La primera en florecer en el espacio fue Arabidopsis thaliana, una planta con flores blancas a bordo de la estación espacial rusa Salyut, en 1982. La especie de planta inaugural fue elegida por razones prácticas, gracias a un ciclo de vida bastante rápido que permitió realizar muchos análisis en poco tiempo.
Ahora las plantas crecen en la EEI, el único laboratorio de la humanidad fuera de la Tierra. Se cultivan dentro de cámaras especiales equipadas con luces artificiales que simulan el Sol. Las semillas se siembran en una sustancia rica en nutrientes que se parece a la arena para gatos y se esparcen con esferas de fertilizante.
El agua, incapaz de fluir por sí sola, se administra de forma cuidadosa y precisa a las raíces. En la microgravedad, los gases a veces se convierten en burbujas, y en lo alto, los ventiladores empujan el aire para mantener el flujo de CO2 y oxígeno. La cámara más avanzada de la estación, tiene sensores precisos que monitorean las condiciones internas y todo lo que los astronautas deben hacer es agregar agua y cambiar los filtros.
Las plantas no evolucionaron para existir en esta configuración inusual. Pero los astronautas han cultivado varias variedades de lechuga, rábanos, guisantes, zinnias y girasoles, y lo hacen muy bien. Los científicos se sorprendieron al saber que la falta de gravedad, la fuerza que ha dado forma a nuestros procesos biológicos, no impide el desarrollo de las plantas.
En la Tierra, producen un patrón en filigrana de raíces, a medida que crecen lejos de sus semillas en busca de los nutrientes. Se había asumido durante mucho tiempo que los movimientos estaban influenciados, en parte, por la fuerza de la gravedad. En la EEI, las raíces exhibieron el mismo patrón, sin la gravedad como guía. Realmente no hay impedimento para el cultivo de plantas en microgravedad, como en una misión a largo plazo a Marte o en entornos de gravedad reducida como en invernaderos en Marte o la Luna, los hallazgos del estudio aparecen en la revista BMC Plant Biology, 2012.
Para la NASA, los invernaderos en la estación espacial son los pioneros de las granjas extraterrestres. Si los seres humanos viajan a otro planeta, necesitarán suficiente comida para el camino. La NASA ha pasado años perfeccionando platos y refrigerios liofilizados para astronautas, desde huevos revueltos hasta pollo teriyaki.
Una ensalada con plantas de Marte
Es probable que los futuros astronautas de Marte lleven consigo una variedad de semillas, una bóveda tipo Svalbard, para poner en marcha las primeras generaciones de cultivos. Ninguno podrá crecer en suelo marciano, que se parece a la ceniza volcánica, carece de materia orgánica y contiene compuestos químicos que son tóxicos para los humanos. En Marte, es probable que las plantas crezcan en invernaderos de clima controlado. Y cualquiera que viva en Marte necesitará muchos de estos jardines alienígenas porque no se puede cultivar una ensalada en una capsula de petri.
Los astronautas ya han hecho una ensalada espacial. En 2015, se les permitió probar las hojas de una lechuga romana roja que se cultivó en la cámara de crecimiento de alimentos frescos de la NASA. Añadieron un poco de aderezo balsámico y le dieron un mordisco. “Eso es increíble”, dijo entonces el astronauta Kjell Lindgren.
Pero los científicos no están pensando solo en la nutrición, cultivar plantas por el solo hecho de cultivarlas es bastante agradable. Las investigaciones han demostrado que la jardinería es relajante y puede ser beneficiosa para la buena salud mental. Así, los futuros astronautas en el espacio profundo, encerrados en una pequeña nave espacial durante años con las mismas personas, necesitarán todas las actividades relajantes que puedan encontrar. Las plantas, especialmente las flores, pueden ayudar a los astronautas a sentirse conectados con la Tierra. Hay una gran alegría al cultivar, regar las plantas y obtener una hermosa flor.
Foto: NASA
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