Crédito de imagen: NASA
¿Confuso? Entonces eres como las plantas en un invernadero en Marte.
No existen invernaderos allí todavía, por supuesto. Pero los exploradores a largo plazo, en Marte o en la luna, necesitarán cultivar plantas: para comida, para reciclar, para reponer el aire. Y las plantas no van a entender ese ambiente extraterrestre en absoluto. No es para lo que evolucionaron, y no es lo que esperan.
Pero resulta que, de alguna manera, ¡probablemente les va a gustar más! Algunas partes, de todos modos.
"Cuando llegas a la idea de cultivar plantas en la luna o en Marte", explica el biólogo molecular Rob Ferl, director de Investigación y Educación en Biotecnología de la Agricultura Espacial de la Universidad de Florida, "entonces tienes que considerar la idea de cultivar plantas en una presión atmosférica tan reducida como sea posible ".
Hay dos razones Primero, ayudará a reducir el peso de los suministros que necesitan ser levantados de la tierra. Incluso el aire tiene masa.
En segundo lugar, los invernaderos marcianos y lunares deben mantenerse en lugares donde las presiones atmosféricas son, en el mejor de los casos, menos del uno por ciento de lo normal en la Tierra. Esos invernaderos serán más fáciles de construir y operar si su presión interior también es muy baja, tal vez solo una decimosexta parte de la Tierra normal.
El problema es que, en presiones extremadamente bajas, las plantas tienen que trabajar duro para sobrevivir. "Recuerde, las plantas no tienen preadaptación evolutiva a hipobaria", dice Ferl. No hay razón para que hayan aprendido a interpretar las señales bioquímicas inducidas por la baja presión. Y, de hecho, no lo hacen. Los malinterpretan.
La baja presión hace que las plantas actúen como si se estuvieran secando.
En experimentos recientes, apoyados por la Oficina de Investigación Biológica y Física de la NASA, el grupo de Ferl expuso a las plantas jóvenes en crecimiento a presiones de una décima parte de la Tierra normal durante aproximadamente veinticuatro horas. En un entorno de tan baja presión, el agua se extrae de las hojas muy rápidamente, por lo que se necesita agua adicional para reponerla.
Pero, dice Ferl, las plantas recibieron toda el agua que necesitaban. Incluso la humedad relativa se mantuvo en casi el 100 por ciento. Sin embargo, los genes de las plantas que detectaron la sequía todavía se estaban activando. Aparentemente, dice Ferl, las plantas interpretaron el movimiento acelerado del agua como estrés por sequía, a pesar de que no hubo sequía en absoluto.
Eso es malo. Las plantas están desperdiciando sus recursos si las gastan tratando de lidiar con un problema que ni siquiera existe. Por ejemplo, podrían cerrar sus estomas, los pequeños agujeros en sus hojas de los que escapa el agua. O podrían dejar caer sus hojas por completo. Pero esas respuestas no son necesariamente apropiadas.
Afortunadamente, una vez que se comprenden las respuestas de las plantas, los investigadores pueden ajustarlas. "Podemos hacer alteraciones bioquímicas que cambien el nivel de hormonas", dice Ferl. "Podemos aumentarlos o disminuirlos para afectar la respuesta de las plantas a su entorno".
Y, curiosamente, los estudios han encontrado beneficios para un entorno de baja presión. El mecanismo es esencialmente el mismo que causa los problemas, explica Ferl. A baja presión, no solo el agua, sino también las hormonas vegetales se eliminan de la planta más rápidamente. Entonces, una hormona, por ejemplo, que hace que las plantas mueran de vejez podría moverse a través del organismo antes de que surta efecto.
Los astronautas no son los únicos que se beneficiarán de esta investigación. Al controlar la presión del aire, por ejemplo, en un invernadero de la Tierra o en un depósito de almacenamiento, es posible influir en ciertos comportamientos de la planta. Por ejemplo, si almacena fruta a baja presión, dura mucho más. Esto se debe a la rápida eliminación de la hormona etileno, que hace que la fruta madure y luego se pudra. Los productos agrícolas transportados en camiones de una costa a otra en contenedores de baja presión podrían llegar a los supermercados tan frescos como si hubieran sido recogidos ese día.
Queda mucho trabajo por hacer. El equipo de Ferl observó la forma en que las plantas reaccionan ante un corto período de baja presión. Aún no se ha determinado cómo reaccionan las plantas al pasar más tiempo, como toda su vida, en condiciones hipobáricas. Ferl también espera examinar las plantas a una mayor variedad de presiones. Hay conjuntos completos de genes que se activan a diferentes presiones, dice, y esto sugiere una respuesta sorprendentemente compleja a entornos de baja presión.
Para obtener más información sobre esta respuesta genética, el grupo de Ferl son plantas de bioingeniería cuyos genes brillan en verde cuando se activan. Además, están utilizando la tecnología de microchips de ADN para examinar hasta veinte mil genes a la vez en plantas expuestas a bajas presiones.
Las plantas jugarán un papel extraordinariamente importante al permitir a los humanos explorar destinos como Marte y la Luna. Proporcionarán comida, oxígeno e incluso buen ánimo a los astronautas lejos de casa. Para aprovechar al máximo las plantas fuera de la Tierra, "tenemos que entender los límites para cultivarlas a baja presión", dice Ferl. "Y luego tenemos que entender por qué existen esos límites".
El grupo de Ferl está progresando. "La parte emocionante de esto es que estamos empezando a comprender lo que se necesitará para usar realmente las plantas en nuestros sistemas de soporte vital". Cuando llegue el momento de visitar Marte, las plantas en el invernadero podrían no estar tan confundidas después de todo.
Fuente original: NASA Science News
