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Científicos descubren cómo cultivar plantas en la Luna

Los investigadores cultivaron la planta Arabidopsis thaliana, en muestras de suelo de la Luna traídos por astronautas de la Apolo.

Forbes Staff

¿Qué necesitas para hacer crecer tu jardín? Además de mucho sol alternando con suaves chubascos de lluvia, y abejas y mariposas ocupadas para polinizar las plantas, necesita un suelo bueno y rico para proporcionar minerales esenciales. Pero imagina que no tienes un suelo fértil, ni aguaceros, ni abejas ni mariposas. Y la luz del sol era demasiado fuerte y directa o estaba ausente, lo que provocó temperaturas bajo cero.

¿Podrían las plantas crecer en un entorno así y, de ser así, cuáles? Esta es la pregunta que los colonos en la Luna (y Marte) tendrían que abordar si (o cuando) la exploración humana de nuestros vecinos planetarios continúa. Ahora, un nuevo estudio, publicado en Communications Biology, ha comenzado a dar respuestas.

Los investigadores detrás del estudio cultivaron la planta de rápido crecimiento Arabidopsis thaliana en muestras de regolito (suelo) lunar traídos de tres lugares diferentes de la Luna por los astronautas del Apolo.

Sin embargo, esta no es la primera vez que se intenta cultivar plantas en el regolito lunar, pero es la primera vez que se demuestra por qué no prosperan.

El regolito lunar es muy diferente de los suelos terrestres. Para empezar, no contiene materia orgánica (gusanos, bacterias, materia vegetal en descomposición) que es característica del suelo de la Tierra. Tampoco tiene un contenido de agua inherente.

Pero está compuesto de los mismos minerales que los suelos terrestres, por lo que suponiendo que la falta de agua, luz solar y aire se alivie cultivando plantas dentro de un hábitat lunar, entonces el regolito podría tener el potencial para cultivar plantas.

La investigación mostró que este es de hecho el caso. Las semillas de A. thaliana germinaron al mismo ritmo en el material Apollo que en el suelo terrestre. Pero mientras que las plantas en el suelo terrestre desarrollaron raíces y echaron hojas, las plántulas de Apolo se atrofiaron y tuvieron un crecimiento deficiente de las raíces.

El objetivo principal de la investigación fue examinar las plantas a nivel genético. Esto permitió a los científicos reconocer qué factores ambientales específicos provocaban las respuestas genéticas más fuertes al estrés. Descubrieron que la mayor parte de la reacción de estrés en todas las plántulas de Apolo provino de sales, metales y oxígeno que es altamente reactivo (los dos últimos no son comunes en el suelo terrestre) en las muestras lunares.

Las tres muestras de Apolo se vieron afectadas en diferentes grados, siendo las muestras de Apolo 11 las que crecieron más lentamente. Dado que la composición química y mineralógica de los tres suelos de Apolo era bastante similar entre sí y con la muestra terrestre, los investigadores sospecharon que los nutrientes no eran la única fuerza en juego.

Científicos descubren cómo cultivar plantas en la Luna

El suelo terrestre, llamado JSC-1A, no era un suelo regular. Era una mezcla de minerales preparada específicamente para simular la superficie lunar y no contenía materia orgánica.

El material de partida fue el basalto, al igual que en el regolito lunar. La versión terrestre también contenía vidrio volcánico natural como análogo de los “aglutinados vítreos” (pequeños fragmentos minerales mezclados con vidrio fundido) que abundan en el regolito lunar.

Los científicos reconocieron los aglutinados como una de las posibles razones de la falta de crecimiento de las plántulas en el suelo Apolo en comparación con el suelo terrestre, y también por la diferencia en los patrones de crecimiento entre las tres muestras lunares.

Los aglutinados son una característica común de la superficie lunar. Irónicamente, están formados por un proceso denominado “jardinería lunar”. Esta es la forma en que cambia el regolito, a través del bombardeo de la superficie de la Luna por la radiación cósmica, el viento solar y meteoritos minúsculos, también conocido como meteorización espacial.

Debido a que no hay una atmósfera que frene los diminutos meteoritos que golpean la superficie, impactan a alta velocidad, provocando la fusión y luego el enfriamiento rápido en el lugar del impacto.

Gradualmente, se acumulan pequeños agregados de minerales, unidos por vidrio. También contienen diminutas partículas de metal de hierro (hierro en nanofase) formadas por el proceso de meteorización espacial.

Es este hierro el que constituye la mayor diferencia entre los aglutinados vítreos de las muestras Apolo y el vidrio volcánico natural de la muestra terrestre. Esta fue también la causa más probable del estrés asociado al metal reconocido en los perfiles genéticos de la planta.

Entonces, la presencia de aglutinados en los sustratos lunares hizo que las plántulas de Apolo tuvieran dificultades en comparación con las plántulas cultivadas en JSC-1A, particularmente las de Apolo-11. La abundancia de aglutinados en una muestra de regolito lunar depende del tiempo que el material ha estado expuesto en la superficie, lo que se conoce como la “madurez” de un suelo lunar.

Los suelos muy maduros han estado en la superficie durante mucho tiempo. Se encuentran en lugares donde el regolito no ha sido perturbado por eventos de impacto más recientes que crearon cráteres, mientras que los suelos inmaduros (debajo de la superficie) ocurren alrededor de cráteres recientes y en pendientes empinadas de cráteres.

Las tres muestras de Apolo tenían diferentes vencimientos, con el material del Apolo 11 being el más maduro. Contenía la mayor cantidad de hierro en nanofase y exhibió los marcadores de estrés asociados con metales más altos en su perfil genético.

El estudio concluye que el regolito más maduro era un sustrato menos eficaz para el cultivo de plántulas que el suelo menos maduro. Esta es una conclusión importante, porque demuestra que las plantas podrían cultivarse en hábitats lunares utilizando el regolito como recurso. Pero que la ubicación del hábitat debe estar guiada por la madurez del suelo.

Y un último pensamiento: me llamó la atención que los hallazgos también podrían aplicarse a algunas de las regiones empobrecidas de nuestro mundo. No quiero ensayar el viejo argumento de “¿Por qué gastar todo este dinero en investigación espacial cuando podría gastarse mejor en escuelas y hospitales?”. Eso sería tema de otro artículo.

Pero, ¿hay desarrollos tecnológicos que surjan de esta investigación que puedan ser aplicables en la Tierra? ¿Se podría utilizar lo que se ha aprendido sobre los cambios genéticos relacionados con el estrés para desarrollar cultivos más resistentes a la sequía? ¿O plantas que podrían tolerar niveles más altos de metales?

Sería un gran logro si hacer que las plantas crecieran en la Luna fuera fundamental para ayudar a que los jardines se volvieran más verdes en la Tierra.

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