Un equipo de investigadores ha cultivado plantas en polvo
lunar traído a la Tierra por las misiones Apolo y lo ha comparado con plantas
cultivadas en ceniza. No es ideal para un huerto, pero sirve de sustrato.
¿Se podrían cultivar plantas en la superficie
de la Luna? La pregunta es un tema recurrente en las historias de ciencia ficción,
pero ahora por primera vez se ha puesto a prueba la capacidad del pegajoso
polvo que cubre la superficie lunar - conocido como regolito -
para permitir el desarrollo de una planta.
Para comprobarlo los científicos no han tenido que viajar hasta nuestro satélite, sino que han ideado una estrategia mucho más ingeniosa (y barata): el equipo de Robert Ferl ha comprobado si el suelo lunar podría sustentar la vida vegetal cultivando Arabidopsis thaliana, una pequeña planta con flores nativa de Eurasia y África, en doce muestras de suelo recolectadas durante las misiones lunares Apolo 11, 12 y 17.
En un trabajo que se publica este jueves en la
revista Communications Biology (Nature), los autores describen una
serie de experimentos para investigar la viabilidad de cultivar plantas en la
Luna y han descubierto que las plantas cultivadas en sustrato lunar crecen
más lentamente y muestran más signos de estrés que las que crecen en
cenizas volcánicas de la Tierra.
Diferencias con la ceniza
Como los astronautas recogieron muestras de diferentes capas
de suelo durante cada misión, las muestras del Apolo 11 habían estado expuestas
a la superficie lunar durante más tiempo que las muestras del Apolo 12 y el
Apolo 17. Los investigadores examinaron si el crecimiento y la expresión
génica diferían entre estas plantas y las plantas cultivadas en 16 muestras de
ceniza volcánica de la Tierra, que tenían un tamaño de partícula y una
composición mineral similares a los del suelo lunar.
Las plantas “lunares” crecen más lentamente y muestran más
signos de estrés que las que crecen en cenizas volcánicas
Los autores descubrieron que, si bien las plántulas podían
crecer en todas las condiciones del suelo, las plantas en suelo lunar
crecían más lentamente, tardaban más en desarrollar hojas expandidas y tenían
raíces más atrofiadas que las que crecían en ceniza volcánica.
Mientras que algunas plantas cultivadas en suelo lunar tenían
una forma y color similar a las que crecían en ceniza volcánica, otras estaban
atrofiadas y contenían pigmentos negros rojizos, características
que típicamente indican estrés durante el desarrollo.
Plantas estresadas
El análisis genético de tres plantas más pequeñas y oscuras
reveló que expresaban más de 1000 genes, en su mayoría relacionados
con el estrés, en niveles diferentes a los que crecen en cenizas. Además,
los investigadores encontraron que las plantas que crecieron en las muestras
del Apolo 11 no crecieron tan bien como las que crecieron en las muestras del
Apolo 12 y 17 y expresaron una mayor cantidad de genes en diferentes
niveles que las que crecieron en ceniza volcánica.
Plantas cultivadas en el Apolo 11, 12 y 17 muestras
expresaron 465, 265 y 113 genes en diferentes niveles, respectivamente. El
71% de estos genes estaban asociados con el estrés causado por sales, metales y
moléculas reactivas que contienen oxígeno.
Las muestras del Apolo 11 no crecieron tan bien como las que
crecieron en las muestras del Apolo 12 y 17
Los hallazgos indican que, si bien el suelo lunar se puede
usar para cultivar plantas, no es compatible con el crecimiento de
plantas tan bien como las cenizas volcánicas, particularmente si ha estado
más expuesto a la superficie de la Luna y al efecto de la radiación
solar. Los investigadores especulan que los rayos cósmicos y el
daño del viento solar en el suelo lunar, así como la presencia de
pequeñas partículas de hierro en el suelo, podrían inducir respuestas de estrés
en las plantas y afectar su desarrollo.
Viable, pero tóxico
Para el investigador español Javier Medina, que
lleva años trabajando en este tema en el Centro de Investigaciones Biológicas
Margarita Salas y participando en experimentos sobre plantas en el espacio, se
trata de un experimento audaz y el trabajo tiene dos novedades científicas
importantes.
La primera es que, aunque se habían hecho experimentos con
sustratos que simulaban la composición de los suelos de la Luna y Marte, es
la primera vez que se hace con rigolito de verdad. “Eso nadie lo había
hecho y es una novedad importante”, señala Medina.
"La principal novedad es que el suelo lunar es
tóxico para las plantas, eso no se sabía”
“Y la segunda es que descubren por primera vez algo que
parece una obviedad pero que había que demostrar: que el suelo lunar no
es homogéneo”. Esto quiere decir que habrá zonas de la Luna donde haya
suelos más o menos dañinos para las plantas o que en el caso de plantearse
usarlo como sustrato convendría tomar suelo que no estuviera en la
superficie.
Pero la novedad más interesante, a su juicio, “es que el
suelo lunar es tóxico para las plantas, que eso no se sabía”. En otras
palabras, señala, el escenario que se plantea en la película “El marciano”,
en la que el protagonista usa el suelo del planeta rojo y lo mezcla con sus
deposiciones como abono, a lo mejor no es tan factible porque el propio suelo
envenena a la planta e impide su desarrollo. “De cara a la exploración
espacial”, indica el especialista, ajeno al estudio, “el que se haya encontrado
la cantidad enorme de genes de estrés no es un resultado optimista de cara al
cultivo de las plantas en la Luna”. Es decir, ahora sabemos que ese suelo
"no favorece el crecimiento de las plantas y que, aparte de añadirle
componentes, habría que quitarle algo de la parte tóxica”.
En el mismo sentido se expresa la especialista en
plantas Rosa Porcel, profesora de la Universidad Politécnica de
Valencia. Aunque encuentra el estudio muy interesante, cree que demuestra que
aplicar el suelo lunar como sustrato no sería práctico en una posible colonia
en nuestro satélite. “Está claro que tanto el suelo de la Luna como el de Marte
no son aptos para el cultivo, entre otras cosas, por la presencia de metales”,
asegura. “Si cultivas en un suelo así, al final podrías comerte esos
metales”.
A esto se añade que en los suelos similares a los lunares se
han conseguido germinar plantas pero con cosechas que son la mitad de
productivas. “Así que, si tuviera que vivir de plantas crecidas allí”, apunta
Porcel, “las haría crecer en cultivos hidropónicos”.
Para la especialista, sin embargo, hay algunos puntos del
estudio que podrían ser útiles en investigaciones como las que hace ella en el
Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP). “Me ha
gustado su análisis porque evalúan qué genes se están estresando y así se puede
saber qué le está pasando a la planta”. En las plantas del estudio que han
crecido un poco más (las que clasifican como “Large”) se activan
principalmente los genes de respuesta al estrés por sequía y salinidad. Yo
trabajo en eso”, señala, “y si veo un gen que tiene respuesta, me interesa, porque
estudio la resistencia a ese tipo de estrés”.
Lecciones para la exploración lunar
A juicio de los investigadores, los resultados de su
experimento demuestran que las plantas terrestres son capaces de crecer
en el regolito lunar como matriz de soporte principal. “Por lo tanto, los
suelos derivados del regolito lunar podrían usarse para la producción de
plantas y experimentos en la Luna”, escriben. “Sin embargo, estos datos también
demostraron que el regolito lunar no era un sustrato de crecimiento benigno”,
matizan. “Las plantas pueden fallar en establecerse completamente en el
regolito lunar, lo que resulta en una variedad de estados de crecimiento y
éxito”.
“Aunque los regolitos
lunares in situ pueden ser útiles para la producción de plantas en hábitats
lunares, no son sustratos benignos”, insisten. “La interacción
entre las plantas y el regolito lunar deberá dilucidarse aún más, y
probablemente mitigarse, para permitir mejor el uso eficiente del
regolito lunar para el soporte vital dentro de las estaciones lunares”. En
resumen, que quizá un día podríamos viajar a la Luna y utilizar el suelo que
haya estado menos expuesto a la radiación como sustrato, pero seguiría siendo
costoso y - salvo que encontremos una manera sencilla de quitarle los elementos
que intoxican a la planta - no habría muchas garantías de tener una buena
cosecha de patatas o tomates.
Referencia: Plants grown in Apollo lunar
regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for
lunar exploration (Communications Biology) DOI
10.1038/s42003-022-03334-8
Tomado de Voz Populi / España. Imagen: Tyler Jones,
UF/IFAS.
