Logran cultivar plantas en muestras de suelo lunar

Este trabajo es un primer paso hacia el cultivo de plantas para alimento y oxígeno en la Luna o durante misiones espaciales. Esta investigación se produce cuando el Programa Artemisa planea devolver a los humanos a la Luna. «Artemis requerirá una mejor comprensión de cómo cultivar plantas en el espacio», dijo Rob Ferl, uno de los autores del estudio y profesor distinguido de ciencias hortícolas en el Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la UF (UF/IFAS).

Incluso en los primeros días de la exploración lunar, las plantas jugaron un papel importante, dijo Anna-Lisa Paul , una de las autoras del estudio y profesora investigadora de ciencias hortícolas en UF/IFAS. «Las plantas ayudaron a descubrir que las muestras de suelo traídas de la Luna no albergaban patógenos u otros componentes desconocidos que dañarían la vida terrestre, pero esas no se cultivaron en él», dijo Paul.

Paul y Ferl son expertos reconocidos internacionalmente en el estudio de plantas en el espacio. A través del Laboratorio de Plantas Espaciales de la UF, han enviado experimentos en transbordadores espaciales, a la Estación Espacial Internacional y en vuelos suborbitales.

«Para futuras misiones espaciales más largas, podemos usar la Luna como centro o plataforma de lanzamiento. Tiene sentido que queramos usar el suelo que ya está allí para cultivar plantas», dijo Ferl. «Entonces, ¿qué sucede cuando cultivas plantas en suelo lunar , algo que está totalmente fuera de la experiencia evolutiva de una planta? ¿Qué harían las plantas en un invernadero lunar? ¿Podríamos tener granjeros lunares?

Para comenzar a responder estas preguntas, Ferl y Paul diseñaron un experimento simple: plantar semillas en suelo lunar, agregar agua, nutrientes y luz, y registrar los resultados. La complicación: los científicos solo tenían 12 gramos de suelo lunar para hacer este experimento. Prestado por la NASA, este suelo se recolectó durante las misiones Apolo 11, 12 y 17 a la Luna. Paul y Ferl solicitaron tres veces en el transcurso de 11 años la oportunidad de trabajar con el regolito lunar.

La pequeña cantidad de suelo, sin mencionar su incalculable importancia histórica y científica, significó que Paul y Ferl tuvieron que diseñar un experimento cuidadosamente coreografiado a pequeña escala. Para hacer crecer su pequeño jardín lunar, los investigadores usaron pozos del tamaño de un dedal en placas de plástico que normalmente se usan para cultivar células. Cada pozo funcionaba como una olla. Una vez que llenaron cada «maceta» con aproximadamente un gramo de suelo lunar, los científicos humedecieron el suelo con una solución nutritiva y agregaron algunas semillas de la planta Arabidopsis.

Arabidopsis se usa ampliamente en las ciencias de las plantas porque su código genético ha sido completamente mapeado. El cultivo de Arabidopsis en el suelo lunar permitió a los investigadores comprender mejor cómo el suelo afectó a las plantas .

Como puntos de comparación, los investigadores también plantaron Arabidopsis en JSC-1A, una sustancia terrestre que imita el suelo lunar real, así como suelos marcianos simulados y suelos terrestres de ambientes extremos. Las plantas cultivadas en estos suelos no lunares fueron el grupo de control del experimento.

Antes del experimento, los investigadores no estaban seguros de si las semillas plantadas en los suelos lunares brotarían. Pero casi todos lo hicieron. «Nos quedamos asombrados. No predijimos eso», dijo Paul. «Eso nos dijo que los suelos lunares no interrumpieron las hormonas y las señales involucradas en la germinación de las plantas».

Sin embargo, con el paso del tiempo, los investigadores observaron diferencias entre las plantas cultivadas en suelo lunar y el grupo de control. Por ejemplo, algunas de las plantas que crecían en los suelos lunares eran más pequeñas, crecían más lentamente o tenían un tamaño más variado que sus contrapartes.

Todos estos eran signos físicos de que las plantas estaban trabajando para hacer frente a la composición química y estructural del suelo de la Luna, explicó Paul. Esto se confirmó aún más cuando los investigadores analizaron los patrones de expresión génica de las plantas.

«A nivel genético, las plantas estaban sacando las herramientas que normalmente se usan para hacer frente a los factores estresantes, como la sal y los metales o el estrés oxidativo, por lo que podemos inferir que las plantas perciben el entorno del suelo lunar como estresante.