Las plantas pueden crecer en el regolito lunar, pero no lo aceptan
La NASA devuelve a los astronautas a la Luna a través del final de esta décaday espera enviar humanos a Marte algún día en la década de 2030. Cultivar alimentos en el espacio utilizando recursos in situ es vital si los astronautas quieren sobrevivir tanto en la Luna como en Marte a largo plazo. Cultivar plantas en el espacio usando el suelo de la Tierra es nada nuevo, ya que esta investigación está actualmente en curso a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). Pero investigaciones recientes en la Tierra han dado pasos cruciales para poder cultivar alimentos en el espacio utilizando material extraterrestre que tomamos de la luna hace más de 50 años.
En un estudio reciente Publicado en Biología de las Comunicaciones, los investigadores han dado un primer paso notable para ayudar a los futuros astronautas en la Luna a cultivar su propia comida usando regolito lunar en lugar del suelo de la Tierra. Este es un descubrimiento extraordinario porque podría ayudar a los futuros astronautas en la Luna y Marte a cultivar sus propios alimentos utilizando recursos in situ en lugar de depender de los suministros de la Tierra para sobrevivir. Lo que hace que esta investigación sea aún más sorprendente es que se llevó a cabo utilizando regolito lunar que fue devuelto desde la Luna hace más de 50 años por muestras de los Apolo 11, 12 y 17. .
«Esta investigación es fundamental para los objetivos de exploración humana a largo plazo de la NASA, ya que necesitaremos utilizar los recursos que se encuentran en la Luna y Marte para desarrollar fuentes de alimentos para los futuros astronautas que viven y operan en el espacio profundo», dijo el administrador de la NASA, Bill Nelson. «Esta investigación fundamental sobre el crecimiento de las plantas también es un ejemplo clave de cómo la NASA está trabajando para desbloquear innovaciones agrícolas que podrían ayudarnos a comprender cómo las plantas podrían superar las condiciones estresantes en áreas con escasez de alimentos aquí en la Tierra».
suelo de la tierra es rico en nutrientes vitales ideales para el crecimiento de las plantas, incluidos minerales (45 %), agua (25 %), aire (25 %) y materia orgánica (5 %). Para regolito lunarEl 99% de la masa se compone de agua (41-45%), silicio (Si), aluminio (Al), calcio (Ca), hierro (Fe), magnesio (Mg) y titanio (Ti), y casi la totalidad de los el 1% restante está compuesto por manganeso (Mn), sodio (Na), potasio (K) y fósforo (P).
“Aquí estamos, 50 años después, completando experimentos que comenzaron en Apollo Laboratories”, dijo Robert Ferl, profesor del Departamento de Ciencias Hortícolas de la Universidad de Florida en Gainesville y coautor del estudio. “Primero nos preguntamos si las plantas podrían crecer en el regolito. Y dos, ¿cómo podría ayudar a los humanos a tener una estadía prolongada en la Luna? »
Para el estudio, el equipo desarrolló el bien estudiado Arabidopsis thaliana, que es originaria de Eurasia y África, y es pariente de las hojas de mostaza y otras verduras crucíferas (familia de las coles) como el brócoli, la coliflor y las coles de Bruselas. Debido a su pequeño tamaño y facilidad de crecimiento, es una de las plantas más estudiadas del mundo. Debido a esto, los científicos ya saben cómo son sus genes, cómo se comporta en diferentes circunstancias e incluso cómo crecer en el espacio.
(Crédito: foto UF/IFAS de Tyler Jones)
Usando muestras de los Apolo 11, 12 y 17, el equipo de investigación solo usó un gramo de regolito para cada planta. Luego agregaron agua y semillas a las muestras. Luego colocaron las bandejas en cajas de terrario en una sala limpia y se les agregó solución nutritiva diariamente. Después de solo unos días, los resultados parecían prometedores.
«¡Después de dos días, comenzaron a brotar!» dijo Anna-Lisa Paul, profesora de ciencias hortícolas en la Universidad de Florida y primera autora del artículo. “Todo brotó. ¡No puedo decirte lo sorprendidos que estábamos! Cada planta, ya sea en una muestra lunar o en un control, se veía igual hasta aproximadamente el sexto día. Fue solo después del sexto día que el equipo de investigación se dio cuenta de que las plantas que crecían en el regolito no eran tan resistentes como las plantas del grupo de control que crecían en la ceniza volcánica. Para empeorar las cosas, las plantas de regolito crecieron de manera diferente según el tipo de muestra en la que se encontraban. Crecían más lentamente y tenían raíces atrofiadas; además, algunas tenían hojas atrofiadas y lucían una pigmentación rojiza.
Después de 20 días, justo antes de que las plantas comenzaran a florecer, el equipo cosechó las plantas, las molió y estudió el ARN. Esto mostró que las plantas estaban realmente estresadas y reaccionaron cuando los investigadores vieron Arabidopsis responder al crecimiento en otros ambientes hostiles, como cuando el suelo contiene demasiada sal o metales pesados. Como se señaló, el regolito utilizado en este estudio provino de tres muestras de Apolo, todas recolectadas en tres sitios diferentes en la Luna. Se reveló que las plantas cultivadas en las muestras del Apolo 11 no eran tan resistentes como las plantas de las muestras del Apolo 12 y 17.
Aunque las plantas finalmente no resultaron como se esperaba, esta investigación abre la puerta no solo al cultivo de plantas en hábitats en la Luna, sino que también abre la puerta a más estudios. Esto incluye comprender los genes que las plantas necesitan para adaptarse al crecimiento en regolito, evaluar cómo los diferentes materiales lunares son más propicios para el crecimiento de las plantas que otros y estudiar el regolito lunar para ayudarnos a comprender mejor el regolito de Marte.
«No solo es bueno para nosotros tener plantas a nuestro alrededor, especialmente cuando nos aventuramos a nuevos destinos en el espacio, sino que también podrían proporcionar nutrición adicional a nuestras dietas y permitir la futura exploración humana», dijo Sharmila Bhattacharya, científica de Biological de la NASA. y el programa de la NASA. División de Ciencias Físicas (BPS). «Las plantas son las que nos permiten ser exploradores».
Instalación de laboratorio de muestras lunares
Aunque las muestras utilizadas en esta investigación tienen una antigüedad de 50 años, esta investigación fue posible gracias a la Instalación de laboratorio de muestras lunares en el Centro Espacial Johnson en Houston, TX. El propósito de esta instalación es mantener muestras lunares en perfectas condiciones para permitir estudios actuales y futuros por parte de científicos y educadores de todo el mundo. Parte de la instalación está dedicada al almacenamiento a largo plazo de muestras lunares para su posterior estudio a medida que mejora la tecnología de investigación.
Como siempre, ¡sigan haciendo ciencia y sigan mirando hacia arriba!
Comunicado de prensa: NASA
Fuentes: espacio.com, Nasa (1), Nasa (2), Biología de las Comunicaciones, Departamento de agricultura de los Estados Unidos, Universidad de Washington en St. Louis, El recurso de información de Arabidopsis, Astrobiología, Nasa (3)
