Las plantas crecen en suelo lunar, pero apenas les gusta

El regreso de seres humanos a la Luna durante el programa Artemis de la NASA o con el programa de astronautas de China, ha elevado el interés científico por el entorno lunar y su impacto en la biología terrestre.

Dado que el retorno a la Luna se concibe como un compromiso específico y a largo plazo con la exploración lunar, las cuestiones del impacto medioambiental lunar sobre la biología y los sistemas biológicos se han convertido en una parte importante de la agenda de exploración lunar.

Desde hace mucho tiempo se considera que las plantas forman parte de los hábitats lunares y de los entornos de exploración . Sin embargo, hasta el presente estudio, las interacciones entre los materiales lunares y la biología terrestre no se habían abordado en la era de la biología molecular moderna, y todavía no se había realizado ningún experimento en el que se cultivaran plantas en el verdadero regolito lunar.

 

La idea es que dentro de las bases lunares se utilice el regolito lunar, la tierra, el suelo de la propia Luna, para hacer crecer plantas. y en eso consistió el experimento.

Comprender el impacto de la exposición sostenida de la biología terrestre al regolito lunar, y determinar la eficacia del regolito lunar como recurso viable in situ, es importante para el concepto de regresar a la Luna durante largos periodos.

Por lo tanto, se ha utilizado el crecimiento vegetal y la expresión génica tanto para probar el impacto fundamental del regolito lunar en la biología terrestre como para proporcionar una evaluación inicial del regolito como matriz para los sistemas de crecimiento vegetal en los hábitats de exploración lunar.

¿Qué es un simulante lunar?

Un simulante lunar es material fabricado en laboratorio con la misma composición que el suelo lunar de algún lugar especifico. Hay laboratorios que se dedican a fabricar simulantes de ciertos lugares de la Luna donde las misiones Apolo han traído rocas, o de Marte o de algún meteorito especifico. De esta forma se puede experimentar con este simulante sin afectar la roca original de la Luna o Marte.

Sembremos plantas en suelo traído desde la Luna !!

Por primera vez, se ha conseguido cultivar plantas en suelo lunar, en concreto en varias muestras de las misiones Apolo 11, 12 y 17. Al final del experimento, las plantas no estaban tan sanas como las del grupo de control en simulantes de suelo lunar hechos con ceniza volcánica terrestre, elegidos para imitar las llanuras volcánicas de los lugares de aterrizaje de cada una de esas misiones Apolo. Las plantas crecieron de forma diferente incluso entre las muestras de Apolo, especialmente mal en el suelo de Apolo 11.

Este experimento basado en suelo lunar real tiene implicaciones para la forma en que planeamos mantener a los futuros astronautas y hábitats en la Luna y más allá. Sugiere que incluso el suelo de regiones lunares muy similares puede mostrar grandes variaciones en los niveles de crecimiento de las plantas. Tras el experimento, los científicos realizaron una secuenciación del ARN para identificar los patrones de los genes expresados por cada planta, y los están estudiando para comprender qué genes permiten un mejor crecimiento de las plantas.

Las diferencias de crecimiento entre las plantas cultivadas en suelo lunar y las del grupo de control, menos notables pero igual de importantes, nos recuerdan una vez más la escasa fidelidad de nuestros simulantes de suelo lunar. Sin él, no podremos probar adecuadamente el acervo de tecnologías que estamos construyendo para la Luna.

El grado en que las plantas pueden mejorar el sustento de la vida humana en otros mundos depende de la capacidad de las plantas para prosperar en entornos extraterrestres utilizando recursos in situ. Utilizando muestras de Apolo 11, 12 y 17, se demostró que la planta terrestre Arabidopsis thaliana germina y crece en diversos regolitos lunares. Sin embargo, nuestros resultados muestran que el crecimiento es un reto; las plantas del regolito lunar tardaron en desarrollarse y muchas mostraron morfologías de estrés severo.

Además, todas las plantas cultivadas en suelos lunares expresaron de forma diferencial genes indicadores de estrés iónico, de forma similar a las reacciones de las plantas a la sal, los metales y las especies reactivas del oxígeno. Por tanto, aunque los regolitos lunares in situ pueden ser útiles para la producción de plantas en hábitats lunares, no son sustratos benignos. La interacción entre las plantas y el regolito lunar tendrá que dilucidarse más, y probablemente mitigarse, para permitir un uso eficiente del regolito lunar como soporte vital en las estaciones lunares.

Plantas genéticamente alteradas

¿Y si de este experimento aprendemos a producir plantas genéticamente alteradas para el regolito lunar?  Ya se producen plantas alteradas para diferentes ambientes en la Tierra, porqué no hacerlas para que crezcan mejor en terreno lunar?

 

Las plantas son componentes clave de las ciencias biológicas dentro y en apoyo de la exploración espacial. Como organismos modelo, las plantas proporcionan información sobre la gravedad, la radiación y otros fenómenos biológicos relacionados con el espacio y, por tanto, ayudan a comprender la adaptación fisiológica de la biología terrestre a los entornos de exploración espacial. Cada vez hay más literatura que documenta este progreso.

Las plantas también aportan componentes potencialmente esenciales para la habitabilidad a largo plazo de las superficies espaciales y extraterrestres, ya que proporcionan alimentos y oxígeno, reciclan el agua y depuran el dióxido de carbono de los hábitats humanos. Sin embargo, muchos diseños de sistemas de crecimiento de plantas extraterrestres se basan en gran medida en sistemas hidropónicos en parte debido a la falta de información sobre la eficacia del uso de materiales in situ, como el regolito planetario, como sustrato de crecimiento.

Por lo tanto, la información sobre el crecimiento de las plantas en el regolito lunar aporta información sobre las interacciones biológicas fundamentales en el entorno lunar y ayuda a escalar las opciones para el uso de plantas en escenarios lunares de soporte vital.