Cultivar plantas en el espacio superando la ausencia de gravedad

Granjeros espaciales para curar la «locura» de las plantas cuando no hay gravedad

cultivar plantas en el espacioNecesitaremos cultivar plantas en el espacio para alimentarnos en las futuras colonias y, también, para crear a largo plazo un ecosistema más compatible para la vida humana.

Sin embargo, esta tarea no es tan sencilla como lanzar semillas sobre la superficie del planeta a colonizar.

Fue el actual Ministro de Ciencia e Innovación Pedro Duque quien, tras realizar 24 experimentos dentro del programa de la Agencia Espacial Europea, trajo una caja de vuelta a la Tierra -que sostenía sobre su cabeza debido al limitado espacio de la nave rusa Soyuz– que marcó el inicio de la investigación de los cultivos de plantas para la exploración espacial. Los resultados de la Misión Cervantes ya confirmaron la dificultad que entrañaba cultivar plantas en el espacio.

De esto  puede dar fe el científico del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) Francisco Javier Medina (Toledo, 1952), que diseñó el primer experimento europeo de biología de plantas en la incipiente Estación Espacial Internacional (EEI) hace 17 años.

cultivar plantas en el espacio sin gravedad

Tal como explica a la periodista Adeline Marcos, de la agencia SINC, a la hora de cultivar plantas en el espacio, hay que proveerlas de una serie de factores medioambientales que se pueden obtener in situ o suministrar desde la Tierra, pero hay un elemento que es insustituible: la gravedad que dirige su crecimiento.

En su ausencia, las plantas “se vuelven locas” y crecen con la raíz hacia abajo y con el tallo y las hojas hacia arriba. Eso es así porque, tal como explica Francisco Javier Medina, “los conceptos abajo y arriba son gravitatorios. Sin ellos, les quitamos a las plantas un elemento esencial para su desarrollo. La gravedad es el único componente medioambiental que ha permanecido constante tanto en su existencia como en su magnitud desde que la Tierra es Tierra y la vida es vida”.

En todo nuestro planeta hay gravedad 1 g, sin diferencias significativas entre unos puntos y otros y, en su ausencia, las plantas pierden sus esquemas de orientación. “Pueden afrontar muchos tipos de estrés, que pueden ser bióticos -causados por otros seres vivos- o abióticos -en condiciones adversas motivadas por factores físicos o químicos medioambientales-. Pero, en la Tierra, la gravedad nunca es un estrés abiótico para ellas porque ha sido siempre constante, pero en el espacio sí”, señala a SINC.

En esa situación, la raíz y el tallo crecen en direcciones aleatorias, hacia donde quieren. Pero no es el único problema con el que se encuentran los científicos a la hora de cultivar plantas en el espacio.

Plántulas crecidas en el espacio en el experimento Seedling Growth. Comparación de las plántulas crecidas en microgravedad y las crecidas en gravedad terrestre (1g). / F.J. Medina

mecanismos de resistencia vegetal

Como las plantas no se pueden escapar de agresiones del entorno en el que crecen, tienen que prever mecanismos de resistencia ante lo desconocido. Y uno de ellos es la existencia del llamado tejido meristemático, que les permite tener una reserva de células preparadas para especializarse en cualquier función. Durante toda su vida mantienen una reserva de células indiferenciadas o totipotentes (que valen para cualquier cosa) en la punta de la raíz y en la del tallo, que están continuamente dividiéndose y en un determinado momento pueden especializarse en lo que haga falta. Por tanto, se trata de un tejido muy importante.

“En condiciones normales este tejido provee de células para el desarrollo y crecimiento porque no dejan de proliferar. Están continuamente realizando el ciclo celular, y para eso tiene que haber una estricta coordinación entre el tiempo en que la célula se divide y el tiempo en que está creciendo. Esa coordinación la deshace la ingravidez y esto pone en riesgo aspectos importantes para su supervivencia”, señala el experto.

Pedro Duque y F. Javier Medina realizando pruebas de funcionamiento del dispositivo de germinación y cultivo de plántulas en la Star City de Moscú en 2003.
Pedro Duque y F. Javier Medina realizando pruebas de funcionamiento del dispositivo de germinación y cultivo de plántulas en la Star City de Moscú en 2003.

luz para sustituir a la gravedad

Una solución a la ausencia de gravedad puede ser la utilización de la luz. Junto al gravitropismo existe el fototropismo, que es el crecimiento dirigido por la luz. Su estudio ha sido el objetivo del proyecto Seedling Growth, desarrollado estos últimos años por científicos norteamericanos y europeos. La cuestión es determinar si la iluminación es capaz de compensar, y en qué medida, los efectos de la falta de gravedad.

De momento, se ha comprobado que, en ausencia de gravedad sin luz, hay unas gravísimas alteraciones del patrón de expresión génica que en gran parte se revierten con presencia de luz.

Así pues, cultivar plantas en el espacio no será sencillo y habrá que crear unas condiciones que permitan superar los daños causados por la ausencia de gravedad.

Fotografías: NASA/ISS, SINC

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