En el corazón de la gran odisea de la humanidad hacia el cosmos se encuentra un problema que debe resolverse. El éxito de nuestro último viaje fronterizo (la realidad de establecer a los humanos a largo plazo en la Luna, Marte y más allá) depende de nuestra capacidad para cultivar nuestro propio sustento sostenible.

Transformar el duro y desagradable suelo lunar y marciano en un medio de cultivo adecuado para las plantas terrestres no es una tarea fácil. Sin embargo, es uno que ha fascinado a los estudiantes de posgrado. Jessica Atkin de la Universidad Texas A&M y Sara Oliveira Santos de la Universidad de Brown. A finales de enero de 2024, los dos revelaron que lograron cultivar garbanzos a partir de regolito lunar simulado (también conocido como material destinado a imitar el polvo lunar) con la ayuda de hongos y estiércol de lombriz. Si bien sus hallazgos fueron publicado en el servidor de preimpresión bioRxivsu investigación respalda otros estudios en el campo que intentan cultivar alimentos en el espacio.

Encontrar el crecimiento de las plantas en el espacio

A diferencia del suelo de la Tierra, el regolito lunar, o roca y polvo, carece de los nutrientes necesarios y de la integridad estructural para sustentar cualquier flora en crecimiento. No sólo eso, dijo Atkin, el polvo lunar está repleto de metales pesados ​​y otras toxinas que matarían una semilla o impedirían el crecimiento de una planta; La microgravedad de la luna también puede afectar la capacidad de una planta para absorber nutrientes y oxígeno de manera efectiva, causando lo que se conoce como hipoxia en la zona de las raíces.

Para combatir esto, Atkin y olivaira Santos utilizó técnicas practicadas en la Tierra para remediar el suelo dañado donde los cultivos no crecen. Una de esas tácticas implica hongos micorrízicos arbusculares (AMF), un microorganismo que habita en el suelo y que forma relaciones mutuamente simbióticas con plantas cercanas seleccionadas; esencialmente, el vecino amigable que lleva la ayuda a un nivel completamente nuevo.

“El hongo es capaz de secretar una proteína que rodea los metales pesados, por lo que están menos disponibles para su absorción. [by the plant]”, dice Atkin. “Y si los metales pesados ​​logran superar ese mecanismo, entonces [the fungus] Tiene otro mecanismo que limita el acceso para penetrar la raíz. Si penetran en la raíz, el hongo recogerá las toxinas en su propia biomasa o las mantendrá en la raíz de la planta para que no llegue a la semilla”.

El AMF también puede ayudar a compensar los efectos poco estelares de la radiación y la microgravedad en una planta en crecimiento. A esto contribuye además el vermicompost, un fertilizante natural producido por gusanos meneadores rojos que muerden los desechos de alimentos y otros materiales orgánicos. También está repleto de nutrientes esenciales como nitrógeno y fósforo.

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Hongo al rescate

Armados con hongos y excrementos de gusanos, Atkin y olivaira Santos intentó cultivar garbanzos a partir del polvo lunar. Las legumbres favoritas no sólo son ricas en proteínas, sino que también pueden formar relaciones simbióticas con múltiples microorganismos, incluido el HMA.

En las macetas había semillas de garbanzos, HMA, vermicompost y regolito lunar. Ahora, Atkin y olivaira Santos no pudo utilizar real Regolito lunar: hay un suministro limitado de material real obtenido de misiones lunares pasadas. Tuvieron que utilizar una alternativa simulada que se obtiene de materiales geológicos que se encuentran en la Tierra, como vidrio y minerales como olivino, plagioclasa y cromita.

“El simulante de regolito lunar tiene una composición del 99 por ciento precisa para los diferentes sitios de aterrizaje que [astronauts] Tomamos muestras de las misiones Apolo y lunares”, dice Atkin.

A medida que las plántulas crecieron, algunas plantas mostraron signos de estrés al principio y parecían estar luchando. Pero alrededor de la semana siete, la magia de la AMF hizo efecto.

Las plantas incipientes todavía mostraban signos de estrés, pero menos en el caso de los garbanzos inoculados con el útil hongo. Estas plantas tuvieron mejores niveles de clorofila en comparación con las plantas no inoculadas; en la semana 10, estaban floreciendo mientras que sus contrapartes que no eran AMF estaban muriendo.

Si bien esta investigación puede parecer el primer gran paso para preparar hummus espacial con una guarnición de pita, Atkin y olivaira Santos no ha probado si sus garbanzos cultivados con polvo lunar son comestibles y seguros para el consumo (es decir, si no contienen metales pesados).

«Va a tomar un poco de tiempo, definitivamente no se solucionará con la primera plantación», dice Atkin.

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Hummus espacial y más allá

En 2022, investigadores de la Universidad de Florida lograron cultivar semillas de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta de la familia de las hojas de mostaza que a menudo se considera una mala hierba, a partir de unos pocos gramos de regolito lunar real recolectados durante las misiones Apolo 11, 12 y 17 en tres lugares diferentes. a través de la luna. El objetivo del experimento, que fue el primero en el que los científicos lograron cultivar semillas en suelo lunar, era ver cómo respondían las plantas, tanto física como genéticamente, al polvo lunar.

Uno de los investigadores principales, Anna Lisa Paulbiólogo espacial y director del Centro Interdisciplinario de Investigación Biotecnológica de la Universidad de Florida, dijo que los nuevos hallazgos con los garbanzos eran «un buen trabajo sólido» que se basaba muy bien en el cuerpo de investigación científica existente realizado en las últimas dos décadas por la NASA. y otros científicos.

«Creo que todos deberíamos ir en la dirección correcta para comprender qué se necesita para mitigar los efectos tóxicos del verdadero regolito lunar», dice Paul.

Según Paul, los próximos pasos serían ver cómo esta técnica de biorremediación se mantiene en un verdadero regolito lunar en lugar de simulado, algo que Atkin y olivaira Santos está ansioso por probar si pueden conseguir más subvenciones.

“No ha habido financiación externa para esto [research]por lo que lo que hemos podido analizar y hasta dónde hemos podido llegar se ha visto limitado por eso”, dice olivaira Santos. «Ahora, realmente esperamos poder obtener financiación de la NASA para analizar y utilizar más [lunar soil] replicantes y hacer todas estas cosas”.

olivaira Santos añadió que el valor de su investigación no se limita al alcance de la vida espacial sostenible para los astronautas o futuros colonos lunares (o incluso marcianos). Como El cambio climático amenaza la ecología. y crecimiento agrícolaella y Atkin creen que su investigación podría contribuir a descubrir cómo optimizar la biorremediación en la Tierra, para revitalizar y proteger las tierras cultivables vulnerables.

“Siento que mucha gente mira esto [research] y nos preguntamos por qué miramos esto, por qué pensamos en la Luna cuando tenemos tantos problemas en la Tierra”, dice. olivaira Santos. “Mientras hacemos esto para un simulador de regolito lunar, todas estas técnicas y todos estos hallazgos son aplicables a la Tierra. Todo lo que encontremos podrá ayudarnos aquí también”.

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