Cultivan plantas con éxito en el suelo de la Luna

Rob Ferl y Anna-Lisa Paul, principales autores del trabajo y profesores distinguidos de ciencias hortícolas en el Instituto de Ciencias Agrícolas y Alimentarias de la UF, sabían que la NASA tenía suelo lunar que se recolectó durante las misiones Apolo 11, 12 y 17 y querían utilizarlo para investigar, pero no fue fácil conseguirlo. Tras realizar tres solicitudes en el transcurso de 11 años la agencia espacial estadounidense dio su brazo a torcer y les concedió 12 gramos de regolito lunar (3-4 cucharaditas aproximadamente), una cantidad mínima que, unida a la incalculable importancia histórica y científica de la muestra, obligó a los científicos a diseñar un experimento cuidadosamente coreografiado a pequeña escala para no fracasar.

Su pequeño jardín lunar tenía 'macetas' del tamaño de un dedal ubicadas en unas placas de plástico que normalmente se emplean para cultivar células. Cada 'maceta' contenía un gramo de suelo lunar, aproximadamente, que los científicos humedecieron con una solución nutritiva y a la que agregaron algunas semillas de la planta Arabidopsis.

La ventaja de esta especie vegetal, y el motivo por el que fue seleccionada para el estudio, es que su código genético ha sido completamente mapeado, por lo que los investigadores pudieron observar cómo el regolito lunar afectó al ADN de las plantas.

Para poder tener un dato comparativo, los investigadores también plantaron Arabidopsis en JSC-1A, una sustancia terrestre que imita al suelo lunar real, así como en suelos marcianos simulados y en suelos terrestres de ambientes extremos.

Unos días después, aparecieron los primeros brotes. «No estábamos seguros de si las semillas plantadas en los suelos lunares brotarían. Pero casi todos lo hicieron, así que nos quedamos asombrados. Eso nos confirmó que los suelos lunares no interrumpen las señales involucradas en la germinación de las plantas«, ha declarado Paul. «Queríamos hacer este experimento porque, durante años, nos hicimos esta pregunta: ¿Crecerían las plantas en suelo lunar? Resulta que la respuesta es sí», ha añadido Ferl.

Pero las plantas cultivadas en regolito lunar presentaron diferencias con las del grupo de control. Por ejemplo, algunas eran más pequeñas, crecían más lentamente o tenían un tamaño más variado, todos ellos signos físicos de que las plantas estaban trabajando y adaptándose para hacer frente a la composición química y estructural del suelo de la Luna. Y esto se evidenció, 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 usan para hacer frente a los factores estresantes, como la sal, los metales o el estrés oxidativo, por lo que podemos inferir que perciben el entorno del suelo lunar como estresante», dijo Paul. Por eso, uno de sus objetivos ahora es utilizar estos datos para desarrollar soluciones que permitan a los cultivos lunares crecer sin estrés y con muy poco impacto en su salud.

Según los investigadores, la característica respuesta de las plantas al suelo lunar puede estar relacionada con el lugar donde se recolectó el regolito. Así, los investigadores descubrieron que las plantas con más signos de estrés eran las que crecían en lo que los geólogos lunares llaman suelo lunar maduro, que son los que están más expuestos al viento cósmico, que altera su composición. Por su parte, a las plantas cultivadas en suelos menos maduros les fue mejor.

«La Luna es un lugar muy, muy seco. ¿Cómo responderán los minerales en el suelo lunar al tener una planta creciendo en ellos, con el agua y los nutrientes agregados? ¿Añadir agua hará que la mineralogía sea más hospitalaria para las plantas?«. Son preguntas planteadas por el profesor asistente de geología en la UF, Stephen Elardo, que también ha colaborado en la investigación. Los estudios de seguimiento ayudarán a responderlas.

A través del Laboratorio de Plantas Espaciales de la UF, Paul y Ferl, que son expertos reconocidos internacionalmente en el estudio de plantas en el espacio, han enviado experimentos en transbordadores espaciales a la Estación Espacial Internacional y en vuelos suborbitales. Este trabajo es un primer paso hacia el cultivo de plantas que algún día servirán como fuente de alimento y de oxígeno en la Luna, o durante otras misiones espaciales, por lo que supone todo un hito en la exploración del espacio. Y ocurre en un momento clave, pues el Programa Artemis de la NASA prevé devolver a los humanos a la Luna en los próximos años.