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2022-05-24Estas son las primeras plantas cultivadas en tierra lunar

Science News |El pequeño jardín muestra la promesa y los posibles desafíos de la agricultura en la luna.

Eso es un pequeño tallo para una planta, un gran salto para la ciencia de las plantas.

En un pequeño jardín cultivado en laboratorio, han brotado las primeras semillas sembradas en la tierra lunar. Este pequeño cultivo, plantado en muestras devueltas por las misiones Apolo, ofrece la esperanza de que algún día los astronautas puedan cultivar su propia comida en la luna.

Pero las plantas en macetas en tierra lunar crecieron más lentamente y eran más escuálidas que otras que crecieron en material volcánico de la Tierra, informan los investigadores el 12 de mayo en Communications Biology . Ese hallazgo sugiere que la agricultura en la luna requeriría mucho más que un pulgar verde.

“¡Ay! ¡Es tan bueno!" dice el astrobotánico Richard Barker de la Universidad de Wisconsin-Madison sobre el experimento.

“Desde que regresaron estas muestras, ha habido botánicos que querían saber qué pasaría si cultivas plantas en ellas”, dice Barker, quien no participó en el estudio. “Pero todo el mundo sabe que esas preciosas muestras… no tienen precio, por lo que se puede entender por qué [la NASA] se mostró reacia a publicarlas”.

Ahora, los próximos planes de la NASA para enviar astronautas de regreso a la luna como parte de su programa Artemis han ofrecido un nuevo incentivo para examinar esa tierra preciosa y explorar cómo los recursos lunares podrían apoyar misiones a largo plazo ( SN: 15/7/19).

La tierra, o regolito, que cubre la luna es básicamente la peor pesadilla de un jardinero. Este polvo fino de trozos afilados como navajas está lleno de hierro metálico, en lugar del tipo oxidado que es apetecible para las plantas ( SN: 15/9/20 ). También está lleno de diminutos fragmentos de vidrio forjados por rocas espaciales que arrojan la luna. Lo que no contiene es nitrógeno, fósforo o mucho más que las plantas necesitan para crecer. Entonces, a pesar de que los científicos se han vuelto bastante buenos en persuadir a las plantas para que crezcan en polvo lunar falso hecho de materiales terrestres, nadie sabía si las plantas recién nacidas podrían echar sus delicadas raíces en la materia real.

Para averiguarlo, un trío de investigadores de la Universidad de Florida en Gainesville realizó experimentos con berro thale ( Arabidopsis thaliana ). Esta planta bien estudiada pertenece a la misma familia que las mostazas y puede crecer en solo un pequeño terrón de material. Eso fue clave porque los investigadores tenían solo un poco de la luna para todos.

El equipo plantó semillas en pequeñas macetas que contenían aproximadamente un gramo de tierra cada una. Cuatro recipientes se llenaron con muestras devueltas por el Apolo 11, otros cuatro con muestras del Apolo 12 y los últimos cuatro con tierra del Apolo 17. Otros 16 recipientes se llenaron con material volcánico terrestre utilizado en experimentos anteriores para imitar la tierra lunar. Todos se cultivaron bajo luces LED en el laboratorio y se regaron con un caldo de nutrientes. 


una toma cenital de plantas de berro thale que crecen en viales en macetas con tierra lunar.  A las plantas plantadas en las muestras devueltas por el Apolo 11 les fue peor que a las que se plantaron en las muestras del Apolo 12 o 17.
Las plantas de berro de Thale cultivadas durante 16 días en material volcánico de la Tierra (izquierda) se veían marcadamente diferentes en comparación con las plántulas nutridas en tierra lunar (derecha). A las plantas en macetas en las muestras devueltas por la misión Apolo 11 (derecha, arriba) les fue peor que a las plantas plantadas en las muestras del Apolo 12 (derecha, centro) o las muestras del Apolo 17 (derecha, abajo). TYLER JONES, IFAS/UF


"Nada realmente comparado con la primera vez que vimos las plántulas mientras brotaban en el regolito lunar", dice Anna-Lisa Paul, bióloga molecular de plantas. “Esa fue una experiencia conmovedora, poder decir que estamos viendo los primeros organismos terrestres crecer en materiales extraterrestres. Y fue asombroso. Simplemente asombroso."

Crecieron plantas en todas las macetas de tierra lunar, pero ninguna creció tan bien como las cultivadas en material terrenal. “Los más saludables eran simplemente más pequeños”, dice Paul. Las plantas más enfermizas que crecían en la luna eran diminutas y tenían una pigmentación púrpura, una señal de alerta para el estrés de las plantas. Las plantas cultivadas en las muestras del Apolo 11, que habían estado expuestas en la superficie lunar por más tiempo, estaban más atrofiadas.

Paul y sus colegas también inspeccionaron los genes en su mini alienígena Eden. “Al ver qué tipo de genes se activan y desactivan en respuesta a un estrés, eso muestra qué herramientas están sacando las plantas de su caja de herramientas metabólicas para lidiar con ese estrés”, dice. Todas las plantas que crecieron en la tierra lunar extrajeron herramientas genéticas que normalmente se ven en plantas que luchan contra el estrés de la sal, los metales o las especies reactivas de oxígeno ( SN: 9/8/21 ).

Las plántulas del Apolo 11 tenían el perfil genético más estresado, lo que ofrece más evidencia de que el regolito expuesto a la superficie lunar por más tiempo y, por lo tanto, lleno de más vidrio de impacto y hierro metálico, es más tóxico para las plantas.

Los futuros exploradores espaciales podrían elegir el sitio para su hábitat lunar en consecuencia. Quizás la tierra lunar también podría modificarse de alguna manera para que sea más cómoda para las plantas. O las plantas podrían modificarse genéticamente para que se sientan más a gusto en suelo extraño. “También podemos elegir plantas a las que les va mejor”, dice Paul. "Tal vez las plantas de espinaca, que son muy tolerantes a la sal, no tendrían problemas para crecer en el regolito lunar".

Barker no está intimidado por los desafíos que promete este primer intento de jardinería lunar. “Hay muchos, muchos pasos y piezas de tecnología por desarrollar antes de que la humanidad pueda realmente participar en la agricultura lunar”, dice. “Pero tener este conjunto de datos en particular es realmente importante para aquellos de nosotros que creemos que es posible e importante”.

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CITAS

ALABAMA. Paul, SM Elardo y R. Ferl. Las plantas cultivadas en el regolito lunar de Apolo presentan transcriptomas asociados al estrés que informan las perspectivas para la exploración lunar. Biología de las Comunicaciones  Publicado en línea el 12 de mayo de 2022. doi: 10.1038/s42003-022-03334-8.



Sobre María Temming

Anteriormente redactora del personal de ciencias físicas en Science News, Maria Temming es editora asistente en Science News for Students. Tiene una licenciatura en física e inglés y una maestría en escritura científica. 

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