Las plantas cultivadas en suelo lunar crecen con raíces atrofiadas y tallos y hojas más pequeños

Durante las misiones Apolo (entre 1969 y 1972), los astronautas de la NASA se trajeron, entre rocas y arena (regolito), 382 kilogramos de Luna. Este material ha sido estudiado desde todos los ángulos de la ciencia, pero nadie pensó en usarlo como tierra de cultivo. Bueno, sí, en los años 70, cuando aún se temía que escondiera patógenos o combinaciones de minerales peligrosas, espolvorearon varias plantas para ver que les pasaba. Ahora, en el contexto de los nuevos planes humanos para volver al satélite para quedarse, un grupo de investigadores ha utilizado parte del polvo traído hace 50 años para cultivar plantas por primera vez en suelo lunar. Han comprobado que sí, que los vegetales germinan y crecen, pero lo hacen mucho peor que en el terrestre.

La NASA anunció hace unos años su programa Artemisa. Su misión es llegar a la Luna a mediados de esta década y montar una base permanente ya para finales. Entre las muchas cosas que necesitarán los nuevos selenitas está la comida. Además de la que les llegue desde la Tierra, planean cultivar sus propias verduras allí. Ya hay miles de propuestas para plantar vegetales en suelo lunar. Este nuevo interés fue la ocasión para un grupo de investigadores de la Universidad de Florida. Llevaban años queriendo sembrar en el regolito que la NASA tiene en sus laboratorios para estudiar la interacción entre material extraterrestre y la biología terrestre. Por fin, hace unos meses recibieron 12 gramos de tierra de la Luna. No les llegaba para un latifundio, pero se las apañaron para plantar varios ejemplares de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta de florecillas blancas. La A. thaliana fue el primer vegetal del que se secuenció su genoma y, para los científicos, es a las plantas lo que los ratones de laboratorio son entre los animales.

Los suelos lunares no interfieren en las hormonas y señales que intervienen en la germinación de las plantas

Anna-Lisa Paul, profesora de Ciencias Agrarias y de la Alimentación de la Universidad de Florida

Casi todas las plantas germinaron entre 48 y 60 horas después de sembrar las semillas, emergiendo al poco unas pequeñas hojas de entre la tierra lunar. Es algo que no esperaban, reconocen los creadores de este pequeño jardín lunar, cuyos detalles han sido publicados en la revista científica Communications Biology. Anna-Lisa Paul, profesora de Ciencias Agrarias y de la Alimentación de la Universidad de Florida y primera autora del estudio, dice que se quedaron asombrados, pero les sirvió para descubrir que “los suelos lunares no interfieren en las hormonas y señales que intervienen en la germinación de las plantas”.

Pero al sexto día vieron que algo no iba bien. Tras podar las plantas para concentrar su estudio en un solo tallo (tampoco les sobraba la tierra), comprobaron que las podas tenían las raíces atrofiadas, más gordas, retorcidas y cortas que los ejemplares que habían plantado en tierras terrestres, las plantas de control. Y eso pese a que las regaron con agua con los mismos nutrientes. Además, los suelos usados en estas no eran unos cualquiera. Sembraron semillas de A. thaliana en JSC-1A, un conglomerado utilizado por la ciencia espacial que imita la composición y morfología del regolito lunar, compuesto por materiales volcánicos y de entornos extremos de la Tierra. El desarrollo de la parte aérea de las plantitas a partir del octavo día era más lento e irregular, con menos hojas y más pequeñas, y les salieron manchas rojizas. Todos estos síntomas indicaban que estaban sufriendo un estrés que no pasaron las muestras cultivadas en suelo terrestre.

Para determinar de dónde venía ese estrés, los investigadores estudiaron las moléculas de ARN presentes en las células vegetales, su transcriptoma. “Cuando un organismo se enfrenta con un entorno estresante, se activan señales para que genere sustancias que le ayuden a lidiar con ese estrés”, cuenta Paul en un correo. “Imagine que necesita algo para hacer un trabajo y busca en la caja de herramientas lo necesario (quiero clavar un clavo, pues tomo el martillo). Sabiendo qué herramienta cogimos, podemos saber la naturaleza del problema que teníamos”, argumenta la botánica estadounidense.

“Las moléculas de ARN se corresponden con los genes que son relevantes para que la planta responda al estrés, detalla Paul. En el caso de estas plantas, la lectura de la secuencia de nucleótidos que forman cada molécula les permitió comprobar una respuesta genética diferente según el suelo, “pudiendo observar el efecto del regolito lunar en las plantas al nivel de su caja de herramientas genéticas”, concluye. Los genes expresados de forma más diferente eran aquellos que intervienen en situaciones de exceso salino, presencia de metales y estrés oxidativo.

La lectura del transcriptoma fue tan precisa que permitió diferenciar también entre las plantas cultivadas con suelo lunar, pero traído por las distintas misiones, la Apolo 11 (la primera en la que los humanos pisaron la Luna), la 12 (llevada a cabo aquel mismo 1969) y la Apolo 17, la última vez que un humano se paseó por el satélite. Los investigadores recibieron cuatro gramos de regolito de cada una de ellas y este hecho les ha permitido sugerir por qué las plantas lunares crecen como lo hacen. Por fuera, los ejemplares de A. thaliana crecidos en las muestras de las dos primeras misiones tenían un aspecto similar. Pero las sembradas en suelo traído por la Apolo 17 presentaban un aspecto general mejor. Por dentro, a nivel genético, la diferencia se confirmó: había menor diferenciación del transcriptoma en estas últimas que en las primeras.

Las Apolo 11 y Apolo 12 se posaron en zonas que los científicos llaman viejas o maduras, más expuestas a la radiación cósmica y el viento solar, mientras que la Apolo 17 trajo a la Tierra material más protegido y menos maduro. Para los autores del estudio, esto podría explicar la diferente respuesta de esta pequeña planta a los distintos suelos y ayudará a elegir dónde sembrar las primeras cosechas lunares. Por cierto, los autores del estudio cortaron las plantas para su análisis genético antes de que emergieran sus pequeñas flores blancas, en torno a los 30 días. Así que se desconoce cómo serán las flores en la Luna.

Puedes seguir a MATERIA en Facebook, Twitter e Instagram, o apuntarte aquí para recibir nuestra newsletter semanal.