Colocación de una planta cultivada durante el experimento en un vial para su eventual análisis genético. / UF/IFAS por Tyler Jones

En una hazaña digna de The Martian, un grupo de biólogos logró germinar plantas en muestras de suelo lunar traídas por las misiones Apolo. Sin embargo, las plantas germinadas estuvieron sometidas a un gran estrés y se desarrollaron muy lentamente. Los resultados del estudio se publicaron en Communications Biology. 

Si de verdad queremos colonizar la Luna y Marte debemos aprender a cultivar plantas localmente. En vista de ello, varios grupos de investigadores ya han puesto manos a la obra. Por ejemplo, hace cinco años, científicos cultivaron papas en condiciones cercanas a las marcianas.  

El trabajo

Ahora, un equipo de biólogos dirigido por Anna-Lisa Paul de la Universidad de Florida decidió averiguar si las plantas pueden sobrevivir en el suelo lunar. Para ello, emplearon muestras de regolito (material superficial) traídas por las expediciones Apolo 11, 12 y 17. 

Primero distribuyeron la muestra en una placa de cuarenta y ocho pocillos. Luego, colocaron de tres a cinco semillas de Arabidopsis thaliana, un organismo modelo popular, en pozos separados en la superficie del sustrato. El equipo usó como control la imitación del suelo lunar JSC-1A, hecha en la Tierra a partir de ceniza volcánica.

En total, los investigadores plantaron semillas en doce hoyos con regolito real y dieciséis hoyos con su imitación. Regaron regularmente las plantas, las iluminaron y registraron su crecimiento, y les quitaron las malas hierbas al sexto u octavo día. Al vigésimo día, las plantas se cortaron para el análisis transcriptómico. 

Los resultados 

Las semillas germinaron en todos los hoyos 48-60 horas después de la siembra. Sin embargo, cuando los autores compararon las plantas recuperadas por el deshierbe, resultó que las raíces de los especímenes que se desarrollaron en el regolito eran más cortas que las que habían crecido en ceniza volcánica. 

Después del octavo día se notaron diferencias en el desarrollo de la parte aérea. A las plantas en el regolito les tomó más tiempo desplegar completamente sus hojas, y sus rosetas de hojas tenían un diámetro más pequeño.  

Además, algunas plantas «lunares» se atrofiaron y tenían un mayor contenido de pigmentos de color negro rojizo, lo que indica condiciones estresantes. Solo unas pocas en el regolito se desarrollaron casi tan bien como sus parientes de ceniza volcánica. 

El menos favorable para las plantas fue el regolito traído por la expedición del Apolo 11, pues ha permanecido más tiempo en la superficie lunar que el suelo recolectado por las expediciones Apolo 12 y Apolo 17, y se ha visto más afectado por los rayos cósmicos y el viento solar. 

Diferencias 

El análisis transcriptómico mostró que los genes de las plantas del regolito se expresan de manera diferente que los de las plantas de la imitación. Las diferencias máximas con el control se observaron en las plantas de los pozos llenos de muestras traídas por la expedición del Apolo 11. 

Las muestras de Apolo 11 tenían 465 genes que funcionaban de manera diferente. Para las muestras recolectadas por las expediciones Apolo 12 y Apolo 17, estos valores fueron de 265 y 113 genes, respectivamente.

En todas las plantas «lunares», los genes asociados con la reacción al estrés severo se expresaron de manera diferente. El 71% de los genes diferentes con el control son responsables de la respuesta al estrés iónico de la interacción con sales, metales y especies reactivas de oxígeno. El otro 29% son responsables de la regulación del metabolismo.  

Los autores señalan que el análisis del transcriptoma reveló signos de estrés severo incluso en aquellas plantas «lunares» que aparentemente diferían poco del control. Y en las tres plantas más oprimidas, se expresaron más de mil genes.

Los resultados del estudio demuestran que el regolito puede ser utilizado como sustrato para el cultivo de plantas. No obstante, en tal ambiente experimentan un fuerte estrés iónico y se desarrollan pobremente. Por lo tanto, para producir alimentos en la Luna, los humanos tendríamos que modificar el suelo local.