Publicado: 
25 de febrero de 2004

Invernaderos para Marte


Cuando los humanos viajen a la Luna o a Marte, probablemente llevarán plantas con ellos. Investigadores financiados por la NASA están descubriendo cómo funcionan los invernaderos en otros planetas.

NASA

Febrero 25, 2004: ¿Confundido? Entonces usted está igual que las plantas en un invernadero en Marte.

Por supuesto que aún no existen invernaderos en el planeta rojo. Pero en viajes largos a Marte o a la Luna, los exploradores necesitarán cultivar plantas: como alimento, para reciclarlas o para renovar el aire. Las plantas, sin embargo, no van a "comprender" este ambiente fuera de la Tierra. No es para lo que evolucionaron, ni es lo que estarán esperando.

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Pero en cierto modo, segun los resultados observados, este ambiente les "agradará" más. Al menos parcialmente.

Derecha: Concepto artístico de un invernadero en Marte. [Imagen ampliada]

"Cuando uno se acostumbra a la idea de cultivar plantas en la luna o en Marte”, explica el biólogo molecular Rob Ferl, Director de Educación e Investigación de Biotecnología Agrícola en el Espacio de la Universidad de Florida, “entonces debemos también considerar la idea de cultivar plantas a una presión atmosférica lo más reducida posible”.

Para esto existen dos razones. La primera, ayudar a reducir el peso de las provisiones que necesitan enviarse fuera de la Tierra. Aún el aire tiene masa.

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Segunda, los invernaderos selenitas y marcianos deben colocarse en lugares donde la presión atmosférica es, como máximo, menos del uno por ciento de lo normal en la Tierra. Esos invernaderos serán más fáciles de construir y manejarse si su presión interna es igualmente muy baja -- quizá sólo un dieciseisavo de lo normal en la Tierra.

La baja presión hace que las plantas se comporten como si estuvieran secándose.

En experimentos recientes, apoyados por la Oficina de Investigaciones Biológicas y Físicas de la NASA, el grupo de Ferl expuso plantas tiernas en crecimiento a presiones de una décima parte de lo normal en la Tierra por alrededor de veinticuatro horas. En semejante ambiente de baja presión, el agua es eliminada a través de las hojas muy rápidamente y por lo mismo se requiere de agua adicional para reabastecerlas.

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Pero, dice Ferl, las plantas recibieron toda el agua que requerían. Aun la humedad relativa se mantuvo a casi el 100 por ciento. Sin embargo, los genes de las plantas que detectan la sequía continuaban siendo activados. Aparentemente, dice Ferl, las plantas interpretaron el movimiento acelerado del agua como un estrés de sequía, aun cuando no existía sequía real.

Izquierda: Un experimento relacionado con el de Ferl: Lechuga creciendo en un domo a baja presión en el Centro Espacial Kennedy. [Más Información]

Esto es perjudicial. Las plantas están desperdiciando sus recursos si tratan de resolver un problema que en realidad no existe. Podrían, por ejemplo, cerrar sus estómatos -- los pequeños agujeros en las hojas por los cuales escapa el agua. O podrían desprenderse de sus hojas en conjunto. Pero estas reacciones no son necesariamente las más apropiadas.

Afortunadamente, una vez que se comprendan las reacciones de las plantas, los investigadores podrán ajustarlas. “Podemos hacer alteraciones bioquímicas que cambien el nivel de hormonas”, dice Ferl. “Podemos aumentarlas o disminuirlas para afectar la respuesta de la planta a su medio ambiente”.

Curiosamente, los estudios han encontrado algunos beneficios en un medio ambiente de baja presión. El mecanismo es esencialmente el mismo que el que ocasiona los problemas, explica Ferl. A baja presión, no solo el agua, sino también las hormonas de la planta son expulsadas de la planta más rápidamente. De esta manera, una hormona que cause que las plantas mueran por vejez, saldrá del organismo antes de que surta efecto.

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Derecha: Guisantes verdes a bordo de la Estación Espacial Internacional. La investigación de Ferl mejorará los invernaderos no solo en otros planetas sino también en las naves espaciales. [Más información]

Los astronautas no serán los únicos beneficiados de esta investigación. Controlando la presión del aire en, por ejemplo, un invernadero en la Tierra o en un recipiente de almacenamiento, será posible influir sobre ciertos comportamientos de la planta. Si almacenamos fruta a baja presión, esta permanece mucho más tiempo en buenas condiciones . Esto se debe a la rápida eliminación de la hormona etileno, que causa la maduración de la fruta y después su descomposición. Los productos del campo transportados de costa a costa en contenedores de baja presión podrán llegar a los supermercados tan frescos como si acabasen de ser recolectados el mismo día.

Aún queda mucho trabajo por hacer. El equipo de Ferl estudió la manera como las plantas reaccionan en cortos perodos de baja presión. Está aún por determinar la manera como reaccionan las plantas al pasar largos períodos de tiempo -- como toda su vida -- en condiciones hipobáricas. Ferl espera examinar plantas en una mayor variación de presiones. Existe gran cantidad de grupos de genes que se activan a diferentes presiones, dice, y esto sugiere una sorprendente y compleja respuesta a los ambientes de baja presión.

Con el propósito de aprender más acerca de esta reacción genética, el grupo de Ferl está utilizando la bioingenieria con el fin de desarrollar plantas cuyos genes brillan en color verde al ser activados. Adicionalmente están utilizando tecnología ADN de microchip para examinar hasta veinte mil genes a la vez en plantas expuestas a bajas presiones.

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Izquierda: Rob Ferl en su laboratorio en el Centro para Investigaciones y Educación de Biotecnología Agrícola en el Espacio. [Más información]

Las plantas jugarán un papel muy importante al permitir a los humanos explorar destinos como Marte y la Luna. Proveerán alimento, oxígeno y hasta buen humor a los astronautas lejos de casa. Para obtener el mejor uso de las plantas lejos de la Tierra, “tenemos que entender los límites de hacerlas crecer a baja presión”, dice Ferl. “Y después tenemos que entender porqué existen esos límites”.

El grupo de Ferl está progresando. “La parte interesante de todo esto es que estamos comenzando a comprender lo que se requerirá para usar efectivamente las plantas en nuestros sistemas de soporte de vida”. Cuando llegue el momento de visitar Marte, las plantas en los invernaderos, después de todo, no estarán desconcertadas.