24.03.2020 - 05:15
El 10 d’agost de 2015, en els mitjans de comunicació de tot el món va aparèixer la imatge de tres tripulants de l’Estació Espacial Internacional (ISS per les seues sigles en anglès) mentre menjaven un encisam cultivat a bord. «Va ser un mosset per a l’home, però un gran salt per a #NASAVEGGIE i el nostre #ViatgeaMart. #1AnyAlEspai», va escriure l’astronauta Scott Kelly en Twitter (StationCDRKelly, 2015) al costat del vídeo en què degustaven el refrigeri. S’havia convertit en el primer agricultor espacial.
Aquest esdeveniment va ser l’espectacular resultat del projecte Vegetable Production System (conegut com «Veggie»), una instal·lació per al creixement vegetal que havia aconseguit produir una collita petita de plantes d’amanida per a proporcionar a la tripulació una font d’aliment fresc i de qualitat, en termes nutritius i de sabor. A més, el cultiu els va servir com a activitat relaxant, lluny dels procediments rutinaris de manteniment de l’Estació, i per al seu propi benestar fisiològic. Veggie proporciona llum i nutrients, però utilitza l’entorn de la cabina per a controlar la temperatura i l’intercanvi de gasos.
«Com més ens allunyem i més temps passem els humans fora de la Terra, més gran és la necessitat de poder cultivar plantes per a obtenir aliment, reciclar l’atmosfera i aconseguir beneficis psicològics», va dir Gioia Massa (NASA, 2015), l’especialista científica de la instal·lació Veggie. «Crec que els sistemes vegetals seran components importants de qualsevol escenari d’exploració de llarga duració», va concloure. Tots els implicats en iniciatives futures d’exploració espacial comparteixen les declaracions expressades per la Dra. Massa, des dels científics fins als gestors i els dirigents de les agències espacials més importants del món.
Tanmateix, vol això dir que s’han superat tots els obstacles per al creixement reeixit i continu de les plantes en l’espai?
La resposta és «no», almenys des de la perspectiva de la investigació biològica vegetal; o, com a màxim, «encara no». Els investigadors pensen que els resultats inicials de Veggie, seguits per altres avanços recents, plantegen noves preguntes i reptes per al treball científic. És cert que una planta vascular va créixer en l’espai fins a una etapa adulta i que mostrava la mateixa forma, característiques i composició que la seua espècie mostra en la Terra. No obstant això, no sabem com va superar aquella planta les alteracions cel·lulars i moleculars provocades per l’exposició a l’entorn espacial que s’han observat en nombroses ocasions (Herranz i Medina, 2014). El professor Marco i el seu equip (Marco, Husson, Herranz, Mateos i Medina, 2003) ja van descobrir aquesta paradoxa després de realitzar experiments pioners amb Drosophila, la mosca de la fruita, que van revelar que, pel que sembla, el desenvolupament es va completar de manera normal malgrat la presència de canvis cel·lulars i moleculars. Trobar les claus per a solucionar aquesta paradoxa és un dels reptes més emocionants de la investigació actual en biologia espacial.
El viatge espacial és una altra gran fita en la història de les plantes: per primera vegada s’enfronten a una condició ambiental (la microgravetat) que no han experimentat mai, no sols en termes ontogenètics sinó també filogenètics. Els primers experiments espacials, de fa més de cinquanta anys, van mostrar que les plantes podien sobreviure i créixer en l’espai, encara que prompte es van observar alteracions (Perbal, 2001). Els resultats a vegades eren confusos, en la majoria de casos a causa de deficiències en el disseny experimental i en els aparells utilitzats per fer germinar llavors i per cultivar les plantes. Les millores en les instal·lacions de cultiu, com en el cas de Veggie, ens han permès concloure que la microgravetat en si mateixa no impedeix el creixement i reproducció de les plantes. Per tant, continua oberta la qüestió de quins mecanismes utilitzen les plantes per a superar les alteracions i aconseguir una adaptació funcional. Qualsevol possible resposta a aquesta pregunta hauria de tenir en compte que durant la seua evolució les plantes han desenvolupat una gran plasticitat per a adaptar-se a condicions ambientals canviants, a causa de la seua condició sèssil. Aquesta plasticitat es basa en l’existència de teixits meristemàtics i en l’alta redundància de genomes i famílies de gens que contenen.
Creixement de plantes en la gravetat parcial de la Lluna i de Mart
El cultiu de plantes és necessari per a l’exploració espacial no sols a bord de les astronaus en òrbita, caracteritzades per un entorn de microgravetat, sinó també per als assentaments humans més o menys permanents en altres planetes o satèl·lits (la Lluna i Mart són els objectius principals, per raons òbvies).
L’entorn dur i hostil de la Lluna i de Mart és una limitació molt important a l’hora de projectar i implantar qualsevol tipus d’«hivernacle». El concepte de terraformar un planeta o lluna està passant de la ciència-ficció (en literatura, o en el cinema) a la ciència real. Designa el procés humà de modificar l’atmosfera, temperatura, topografia superficial o ecologia d’un cos estel·lar per a fer-lo més similar a l’entorn de la Terra i aconseguir que siga habitable per a la vida terrestre. Curiosament, els experiments realitzats amb sòls simulats en la seua composició han demostrat que el creixement i desenvolupament de les plantes seria compatible amb la superfície de Mart i de la Lluna.
Llig l’article complet en la web de Mètode.
F. Javier Medina. Cap del laboratori Nuclèol, Proliferació Cel·lular i Microgravetat en Plantes del Centre d’Investigacions Biològiques Margarita Salas (CIB-CSIC), Madrid (Espanya). Treballa en fisiologia vegetal cel·lular i molecular. En relació amb la investigació espacial, se centra en els efectes fisiològics de la gravetat alterada per a permetre el cultiu d’espècies vegetals per a l’exploració espacial humana. Ha realitzat experiments europeus pioners en l’ISS i recentment ha dirigit un projecte conjunt de la NASA i l’ESA en l’Estació Espacial Internacional sobre els efectes de la llum i la gravetat en el desenvolupament vegetal, que ha rebut el premi «NASA Group Achievement Award». Ha publicat més de 120 articles i capítols de llibres i ha assessorat diverses organitzacions d’investigació internacionals. Ha rebut la Medalla de l’Associació Europea de Microgravetat (ELGRA).
