INVESTIGACIÓN ESPACIO

Plantas ¿sin gravedad?

La gravedad es determinante para el desarrollo de las plantas y estas son como son gracias a esta: con las raíces bajo tierra y el tallo hacia arriba. ¿Pero es posible hacer crecer plantas en ausencia de gravedad? La respuesta es sí, pero aún no se conocen las claves biológicas que lo hacen posible.

<p>El astronauta Tom Mashburn, en la ISS, con el experimento Seedling Growth. NASA.</p>

El astronauta Tom Mashburn, en la ISS, con el experimento Seedling Growth. NASA.

En los últimos años se han hecho varios experimentos que han logrado hacer crecer en el espacio distintas especies.

En 2016, la NASA presentó las fotos de la primera flor -zinnias- crecida en la Estación Espacial Internacional (ISS en sus siglas en inglés) y en agosto de 2015 los astronautas estadounidense Scott Kelly y Kjell Lindgren y el japonés Kimiya Yui degustaron una “lechuga espacial“.

Miles de semillas de Arabidopsis 


También, dentro del proyecto Seedling Growth, en 2013 y 2014 llegaron a la ISS miles de semillas de Arabidopsis thaliana, una planta modelo de las más utilizadas en los laboratorios de biología y con las que este año se quiere a avanzar en la experimentación.
El 1 de junio partirán a la ISS 1.748 semillas de Arabidopsis thaliana, dentro de la misión SpaceX-11 que será lanzada desde Cabo Cañaveral (EEUU).

El experimento (Seeding Growth-3) es el tercero y último de una serie que comenzó en 2013 con el objetivo de conocer los efectos de la ausencia de gravedad sobre el desarrollo de las plantas, y es fruto de la colaboración de científicos europeos y estadounidenses, explica a Efe Javier Medina, del Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) y codirector del proyecto.

La Arabidopsis thaliana es una hierba sin aparente interés para el ser humano, apunta Medina, quien no obstante señala que está emparentada evolutivamente con la col, el nabo, rábano o la mostaza.

Imagen de la Estación Espacial Internacional (EEI). Dominic Gorie/NASA.

Imagen de la Estación Espacial Internacional (EEI). Dominic Gorie/NASA.



Se utiliza en investigación del mismo modo que el ratón de laboratorio en biomedicina y se conocen muchos datos sobre ella, entre ellos su genoma completo; es fácil de manipular y cultivar.

Así, de las 1.748 semillas de Arabidopsis que llegarán a la ISS en junio, 420 crecerán en gravedad cero -microgravedad-, otras 420 en gravedad 1 (la de la Tierra) y 908 en gravedad 0,3 (Marte).

Las semillas se hidratarán en la Estación y germinarán originando pequeñas plantas (plántulas) que crecerán durante seis días. Posteriormente se detendrá su crecimiento y se preservarán adecuadamente para analizarlas en tierra una vez vuelvan de la ISS, aproximadamente un mes después.

Esto será posible gracias en parte a tecnología española, a un aparato llamado FixBox diseñado y construido por la empresa Sener que preservará las “las plantas espaciales” hasta que lleguen al CSIC.

La gravedad y las plantas


Evolutivamente las plantas se originaron en el mar así que el problema más importante que tuvieron que resolver para “colonizar la tierra firme” fue desarrollar estructuras rígidas que permitieran resistir la fuerza de la gravedad sin desmoronarse; además, las plantas terrestres “aprendieron” a utilizar el estímulo gravitatorio para establecer la dirección de su crecimiento, relata Medina.

Pero las plantas también pueden crecer en ausencia de gravedad, así que ahora el objetivo es entender cómo, prosigue este científico, quien afirma que los primeros experimentos realizados con Arabidopsis thaliana ya apuntan a una posible explicación.
Existe un proceso de adaptación del que, si bien aún no se conocen sus mecanismos biológicos, hace que el estímulo de la gravedad se haya sustituido por otro “igual de potente”.

“Nuestra hipótesis es que la luz y en particular la luz roja puede contribuir decisivamente a este proceso, pero necesitamos conocer cómo y cuándo se desencadena y ocurre la adaptación”.

Lo que sí ya saben los investigadores es que las plantas crecidas en el espacio muestran importantes cambios a nivel celular y molecular en las primeras etapas de su desarrollo.

Plantas sin gravedad: Fotografía facilitada por la NASA de lechuga romana para los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS).



En un experimento realizado en la “misión Cervantes” en la ISS por el astronauta Pedro Duque de la ESA, se demostró, por ejemplo, que las células proliferantes de la raíz, sobre las que se basa el programa de desarrollo de la planta, se alteraban fuertemente en cuanto al tiempo que tardaban en completar cada ciclo de división celular.

Respuesta de las plantas al cambio climático


Medina detalla que la ausencia de gravedad además representa para las plantas un estrés comparable al que provoca la sequía, la salinidad, el frío o el calor: el abordaje experimental de nuestra investigación tiene muchos puntos en contacto con los estudios sobre la respuesta de las plantas al cambio climático de la Tierra.

“No estamos estudiando el cambio climático”, pero nuestra investigación sí puede ayudar a conocer más sobre los mecanismos de respuesta de las plantas y su adaptación a condiciones de estrés en general, recalca este investigador, quien también recuerda que cultivar sin gravedad es imprescindible como apoyo de la exploración humana del espacio y para sostener la presencia humana en Marte. Efefuturo
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Publicado en: Espacio

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