Los seres humanos en el espacio deben comer. En los primeros días de la exploración espacial, tenían que comer masilla y beber una espiga (o eso nos cuentan las leyendas). Esta no es una gran dieta a largo plazo. Las plantas también deberían estar allí. Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional han estado cultivando jardines en el espacio durante años.

Entonces, ¿qué más necesitamos saber sobre el cultivo espacial? Bueno, resulta que muy poco. Es por eso que la NASA está enviando un hábitat botánico a la Estación Espacial Internacional. Es parte de un programa llamado adaptación genética al entorno de los vuelos espaciales: cambio genético acumulativo causado por generaciones en el espacio (Plant Habitat-03). La idea es seguir generaciones sucesivas de plantas a medida que crecen, crecen, viven y mueren en un entorno de microgravedad. Este experimento viajará a la Estación Espacial Internacional en la Misión 18 de Servicios de Reabastecimiento Comercial de Northrup Grumman, programada tentativamente para el 6 de noviembre de 2022.

Crecido verde en baja gravedad

Si bien la baja gravedad puede parecer un lugar muy cómodo para vivir y trabajar, en realidad es estresante para las plantas. Al igual que los humanos, las plantas han evolucionado en la gravedad de la Tierra y en ambientes terrestres. La exposición a la presión de los vuelos espaciales muestra que cosas como la Arabidopsis (anteriormente cultivada en la estación) en realidad cambian sus genes. No es un boom como el que vemos en las películas de ciencia ficción. Es como si una planta estuviera agregando algo extra a su ADN para afectar la expresión génica. Este es el proceso mediante el cual se estimula o activa un gen en una célula para producir ARN y otras proteínas. Vivir en el espacio cambia bastante eso, pero descubrir este proceso y su inmensidad requiere tiempo y múltiples experimentos. Aquí es donde entra Plant Habitat-03.

“Plant Habitat-03 proporcionará una mejor comprensión de cómo el epigenoma contribuye a la capacidad de un organismo para adaptarse al estrés ambiental, tanto en las generaciones actuales como en las posteriores”, dijo Sharmila Bhattacharya, científica del programa de astrobiología en la División de Ciencias Biológicas y Físicas de la NASA. Sede en Washington. “Esta es una idea importante sobre cómo los astronautas pueden cultivar generaciones repetidas de cultivos en órbita, así como en la Luna o Marte para proporcionar alimentos y otros servicios a bordo de futuras misiones espaciales. Los hallazgos también podrían respaldar el desarrollo de estrategias para adaptar cultivos para prosperar en los duros ambientes de la Tierra”.

Las plantas se adaptan en el espacio.

Las plantas están evolucionando todo el tiempo. Lo vemos en la Tierra, donde los agricultores e investigadores los modifican genéticamente. En la naturaleza, los mismos procesos tardan miles de años. Plant Habitat-3 lo pondrá en microgravedad y luego verá cómo se adapta a la vida en el espacio. ¿Qué cambios epigenéticos (es decir, cambios en la expresión génica) ocurrirán? ¿Pasarán a las siguientes generaciones? ¿O cada grupo tendrá que “re-aprender” nuevamente en las nuevas generaciones? Estas son las preguntas que el equipo de investigación quiere responder. Entonces, ¿cuál es el proceso experimental?

Como parte del proyecto, el experimento plantará semillas en un módulo especial a bordo de la Estación Espacial Internacional. Una vez que las plantas alcancen la madurez, los astronautas las recogerán y devolverán las plantas cosechadas a la Tierra. Sus semillas regresarán al espacio, junto con nuevas semillas en su primera “misión” a la Estación Espacial Internacional. En última instancia, la idea es averiguar cómo ha cambiado la fitogénesis de los especímenes afectados por los vuelos espaciales y compararla con las nuevas generaciones de plantas voladoras espaciales.

Plant Habitat-03 es uno de varios proyectos que estudian cómo los organismos responden a la vida en el espacio. Estudios anteriores de la ISS han analizado el cultivo de plantas en el espacio, por ejemplo, con el estudio Las mejores formas de proporcionar agua y aireación para jardines de microgravedad. Los estudios humanos, por supuesto, son bien conocidos. Sin embargo, si vamos a poner personas en el espacio durante largos períodos de tiempo, también es importante comprender sus fuentes de alimentos en el espacio. Obviamente, mientras la NASA se prepara para la futura exploración humana, incluidas las ambiciosas misiones Artemis, una buena comprensión de los alimentos que necesitarán estas personas es una gran parte del esfuerzo.

Los estudios en el espacio benefician a la tierra

Además de las aplicaciones espaciales del vuelo Plant Habitat-03, existen beneficios relacionados con la Tierra. Por un lado, nuestro planeta contiene regiones que están bajo estrés por el cambio climático. Descubrir cómo el estrés afecta la expresión génica en los cultivos alimentarios podría ayudar a los agricultores de la Tierra a adaptar los cultivos a las condiciones cambiantes en todos los continentes.

Espacio de supervivencia: adaptación extrema de las plantas
Adaptación epigenética al entorno de los vuelos espaciales: cambio genético acumulativo causado por generaciones en el espacio (Plant Habitat-03)