¿Qué es la bioluminiscencia?

Marea luminescente devido a la presencia de pláncton

La bioluminiscencia es la producción de luz de ciertos organismos vivos y está presente en muchas bacterias, hongos, protistas unicelulares, celentéreos, gusanos, moluscos, cefalópodos, crustáceos, insectos, equinodermos, peces, medusas. Este fenómeno es generado como consecuencia de una reacción química, en la cual una sustancia bioquímica, la luciferina, sufre una oxidación que es catalizada por el enzima luciferasa. 

Aequorea Jellyfish

Se trata de una conversión directa de la energía química en energía lumínica, lo que se denomina quimioluminiscencia.Es una reacción de emisión de luz que no produce calor, lo que hace que sea eficiente en términos de energía. 

La bioluminiscencia es un fenómeno muy extendido en todos los niveles biológicos y tiene distintas funciones en los ambientes naturales, entre ellas la defensa, la comunicación, la reproducción y la atracción de presas.
 Existen 3 tipos principales de bioluminiscencia: la intracelular, la extracelular y la de bacterias simbióticas. 
La bioluminiscencia intracelular es generada por células especializadas del propio cuerpo de algunas especies pluricelulares o unicelulares (como dinoflagelados) y cuya luz se emite al exterior a través de la piel o se intensifica mediante lentes y materiales reflectantes como los cristales de urato de las luciérnagas o las placas de guanina de ciertos peces. Este tipo de luminiscencia es propia de muchas especies de calamar y de dinoflagelados. Ya la bioluminiscencia extracelular se da a partir de la reacción entre la luciferina y la luciferasa fuera del organismo. Una vez sintetizados, ambos componentes se almacenan en glándulas diferentes en la piel o bajo esta. La expulsión y consecuente mezcla de ambos reactivos en el exterior producen nubes luminosas. Este tipo de luminiscencia es común a bastantes crustáceos y algunos cefalópodos abisales. 

Moon Jellyfish

La simbiosis con bacterias luminiscentes se conoce sólo en animales marinos tales como los celentéreos, gusanos, moluscos, equinodermos y peces. Es el fenómeno de luminiscencia de origen biológico más extendido en el reino animal. En diversos lugares del cuerpo los animales disponen de pequeñas vejigas, comúnmente llamadas fotóforos, donde guardan bacterias luminiscentes. 
Algunas especies producen luz continua cuya intensidad puede ser neutralizada o modulada mediante diversas estructuras especializadas. Normalmente los órganos luminosos están conectados al sistema nervioso, lo que permite al animal controlar la emisión lumínica a voluntad. La relación entre la bacteria Vibrio fischeri y el calamar sepiólide Euprymna es un sistema que sirve como modelo de simbiosis en el laboratorio.

Euprymna Scolopes

En su fase juvenil, el Euprymna posee una serie de apéndices recubiertos de mucosidad alrededor de su órgano luminoso con los que recoge bacterias Vibrio fischeri del entorno marino. Cuando la cantidad es suficiente, los apéndices mueren al tiempo que el órgano luminoso madura en un proceso fisiológico que se ha asociado con la aparición de la citotoxina traqueal. Los depredadores nocturnos de las cristalinas aguas de las playas de Hawái detectan a sus presas al ver su silueta recortada bajo la luz de la luna y las estrellas. Pero el calamar hawaiano hace desaparecer su silueta y también su sombra gracias a que la parte de abajo del calamar se ilumina gracias a un órgano emisor de luz que alberga una colonia de bacterias bioluminiscentes.

Euprinma berryi

 Ellas le permiten emitir una luz de la misma intensidad y longitud de onda que la iluminación del ambiente, lo que lo hace prácticamente invisible. Pero además esas bacterias contribuyen a regular los ciclos circadianos del calamar, es decir, sus periodos de actividad y descanso.




Mientras que en los hábitats marinos el uso de la bioluminiscencia está generalizado, la bioluminiscencia terrestre se limita al reino de los hongos e invertebrados, como las luciérnagas, y algunos escarabajos.

HONGOS BIOLUMINESCENTES: 

Filoboletus manipularis

Hay más de 70 especies de hongos bioluminiscentes, en su mayoría se encuentran en zonas templadas y tropicales del mundo. Aunque la mayoría de los hongos no poseen esta habilidad , especies conocidas de hongos bioluminiscentes están contenidos en los linajes Omphalotus , Armillaria y Mycenoid . Sus grados de intensidad de luz difieren entre sí. Mientras que muchas de las especies australianas son muy luminosas, las especies de América del Norte tienden a emitir menos luz y requerir un ajuste de la oscuridad antes de que puedan ser vistas. Citamos algunos:

Fuego chimpancé

 Esta especie de hongos fue encontrada hace pocos años en el triángulo Goualougo, cerca del río Dzanga en la República del Congo. Aunque los lugareños lo conocen, era una especie poco conocida en el medio científico. No se sabe a que género pertenece, mucho menos a qué especie. La cineasta Verity White capturó el fenómeno en cámara para un episodio sobre Congo, de la serie África de BBC/Discovery. No se sabe por qué crece en el suelo del bosque del triángulo Goualougo, Se supone que la bioluminiscencia de dicho hongo sería un mecanismo para atraer a invertebrados que propaguen las esporas del hongo. 

 Panellus stipticus

           Panellus stipticus

Esta especie fue nombrada por primera vez como Agaricus stypticus por el botánico francés Jean Bulliard en 1783. Habita en gran parte del mundo, pero es más habitual encontrarlo en Norteamérica, especialmente en la zona este. Crece sobre madera de árboles planifolios, algunas veces de forma cespitosa. De sabor amargo, es utilizado como espesante sanguíneo. 

Neonothopanus gardneri

Neonothopanus gardneri Conocidos popularmente como hongos fantasma, fue descubierto en 1840 por George Gardner que vio a unos niños jugando con un objeto brillante en Natividade (Brasil). No se volvió a encontrar hasta el año 2009 por las primatólogas Patricia Izar y Dorothy Fragaszy. Los habitantes del lugar lo conocían y lo llamaban flor de coco, por crecer en la base de ejemplares de pindobas, una especie de palma de pequeño tamaño. El mecanismo que origina la luz en estos hongos es desconocido. A diferencia de los animales capaces de generar luz, estos hongos brillan durante todo el día. 

 

INVERTEBRADOS BIOLUMINESCENTES: 

 Cucaracha Bioluminescente: 

La cucaracha gigante bioluminiscente (Lucihormetica luckae), es endémica del Ecuador. El único ejemplar conocido de este insecto, fue hallado en 1939 en las faldas del volcán Tungurahua. El sitio fue destruido cuando el volcán erupcionó en diciembre de 2010, por lo que se cree que esté extinta. Un estudio publicado el año pasado en la revista Naturwissenschaften por un equipo de científicos de la Academia de Ciencias de Eslovaquia en Bratislava, Eslovaquia, sugiere que las cucarachas bioluminiscentes hacen uso de la luminiscencia para fines defensivos más avanzados: imitan a una especie de escarabajo tóxico. El equipo de investigadores descubrió que las especies de cucarachas del género Lucihormetica, emiten exactamente el mismo tono de bioluminiscencia que el género Pyrophorus de escarabajos, que son altamente tóxicos. La luz de la Lucihormetica luckae se produce gracias a una bacteria simbiótica que vive en las depresiones del cuerpo de la cucaracha. La bioluminiscencia toma la forma de tres puntos (dos grande, uno pequeño) en la parte posterior de la cucaracha. Cada uno está lleno de estas bacterias. El efecto se intensifica por el hecho de los puntos están cubiertos por una superficie reflectante, por lo que actúan en forma similar a los faros. 

Escarabajos Luminescentes: 

Pyrophorus es un género de coleópteros polífagos de la familia Elateridae bioluminiscentes. Producen luz de tipo crioluminiscencia ya que para producir luz casi no emiten calor extra. El nombre del género proviene del griego pyro, fuego y phorus, portador. Se caracterizan por poseer órganos fotógenos, bioluminosos o generadores de luz en el dorso, sobre la zona torácica llamada pronoto; esta luz por lo general es verdosa. Además poseen un tercer órgano aún más luminoso en la parte dorsal del abdomen que sólo es visible al volar. Sus huevos y larvas también son luminosos. 

MILPIES LUMINESCENTES: 

El milpiés Motyxia, también conocido comúnmente como el milpiés luminoso Sierra, es otro invertebrado bioluminiscente. Motyxia es un género de milpiés ciegos que producen cianuro. Se conocen 9 especies y 11 subespecies bioluminescentes. Este mecanismo tendría la función de advertir del peligro a los depredadores y alejarlos. La luz se emite desde su exoesqueleto de forma continua, y se intensifica cuando se manipula al animal. La emisión de luz es uniforme a través del exoesqueleto , y todos los apéndices ( piernas , antenas ) y anillos del cuerpo emiten luz, al contrario de los órganos internos. La luminiscencia se genera mediante un proceso bioquímico en exoesqueleto del animal debido a una fotoproteína, sin embargo, su estructura aún es desconocida, lo que imposibilita identicar a origen de la bioluminescencia.

LARVAS DE MOSQUITO LUMINOSAS:

Arachnocampa luminosa es una especie de mosquito nativo de Nueva Zelanda. En el estado de larvas es luminescente. Son encontradas en lugares húmedos, especialmente en cuevas, grutas o algún lugar en la floresta dónde encuentren protección. Fueron descubiertas por primera vez en 1871, dentro de una mira de oro de Thames, en Nueva Zelanda. Aunque en 1891 fue llamada Bolitiphila luminosa, en 1924 fue renombrada como Arachnocampa luminosa. Las larvas de este pequeño artrópodo son llamadas gusanos de luz, aunque sean en realidad un artrópodo. El mosquito deja unos hilos de seda colgando que recuerda a las telarañas. Cuando tienen hambre, generan luz para atraer a sus hilos trampa a mariposas nocturnas, mosquitos, etc.

Cuevas de Waitomo

La larva de Arachnocampa es luminiscente en su parte posterior. Cada larva construye una red horizontal con gotas de seda pegajosas repartidas de forma regular. Los pequeños animales que pululan por la cueva como moscas, arañas, escarabajos e incluso murciélagos son atraídos por esta luz azulada tan brillante y quedan atrapados en las redes. Cuando hay un animal atrapado la larva tira de la red y lo devora. A pesar de ser un mecanismo útil para atraer a las presas, esa luz también atrae a los depredadores, como los arácnidos llamados segadores, que se alimentan de esas larvas. Las cuevas de Waitomo , en Nueva Zelanda tienen como mayor particularidad la existencia de la Arachnocampa. La cueva de Marakoopa, situada en Tazmania, también es hábitat de ese mosquito y acoge a unos 30.000 visitantes al año, atraídos por el efecto causado por la bioluminescencia de sus larvas. 

Y, RECUERDEN: 

Reed Flute Cave, China

¿Cuál es la flor más grande del mundo?

El Amorphophallus titanum, aro gigante o bunga bangkai (del indonesio, "flor cadáver”) es la flor más grande del mundo. Descubierta en 1878, en la selva de Sumatra, por el botánico italiano Odoardo Beccari, esta planta llega a alcanzar una altura que supera los 3 metros, un diámetro de más de un metro y un peso de 75 kg. Esta flor crece solo en el oeste de Sumatra y le puede llevar hasta 6 años para florecer. 

Es una planta herbácea, tuberosa que produce una inflorescencia en espádice . Dentro de esa flor hay muchas otras pequeñas flores esperando a ser polinizadas. Su floración solo acontece tres o cuatro veces en los cuarenta años que suele vivir la planta.

Al ser polinizada la flor se transforma en una baya roja o amarilla, de forma globosa. La inflorescencia, crece a un ritmo de 10 cm al día hasta alcanzar un promedio de 2,50 m de altura, aproximadamente 1 m de diámetro. La espata se abre por la tarde, y durante la primera noche, las florecillas femeninas florecen. Un fuerte olor a carroña se libera a intervalos cortos, pero sólo por un corto período de tiempo durante la primera noche, cuando la planta está en su fase femenina. Hacia el final de la primera la noche la espata se puede cerrar un poco. Durante la segunda noche, las florecillas masculinas florecen produciendo una masa de polen amarillo y, durante el segundo día, la inflorescencia se cierra por completo manteniéndose en pie como máximo un día más. Es decir, una vez polinizada, la flor sólo vive durante 3 días.

Además de su extraordinario tamaño, posee otra característica que la hace única: desprende un fétido olor a carne podrida, por lo que es llamada "flor cadáver" (no confundir con la Rafflesia, que también es llamda así). La función de este desagradable olor es atraer insectos polinizadores.

En mayo del 2003 la Universidad de Bonn (Alemania) presentó un ejemplar vivo de 2,74 m de altura.

La Rafflesia arnoldii

La Rafflesia es la flor oficial del estado de Sabah, Malasia, así como también la de la provincia tailandesa de Surat Thani.

 Rafflesia tuan-mudae 

 Rafflesia kerrii

Rafflesia es un género de plantas parásitas fanerógamas, que contiene 15 especies (19 si se cuentan cuatro especies no verificadas), las cuales habitan en el sureste asiático (en la península de Malaca, Borneo, Sumatra, Filipinas) y en las amazonas brasileras. Sus plantas no tienen hojas y casi tampoco tallo; consisten principalmente en una flor de cinco pétalos con un diámetro superior a los 106 cm y un peso mayor a los 10 kg aproximadamente, aunque la especie más pequeña, la Rafflesia manillaza, tiene flores de unos 20 cm de diámetro. su fruto es comido por la musaraña arborícola y animales del bosque, suelen crecer en ambientes de mucha humedad. Su nombre le ha sido otorgado en honor del gobernador colonial británico Thomas Stamford Raffles.

La Rafflesia arnoldii es la segunda flor más grande del mundo y la flor INDIVIDUAL más grande del mundo. Fue descubierta en la selva lluviosa en Indonesia por un guía de esa nacionalidad que trabajaba para el Dr. Joseph Arnold en 1818. Esta planta crece solamente en la selva de Borneo. Sus grandes pétalos son de un color anaranjado quemado con pústulas blancas.

 

Las inflorescencias pueden alcanzar hasta casi un metro de diámetro y pueden llegar a pesar hasta 11 kilogramos. Emite un olor fétido que ha hecho que sea conocida localmente como “la flor cadavérica”. Las flores también emiten calor. Estos mecanismos les sirven para simular el calor y el olor de un animal muerto y atraer a las moscas carroñeras, que son los insectos que la polinizan.

Es un parásito no fotosintético que crece dentro del tejido de una vid tropical, y no posee hojas, yemas o raíces. La Rafflesia crea su hogar a partir de esa planta, tomando de esta los nutrientes necesarios. Lo que sí se desarrolla bien es la flor, que aparece desde debajo de la tierra como una estructura gruesa, carnosa, de cinco lóbulos como ya ha sido descrita más arriba.

Como ocurre con otras plantas con floraciones de gran tamaño, éstas sólo se dan cada varios años. La Rafflesia tarda unos doce meses en completar su ciclo natural y como flor abierta con cinco inmensos pétalos, permanece tan sólo 3 o 4 días.

La imposibilidad de cultivarla artificialmente y la destrucción de su hábitat natural, bien como las disrupciones por parte de turistas sitúan a esa planta en peligro de extinción.

Evolución:

Según un estudio científico hecho por un equipo, de la Universidad de Harvard, la Universidad del sur de Illinois, el Instituto Smithsoniano y la Universidad de Wisconsin y dirigido por el investigador Charles C. Davis, de Harvard, la Rafflesia evolucionó a partir de flores minúsculas.

El análisis genético que los autores del estudio han hecho de la Rafflesia arnoldii revela que está emparentada muy cercanamente con una familia que incluye a la Flor de Pascua (poinsettia), la higuereta o Ricino (de cuyos frutos se extrae el aceite de ricino, o aceite de castor), la clásica vianda tropical Yuca o Mandioca, las violetas, las flores de la pasión y los árboles del caucho.

El estudio ha determinado que hace unos 46 millones de años, las flores de rafflesia evolucionaron a un ritmo acelerado hasta llegar a  de aumentar su tamaño por un factor de prácticamente 79. Después la planta volvió a un ritmo evolutivo más suave.

Otras flores grandes:

La flor acuática más grande del mundo:

La Victoria amazónica, también llamada Victoria regia es un nenúfar o lirio de agua. Es la especie  más grande de todos los lirios de agua. 

Fue descubierto por Tadeo Javier Peregrino Haenke en Bolivia en el año 1801. Es nativo de las aguas poco profundas del río Amazonas (Perú y Brasil), y que también se encuentra en Guyana y Colombia. Su nombre es en honor a la reina Victoria.

De aroma parecido al del albaricoque, posee hojas flotantes, de forma entre peltada y orbicular,  de hasta 1 metro de diámetro. Bordes perpendiculares de una decena de centímetros, de color verde y reticuladas por la cara superior, rojizas y con la nerviación dispuesta en espiral en la cara que se halla en contacto con el agua. El diámetro completo puede Llegar a alcanzar los dos metros. Las flores son muy grandes, llegando a medir   hasta 40 cm de diámetro. Los sépalos son de color púrpura oscuro y los pétalos externos blancos y patentes. La flor se abre al anochecer (a partir de las seis de la tarde) y se mantiene abierta hasta aproximadamente las nueve de la mañana del día siguiente. Las hojas flotan sobre la superficie del agua sobre tallos sumergidos que alcanzan 7 a 8 m de largo. Pueden soportar hasta 40 kg si el peso se encuentra bien distribuido en su superficie.

Polinización:

La primera noche la flor es de color blanco y es femenina: sólo el estigma está maduro y puede recibir polen. La segunda noche la flor es rosada y masculina: las anteras han madurado y produce polen que sirve para fecundar otras flores. Los polinizadores son escarabajos de la especie Cylocephala castanea que permanecen prisioneros durante el día siguiente a la primera noche y que, al escapar a la mañana siguiente, se cargan de polen.

La planta vive durante un promedio de cinco años.

Dracunculus Vulgaris 

 









Esta flor de origen Europeo llega a medir más de un metro y se desenvuelve desde una inflorescencia. Es conocida popularmente como la Hierba de las Brujas. Sus flores son de las más venenosas que existen actualmente en el planeta. Aunque sean muy bellas las flores huelen a carne podrida, mecanismo que sirve para atraer insectos polinizadores como las moscas.

Es una planta perene de crecimiento rápido, que llega hasta más de 1 m de altura, con tubérculo subterráneo y tallo sin hojas. Hojas con pecíolo largo, que se amplia en la base en un disco de manchas púrpuras, lámina de 10-20 cm de largo y 11-35 cm de ancho, profundamente dividida en 9-15 segmentos elípticos hasta lanceolados y puntiagudos. Bráctea de la inflorescencia (espata) de 20-50 cm de largo, normalmente glabra, por fuera verdosa y por el interior púrpura amarronada, la parte inferior enrollada, la superior casi plana con el borde ondulado.

Es encontrada en terrenos abandonados, de cultivo o en bosquecillos del mediterráneo.

¿Cuál es el organismo más grande del mundo?

Según el Libro de los Récords del organismo viviente más grande del mundo es un hongo.

Hay que recordar qué es lo que se considera un organismo individual: se define como “un grupo de células idénticas genéticamente que se comunican y tienen un propósito común”.

Este hongo cumple con estas características.  Es un ejemplar de Armilaria solidipes, también conocido como “hongo de miel”, vive en las Montañas Azules de Oregón y utiliza más de 965 hectáreas (o 9,65 km2) de suelo, cubriendo un área tan grande como 1.665 canchas de fútbol.

Hasta agosto del año 2000, se creía que el organismo vivo más grande del planeta era un hongo de la misma especie que cubría un área de 1.500 acres (600 hectáreas) en el estado de Washington. Pero entonces, expertos micólogos supusieron que si una Armillaria tan grande vivía en Washington, entonces podría haber otro en unas condiciones climáticas semejantes. Y dieron con uno aún más grande en el Bosque Nacional de Malheur, en las Blue Mountains del este de Oregón.

El nombre popular “hongo de miel” é más debido a su color que a su sabor. Existen algunas variedades comestibles de la familia Armilaria. Son frutos de organismos mucho más grandes que se esparcen en grandes áreas bajo la tierra. Estos consisten principalmente de estructuras de plantas, parecidas a cordones de zapatos llamados rizomorfos que buscan nuevas fuentes de comidas y de redes de filamentos tubulares llamadas hifas que, colectivamente, forman una masa vegetativa conocida como micelio.

 Son hongos parasitarios que colonizan y matan a árboles y plantas maderosas. El micelio ataca los vasos floemáticos y atraviesa grandes distancias en la corteza o entre árboles en la forma de rizomorfos negros.

Su descubrimiento se hizo luego de que los científicos comenzaran a la muerte masiva de árboles en un parque nacional en Oregón en 1998. La científica Catherine Parks extrajo muestras de ADN de 112 raíces distintas. Las muestras de raíces de algunos árboles muertos y otros en el proceso, revelaron que estaban infectados con  A. solidipes.  Más investigaciones revelaron que 61 de los árboles hospedaban especímenes que eran idénticos genéticamente, i.e. que se habían originado todos a partir de un organismo particular. La distancia infectada más grande entre árboles fue de casi cuatro kilómetros. Impresionantemente, el hongo cubrió un área de 9.6 kilómetros cuadrados y se estimó que tenía unos 2.400 años, a pesar de que podría tener incluso 8.650. Esto también lo convierte en uno de los organismos vivientes más viejos del planeta.

Los hongos de miel empiezan de una única espora de tamaño microscópico, y luego se extienden a grandes distancias como en este caso. La Armillaria crece y se extiende principalmente de forma subterránea, por lo que la mayor parte del organismo yace escondido en el suelo. Ocasionalmente, durante el otoño, este espécimen envía algunas setas de color dorado a la superficie, y esas son las únicas evidencias visibles de la gran masa que existe debajo. Los científicos aún no han  estimado el peso de este gran hongo.

Especies como ésta son capaces de descomponer materia imposible para otros seres vivos.

Otros datos:

El género Armillaria produce unas setas de color ámbar bastante bonitas y de aspecto apetitoso. Algunas variedades de este hongo son comestibles y muy apreciadas entre los chefs de todo el mundo, aunque si no es bien cocinado, es ligeramente venenoso. Solo se le aprovecha el sombrero, ya que el resto de la seta es demasiado dura. Esto se debe a que su toxina, como muchas otras en todos los reinos, no resiste al calor y dejan de tener su efecto tóxico. Otra característica especial, aunque solo ocurre con ciertas especies, es que no deben tomarse con alcohol ya que provocan malestar, vómitos y alguna que otra reacción adversa.

 

Parte del género Armillaria es bioluminescente, es decir, brilla.

Algunas especies producen el conocido como "fuego frío" o "fuego de las hadas", llamado en inglés como "Foxfire", gracias a la luciferina y luciferasa, sustrato y enzima que generan una bonita luz verdosa fosforescente.

 

Espero hayan gustado del tema, y NO SE OLVIDEN: 

¿Es posible que una planta crezca en el espacio? 

En 2010 científicos enviaron plantas a la estación espacial internacional. Pequeñas flores de Arabidopsis thaliana, fueron el objeto de un experimento para observar la reacción de las raíces depositadas en un entorno sin gravedad.

Aunque la gravedad ejerce una gran influencia sobre el crecimiento de las raíces, los científicos se han dado cuenta de que esto no afecta al florecimiento de estas. El equipo de investigación de la Universidad de Florida en Gainesville piensa que esto está relacionado con la capacidad inherente de una planta para orientarse a medida que crece. En las semillas germinadas en la Estación Espacial Internacional han brotado raíces que se comportaron como lo harían en la Tierra, desplazándose cada vez más lejos de la semilla para buscar nutrientes y el agua exactamente con el mismo patrón observado en zonas con gravedad. El experimento financiado por la NASA sugiere que las plantas siguen manteniendo un instinto terrestre cuando no tienen a la gravedad como guía. Las flores fueron cultivadas un gel rico en nutrientes.Para estudiar el efecto de la gravedad en estas plantas, se utilizó un programa especial que capta imágenes con una cámara fotográfica a intervalos regulares de crecimiento.

Los resultados de esta investigación muestran que, en ausencia de gravedad pero con luz, las raíces permanecieron fototrópicamente negativas, creciendo en la dirección opuesta del crecimiento del tallo, como lo hacen en la Tierra. El camino recorrido por las raíces en su crecimiento se guía con los complejos patrones de ondulación e inclinación, características de la Tierra y la influencia de la gravedad. Además, mientras estaban en órbita, cada cultivo conservaba un patrón único de inclinación terrestre.

Sin embargo, el equipo observó que el grado de ondulación mostrado por las plantas en el espacio no coincide con lo que se preveía con las raíces de plantas cultivadas en la Tierra. En el espacio, la ondulación era mucho más sutil. Este resultado refuerza la idea de que la ondulación e inclinación representan dos fenómenos separados, y que la gravedad no funciona como parte mecánica sobre estos dos procesos.

Se supone que esas diferencias de desarrollo de las plantas podrían representar un problema en misiones largas.

Los principales cambios que sufren las plantas en el espacio son:

Diferencias en el crecimiento y alteraciones a nivel celular : Como ya fue explicado, está confirmado que las condiciones de microgravedad producen anomalías. Por un lado, las raíces no siguen la pauta que siguen en la Tierra, y por otro el transporte de una hormona tan importante para el crecimiento como la auxina depende de la gravedad. En las primeras etapas de desarrollo de la planta cuando más se aprecia esta diferencia.

Se ha descubierto que se producen algunas alteraciones relacionadas con la división de las células cuando están en condiciones de microgravedad y en unas regiones claves conocidas como meristemos. La célula se divide antes de tiempo y el resultado es la presencia de células más pequeñas de lo normal y más numerosas". Esto podría explicar por qué en las primeras etapas las plantas son más largas en el espacio.

En el espacio las raíces son sensibles a la luz roja, cosa que en la Tierra no pasa. Este cambio viene producido por una expresión diferente de ciertos genes que cambia el comportamiento de la planta.

También la forma en que los nutrientes se desplazan por el interior de la planta se ve afectada debido a la ausencia de gravedad. La planta sobrevive porque no todo el trasporte de nutrientes se basa en este sistema y los procesos de transporte son mixtos y también se produce de célula a célula. La respuesta de la gravedad ( gravitropismo) se produce porque las plantas han desarrollado unos orgánulos celulares específicos llamados estatolitos para detectarla y reaccionar.

En mayo de 2014 se creó la instalación de crecimiento vegetal llamada Veggie en la  Estación Espacial Internacional (ISS) como una forma de aprender sobre la manera de operar los cultivos. Ese conocimiento sería importante para las futuras misiones de larga duración, como sería ir a Marte.

En ISS ha Csido culticado primeramente una especie de lechuga romana roja, de la que se alimentan los astronautas. No fue fácil lograr que una simple lechuga creciera en condiciones de microgravedad. "Perdimos dos plantas debido a la sequía en la primera cosecha", indicó Trent Smith, director de este proyecto, denominado Veggie.

La lechuga fue la primera “cosecha” realizada en 2014, pero los astronautas no lo probaron, sino que antes recolectaron una muestra, la congelaron y la enviaron a la Tierra para su análisis. La preocupación era que pudiera contener bacterias, pero tras su evaluación en laboratorios terrestres, los microbiólogos detectaron que la lechuga espacial poseía microbios muy similares a los de otro grupo de lechugas cosechadas en el planeta como “grupo control”.

El contenedor especial de la lechuga, que fue desarrollado por Orbital Technologies Corporation en Madison (Wisconsin, EE. UU.) y enviado al espacio a bordo de la cápsula de carga SpaceX Dragon, cuenta con un sistema de irrigación para mantener la humedad y unas luces especiales para ayudar a crecer a la planta.

Las semillas fueron sembradas por Kelly en la EEI y crecieron durante 33 días.

Con la experiencia adquirida los astronautas resolvieron entonces intentar cultivar una zinnia.  La zinnia, es más difícil de cultivar, según explicó el director del proyecto Veggie, Treb Smith. Las plantas han tenido algunos problemas a la hora de crecer en el espacio. . En el proceso de cultivo de las zinnias se enfrentaron a contratiempos como algunas hojas encrespadas, una indicación de estrés, según los científicos y moho en otras. Kelly tuvo que cortar las dañadas. Los astronautas pusieron un ventilador a tope para ayudar a secar el módulo de crecimiento, que se había vuelto demasiado húmedo. Dos de las plantas murieron y fueron congeladas para ser devueltas a la Tierra para su estudio. Otras dos plantas prosperaron e incluso tienen brotes sanos y hermosos.
 

"La planta de Zinnia es muy diferente de la lechuga", manifestó Trent Smith. "Es más sensible a parámetros ambientales y características de la luz, tarda más en desarrollarse, entre 60 y 80 días. Por lo tanto, es una planta más difícil de cultivar, y al permitir que florezca, en paralelo a su crecimiento, puede ser una buena precursora de una planta de tomate".

La experiencia con las zinnias podría ser el inicio de un sistema de autocultivo en el espacio para los astronautas, pues puede que su supervivencia por largo tiempo fuera del planeta dependa de ello. Desde 2014 los astronautas utilizan la lechuga cultivada en el espacio para su consumo.

El astronauta Scott Kelly es el encargado de vigilar los cultivos en la instalación creada en la ISS, dónde ya existe un pequeño jardín experimental en el módulo VEG-01.