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.
