Guisantes que crecen a bordo de la Estación Espacial Internacional. Crédito de la imagen: la tripulación de la Expedición ISS 6, NASA. Click para agrandar
La ansiedad puede ser algo bueno. Le avisa que algo puede estar mal, que el peligro puede estar cerca. Ayuda a iniciar señales que lo preparan para actuar. Pero, aunque un poco de ansiedad ocasional puede salvar su vida, la ansiedad constante causa un gran daño. Las hormonas que arrastran su cuerpo a una alerta alta también dañan su cerebro, su sistema inmunológico y más si se inundan todo el cuerpo todo el tiempo.
Las plantas no se ponen ansiosas de la misma manera que los humanos. Pero sí sufren de estrés y lo tratan de la misma manera. Producen una señal química, el superóxido (O2-), que pone al resto de la planta en alerta máxima. El superóxido, sin embargo, es tóxico; demasiado de esto terminará dañando la planta.
Esto podría ser un problema para las plantas en Marte.
Según la Visión para la exploración espacial, los humanos visitarán y explorarán Marte en las próximas décadas. Inevitablemente, querrán llevarse plantas con ellos. Las plantas proporcionan alimento, oxígeno, compañía y un parche verde lejos de casa.
En Marte, las plantas tendrían que tolerar condiciones que generalmente les causan mucho estrés: frío intenso, sequía, baja presión de aire, suelos para los que no evolucionaron. Pero la fisióloga de plantas Wendy Boss y la microbióloga Amy Grunden de la Universidad Estatal de Carolina del Norte creen que pueden desarrollar plantas que puedan vivir en estas condiciones. Su trabajo es apoyado por el Instituto de la NASA para Conceptos Avanzados.
El manejo del estrés es clave: Curiosamente, ya hay criaturas terrestres que prosperan en condiciones similares a las de Marte. Sin embargo, no son plantas. Son algunas de las primeras formas de vida de la Tierra: microbios antiguos que viven en el fondo del océano, o en las profundidades del hielo ártico. Boss y Grunden esperan producir plantas amigables para Marte tomando prestados genes de estos microbios amantes de la extrema. Y los primeros genes que toman son aquellos que fortalecerán la capacidad de las plantas para lidiar con el estrés.
Las plantas ordinarias ya poseen una forma de desintoxicar el superóxido, pero los investigadores creen que un microbio conocido como Pyrococcus furiosus usa uno que puede funcionar mejor. P. furiosus vive en un respiradero sobrecalentado en el fondo del océano, pero periódicamente se arroja al agua fría del mar. Entonces, a diferencia de las vías de desintoxicación en las plantas, las de P. furiosus funcionan en un asombroso rango de temperatura de más de 100 grados Celsius. Ese es un columpio que podría igualar lo que las plantas experimentan en un invernadero en Marte.
Los investigadores ya han introducido un gen de P. furiosus en una pequeña planta de crecimiento rápido conocida como arabidopsis. "Tenemos nuestras primeras pequeñas plántulas", dice Boss. "Los cultivaremos y recolectaremos semillas para producir una segunda y luego una tercera generación". En aproximadamente uno y medio o dos años, esperan tener plantas que tengan dos copias de los nuevos genes. En ese momento, podrán estudiar cómo funcionan los genes: si producen enzimas funcionales, si realmente ayudan a la planta a sobrevivir o si la dañan de alguna manera.
Eventualmente, esperan extraer genes de otros microbios extremófilos, genes que permitirán a las plantas resistir la sequía, el frío, la baja presión de aire, etc.
El objetivo, por supuesto, no es desarrollar plantas que puedan sobrevivir a las condiciones marcianas. Para ser realmente útiles, las plantas necesitarán prosperar: producir cultivos, reciclar desechos, etc. "Lo que quieres en un invernadero en Marte", dice Boss, "es algo que crecerá y será robusto en un ambiente marginal".
En condiciones estresantes, señala Grunden, las plantas a menudo se cierran parcialmente. Dejan de crecer y reproducirse, y en cambio centran sus esfuerzos en mantenerse con vida, y nada más. Al insertar genes microbianos en las plantas, Boss y Grunden esperan cambiar eso.
"Al usar genes de otras fuentes", explica Grunden, "estás engañando a la planta, porque no puede regular esos genes de la forma en que regularía los suyos. Esperamos [cortocircuitar] la capacidad de la planta de cerrar su propio metabolismo en respuesta al estrés ".
Si Boss y Grunden tienen éxito, su trabajo podría marcar una gran diferencia para los humanos que viven en entornos marginales aquí en la Tierra. En muchos países del tercer mundo, dice Boss, “extender la cosecha una o dos semanas cuando llega la sequía podría darte la cosecha final que necesitas para durar todo el invierno. Si pudiéramos aumentar la resistencia a la sequía, o la tolerancia al frío, y extender la temporada de crecimiento, eso podría marcar una gran diferencia en la vida de muchas personas ".
Su proyecto es a largo plazo, enfatizan los científicos. "Pasará un año y medio antes de que tengamos [el primer gen] en una planta que podamos probar", señala Grunden. Pasará aún más tiempo antes de que haya una planta de tomate amante del frío y la sequía en Marte, o incluso en Dakota del Norte. Pero Grunden y Boss siguen convencidos de que tendrán éxito.
"Hay un tesoro de extremófilos", dice Grunden. "Entonces, si uno no funciona, puede pasar al siguiente organismo que produce una variante ligeramente diferente de lo que desea".
"Amy tiene razón", coincide Boss. “Es un tesoro escondido. Y es muy emocionante ".
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
