Empleando las muestras de suelo recogidas en las misiones Apolo, un equipo ha demostrado que las plántulas germinan en el regolito lunar, pero carecen de los elementos necesarios para desarrollarse.

Por Joanna Thompson

Al laboratorio de Robert Ferl llegó una caja de UPS sin decorar que contenía doce gramos de material lunar. Ferl, horticultor de la Universidad de Florida, había estado esperado ese momento durante más de una década. La pequeña caja, con matasellos de la NASA, contenía algunas de las últimas muestras sin abrir de polvo lunar, o regolito, recogidas por los astronautas de las misiones Apolo 11, 12 y 17. Ferl recuerda que, a pesar de llevar meses practicando, todavía le temblaban las manos cuando levantó la muestra. «Es una sensación extraña, te da miedo. ¿Qué pasa si se te cae?», pregunta. Ferl y su equipo estaban a punto de convertirse en los primeros investigadores en cultivar plantas en suelo lunar real.

El experimento recibió luz verde en el marco de un reciente auge de la investigación lunar impulsado por el programa Artemis de la NASA, que pretende enviar seres humanos a nuestro satélite a finales de la presente década. La idea es explorar la Luna de una forma más sostenible mediante la creación de unos puestos avanzados superficiales destinados a estancias de mayor duración, así como una estación espacial llamada Gateway que orbitará la Luna —según la agencia espacial, ambos ensayos serán cruciales para eventuales viajes astronáuticos a Marte—. Los científicos creen que esas misiones más largas necesitarán una fuente sostenible de alimentos. «La exploración humana sigue adelante gracias a la capacidad de mantener a las tripulaciones alimentadas», explica Gil Cauthorn, investigador de la Iniciativa Internacional de Investigación en Astrobotánica, con sede en Osaka.

La investigación de Ferl, que se publicó en Communications Biology en mayo, supone un primer paso fundamental en esa dirección y demuestra que, en última instancia, las plantas pueden crecer en suelo lunar. Sin embargo, sin añadir nada más al regolito, las plántulas no llegaron a prosperar, lo que indica que los futuros agricultores lunares deberán fertilizar el suelo antes de plantar los cultivos.

Para probar el suelo lunar, Ferl y su equipo dividieron las muestras en 12 macetas de 900 miligramos cada una y en ellas plantaron semillas de Arabidopsis thaliana (un pariente resistente de la mostaza y la col que se considera en biología un «organismo modelo» y se usa de forma generalizada). Para alegría de los investigadores, todas las semillas germinaron con éxito. Pero las plántulas tuvieron dificultades en la siguiente fase de crecimiento: establecer un sistema radicular sano. «Resultó bastante problemático», comenta Ferl. Los brotes crecían con lentitud y mostraban signos de elevado estrés como consecuencia de un exceso de sal y metales, así como de una intensa oxidación del suelo. En buena parte, tales problemas guardan relación con las condiciones de formación del regolito lunar, que fue bombardeado por vientos solares, rayos cósmicos y meteoritos durante miles de millones de años. No obstante, también resulta determinante la falta de algunos ingredientes, sobre todo el agua y los microbios.

Los microbios figuran entre los componentes más importantes de cualquier suelo. «Desempeñan un papel fundamental», apunta Gretchen North, ecóloga especializada en fisiología vegetal del Occidental College que no participó en el estudio. Las bacterias simbióticas permiten a las plantas regular las hormonas del crecimiento, combatir los patógenos, minimizar el estrés ambiental y absorber nutrientes críticos como el nitrógeno. Sin embargo, el regolito lunar carece de un microbioma natural. A falta de esta compleja red biológica, las plantas cultivadas en el regolito tuvieron problemas para gestionar la absorción de nutrientes y el estrés.

Además, la falta de agua puede cambiar la consistencia del suelo de forma desfavorable. El regolito, un material no biológico, puede volverse tan denso como el cemento cuando se le añade agua. «Es difícil conseguir que ese material no se convierta en roca», repara Cauthorn.

Pero eso no implica necesariamente que el regolito lunar no pueda convertirse en un suelo cultivable si se le añaden nutrientes o compost para facilitar el crecimiento de los microbios. Incluso dejando el suelo tal y como está, puede que las plantas sobrevivieran durante una o dos generaciones mientras se establecen. «Las plantas de cultivo son realmente capaces de apretarse el cinturón y hacerse pequeñas», explica North. Aun así, si no se desarrolla un buen suelo, «al cabo de un tiempo dejarían de cumplir las funciones importantes que deseamos».

A pesar de los obstáculos nutricionales y microbianos que presenta la agricultura lunar, North, que ha estudiado el crecimiento de plantas en condiciones marcianas simuladas, cree que la Luna ofrece un terreno más fértil que el suelo oxidado del planeta rojo. Y es que el regolito marciano presenta un alto contenido en perclorato, un compuesto oxidante que dificulta el crecimiento de las plantas y puede ser perjudicial para los seres humanos.

Tarde o temprano, la capacidad de cultivar más allá de la Tierra será crucial para vivir y trabajar en el espacio. Bien sea en hábitats orbitales o en viajes interplanetarios de larga duración, las plantas no solo podrían ser una fuente sostenible de alimentos sino también los componentes útiles de un sistema que permita sostener la vida gracias a su producción de oxígeno y su capacidad para retirar del aire el exceso de dióxido de carbono. «El cultivo de plantas forma parte del proceso de aprendizaje para poder sobrevivir y prosperar en el entorno espacial en el que se espera trabajar», expone Jake Bleacher, científico jefe de exploración de la Dirección de Misiones de Exploración y Operaciones Humanas de la NASA, que tampoco participó en el estudio. Además, los métodos de cultivo en el regolito extraterrestre también podrían ser útiles para gestionar la agricultura en suelos terrestres extremadamente pobres en nutrientes y agua.

«La mayoría de nosotros no va a ir al espacio», afirma Cauthorn. «Pero, si logramos diseñar un método que consiga producir este tipo de cultivos en un entorno tan hostil como el de la superficie lunar, podríamos aplicarlo para afrontar nuestros retos alimentarios en regiones donde que ya no se pueden cultivar alimentos».

En el futuro, a Ferl le gustaría continuar estudiando cómo podría afianzarse la vida en suelos extraterrestres que de otro modo serían estériles. Pero, de momento, tanto él como sus compañeros de investigación se sienten agradecidos por haber tenido la oportunidad de experimentar con una de las pocas muestras de suelo lunar que hay en la Tierra. «Para nosotros ha sido y sigue siendo un auténtico privilegio», asegura.

Referencia:
«Plants grown in Apollo lunar regolith present stress-associated transcriptomes that inform prospects for lunar exploration». Anna-Lisa Paul et al. en Communications Biology, vol. 5, art. 382, 12 de mayo de 2022.

Fuente: INVESTIGACIÓN Y CIENCIA