Plantas sin gravedad

La gravedad es determinante para el desarrollo de las plantas, que son como son gracias a ella: con las raíces bajo tierra y el tallo hacia arriba. ¿Pero es posible hacer crecer plantas en ausencia de gravedad? La respuesta es sí, pero aún no se conocen las claves biológicas que lo hacen posible.

En los últimos años, varios experimentos han logrado que crezcan en el espacio distintas especies.

En 2016, la NASA presentó la primera flor —zinnias— cultivada en la Estación Espacial Internacional (EEI), y un año antes, en agosto de 2015, los astronautas estadounidense Scott Kelly y Kjell Lindgren y el japonés Kimiya Yui degustaron una "lechuga espacial".

Dentro del proyecto "Seedling Growth", en 2013 y 2014 llegaron a la EEI miles de semillas de "Arabidopsis thaliana", una planta modelo de las más utilizadas en los laboratorios de biología y con la que este año se quiere avanzar en la experimentación.

Así, el 1 de junio partirán a la EEI 1.748 semillas de esta planta, dentro de la misión SpaceX-11.

Este experimento (Seeding Growth-3) es el tercero y último de una serie iniciada en 2013 para conocer los efectos de la falta de gravedad sobre las plantas, y es fruto de la colaboración de científicos europeos y estadounidenses, explicó Javier Medina, del Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) y codirector del proyecto.

La "Arabidopsis thaliana" es una hierba sin aparente interés para el ser humano y emparentada evolutivamente con la col, el nabo, rábano o la mostaza, señala Medina.

Se utiliza en investigación como el ratón de laboratorio en biomedicina y se conocen muchos datos sobre ella, como su genoma completo; es fácil de manipular y cultivar.

De las 1.748 semillas de Arabidopsis que llegarán a la EEI en junio, 420 crecerán en gravedad cero —microgravedad—, otras 420 en gravedad 1 (la de la Tierra) y 908 en gravedad 0,3 (Marte).

Las semillas se hidratarán en la Estación y germinarán originando pequeñas plantas (plántulas) que crecerán durante seis días. Posteriormente se detendrá su crecimiento y se preservarán para analizarlas en tierra, aproximadamente un mes después.

Esto será posible gracias en parte a tecnología española, al aparato FixBox diseñado y construido por Sener que preservará "las plantas espaciales" hasta que lleguen al CSIC.

Evolutivamente las plantas se originaron en el mar así que el problema más importante que tuvieron que resolver para "colonizar la tierra firme" fue desarrollar estructuras rígidas que permitieran resistir la fuerza de la gravedad sin desmoronarse; además, las plantas terrestres "aprendieron" a utilizar el estímulo gravitatorio para establecer la dirección de su crecimiento, relata Medina.

Pero las plantas también crecen sin gravedad y ahora el objetivo es entender cómo, aunque los primeros experimentos realizados con "Arabidopsis thaliana" ya apuntan a una posible explicación.

Existe un proceso de adaptación del que, si bien aún no se conocen sus mecanismos biológicos, hace que el estímulo de la gravedad se sustituya por otro "igual de potente".

"Nuestra hipótesis es que la luz y, en particular, la luz roja puede contribuir decisivamente a este proceso, pero necesitamos conocer cómo y cuándo se desencadena y ocurre la adaptación".

Lo que sí saben ya los investigadores es que las plantas crecidas en el espacio muestran importantes cambios a nivel celular y molecular en las primeras etapas de su desarrollo.

En un experimento realizado en la "misión Cervantes" en la EEI por el astronauta Pedro Duque se demostró, por ejemplo, que las células proliferantes de la raíz, sobre las que se basa el programa de desarrollo de la planta, se alteraban fuertemente en cuanto al tiempo que tardaban en completar cada ciclo de división celular.

Medina subraya que la ausencia de gravedad además representa para las plantas un estrés comparable al que provoca la sequía, la salinidad, el frío o calor: el abordaje experimental de nuestra investigación tiene muchos puntos en contacto con los estudios sobre la respuesta de las plantas al cambio climático de la Tierra.

"No estamos estudiando el cambio climático", pero nuestra investigación sí puede ayudar a conocer más sobre los mecanismos de respuesta de las plantas y su adaptación a condiciones de estrés en general", recalca este investigador, quien también recuerda que cultivar sin gravedad es imprescindible como apoyo de la exploración humana del espacio y para sostener la presencia humana en Marte.