Una Granja en Marte

Desde el aterrizaje del Apolo XI en la luna, no hemos dejado de soñar con la posibilidad de hallar vida y colonizar otros mundos. La exploración del espacio ha sido una de las áreas más inspiradoras de la investigación científica y de la innovación tecnológica (Llorente el at., 2018) mientras tanto nos hemos ido cargando el planeta con más gente, por más comida y peor medioambiente, quizás, lo bueno del tema es que esto acelere la carrera espacial en la búsqueda de nuevos planetas para habitar o destrozar, y como en eso estamos, ya hay planes en curso para enviar las primeras misiones tripuladas a Marte, nuestro planeta vecino más parecido a la Tierra, pero “la colonización del espacio dependerá de nuestra capacidad para satisfacer rutinariamente las necesidades metabólicas (oxigeno, agua y alimento) de una tripulación con un suministro mínimo de la Tierra.  En la Tierra, estas funciones se ven facilitadas por el cultivo de las plantas” (Monje et al., 2003), por lo que no es de locos insistir en el desarrollo de la agricultura espacial y ciencias afines, ahora el planeta rojo se parece a la Tierra pero no es la Tierra, con un 1/3 de la gravedad que la Tierra “ingravidez” (Monje et al., 2003) una baja presión atmosférica que impide la presencia de agua líquida excepto en zonas elevadas por poco tiempo,  temperaturas medias de – 55 ° C, nitrógeno y oxígeno en bajas proporciones, cerca de 1000 veces menos ozono que la Tierra para bloquear los rayos ultravioleta, una atmosfera con un 95% de dióxido de carbono y un suelo compuesto de hierro, magnesio, aluminio, calcio, potasio y en menores proporciones titanio, cloro, manganeso, azufre, fosforo y cloro (NASA, Wikipedia), es todo un desafío vivir y cultivar algo allí, pero no todo está mal, esta cantidad de dióxido de carbono es 52 veces mayor que la de la tierra (Wikipedia), lo que permitiría el cultivo de las plantas y eliminaría el dióxido de carbono toxico del aire y generaría oxígeno para mantener la vida, ahora bien, “el suelo por definición contiene elementos orgánicos; ha tenido vida vegetal, insectos, gusanos. Marte en realidad no tiene tierra. (Fritsche, 2017) citado por (Heiney, 2017) en cambio el planeta rojo está cubierto de regolito: roca volcánica triturada que no contiene nada orgánico. Pero contiene algunos productos químicos tóxicos (Heiney, 2017) como los percloratos que son tóxicos para los sistemas de hormonas humanas (Bardiya y Bae, 2011 y Dávila et al., 2013) citados por (Llorente et al., 2018). Una primera solución según Llorente et al., (2018) y en la que ya se trabaja por ejemplo en los Valles Secos Antárticos en la Tierra con condiciones similares a Marte (Cary et al., 2010 y Marchant et al., 2007) citados por (Llorente et al., 2018) es identificar y aprender de los microorganismos capaces de sobrevivir a las condiciones del suelo marciano, que podrían ser colonizadores primarios que acondicionaran el suelo marciano hiperarido.  norma

Figura tomada de: Llorente et al. (2018). Plan de trabajo esquemático para la investigación sobre la adaptación de la vida a Marte. Mars Biofoundry integra el diseño de enfoques de biología sintética (A) con una plataforma automatizada para implementar diseños de bioingeniería en plantas y microbios (B) y una instalación para fenotipado de alto rendimiento bajo condiciones marcianas simuladas (C). El proceso itera como un ciclo de diseño-construcción-prueba. Eventualmente, los organismos modificados genéticamente podrían ser transportados periódicamente a Marte (D) para realizar experimentos dentro de las instalaciones de crecimiento en miniatura (E). La monitorización remota del rendimiento en Marte (F) proporcionaría un conocimiento crítico para ajustar el trabajo realizado en la biocombustión en la Tierra.

 

La NASA y Florida Tech ensayan simuladores del suelo marciano proveniente de Hawaii como jardines marcianos para cultivar plantas como tomate, guisantes, acelgas, pimientos en otras (Heiney, 2017), sinembargo lo más importante para la vida similar a la tierra es la presencia de agua líquida (McKay, 2014) y la vida requiere una fuente de nitrógeno. Después del carbono, el nitrógeno es posiblemente el elemento más importante que necesita la vida (Capone et al., 2006) citados por (McKay, 2014), la disponibilidad biológica de nitrógeno es un factor importante en la asignación de habitabilidad para Marte (Archer, et al., 2014 y Stern et al., 2014) citados por (McKay, 2014), experimentos recientes en la Estación Espacial Internacional (ISS) sugieren que la reducida gravedad de Marte puede no ser un problema importante para el desarrollo de las plantas (Kiss, JZ, 2014), que hacer ante este panorama? autores como Llorente et al., (2014) proponen que dado que las plantas han evolucionado en las condiciones de la biosfera, habría que imitar las condiciones de la tierra, en Marte, con invernaderos que protejan a las plantas de los rayos UV y cósmica, con un suministro de energía para mantener controlada la temperatura, humedad y presión, solución a gran escala para mi poco viable, no así por ejemplo, en diseñar plantas mejoradas para la eficiencia fotosintética, para expandir  la región del espectro del luz hacia las regiones UV y/o infrarrojas, resistir el daño celular a nivel de ADN y RNA de los rayos UV, tolerar sequias y frio y el uso de microbios modificados que suministren nitrógeno y eliminen compuestos tóxicos del suelo.

PARA SABER MA

Heiney, A. (2017). Farming in “Martian Gardens”. NASA. Recuperado de: https://www.nasa.gov/feature/farming-in-martian-gardens

Kiss, J. Z. (2014). Plant biology in reduced gravity on the Moon and Mars. Plant Biol (Stuttg), 16(1):12-7. doi: 10.1111/plb.12031

LLorente, J. B., Williams, T. H y Goold, H. D. (2018). The Multiplanetary Future of Plant Synthetic Biology, Genes (Basel), 9(7): 348. doi:  10.3390/genes9070348

McKay, C. P. (2014). Requirements and limits for life in the context of exoplanets, Proc Natl Acad Sci USA, 111(35): 12628–12633. doi:  10.1073/pnas.1304212111

Monje, O et al. (2003). Farming in space: environmental and biophysical concerns, Adv Space Res., 31(1): 151. Recuperado de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12577999

 

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