La última misión de reabastecimiento a la Estación Espacial Internacional entregó cientos de semillas al laboratorio de investigación espacial el domingo, 17 de diciembre para probar cómo crecen las plantas en el estresante entorno de gravedad cero.

Este es el cuarto experimento de plantas en el espacio para el profesor de botánica de la Universidad de Wisconsin-Madison, Simon Gilroy. Su laboratorio cultivará plántulas idénticas en la Tierra durante el experimento de un mes para comparar su crecimiento con y sin gravedad. Los investigadores están estudiando cómo las plantas responden a entornos con poco oxígeno creados por cambios en el comportamiento del agua y el aire en gravedad cero.

El nuevo equipo permitirá a Gilroy cultivar sus plantas bajo las luces de la estación espacial por primera vez. proporcionando condiciones más realistas en comparación con experimentos anteriores en la oscuridad. En otra primicia para el equipo de Gilroy, Los astronautas tomarán imágenes de plantas vivas a medida que crecen utilizando microscopios en la estación espacial.

Las semillas fueron entregadas a la estación espacial por una cápsula SpaceX Dragon lanzada por un cohete Falcon reutilizado. Después de que termine el experimento financiado por la NASA, los astronautas aplicarán una mezcla de fijador para detener el crecimiento antes de congelar las plantas para transferirlas a la Tierra.

Gilroy dice que la pérdida de gravedad tiene efectos sorprendentes en cosas normalmente mundanas, como cómo fluye el agua, o no.

"El agua se vuelve muy pegajosa en la estación espacial. Entonces, si fueras a nadar, simplemente se pegaría a la superficie de ti, se te pegaba a la boca y te ahogabas, "dice Gilroy." Y si riegas tus plantas, el agua quiere pegarse a la superficie de las plantas y a las raíces, creando un ambiente con poco oxígeno ".

El equipo de Gilroy recurre a Arabidopsis, una pequeña planta de mostaza común en la investigación de plantas, para responder a sus preguntas sobre el crecimiento de plantas en gravedad cero. En su experimento actual, los investigadores están cultivando Arabidopsis mutante que responde fuertemente al estrés por bajo nivel de oxígeno, al menos en la Tierra. También están cultivando plantas de Arabidopsis que diseñaron para producir proteínas fluorescentes en respuesta a la falta de oxígeno. Las plantas fluorescentes serán fotografiadas en órbita por astronautas en medio del experimento.

"Eso nos dará un mapa de dónde dentro de la planta hay estrés local por bajo nivel de oxígeno, "dice Gilroy.

En una desviación de experimentos anteriores, las plántulas de Arabidopsis se cultivarán a la luz. La actualización se produce cuando el equipo de Gilroy obtiene acceso al sistema "vegetariano", que se utilizó en 2015 para cultivar lechuga para que la comieran los astronautas. Veggie fue desarrollado por ORBITEC con sede en Madison.

Una vez que las muestras estén a salvo en la Tierra, El laboratorio de Gilroy comparará el patrón de expresión genética de plantas cultivadas en el espacio con sus contrapartes cultivadas en la Tierra. También harán sus propias imágenes de otro marcador fluorescente para el estrés. En todo, Los datos permitirán a los investigadores preguntar si las plantas están experimentando algo parecido a la falta de oxígeno terrestre. o estreses exclusivos del crecimiento en el espacio.

El experimento y los suministros de la tripulación se lanzaron el 15 de diciembre después de varios retrasos. con una ventana de lanzamiento de un solo segundo. Para prepararse para el lanzamiento, Gilroy y su equipo viajaron al Centro Espacial Kennedy en Florida para realizar varias pruebas de preparación de semillas en cámaras especiales. Luego, varios días antes de la fecha de lanzamiento programada, los investigadores volaron con suficiente semilla para manejar seis lanzamientos retrasados. Cada retraso que dure más de dos días requiere que el experimento se reinicie por completo, de lo contrario, las semillas pueden germinar antes de llegar al espacio, estropeando el experimento.

A medida que los experimentos espaciales de crecimiento de plantas como el de Gilroy continúan acumulándose, ¿Qué han aprendido los biólogos?

"Creo que lo más importante que tenemos es que las plantas crecen bien en el espacio, "dice Gilroy, señalando que al comienzo de la era espacial, incluso eso no estaba garantizado. UW-Madison tiene una larga historia de tales experimentos, que se remonta a 1967. "Las plantas crecen lo suficientemente bien como para, por ejemplo, pasan por un ciclo de vida completo. El problema es qué tan bien crecen las plantas. Todavía estamos en el nivel de determinar si los problemas en el espacio son intrínsecos a la biología, o si todavía no somos buenos jardineros espaciales ".

"La agricultura humana ha estado funcionando durante decenas de miles de años en la tierra, ", dice Gilroy." Y estamos en los albores de la agricultura espacial. Simplemente no hemos hecho lo suficiente para saber cuáles son las formas correctas de hacer las cosas ".