Creado por Meredith Bauer, especialista sénior en relaciones públicas para UF/IFAS.

¿Cómo se adaptan las plantas al espacio?

Esta es la pregunta que University of Florida Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS) espera responder con un novedoso experimento espacial que se llevará a cabo el día jueves 29 de agosto del 2024 a las 9am EST, cuando un investigador de ciencias hortícolas de UF/IFAS despegue llevando consigo su experimento al espacio suborbital en el cohete New Shepard de Blue Origin.

Rob Ferl, director del Instituto Espacial Astraeus de University of Florida, volará en el cohete de Blue Origin y realizará el experimento él mismo. El experimento se basa en investigaciones anteriores que demostraron que un tipo de planta, Arabidopsis thaliana, puede detectar su presencia en el espacio y luego modificar la manera en que se expresan sus genes.

Este experimento determinará qué genes se activan y desactivan en varias etapas del vuelo. Aunque se conoce ampliamente sobre cómo las plantas responden a vivir en entornos de vuelos espaciales, como la Estación Espacial Internacional, los investigadores poseen menor conocimiento sobre cómo responden las plantas a nivel molecular cuando viajan al espacio. El experimento proporcionará datos novedosos sobre cómo las plantas ajustan su expresión génica medida que hacen la transición  de la Tierra al espacio.

En un futuro, las plantas podrían desempeñar un papel esencial en la exploración espacial, proporcionando alimento y purificando el aire. Comprender cómo reaccionan al entorno espacial es el primer paso para aprender a cultivarlas de manera efectiva en el espacio.

“Prevemos que las plantas nos mantendrán vivos en el espacio o en la Luna”, dijo Ferl, quien también es vicepresidente adjunto de Investigación de UF. “Nos gustaría saber ¿qué se necesita para adaptarse a vivir en el espacio?”

Anna-Lisa Paul, coinvestigadora principal del experimento, profesora de investigación en ciencias hortícolas y directora del Centro Interdisciplinario de Investigación Biotecnológica de UF, señaló que los investigadores solo han podido observar los genes de esta planta antes y después del vuelo espacial, no durante el mismo.

“Es algo fuera del entorno evolutivo de cualquier especie terrestre”, aclaró. “Estamos aprendiendo y una investigación así nunca se ha llevado a cabo”.

La investigación fue financiada por una subvención del programa Flight Opportunities y la división de Ciencias Biológicas y Físicas de la NASA.

Ferl transportará las plantas en tubos especiales, llamados Tubos de Fijación del Centro Espacial Kennedy (KFTs, por sus siglas en inglés), que tienen un émbolo para liberar una solución para su conservación. Los tubos se sujetarán con velcro a las piernas de su traje durante el vuelo. Antes y después del vuelo, se trasladarán en bolsas de transporte diseñadas por el Laboratorio de Plantas Espaciales de UF, hechas de tela opaca y una manta térmica dorada.

El experimento tiene un segundo propósito: validar que los investigadores realicen sus propios experimentos en los vuelos. El hecho de que sean ellos mismos quienes lleven a cabo los experimentos es un uso valioso de la financiación de esta investigación, en lugar de depender de experimentos no supervisados ​​o de la robótica. Este es el primer vuelo suborbital de la NASA en dónde se realiza un experimento supervisado por investigadores.

“La experiencia de primera mano es importante”, dijo Ferl. “El experimento se enriquece cuando una mente y un cerebro humanos participan en él”.

El estudio analizará el transcriptoma de la planta, la colección de todo el ARN expresado que contiene respuestas a qué genes se activan y desactivan para que la planta se adapte a un entorno espacial. Ferl “bloqueará” químicamente los genes con una solución conservante para detener los cambios en un momento determinado durante varios puntos del lanzamiento: justo antes del despegue, al comienzo de la gravedad cero, al final de la gravedad cero y al aterrizar.

Luego los investigadores secuenciarán los genes expresados ​​en las plantas y los compararán con los datos de un experimento de control en la Tierra para determinar exactamente cuáles se activaron o desactivaron durante el vuelo.

Jordan Callaham, subdirector del Instituto Espacial Astraeus de UF y coordinador de investigación del Laboratorio de Plantas Espaciales de UF el cual forma parte del departamento de ciencias hortícolas de UF/IFAS, dijo que este experimento ayudará a los investigadores a empezar a comprender cómo responderían las plantas en misiones espaciales, en la Luna o en Marte. Pero también les dará una mejor idea de las propiedades fundamentales de los componentes químicos dentro de las plantas y cómo ellas responden a todos los entornos nuevos.

“Estamos comprendiendo cómo la biología responde al espacio en un nivel muy básico”, aclaró Callaham, quien realizará el experimento de control en la Tierra mientras Ferl vuela en el cohete Blue Origin.

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Traducido al español por Luz Bahder luzdenia@ufl.edu   

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Imagen destacada: Ferl volará en el cohete Blue Origin y realizará su experimento en el espacio. Fotografía cortesía de UF/IFAS

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