El sexto sentido de las plantas

Aunque se discute si las plantas tienen algo parecido a los cinco sentidos humanos, en la Estación Espacial Internacional (ISS) están demostrando una sexta habilidad para seguir creciendo en condiciones de ingravidez. Con la colaboración de la Agencia Espacial de Japón, la ISS se dispone a realizar una segunda campaña del programa Plant Gravity Sensing con nuevas plantas traídas recientemente por un carguero de abastecimiento de la empresa Space X.

En la Tierra, las raíces de las plantas responden a la gravedad creciendo hacia abajo, penetrando en el suelo, mientras que sus tallos lo hacen hacia arriba buscando la luz del Sol. Los investigadores quieren ahora descifrar cuáles son los mecanismos de crecimiento sin gravedad. Los resultados del estudio pueden servir, subraya la NASA, para mejorar el rendimiento de los cultivos terrestres y para adaptar variedades a futuras misiones espaciales de larga duración. También confía en que las investigaciones sirvan para mejorar el tratamiento de enfermedades de los astronautas afectadas por la gravedad, como la osteoporosis y la pérdida de masa muscular.

La investigación examina el proceso celular de Arabidopsis thaliana, una pequeña planta silvestre de amplia distribución en Europa y cuyas características genéticas son de sobras conocidas. Al tratarse de una especie muy analizada, los científicos esperan poder detectar con facilidad los cambios que se deriven de la adaptación a la microgravedad. Los científicos estudian si los mecanismos que determinan la dirección de crecimiento -el sensor de gravedad- continúan en el espacio. En concreto, el equipo de investigación analiza cómo las concentraciones de calcio se comportan en las células de las plantas cultivadas originalmente en microgravedad frente a una gravedad similar a la de la Tierra. Ya se sabe, por ejemplo, que las concentraciones de calcio en la planta parecen cambiar en respuesta a la temperatura y el tacto. «Sin embargo, las plantas cultivadas en el espacio no tienen experiencia con la gravedad y pueden ser incapaces de formar sensores de gravedad», comenta Hitoshi Tatsumi, investigador principal del programa y científico de la Universidad de Nagoya.

Los científicos trabajan con una máquina centrífuga el módulo experimental japonés de la ISS, llamado Kibo, para controlar la respuesta de las plantas a los cambios entre la microgravedad ambiental y una condición terrestre simulada.

El ciclo del calcio

Los investigadores creen que los amiloplastos -partículas dentro de la célula vegetal que almacenan y sintetizan el almidón- se distribuyen en la dirección de la fuerza de gravedad. Una vez que el amiloplasto se asienta, activa mecanismos dentro de las células de la planta, incluyendo un aumento en las concentraciones de calcio. Estos mecanismos forman la estructura molecular en la célula que estimula la detección de la gravedad para el crecimiento. La incógnita es si los componentes de detección continúan en el espacio y pueden decidir la dirección del crecimiento de las plantas. Estudios previos en la ISS sugieren que, aunque las plantas utilicen la gravedad para orientarse sobre la superficie de la Tierra, no es el único factor que influye sobre los patrones de crecimiento de las raíces. La luz también tiene algo que decir.

Si los estudios concluyen con éxito, en un futuro podría ser factible modificar los mecanismos de percepción de la gravedad entre las plantas en la Tierra y cultivar especies para misiones espaciales, incluso en otros planetas. El sensor de gravedad de la planta se podría regular para el crecimiento, ya sea en una magnitud baja o alta de la aceleración gravitatoria.

«Podremos diseñar plantas que respondan a cambios de gravedad más eficientes que las silvestres», confía Tatsumi. «Estas plantas se recuperarán más rápido de los efectos de vientos o inundaciones. Por lo tanto, la producción agrícola será mucho mayor».