El astronauta Steve Swanson recoge parte de la cosecha en junio de 2014. Crédito:NASA
Los cultivos nutritivos y seguros serían un suplemento dietético para ayudar a las misiones espaciales de larga distancia.
Los astronautas en el espacio viven de raciones espaciales preempaquetadas y procesadas, como frutas, nueces, chocolate, cócteles de camarones, mantequilla de maní, pollo y carne de res, por nombrar algunos. Estos a menudo han sido esterilizados por calor, secado por congelación o irradiación para que duren y un desafío clave para la agencia espacial de EE. UU., la NASA, ha sido descubrir cómo cultivar alimentos frescos y seguros a bordo.
En un nuevo estudio en Frontiers in Plant Science , la Dra. Christina Khodadad, investigadora del Centro Espacial Kennedy, y los coautores informan sobre el cultivo exitoso de un cultivo de ensalada, lechuga romana roja del cultivar 'Outredgeous', a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS). Muestran que la lechuga cultivada en el espacio está libre de microbios que causan enfermedades y es segura para comer, y es al menos tan nutritiva como las plantas cultivadas en la Tierra. Esto es a pesar de que se cultiva bajo una gravedad más baja y una radiación más intensa que en la Tierra.
Los astronautas Scott Kelly y Kjell Lindgren prueban la lechuga cultivada a bordo de la EEI en agosto de 2014. Crédito:NASA
Además de un cambio bienvenido en la dieta, los productos frescos proporcionarían a los astronautas potasio adicional, así como vitaminas K, B1 y C, nutrientes que son menos abundantes en las raciones preenvasadas y tienden a degradarse durante el almacenamiento a largo plazo. Además, los cultivos en crecimiento serían especialmente útiles en misiones espaciales de larga distancia, como las próximas misiones Artemis-III (programadas para aterrizar humanos en el polo sur lunar para 2024), el programa actual SpaceX y la primera misión tripulada de la NASA a Marte, planeada para finales de la década de 2020.
“La capacidad de cultivar alimentos en un sistema sostenible que sea seguro para el consumo de la tripulación será fundamental a medida que la NASA avance hacia misiones más largas. Las verduras de hojas verdes tipo ensalada se pueden cultivar y consumir frescas con pocos recursos”, dice Khodadad.
Entre 2014 y 2016, se cultivó lechuga a bordo de la ISS a partir de semillas esterilizadas en la superficie dentro de los Sistemas de Producción de Vegetales (apodados "Veggie"), cámaras de crecimiento equipadas con iluminación LED y un sistema de riego, diseñado específicamente para cultivar en el espacio. Los cultivos crecieron sin perturbaciones dentro de las unidades Veggie durante 33 a 56 días, hasta que los miembros de la tripulación comieron parte de las hojas maduras (¡sin efectos nocivos!). El resto se congeló hasta el transporte de regreso a la Tierra para su análisis químico y biológico.
El astronauta Shane Kimbrough frente a la cámara "Veggie" en la ISS en noviembre de 2016. Crédito:NASA
Como control, los científicos cultivaron plantas de control en la Tierra en las mismas condiciones, lo que fue posible porque los datos de temperatura, dióxido de carbono y humedad se registraron a bordo de la ISS y se replicaron en los laboratorios del Centro Espacial Kennedy con un retraso de 24 a 48 horas.
La lechuga cultivada en el espacio era similar en composición a los controles cultivados en la Tierra, excepto que en algunos (pero no en todos) los ensayos, el tejido vegetal cultivado en el espacio tendía a ser más rico en elementos como potasio, sodio, fósforo, azufre y zinc. así como en fenólicos, moléculas con probada actividad antiviral, anticancerígena y antiinflamatoria. La lechuga cultivada en el espacio y en la Tierra también tenía niveles similares de antocianina y otros antioxidantes, que pueden proteger las células del daño causado por los radicales de oxígeno reactivos libres.
Los investigadores también examinaron las comunidades microbianas que crecen en las plantas. Las plantas típicas cultivadas en la Tierra albergan un conjunto diverso de microbios. Estos pueden incluir invitados benéficos especializados llamados comensales (que no dañan ni benefician a su anfitrión), o asociados casuales. Debido a que estos pueden afectar la salud de las plantas y su idoneidad como alimento, los investigadores utilizaron tecnología de secuenciación de ADN de próxima generación para caracterizar las comunidades de hongos y bacterias que crecen en la lechuga.
Identificaron los 15 géneros microbianos más abundantes en las hojas y 20 en las raíces, y encontraron que la diversidad e identidad de estos microbios era similar para la lechuga cultivada en el espacio y en la Tierra. Esta similitud fue sorprendente, dadas las condiciones únicas de la ISS:los científicos esperaban que estas favorecerían el desarrollo de distintas comunidades microbianas.
Es importante destacar que ninguno de los géneros de bacterias detectados causa enfermedades en humanos. Otras pruebas confirmaron que las hojas nunca portaron ninguna bacteria peligrosa conocida por contaminar ocasionalmente los cultivos, como coliformes E. coli, Salmonella y S. aureus, mientras que la cantidad de esporas de hongos y moho en ellas también estaba en el rango normal para producir en forma. para consumo humano.
Los autores concluyen que la lechuga cultivada en unidades Veggie transportadas por el espacio es segura para comer. Estos alentadores resultados abren la puerta a experimentos con otros cultivos nutritivos y sabrosos a bordo de la estación espacial, para ayudar a impulsar a los astronautas más lejos en el espacio.
“La Estación Espacial Internacional está sirviendo como banco de pruebas para futuras misiones de larga duración, y este tipo de pruebas de crecimiento de cultivos están ayudando a expandir el conjunto de candidatos que se pueden cultivar de manera efectiva en microgravedad. Las pruebas futuras estudiarán otros tipos de cultivos frondosos, así como frutas pequeñas como pimientos y tomates, para ayudar a proporcionar productos frescos complementarios para la dieta de los astronautas”, concluye la coautora, la Dra. Gioia Massa, científica del proyecto en el Centro Espacial Kennedy.
Referencia:"Análisis microbiológico y nutricional de cultivos de lechuga cultivados en la Estación Espacial Internacional" por Christina L. M. Khodadad, Mary E. Hummerick, LaShelle E. Spencer, Anirudha R. Dixit, Jeffrey T. Richards, Matthew W. Romeyn, Trent M. Smith, Raymond M. Wheeler y Gioia D. Massa, 6 de marzo de 2020, Frontiers in Plant Science .
DOI:10.3389/fpls.2020.00199
