L'astronauta Steve Swanson raccoglie parte del raccolto nel giugno 2014. Credito:NASA
Le colture nutrienti e sicure sarebbero un integratore alimentare per assistere le missioni spaziali a lunga distanza.
Gli astronauti nello spazio vivono di razioni spaziali lavorate e preconfezionate come frutta, noci, cioccolato, cocktail di gamberetti, burro di arachidi, pollo e manzo, solo per citarne alcuni. Questi sono stati spesso sterilizzati mediante riscaldamento, liofilizzazione o irradiazione per farli durare e una sfida chiave per l'agenzia spaziale statunitense NASA è stata capire come coltivare cibo fresco e sicuro a bordo.
In un nuovo studio in Frontiers in Plant Science , la dott.ssa Christina Khodadad, ricercatrice presso il Kennedy Space Center, e coautori riferiscono la coltivazione di successo di un raccolto di insalata - lattuga romana rossa della cultivar "Outredgeous" - a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS). Dimostrano che la lattuga coltivata nello spazio è priva di microbi patogeni e sicura da mangiare, ed è nutriente almeno quanto le piante coltivate sulla Terra. Questo nonostante sia cresciuto con una gravità inferiore e una radiazione più intensa rispetto alla Terra.
Gli astronauti Scott Kelly e Kjell Lindgren assaggiano la lattuga coltivata a bordo della ISS nell'agosto 2014. Credit:NASA
Oltre a un gradito cambiamento nella dieta, i prodotti freschi fornirebbero agli astronauti potassio aggiuntivo e vitamine K, B1 e C, sostanze nutritive che sono meno abbondanti nelle razioni preconfezionate e tendono a degradarsi durante la conservazione a lungo termine. Inoltre, la coltivazione dei raccolti sarebbe particolarmente utile nelle missioni spaziali a lunga distanza, come le imminenti missioni Artemis-III (programmate per far atterrare gli esseri umani sul polo sud lunare entro il 2024), l'attuale programma SpaceX e la prima missione con equipaggio della NASA su Marte, pianificata per la fine degli anni 2020.
“La capacità di coltivare cibo in un sistema sostenibile che sia sicuro per il consumo dell'equipaggio diventerà fondamentale man mano che la NASA si muove verso missioni più lunghe. Le verdure a foglia di tipo insalata possono essere coltivate e consumate fresche con poche risorse", afferma Khodadad.
Tra il 2014 e il 2016, la lattuga è stata coltivata a bordo della ISS da semi sterilizzati in superficie all'interno di sistemi di produzione vegetale (soprannominati "Veggie"), camere di crescita dotate di illuminazione a LED e un sistema di irrigazione, specificamente progettato per coltivare colture nello spazio. I raccolti sono cresciuti indisturbati all'interno delle unità Veggie per 33-56 giorni, fino a quando i membri dell'equipaggio hanno mangiato parte delle foglie mature (senza effetti negativi!). Il resto è stato congelato fino al trasporto sulla Terra per analisi chimiche e biologiche.
L'astronauta Shane Kimbrough davanti alla camera "Veggie" sulla ISS nel novembre 2016. Credit:NASA
Come controllo, gli scienziati hanno coltivato piante di controllo sulla Terra nelle stesse condizioni, il che è stato possibile perché i dati di temperatura, anidride carbonica e umidità sono stati registrati a bordo della ISS e replicati nei laboratori del Kennedy Space Center con un ritardo di 24-48 ore.
La lattuga coltivata nello spazio era simile nella composizione ai controlli coltivati sulla Terra, tranne per il fatto che in alcuni (ma non tutti) gli studi, il tessuto vegetale coltivato nello spazio tendeva ad essere più ricco di elementi come potassio, sodio, fosforo, zolfo e zinco, così come nei fenolici, molecole con comprovata attività antivirale, antitumorale e antinfiammatoria. Anche la lattuga coltivata nello spazio e sulla terra aveva livelli simili di antociani e altri antiossidanti, che possono proteggere le cellule dai danni causati dai radicali liberi e reattivi dell'ossigeno.
I ricercatori hanno anche esaminato le comunità microbiche che crescono sulle piante. Le tipiche piante coltivate sulla terra ospitano un insieme diversificato di microbi. Questi possono includere ospiti specializzati e benefici chiamati commensali (che non danneggiano né avvantaggiano il loro ospite) o soci casuali. Poiché questi possono influire sulla salute delle piante e sulla loro idoneità come cibo, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia di sequenziamento del DNA di nuova generazione per caratterizzare le comunità di funghi e batteri che crescono sulla lattuga.
Hanno identificato i 15 generi microbici più abbondanti sulle foglie e 20 nelle radici e hanno scoperto che la diversità e l'identità di questi microbi erano simili per la lattuga coltivata nello spazio e sulla Terra. Questa somiglianza era sorprendente, date le condizioni uniche nella ISS:gli scienziati si aspettavano invece che queste avrebbero favorito lo sviluppo di comunità microbiche distinte.
È importante sottolineare che nessuno dei generi di batteri rilevati è noto per causare malattie negli esseri umani. Ulteriori test hanno confermato che le foglie non hanno mai portato batteri pericolosi noti per contaminare occasionalmente le colture, come coliformi E. coli, Salmonella e S. aureus, mentre anche il numero di spore di funghi e muffe su di esse era nella gamma normale per la forma del prodotto per il consumo umano.
Gli autori concludono che la lattuga coltivata in unità Veggie spaziali è sicura da mangiare. Questi risultati incoraggianti aprono la porta a esperimenti con altre colture nutrienti e gustose a bordo della stazione spaziale, per aiutare a spingere gli astronauti più lontano nello spazio.
“La Stazione Spaziale Internazionale funge da banco di prova per future missioni di lunga durata e questi tipi di test di crescita delle colture stanno aiutando ad espandere la suite di candidati che possono essere efficacemente coltivati in microgravità. I test futuri studieranno altri tipi di colture a foglia e piccoli frutti come peperoni e pomodori, per aiutare a fornire prodotti freschi supplementari per la dieta degli astronauti", conclude la coautrice Dott.ssa Gioia Massa, ricercatrice del progetto presso il Kennedy Space Center.
Riferimento:"Analisi microbiologica e nutrizionale delle colture di lattuga coltivate sulla stazione spaziale internazionale" di 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 e Gioia D. Massa, 6 marzo 2020, Frontiers in Plant Science .
DOI:10.3389/fpls.2020.00199
