¿Es posible cultivar alguna planta de nuestro planeta en Marte?

Este artículo forma parte de la sección The Conversation Júnior, en la que especialistas de las principales universidades y centros de investigación contestan a las dudas de jóvenes curiosos de entre 12 y 16 años. Podéis enviar vuestras preguntas a tcesjunior@theconversation.com

Pregunta de Joel, de 16 años. IES Fuerte de Caniles. Granada

Marte siempre ha fascinado a los científicos (y a los escritores de ciencia ficción). Es nuestra próxima frontera para la exploración humana. De hecho, la NASA está ya haciendo preparativos para enviar una misión tripulada en la década de 2030.

Genial. Y cuando lleguemos allí, ¿qué vamos a comer? ¿Tendremos que alimentarnos con barritas energéticas y arenques secos o podremos preparar unas tostadas con tomates marcianos? Por las imágenes, uno diría que cualquier desierto de la Tierra es más cultivable que Marte.

Pero para ver cómo de complicado es, pensemos en lo que necesita el geranio de tu balcón.

Agua

Hace millones de años, Marte tenía abundante agua líquida. Hoy sigue habiendo agua, pero la mayor parte está congelada bajo la superficie en las zonas polares. Así que tendríamos que pensar cómo extraerla para regar nuestras plantas.

También se ha encontrado agua en forma de salmueras, es decir, mezclada con una altísima cantidad de sales; principalmente cloratos y percloratos, que son tóxicos. Para aprovecharla, necesitaríamos eliminarlos o buscar plantas adaptadas a una concentración elevada de estos compuestos.

Además, hay bacterias capaces de tolerar condiciones adversas (alta salinidad, compuestos tóxicos, etc.) y que ayudan a las plantas a crecer en ambientes difíciles. Quizás podrían servirnos de apoyo en nuestros cultivos marcianos.

Luz y CO₂

Sabemos que las plantas necesitan luz para realizar la fotosíntesis, un proceso en el que capturan dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera, quedándose con el carbono y liberando oxígeno. Ambas cosas, luz solar y CO₂ atmosférico, están disponibles en Marte, así que ya podemos plantar nuestros tomates, ¿no?

Bueno, hay un problema. La atmósfera marciana es muy tenue y deja pasar gran cantidad de la radiación ultravioleta que viene del Sol. Exponerse a niveles tan elevados, incluso por poco tiempo, resulta dañino, y es mortal si la exposición es prolongada. Quizás alguna bacteria, como Deinococcus radiodurans, podría sobrevivir una temporada, pero poco más.

Temperatura y nutrientes

La temperatura en la superficie de Marte oscila entre los 20 °C a mediodía y los -65 °C de noche, alcanzando incluso los -150 °C en las zonas polares. Aunque hay plantas capaces de tolerar temperaturas extremas, pocas sufren cambios tan drásticos en un mismo día.

Por otra parte, si queremos que nuestros cultivos crezcan, no basta con darles agua y ponerlos al sol. Necesitan otros elementos para sus funciones vitales: nitrógeno, fósforo, hierro, calcio… El hierro sí es abundante en la superficie marciana, compuesta principalmente por polvo y rocas de origen volcánico. El problema es que no hay materia orgánica, así que tendremos que añadir los otros elementos.

Oxígeno

Casi toda la vida en la Tierra necesita oxígeno (solo algunos microorganismos pueden “respirar” otros elementos), y las plantas no son una excepción. Como en el planeta rojo no hay oxígeno libre, para poder plantar algo y que sobreviva primero tendríamos que cambiar su atmósfera y que volviera a ser como posiblemente fue hace muchísimo tiempo. ¿Es posible?

Hace unos 2 500 millones de años, unos microorganismos llamados cianobacterias consiguieron transformar la atmósfera terrestre y llenarla de oxígeno. Lo que ocurre es que lo hicieron gracias a la gran cantidad de agua líquida que había, y en Marte no tenemos.

Entonces, ¿no hay manera de hacer una ensalada marciana?

Nos hemos hecho esta pregunta en varios proyectos educativos con estudiantes de secundaria, en colaboración con el profesor Antonio Quesada. No somos los únicos, la NASA ya lo está investigando (después de ver nuestras ideas, seguro). Conseguir que una misión espacial pueda producir sus propios alimentos sería un gran avance.

Para poder cultivar plantas marcianas tendremos que ser creativos, como en la película Marte (2015). Aunque mejor estar preparados de antemano; con trabajo científico previo no habrá que improvisar a base de trozos de patata y caca de astronauta. Así que repasemos los problemas y cómo resolverlos.

Podríamos pensar en plantas adaptadas a la escasez de agua, como los cactus (aunque no parecen muy apetitosos). También podríamos conseguir variedades mucho más resistentes a condiciones extremas; por ejemplo, mediante técnicas de edición genética. Pero sin oxígeno, cultivar en el exterior está descartado.

Cosecha de invernadero

Habrá que construir algo parecido a un invernadero, con materiales aislantes que mantengan temperaturas y una atmósfera similares a las de la Tierra. Si queremos aprovechar la luz solar, necesitaremos filtros que reduzcan la radiación ultravioleta y ajusten el color y la intensidad de luz.

También tendremos que añadir nutrientes a nuestras plantas. Luego podremos aprovechar los restos vegetales de nuestra primera cosecha, junto con otros residuos orgánicos, y producir abono. Quizás a largo plazo consigamos extraer agua de Marte y reducir su contenido en sales tóxicas. Mientras tanto, habrá que reciclar todo lo posible (vaya, al final no solo necesitamos caca, sino también pis de astronauta).

Tampoco debemos olvidar algo importante: en la Tierra, los microorganismos del suelo son clave para las plantas. Participan en el “reciclaje” de la materia orgánica, y ya hemos mencionado que algunos ayudan a las plantas en situaciones difíciles. Así que vendrá bien tenerlos a mano.

A dieta de legumbres

Una vez terminado el invernadero, ¿qué cultivamos? Para la nutrición de nuestros primeros marcianos, seguramente lo mejor sería plantar legumbres: lentejas, garbanzos, alubias y guisantes son saludables y ricos en proteínas, hidratos de carbono y fibra. Además, algunas necesitan poca agua y se adaptan bien a distintas condiciones.

Eso sí, la convivencia en un espacio cerrado como el de una base en Marte puede resentirse con esta dieta y los gases que genera: no vas a poder abrir la ventana para ventilar…

El museo interactivo Parque de las Ciencias de Andalucía colabora en la sección The Conversation Júnior.

Manuel Espinosa Urgel, Investigador Científico en Microbiología Ambiental y responsable de la Unidad de Cultura Científica, Estación Experimental del Zaidín (EEZ - CSIC)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.