Piselli che crescono a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Credito d'immagine: l'equipaggio di ISS Expedition 6, NASA. clicca per ingrandire
L'ansia può essere una buona cosa. Ti avverte che qualcosa potrebbe essere sbagliato, che il pericolo potrebbe essere vicino. Aiuta ad avviare segnali che ti preparano ad agire. Ma mentre un po 'di ansia occasionale può salvarti la vita, l'ansia costante provoca grandi danni. Gli ormoni che portano il tuo corpo a un allarme elevato danneggiano anche il tuo cervello, il tuo sistema immunitario e altro se inondano continuamente il tuo corpo.
Le piante non diventano ansiose allo stesso modo degli umani. Ma soffrono di stress e si comportano allo stesso modo. Producono un segnale chimico - superossido (O2-) - che mette in allarme il resto della pianta. Il superossido, tuttavia, è tossico; troppo finirà per danneggiare la pianta.
Questo potrebbe essere un problema per le piante su Marte.
Secondo la Vision for Space Exploration, gli umani visiteranno ed esploreranno Marte nei decenni a venire. Inevitabilmente, vorranno portare con sé le piante. Le piante forniscono cibo, ossigeno, compagnia e una macchia di verde lontano da casa.
Su Marte, le piante dovrebbero tollerare condizioni che di solito causano loro molto stress: freddo intenso, siccità, bassa pressione dell'aria, terreni per i quali non si sono evoluti. Ma il fisiologo vegetale Wendy Boss e il microbiologo Amy Grunden della North Carolina State University credono di poter sviluppare piante in grado di vivere in queste condizioni. Il loro lavoro è supportato dall'Istituto NASA per concetti avanzati.
La gestione dello stress è la chiave: stranamente, ci sono già creature della Terra che prosperano in condizioni simili a Marte. Non sono piante, però. Sono alcune delle prime forme di vita della Terra: antichi microbi che vivono sul fondo dell'oceano o nelle profondità del ghiaccio artico. Boss e Grunden sperano di produrre piante amiche di Marte prendendo in prestito geni da questi microbi che amano molto. E i primi geni che stanno assumendo sono quelli che rafforzano la capacità delle piante di affrontare lo stress.
Le piante ordinarie possiedono già un modo per disintossicare il superossido, ma i ricercatori ritengono che un microbo noto come Pyrococcus furiosus ne usi uno che potrebbe funzionare meglio. P. furiosus vive in uno sfiato surriscaldato sul fondo dell'oceano, ma periodicamente viene vomitato nell'acqua fredda del mare. Quindi, a differenza dei percorsi di disintossicazione nelle piante, quelli in P. furiosus funzionano su un sorprendente intervallo di temperatura di oltre 100 gradi Celsius. È un'oscillazione che potrebbe eguagliare l'esperienza delle piante in una serra su Marte.
I ricercatori hanno già introdotto un gene P. furiosus in una piccola pianta in rapida crescita nota come arabidopsis. "Abbiamo le nostre prime piantine", afferma Boss. "Li coltiveremo e raccoglieremo i semi per produrre una seconda e poi una terza generazione". In circa un anno e mezzo o due, sperano di avere piante che hanno ciascuna due copie dei nuovi geni. A quel punto saranno in grado di studiare come si comportano i geni: se producono enzimi funzionali, se effettivamente aiutano la pianta a sopravvivere o se invece la danneggiano in qualche modo.
Alla fine, sperano di strappare geni da altri microbi estremofili, geni che consentiranno alle piante di resistere a siccità, freddo, bassa pressione dell'aria e così via.
L'obiettivo, ovviamente, non è quello di sviluppare piante che possano semplicemente sopravvivere alle condizioni marziane. Per essere veramente utili, le piante dovranno prosperare: produrre colture, riciclare i rifiuti e così via. "Quello che vuoi in una serra su Marte", afferma Boss, "è qualcosa che crescerà e sarà robusto in un ambiente marginale."
In condizioni stressanti, osserva Grunden, le piante spesso vengono parzialmente chiuse. Smettono di crescere e riprodursi, e invece concentrano i loro sforzi per rimanere in vita e niente di più. Inserendo geni microbici nelle piante, Boss e Grunden sperano di cambiarlo.
"Usando geni di altre fonti", spiega Grunden, "stai ingannando la pianta, perché non è in grado di regolare quei geni nel modo in cui regolerebbe i propri. Speriamo di [cortocircuitare] la capacità della pianta di arrestare il proprio metabolismo in risposta allo stress ".
Se Boss e Grunden hanno successo, il loro lavoro potrebbe fare una grande differenza per gli umani che vivono in ambienti marginali qui sulla Terra. In molti paesi del terzo mondo, afferma Boss, “estendere il raccolto una o due settimane quando arriva la siccità potrebbe darti il raccolto finale di cui hai bisogno per durare fino all'inverno. Se potessimo aumentare la resistenza alla siccità, o la tolleranza al freddo, e prolungare la stagione di crescita, ciò potrebbe fare una grande differenza nella vita di molte persone. "
Il loro progetto è a lungo termine, sottolineano gli scienziati. "Ci vorrà un anno e mezzo prima che in realtà abbiamo [il primo gene] in una pianta che possiamo testare", sottolinea Grunden. Passerà ancora più tempo prima che ci sia una pianta di pomodoro che ama il freddo e la siccità su Marte, o anche nel Nord Dakota. Ma Grunden e Boss rimangono convinti che ci riusciranno.
"Esiste un tesoro di estremofili là fuori", afferma Grunden. "Quindi se uno non funziona, puoi semplicemente passare al prossimo organismo che produce una variante leggermente diversa di ciò che desideri."
"Amy ha ragione" concorda Boss. “È un tesoro. Ed è così eccitante. "
Fonte originale: Comunicato stampa NASA
