Ardeii crescuți de NASA în spațiu au dezvăluit ceva neașteptat despre plante

NASA a cultivat în 2021 ardei iuți pe Stația Spațială Internațională, iar experimentul a scos la iveală o diferență surprinzătoare față de plantele crescute pe Pământ. Ardeii nu doar că au reușit să se dezvolte în microgravitație, dar tulpinile scurte care susțineau fructele au crescut drept, în loc să se curbeze așa cum se întâmplă în condiții normale.

Experimentul Plant Habitat-04 a durat 137 de zile și s-a desfășurat în Advanced Plant Habitat, cea mai mare cameră de cultivare disponibilă la bordul stației. Din cele patru plante de ardei crescute în spațiu au fost recoltate 26 de fructe. Pentru cercetători, însă, forma acestor plante a fost cel puțin la fel de interesantă precum recolta, deoarece le-a oferit indicii despre cât de importantă este gravitația pentru arhitectura unei plante, scrie Space Daily.

48 de semințe au ajuns pe Stația Spațială Internațională

Experimentul a început cu 48 de semințe de ardei dezinfectate, introduse într-un suport special pentru cultivare. Semințele au ajuns pe Stația Spațială Internațională în iunie 2021, iar pe 12 iulie astronautul Shane Kimbrough le-a introdus în Advanced Plant Habitat și a adăugat apa necesară pentru germinare.

Plantele aparțineau soiului Hatch chile, cunoscut în literatura științifică drept Capsicum annuum cv. NuMex Española Improved. Alegerea nu a fost întâmplătoare. Spre deosebire de soiurile pitice dezvoltate special pentru spații mici, acesta este un soi de dimensiuni mai apropiate de cele întâlnite în agricultură.

Camera de cultivare are un volum comparabil cu cel al unui cuptor cu microunde de dimensiuni mari, astfel că cercetătorii au trebuit să limiteze numărul plantelor care puteau ajunge la maturitate. Din cele 48 de semințe au fost păstrate patru plante pentru etapa de fructificare.

Condițiile din interiorul stației sunt foarte diferite de cele de pe Pământ. Apa nu cade pur și simplu spre rădăcini, iar circulația aerului și distribuția lichidelor trebuie controlate cu ajutorul sistemelor automate. Plantele au avut nevoie și de ajutor pentru polenizare. Ardeii se pot autopoleniza, însă în spațiu ventilatoarele din habitat asigurau o parte din mișcarea necesară, iar astronauții au intervenit manual pentru a crește șansele de formare a fructelor.

Dezvoltarea a fost mai lentă decât în cazul plantelor de control crescute pe Pământ. Ardeii de pe ISS au avut nevoie de aproximativ două săptămâni în plus pentru a ajunge la etapele corespunzătoare, diferență asociată cu dificultățile de germinare și de alimentare cu apă în microgravitație.

Ardeii au crescut, dar tulpinile fructelor s-au comportat diferit

Prima recoltare a avut loc pe 29 octombrie 2021 și a adus șapte ardei, unii verzi și alții roșii. A doua recoltare a avut loc pe 26 noiembrie, când astronautul Mark Vande Hei a cules restul fructelor. La final, NASA a raportat un total de 26 de ardei obținuți în cadrul experimentului.

Cel mai interesant rezultat nu a fost însă numărul fructelor. Cercetătorii au observat că pedicelele, adică micile tulpini care leagă florile de fructe, nu aveau forma obișnuită întâlnită la plantele de pe Pământ. În loc să se curbeze, acestea au crescut aproape complet drept.

Pe Pământ, greutatea fructului și gravitația contribuie la forma acestei structuri. Pe măsură ce ardeiul se dezvoltă, pedicelul trebuie să susțină o masă aflată permanent sub influența gravitației, iar rezultatul este curbarea sa în jos.

În microgravitație, această forță aproape dispare. Planta nu mai trebuie să construiască aceeași structură pentru a susține greutatea fructului, iar pedicelul se dezvoltă într-o formă diferită. Cercetătorii au considerat această modificare un efect clar al microgravitației.

Important este că pedicelele drepte nu au împiedicat plantele să producă fructe. Ardeii s-au format, au crescut și s-au maturizat, schimbându-și inclusiv culoarea de la verde la roșu. Diferența arată însă că forma unei plante nu este determinată exclusiv de informația genetică.

Ce ne învață ardeii despre agricultura din spațiu

Experimentul este relevant dincolo de cultivarea câtorva ardei pe Stația Spațială Internațională. Dacă oamenii vor ajunge să petreacă perioade lungi pe Lună sau pe Marte, cultivarea plantelor va deveni o componentă importantă a misiunilor spațiale. Plantele pot furniza hrană proaspătă, pot contribui la reciclarea resurselor și ar putea avea un rol în sistemele de susținere a vieții.

Pentru a putea produce hrană în astfel de condiții, cercetătorii trebuie să înțeleagă exact cum reacționează plantele atunci când dispar condițiile pe care evoluția lor le-a întâlnit timp de milioane de ani. Gravitația este una dintre aceste condiții fundamentale.

Ardeii din experimentul Plant Habitat-04 arată că plantele nu sunt simple structuri programate genetic să arate într-un anumit fel. Ele își modifică dezvoltarea în funcție de mediul în care cresc. O structură care pare permanentă pe Pământ poate fi, de fapt, rezultatul interacțiunii dintre genetică și gravitație.

Cele 26 de fructe obținute de NASA demonstrează și că o cultură de ardei poate ajunge la maturitate în condițiile dificile de la bordul ISS. În același timp, diferențele de ritm și de formă arată cât de multe lucruri mai trebuie înțelese înainte ca agricultura să poată fi mutată în mod eficient în afara Pământului.