Colonização da Lua: um agrião ajuda biólogos espaciais a prepararem o terreno

Experimentos voltados para investigar a viabilidade da agricultura na Lua revelaram que as plantas de agrião cultivadas em solo lunar crescem mais lentamente que as cultivadas na Terra em solos de características semelhantes. Os agriões lunares também mostraram mais sinais de estresse. Robert Ferl e colegas da Universidade da Flórida (Gainesville, Flórida, EUA) testaram se o solo lunar poderia sustentar a vida vegetal cultivando o agrião thale (Arabidopsis thaliana) – uma pequena planta nativa da Eurásia e da África – em 12 amostras de solo coletadas durante as missões lunares Apollo 11, 12 e 17. Como as amostras foram coletadas de diferentes camadas do solo durante cada missão, as amostras da Apollo 11 foram expostas à superfície lunar por mais tempo do que as amostras das Apollo 12 e Apollo 17. Os pesquisadores compararam o crescimento e a expressão gênica entre essas plantas e as plantas de agrião cultivadas em 16 amostras de cinzas vulcânicas da Terra que tinham um tamanho de partícula e composição mineral semelhantes ao solo lunar.

Arabidopsis thaliana pertence à família Brassicaceae e por muito tempo foi considerada como erva daninha. Essa planta tem sido amplamente utilizada como modelo para estudos moleculares e foi a primeira espécie vegetal que teve o seu genoma completamente sequenciado (The Arabidopsis Genome Initiative 2000). Essa espécie de agrião preenche os requisitos para ser um organismo modelo por possuir características que incluem curto ciclo de vida (de 4 a 6 semanas), uma grande produção de sementes, genoma pequeno e pequeno porte, o que possibilita o cultivo de várias plantas em espaços reduzidos ao mesmo tempo.

Os pesquisadores descobriram que, embora as mudas pudessem crescer em todas as condições do solo, as plantas no solo lunar cresceram mais lentamente, demoraram mais para desenvolver folhas expandidas e apresentaram raízes mais atrofiadas do que aquelas cultivadas em cinzas vulcânicas. Enquanto algumas plantas cultivadas em solo lunar tinham uma forma e cor semelhantes às cultivadas em cinzas vulcânicas, outras eram atrofiadas e continham pigmentos pretos avermelhados – características que normalmente indicam estresse das plantas.

A análise genética de três plantas menores e mais escuras revelou que elas expressavam mais de 1.000 genes, principalmente relacionados ao estresse, em níveis diferentes daqueles cultivados em cinzas. Além disso, os pesquisadores descobriram que as plantas cultivadas em amostras trazidas pela Apollo 11 não cresceram tão bem quanto aquelas cultivadas em amostras Apollo 12 e 17 e expressaram um número maior de genes em níveis diferentes daqueles cultivados em cinzas vulcânicas. Plantas cultivadas nas amostras de solo coletadas pelas Apollo 11, 12 e 17 expressaram 465, 265 e 113 genes em diferentes níveis, respectivamente. 71% desses genes foram associados ao estresse causado por sais, metais e moléculas reativas contendo oxigênio.

As descobertas indicam que, embora o solo lunar possa ser usado para o cultivo de plantas, ele não suporta o crescimento das plantas, principalmente se ele tiver sido mais exposto à superfície do satélite. Os pesquisadores especulam que os danos causados ??pelos raios cósmicos e pelo vento solar no solo lunar, bem como a presença de pequenas partículas de ferro no solo, podem induzir respostas de estresse nas plantas e prejudicar seu desenvolvimento.

De acordo com os autores, as descobertas, publicadas na Communications Biology, destacam a necessidade de mais pesquisas sobre as interações entre as plantas e o solo lunar para que a agricultura seja bem sucedida por lá.

Imagem em destaque: Agrião cultivado durante o experimento num frasco para eventual análise genética. Crédito: Tyler Jones/UF-IFAS