Fonte: Purdue University

O espaço nos chama para explorar e possivelmente descobrir uma segunda casa. Mas como é que os humanos se sustentarão em voos que duram anos ou vivendo noutro planeta? Denise Caldwell, uma candidata a doutoramento que trabalha no laboratório Iyer-Pascuzzi em Purdue, está a usar os seus poderes botânicos para estabelecer o conhecimento básico necessário para nos alimentarmos enquanto estivermos no espaço.

A NASA quer enviar pessoas à Lua e a Marte, mas não pode fazer isso sem cultivar plantas em voos espaciais. Estamos desenvolvendo protocolos para o crescimento de plantas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) que podem ser usados ​​e adaptados por diferentes missões de voos espaciais para diferentes culturas.” – Anjali Iyer-Pascuzzi, Professora de Botânica e Fitopatologia.

As plantas já estão sendo cultivadas na ISS. De flores a pimentas picantes, a NASA tem testado como diferentes plantas crescem em voos espaciais. Há menos gravidade a bordo de uma nave espacial ou satélite – um fenómeno chamado microgravidade – pelo que a água e o ar se movem de forma diferente, o que pode afectar a forma como os alimentos são cultivados. Um dos maiores desafios que os investigadores enfrentam são os agentes patogénicos: bactérias, fungos e vírus que podem infectar as plantas e matá-las ou diminuir o rendimento dos alimentos da colheita. Alguns destes agentes patogénicos, como o Fusarium oxysporum , já chegaram à ISS .

Fusarium oxysporum é um fungo que entra em contato com uma planta através de suas raízes no solo. A partir daí, causa uma infecção que faz murchar toda a planta, o que significa grandes perdas na colheita. Aqui na Terra, os fungicidas ajudam a combater o Fusarium oxysporum e outros agentes patogénicos semelhantes, mas a aplicação de pesticidas é perigosa para as pessoas a bordo num ambiente fechado como a ISS.

Caldwell está pesquisando como o crescimento e o potencial infeccioso dos fungos seriam afetados pela microgravidade no espaço. “O que perguntamos é: o patógeno pode colonizar tomateiros no espaço como faz na Terra? Se diminuirmos a gravidade, poderemos de alguma forma confundir o patógeno o suficiente para que ele não consiga colonizar a planta? O que acontece se o fungo não conseguir sentir a gravidade? Isso vai destruir a planta inteira ou vai apenas destruir o tecido da raiz e não chegar ao caule?”

Para responder a essas perguntas, Caldwell e a pesquisadora principal e professora de botânica e fitopatologia, Anjali Iyer-Pascuzzi, estão trabalhando com Erin Sparks, professora associada em ciências de plantas e solos na Universidade de Delaware. Eles usaram um clinostato, um dispositivo que gira as plantas em um círculo semelhante ao modo como uma roda gigante gira em um carnaval. Esse movimento confunde os tomates que crescem nele, de modo que eles não conseguem mais distinguir entre cima e baixo. As plantas usam a gravidade para saber em que direção devem crescer suas raízes e brotos, e tirar isso dos tomates afetou seus padrões de crescimento, mesmo sem nenhum patógeno envolvido.

Caldwell passou os últimos anos preparando tomates para voos espaciais. Eles serão cultivados em um Advanced Plant Habitat (APH) a bordo da ISS, que é essencialmente uma mini estufa com um ambiente muito controlado. Caldwell projetou um experimento usando um “transportador científico” que formará a base do APH. Ela teve que especializar todos os aspectos do cultivo dos tomates para que funcionassem no espaço, desde a troca do solo por um substrato rochoso que pudesse ser totalmente esterilizado até a adição de mechas que ajudassem a forçar o fluxo de água para onde é necessário ao redor dos tomates.

O Advanced Plant Habitat (APH) no Centro Espacial Kennedy é muito semelhante àquele onde os tomates serão cultivados a bordo da ISS.

Caldwell e Iyer-Pascuzzi monitorarão os tomates por meio de uma câmera e darão instruções aos astronautas da ISS e do Centro Espacial Kennedy para alterar as condições no APH conforme necessário. Caldwell confiará muito nas lições que aprendeu ao concluir seu curso de graduação em horticultura em Purdue.

Quando os tomates completarem 14 dias, os astronautas limparão algumas de suas folhas com ácido salicílico, ingrediente usado em produtos de limpeza facial. O ácido salicílico atua como um hormônio vegetal que induz a resposta de defesa das plantas como se um patógeno estivesse presente. Isto permite que Caldwell e seus colegas vejam como a reação das plantas aos patógenos muda na microgravidade sem enviar os patógenos para o espaço, o que seria um perigo para outros experimentos. Os astronautas irão então congelar rapidamente as folhas e enviá-las de volta à Terra para que Caldwell e Iyer-Pascuzzi estudem a expressão do gene de defesa das plantas nessas amostras.

Se tudo correr bem, o culminar do trabalho de Caldwell e Iyer-Pascuzzi com a NASA voará no SpaceX CRS 29 a bordo do Falcon 9 e chegará à ISS no início de novembro. Pode levar um ano ou mais até que as amostras de plantas voltem à Terra, mas Caldwell está entusiasmado para ver aonde esta ciência leva.

O trabalho do laboratório Iyer-Pascuzzi no espaço é financiado por uma doação da NASA: O efeito do voo espacial e da microgravidade simulada nas respostas de defesa das plantas. Isto significa que Caldwell e Iyer-Pascuzzi coordenaram-se com cientistas do Centro Espacial Kennedy, astronautas da ISS, engenheiros da NASA e representantes dos subcomités do Senado dos EUA.

“Denise fez um trabalho fantástico liderando este projeto”, disse Iyer-Passcuzzi. “Sua combinação de habilidades em horticultura e microscopia fez com que este projeto funcionasse muito bem.”

Caldwell disse que às vezes se sente um pouco como Matt Damon no filme Perdido em Marte. “A NASA me disse que havíamos apresentado pesquisas realmente incríveis, e Anjali e eu seremos a base dessa base de respostas de defesa em plantas para exploração espacial. Depois disso, finalmente percebemos o quão instrumental é realmente a ciência que estamos fazendo aqui.”

Para se juntar a Caldwell e Iyer-Passcuzzi e ver os tomates decolarem, certifique-se de reservar um lugar para a visualização virtual do 29º lançamento da missão de reabastecimento comercial da SpaceX da NASA.