Un tipo de cianobacteria similar a la espirulina ha demostrado crecer en condiciones similares a la atmósfera y el suelo de Marte
En la película «El marciano» Matt Damon consigue sobrevivir plantando patatas con tierra marciana. Pero es poco probable que este sea el primer cultivo que llevemos al planeta rojo.
La presión de la atmósfera de Marte es muy baja, el dióxido de carbono es el gas más abundante y hay muy poco oxígeno. Las plantas terrestres no podrían sobrevivir, pero los microorganismos pueden funcionar mucho mejor.
La NASA tiene previsto enviar misiones tripuladas a Marte a partir de 2030, si no llegan antes compañías privadas como SpaceX de Elon Musk. Las tripulaciones necesitarían alimentarse con cultivos del propio planeta rojo.
En un estudio publicado en la plataforma Frontiers, los científicos de la Universidad de Bremen, en Alemania, han encontrado una posible solución: la cianobacteria Anabaena. Se trata de una bacteria que han cultivado sólo con agua y una simulación de polvo marciano, y que ha utilizado dióxido de carbono y nitrógeno para crear nutrientes que podrían alimentar a otras bacterias.
¿Qué son las cianobacterias?
Seguramente habrás visto cianobacterias, e incluso puede que las hayas consumido. La espirulina, un suplemento habitual en los herbolarios, es una cianobacteria apreciada por su alto contenido en caroteno (el pigmento de las zanahorias), su elevado contenido de proteínas y sus propiedades antioxidantes.
Las cianobacterias son organismos microscópicos que realizan fotosíntesis y contribuyen positivamente a generar oxígeno y nutrientes y captar carbono y nitrógeno atmosférico. Forman parte de las microalgas y son el alimento del zooplancton.
Cuando el agua de un estanque o del mar se vuelve verde, se debe en general a la presencia de cianobacterias. A este fenómeno se le conoce como «bloom» y se produce cuando el agua se enriquece artificialmente con los nutrientes de los que se alimentan estas bacterias, por ejemplo con vertidos agrícolas.
Las cianobacterias diazotróficas, que toman nitrógeno de la atmósfera para liberar nutrientes como el amonio se han propuesto anteriormente como sustento alimenticio para misiones espaciales.
¿Cómo cultivar cianobacterias en Marte?
La baja presión de la atmósfera marciana imposibilitaría el cultivo al aire libre. Los científicos de Bremen han creado un fotobiorreactor, un recipiente que mantiene un ambiente biológicamente activo utilizando una fuente de luz para cultivar microorganismos.
En el experimento se cultivaron las cianobacterias Anabaena, una especie reconocida por su capacidad para vivir en ambientes extremos.
El fotobiorreactor, al que han bautizado como Atmos (por las siglas de Atmosphere Tester for Mars-bound Organic Systems), cuenta con una atmósfera formada por una mezcla de un 96% de nitrógeno (N2) y un 4% de dióxido de carbono (CO2), a una presión de 100 atmósferas, diez veces menor que en la Tierra.
Comparación de la atmósfera de la Tierra, la de Marte y la atmósfera creada por los científicos de Bremen (MDA-1). Fuente: Frontiers in Microbiology
Cómo producir alimentos marcianos
Atmos está formado por nueve recipientes de vidrio recubiertos con una tapa de acero inoxidable. Esta tapa cuenta con cinco orificios por los que entran y salen los gases.
En cada recipiente, iluminado con tiras LED, podía caber poco más de un litro de un cultivo de cianobacterias. La temperatura y la presión estaban monitorizadas digitalmente y podían ser diferentes en cada recipiente. Además, los recipientes estaban agitándose continuamente.
Apariencia del fotobiorreactor creado por los científicos de Bremen. Se muestra una vista general del dispositivo (A) y el interior de uno de los recipientes (B y C). Fuente: Frontiers in Microbiology
Los investigadores cultivaron las cianobacterias durante diez días. Después, para nutrir a los microorganismos, aplicaron un sustrato que simulaba el regolito (capa de materiales que cubren un planeta) de Marte, rico en nutrientes como el fósforo, el azufre y el calcio. El sustrato se desarrolló en la Universidad de Florida Central, ya que nunca se ha traído regolito de Marte a la Tierra.
Se hizo esta prueba en recipientes con la atmósfera creada por los científicos y recipientes con una atmósfera como la terrestre. A pesar de que las cianobacterias crecieron más rápido en el medio estándar, se desarrollaron bien en ambas condiciones.
Seguidamente, la biomasa seca de Anabaena se molió, se suspendió en agua estéril y después se filtró y se utilizó con éxito como sustrato para el cultivo de la bacteria E. coli, utilizada comúnmente como organismo modelo por su rápido crecimiento y sus pocos requerimientos nutricionales.
La bacteria E. coli se caracteriza por utilizar sacarosa como fuente de carbono. De ella se pueden extraer azúcares, aminoácidos y otros nutrientes para alimentar otras bacterias menos resistentes pero de probada eficacia para la biotecnología. E. coli también podría utilizarse para producir algunos sustratos alimenticios y medicamentos que Anabaena no puede.
Según señalan los investigadores, el próximo paso será lograr un sistema que se pueda implementar en Marte de manera eficiente. Apuntan que hay que probar otros géneros de cianobacterias y otras combinaciones de gases para, tal vez muy pronto, poder cultivar patatas en Marte.
REFERENCIAS
A Low-Pressure, N2/CO2 Atmosphere Is Suitable for Cyanobacterium-Based Life-Support Systems on Mars
Sustainable life support on Mars – the potential roles of cyanobacteria
