p Os astronautas da Estação Espacial Internacional estão passando mais tempo longe da Terra, mas eles ainda precisam de sua porção diária de vegetais. Na busca por uma maneira viável de a tripulação cultivar seus próprios vegetais enquanto orbita - e possivelmente um dia na lua ou em Marte - os pesquisadores estão enviando sementes de brócolis cobertas com uma dose saudável de probióticos para o espaço. p Seis sementes de brócolis estavam a bordo da espaçonave Orbital ATK Cygnus que foi lançada esta semana na Ilha Wallops, Virgínia, como parte de uma missão de reabastecimento de carga da estação espacial. Três das sementes estão viajando para o espaço como estão, enquanto os outros três foram revestidos com duas espécies diferentes de bactérias, desenvolvido na Universidade de Washington, que podem viver dentro de plantas de cultivo e melhorar seu crescimento. Esses micróbios "benéficos", também chamados de endófitos, também pode ajudar as plantas a crescerem melhor em ambientes de extrema baixa gravidade, e onde podem faltar nutrientes ou água.

p O objetivo do experimento, conduzido por alunos da Valley Christian High School em San Jose, Califórnia, é aprender a cultivar vegetais em áreas desafiadoras, condições de microgravidade da estação espacial - e, eventualmente, na lua e em Marte - à medida que a exploração espacial humana se expande. Desenvolvido por uma equipe de 11 alunos, os experimentos de solo iniciais foram bem-sucedidos, como o brócolis cresceu mais rápido e significativamente maior do que o estudo de controle.

p "Seria ideal se pudéssemos cultivar para os astronautas na estação espacial ou para os que estão na Lua ou em Marte, sem a necessidade de enviar mistura de envasamento ou fertilizante, "disse Sharon Doty, um professor da UW na Escola de Ciências Ambientais e Florestais e um microbiologista de plantas que isolou e caracterizou os micróbios usados ​​neste experimento. "Gostaríamos de conseguir que as plantas cresçam no que está disponível com um insumo mínimo."

p Os alunos estão participando do programa "Quest for Space" do Quest Institute for Quality Education e são orientados por David Bubenheim, do Biospheric Science Branch do NASA-Ames Research Center, e John Freeman, da Intrinsyx Technologies. O experimento foi preparado em um laboratório de voo localizado no NASA-Ames Research Center, na Califórnia.

p Freeman testou muitas plantas a bordo da Estação Espacial Internacional, e também usou esses mesmos micróbios para aumentar o crescimento de plantas agrícolas, como tomates, alface, soja, trigo, milho e brócolis. Freeman descobriu que as plantas prosperam, mesmo quando recebem menos água e nutrientes essenciais como nitrogênio e fósforo.

p Seu trabalho também confirma um estudo de 2016 no qual Doty e co-autores descobriram que as plantas podem tolerar melhor a seca e outros estressores ambientais com a ajuda de micróbios naturais que fornecem nutrientes para suas plantas parceiras.

p Essas plantas endófitas e brócolis específicas foram escolhidas para o experimento de voo espacial porque tiveram um bom desempenho juntas em testes de estufa sob condições de crescimento semelhantes a Marte, onde nitrogênio e fósforo são limitados, Freeman disse.

p Embora uma série de experimentos de cultivo de vegetais diferentes tenham sido realizados a bordo da Estação Espacial Internacional, este é o primeiro que estuda micróbios naturais para possivelmente ajudar as plantas a crescerem sob limitações de nutrientes e em microgravidade, ele disse.

p "No espaço, as plantas estão muito estressadas e não crescem ou se reproduzem bem, "Freeman explicou." Queremos que as plantas cresçam melhor. Estamos experimentando o brócolis porque ele é considerado uma fonte de alimento anticancerígeno e um bom candidato dietético para exploradores do espaço profundo. "

p Os micróbios são primeiro encapsulados dentro de um revestimento que cobre as sementes de brócolis, que protege as sementes da desidratação e permite o armazenamento seguro a seco antes que as sementes sejam hidratadas e cultivadas em órbita. Quando as sementes de brócolis revestidas com endófito chegam à estação espacial, eles serão hidratados em uma pequena câmara de crescimento de plantas que fornece luz constante para promover a fotossíntese. As câmeras vão tirar fotos das mudas em intervalos regulares, que ajudará os pesquisadores do ensino médio e seus mentores a rastrear o crescimento geral das mudas.

p Depois que as plantas retornam do espaço, os alunos irão medir seu crescimento e conteúdo de clorofila e comparar os brócolis inoculados com aqueles que foram cultivados sem micróbios.

p Separadamente, Doty e sua equipe receberão amostras de plantas para investigar o quão bem as duas espécies de micróbios colonizaram os brócolis no espaço, e se eles foram tão eficazes quanto quando cultivados na Terra.

p "Queremos saber se os micróbios ainda encontram seu caminho dentro da planta, mesmo na microgravidade, e se algum dos sinais de planta necessários for terrestre, "Doty disse." Precisamos testar se eles ainda estão funcionando da maneira que esperaríamos ao crescer em um ambiente diferente como a microgravidade. "

p Doty e sua equipe UW isolaram os micróbios usados ​​neste experimento mais de uma década atrás de plantas de salgueiro selvagens crescendo em terras com deficiência de nutrientes entre as rochas e areia ao longo do rio Snoqualmie. As plantas já haviam selecionado os melhores micróbios para ajudá-los a crescer em condições adversas, então os pesquisadores exploraram essas principais cepas microbianas e as usaram para ajudar a cultivar plantas, gramíneas e árvores crescem em ambientes difíceis.

p Esses micróbios podem beneficiar plantas de todos os tipos, ajudando-os a converter o nitrogênio do ar em nutrientes essenciais para a planta e a reduzir a necessidade de fertilizantes sintéticos, no caso de plantas cultivadas como brócolis.

p Em projetos separados, Doty e seu laboratório, junto com Bubenheim e Freeman, estão começando a testar se plantas com micróbios naturais de salgueiro e choupo podem crescer em condições que existem na lua e em Marte. Eles usam simulador de regolito - material rochoso moído sem matéria orgânica - que imita as condições extraterrestres em ambos os locais para ver se os micróbios podem ajudar as plantas a crescer em condições adversas. O trabalho também faz parte do Programa de Astrobiologia da UW, que foi o primeiro programa universitário desse tipo quando foi lançado, há 20 anos.

p "Este é o primeiro passo no que espero se tornar um programa de pesquisa de longo prazo para desenvolver habitações em Marte e na Lua de uma forma muito eficiente usando simbiose natural em vez de tentar trazer fertilizantes químicos para esses ambientes, "Doty disse.