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Las plantas de trébol cultivadas en suelos similares a los de Marte experimentan un crecimiento significativamente mayor cuando se inoculan con bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno que cuando se dejan sin inocular. Franklin Harris, de la Universidad Estatal de Colorado (Estados Unidos), y sus colegas presentan estos resultados en la revista de acceso abierto PLOS ONE el 29 de septiembre de 2021.
Mientras la población de la Tierra crece, los investigadores estudian la posibilidad de cultivar los suelos marcianos, o "regolito". Sin embargo, el regolito carece de algunos nutrientes esenciales para las plantas, incluidas ciertas moléculas que contienen nitrógeno y que estas necesitan para vivir. Por lo tanto, la agricultura en Marte requerirá estrategias para aumentar la cantidad de estos compuestos de nitrógeno en el regolito.
Harris y sus colegas plantean la hipótesis de que las bacterias podrían desempeñar un papel rentable para hacer más fértiles los suelos marcianos. En la Tierra, las bacterias de los suelos ayudan a convertir o "fijar" el nitrógeno atmosférico en las moléculas que necesitan las plantas. Algunos de estos microbios tienen relaciones simbióticas con las plantas, en las que fijan el nitrógeno dentro de los nódulos que se encuentran en las raíces de las plantas.
Para explorar el posible papel de las bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno en la astroagricultura, los investigadores cultivaron trébol en un regolito artificial muy parecido al de Marte. Inocularon algunas de las plantas con el microbio Sinorhizobium meliloti, que suele encontrarse en los nódulos de las raíces del trébol en la Tierra. Investigaciones anteriores habían demostrado que el trébol puede crecer en el regolito, pero no habían explorado la inoculación con fijadores de nitrógeno.
Los investigadores descubrieron que el trébol inoculado experimentó un 75% más de crecimiento de raíces y brotes en comparación con el trébol no inoculado. Sin embargo, el regolito que rodeaba a las plantas inoculadas no mostraba signos de elevación del NH4 -una molécula que contiene nitrógeno esencial para las plantas- en comparación con el regolito que rodeaba a las plantas no inoculadas.
Estos resultados sugieren que los microbios simbióticos impulsaron el crecimiento del trébol, pero no dieron lugar a una producción excesiva de compuestos de nitrógeno que otras plantas que crecen cerca podrían hipotéticamente utilizar. Los investigadores también cultivaron algunos tréboles en tierra para macetas y observaron ciertas diferencias en la relación simbiótica al comparar las plantas cultivadas en regolito con las de tierra.
Estos resultados sugieren la posibilidad de que la simbiosis entre las plantas y las bacterias fijadoras de nitrógeno pueda ayudar a la agricultura en Marte. Las investigaciones futuras podrían seguir explorando estas relaciones con otros cultivos y abordar los problemas de toxicidad de las plantas en el regolito.
Los autores añaden: "Este estudio muestra que la bacteria formadora de nódulos Sinorhizobium meliloti ha demostrado que nodula en el regolito marciano, aumentando significativamente el crecimiento del trébol (Melilotus officinalis) en un ensayo de invernadero. Este trabajo aumenta nuestra comprensión de cómo las interacciones entre plantas y microbios ayudarán a los esfuerzos para terraformar el regolito en Marte."
Fuentes, créditos y referencias:
Harris F, Dobbs J, Atkins D, Ippolito JA, Stewart JE (2021) Soil fertility interactions with Sinorhizobium-legume symbiosis in a simulated Martian regolith; effects on nitrogen content and plant health. PLoS ONE 16(9): e0257053. doi.org/10.1371/journal.pone.0257053
Imagen: Diferencias de crecimiento observadas entre el trébol (Melilotus officinalis) inoculado con la bacteria formadora de nódulos Sinorhizobium meliloti (izquierda) y una planta de trébol no inoculada cuando se cultiva en regolito marciano. Crédito: Harris et al., 2021, PLOS ONE, CC-BY 4.0 (creativecommons.org/licenses/by/4.0/)