Imaginemos el futuro. En unos años, los seres humanos estableceremos colonias en otros cuerpos celestes fuera de la Tierra. Algo que parecería ciencia ficción hace algunos años está por concretarse muy pronto. Prueba de esto es que la NASA está trabajando en el despliegue del Deep Space Gateway, una base lunar que orbitará la Luna a partir de 2024 y una misión tripulada a Marte está pronosticada para la década de los años 30.  

Para lograr estas hazañas, es necesario contar con la capacidad de producir oxígeno, agua y alimentos, así como un sistema eficiente de eliminación de desechos, que funcionen de manera autónoma en el ambiente espacial. Y, aunque ya hay muchos avances al respecto, falta todavía mucho por hacer, por lo que necesitamos acelerar el paso. Por ejemplo, la Estación Espacial Internacional recicla la mayor parte del agua que utiliza a partir del sudor y de la orina de los astronautas, y puede producir parte de su oxígeno a partir de una reacción química para extraerlo del agua. Eso requiere de equipos voluminosos y pesados, y, sobre todo, que desde la Tierra lleguen suministros de oxígeno, agua y alimentos para mantener a los astronautas con vida.

En la Tierra, obtenemos nuestro oxígeno de las plantas y otros seres vivos a través de la fotosíntesis, por lo que, esto es lo que podríamos hacer también en el espacio. Es por esto que, científicos de todo el mundo están empezando a emplear técnicas biológicas para generar los sistemas de soporte de vida en el espacio y han creado la disciplina de la biotecnología espacial. Esta disciplina está  empezando a dar frutos muy rápidamente y nos da esperanzas para hacer la colonización del espacio una realidad.

Reciclado de agua y oxígeno

Por ejemplo, investigaciones recientes realizadas por la Agencia Espacial Europea, (ESA, por su siglas en inglés) han logrado cultivar algas en la Estación Espacial Internacional para descomponer oxígeno a partir de bióxido de carbono y han demostrado que es posible reciclar cerca del 100% del bióxido de carbono disponible. Los científicos de la ESA también han estado investigando la manera de aumentar la velocidad de crecimiento de las algas en el espacio en comparación con la Tierra y así aumentar la eficiencia de la producción de oxígeno.

El agua también es esencial. En la Estación Espacial Internacional, hasta el 80% del agua se recicla del sudor y la orina de los astronautas. Aún así, la tripulación depende de los envíos regulares de agua desde la Tierra.  Es por esto que los investigadores de la ESA están desarrollando un método más eficiente para purificar el agua a través del empleo de una proteína bacteriana que puede transportar moléculas de agua a través de una membrana.

Reciclado de residuos

La ESA también está trabajando en el reciclaje de materias fecales y otros desechos.  Para esto también está utilizando bacterias ya que éstas son muy eficientes y pueden adaptarse a diferentes tipos de desechos. Al final de cuentas, lo que se pretende es crear un sistema de soporte de vida que pueda reciclar todos los desechos en un ciclo permanente y cerrado. Esto es algo casi imposible sin la ayuda de la biotecnología.

Cultivo de alimentos

En la actualidad, la NASA ya ha cultivado hortalizas en el espacio y ha estudiado cómo se comportan en las condiciones espaciales. Se ha encontrado que el ambiente espacial activa los genes de las plantas que responden al calor y las inundaciones en la Tierra. La identificación de estos genes ha permitido a los investigadores diseñar genéticamente las plantas para que crezcan mejor en el espacio.

Sin embargo, el objetivo es cultivar plantas no solo a bordo de naves espaciales, sino en los suelos de otros cuerpos celestes. Así como lo vimos en la película “El Marciano”, los humanos que colonicen Marte tendrán que cultivar sus propios alimentos. Esto es un gran desafío, ya que las condiciones en Marte son muy distintas a las de la Tierra. Es por esto que la NASA está desarrollando técnicas de ingeniería genética para crear cepas de plantas comestibles resistentes a la salinidad y la sequía. En un principio se está experimentado con Arabidopsis thaliana, planta relacionada con la mostaza con el objetivo final de extenderlo a plantas como la lechuga.

Por su parte la ESA ha tenido éxito en el crecimiento de algas para producir ingredientes como la espirulina. La agencia también realizó experimentos con las plantas más pequeñas de Arabidopsis y ahora se está preparando para comenzar a cultivar plantas comestibles, como papas y tomates.

En México también estamos avanzando

En México se está desarrollando el Plan Ares, un proyecto del Centro de Investigación Atmosférica y Ecológica, A.C. (CIAE) con sede en Veracruz. El proyecto pretende desarrollar unidades de terra-formación para germinar plantas en la superficie marciana así como liberar oxígeno para empezar a oxigenar el planeta rojo.

Biotecnología, la clave

Tal vez a muchos les parezca frívolo gastar recursos en investigaciones destinadas a la colonización del espacio, cuando tenemos muchos problemas aquí en el Tierra. Sin embargo, estas investigaciones nos beneficiarán de manera directa e inmediata ya que nos permitirán comprender mejor los procesos de la vida y aplicarlos a resolver nuestros problemas de reciclado de agua y otros recursos.

Además, el desarrollo de la biotecnología espacial es crucial para garantizar que nuestra especie perdure, ya que, si en un momento dado las condiciones de vida en la Tierra dejan de ser favorables para nosotros, una opción para continuar nuestra existencia es emigrar a la Luna, a otros planetas o incluso establecer colonias en el espacio.

Es por esto que estas investigaciones son importantes y trascienden nuestras necesidades inmediatas. La biotecnología espacial es la clave para la supervivencia de la humanidad.

Publicación previa en el Boletín electrónico: Comunidad DCSBA” #19, meses mayo y junio 2019, generado por la División de Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales de la Universidad Abierta y a Distancia de México.