Ervilhas a bordo da Estação Espacial Internacional. Crédito de imagem: A tripulação da ISS Expedition 6, NASA. Clique para ampliar
A ansiedade pode ser uma coisa boa. Ele alerta que algo pode estar errado, que o perigo pode estar próximo. Ajuda a iniciar sinais que o preparam para agir. Mas, embora um pouco de ansiedade ocasional possa salvar sua vida, a ansiedade constante causa grandes danos. Os hormônios que puxam seu corpo para um alerta máximo também danificam seu cérebro, seu sistema imunológico e muito mais se eles inundarem seu corpo o tempo todo.
As plantas não ficam ansiosas da mesma maneira que os humanos. Mas eles sofrem de estresse e lidam com isso da mesma maneira. Eles produzem um sinal químico - superóxido (O2-) - que coloca o restante da planta em alerta máximo. Superóxido, no entanto, é tóxico; muito dele acabará prejudicando a planta.
Isso pode ser um problema para as plantas em Marte.
De acordo com a Visão para Exploração Espacial, os humanos visitarão e explorarão Marte nas próximas décadas. Inevitavelmente, eles querem levar plantas com eles. As plantas fornecem comida, oxigênio, companhia e um pedaço de verde longe de casa.
Em Marte, as plantas teriam que tolerar condições que geralmente causam muito estresse - frio intenso, seca, baixa pressão do ar, solos para os quais não evoluíram. Mas a fisiologista de plantas Wendy Boss e a microbiologista Amy Grunden, da Universidade Estadual da Carolina do Norte, acreditam que podem desenvolver plantas que possam viver nessas condições. Seu trabalho é apoiado pelo Instituto de Conceitos Avançados da NASA.
O controle do estresse é fundamental: Estranhamente, já existem criaturas da Terra que prosperam em condições semelhantes a Marte. Eles não são plantas, no entanto. Eles são algumas das formas de vida mais antigas da Terra - micróbios antigos que vivem no fundo do oceano ou nas profundezas do gelo do Ártico. Boss e Grunden esperam produzir plantas amigáveis a Marte, emprestando genes desses micróbios amantes do extremo. E os primeiros genes que eles tomam são aqueles que fortalecerão a capacidade das plantas de lidar com o estresse.
Plantas comuns já possuem uma maneira de desintoxicar o superóxido, mas os pesquisadores acreditam que um micróbio conhecido como Pyrococcus furiosus usa um que pode funcionar melhor. P. furiosus vive em uma abertura superaquecida no fundo do oceano, mas periodicamente é expelida para a água fria do mar. Assim, diferentemente das vias de desintoxicação das plantas, as de P. furiosus funcionam em uma faixa de temperatura surpreendente de mais de 100 graus Celsius. É um balanço que pode corresponder ao que as plantas experimentam em uma estufa em Marte.
Os pesquisadores já introduziram o gene P. furiosus em uma planta pequena e de rápido crescimento, conhecida como arabidopsis. "Temos nossas primeiras mudas", diz Boss. "Vamos cultivá-las e coletar sementes para produzir uma segunda e depois uma terceira geração". Em cerca de um ano e meio a dois anos, eles esperam ter plantas, cada uma com duas cópias dos novos genes. Nesse ponto, eles serão capazes de estudar o desempenho dos genes: se eles produzem enzimas funcionais, se realmente ajudam a planta a sobreviver ou se a machucam de alguma forma.
Eventualmente, eles esperam colher genes de outros micróbios extremófilos - genes que permitirão às plantas resistir à seca, ao frio, à baixa pressão do ar e assim por diante.
O objetivo, é claro, não é desenvolver plantas que possam apenas sobreviver às condições marcianas. Para serem realmente úteis, as plantas precisarão prosperar: produzir colheitas, reciclar resíduos e assim por diante. "O que você quer em uma estufa em Marte", diz Boss, "é algo que crescerá e será robusto em um ambiente marginal."
Em condições estressantes, observa Grunden, as plantas geralmente fecham parcialmente. Eles param de crescer e se reproduzir e, em vez disso, concentram seus esforços em permanecer vivos - e nada mais. Ao inserir genes microbianos nas plantas, Boss e Grunden esperam mudar isso.
“Ao usar genes de outras fontes”, explica Grunden, “você está enganando a planta, porque ela não pode regular esses genes da maneira que regularia por conta própria. Esperamos [causar um curto-circuito] na capacidade da planta de interromper seu próprio metabolismo em resposta ao estresse ".
Se Boss e Grunden forem bem sucedidos, seu trabalho poderá fazer uma enorme diferença para os seres humanos que vivem em ambientes marginais aqui na Terra. Em muitos países do terceiro mundo, diz Boss, “estender a safra uma ou duas semanas, quando a seca chegar, pode lhe dar a colheita final necessária para o inverno. Se pudéssemos aumentar a resistência à seca, ou a tolerância ao frio, e estender a estação de crescimento, isso poderia fazer uma grande diferença na vida de muitas pessoas. ”
O projeto deles é de longo prazo, enfatizam os cientistas. "Ainda falta um ano e meio para que tenhamos [o primeiro gene] em uma planta que possamos testar", ressalta Grunden. Vai demorar ainda mais até que haja um tomateiro frio e seco em Marte - ou mesmo em Dakota do Norte. Mas Grunden e Boss continuam convencidos de que terão sucesso.
"Há um tesouro de extremófilos por aí", diz Grunden. "Então, se alguém não funcionar, você pode simplesmente prosseguir para o próximo organismo que produz uma variante ligeiramente diferente do que você deseja".
"Amy está certa", concorda Boss. “É um tesouro. E é tão emocionante. "
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA
