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Agosto 5, 2005: El estrés puede ser algo positivo. Le avisa de que algo pudiera estar mal, de que el peligro se encuentra cerca. Da señales que le preparan para actuar. Pero, mientras una pequeña dosis de estrés ocasional puede salvar su vida, la ansiedad constante causa un gran daño. Las hormonas que ponen su cuerpo en alerta máxima dañan también su cerebro, su sistema inmunológico y ocasionan peores males si fluyen por su cuerpo todo el tiempo.

Las plantas no sufren estrés de la misma manera que los seres humanos. Pero también sufren de estrés, y también lo controlan de manera semejante. Las plantas producen una señal química —el superóxido (O₂^-)— que pone al resto de la planta en alerta máxima. El Superóxido, sin embargo, es tóxico; demasiada toxicidad terminará haciendo daño a la planta.

Esto pudiera ser un problema para las plantas en Marte.

De acuerdo con la Visión para la Exploración Espacial (Vision for Space Exploration) de la NASA, los humanos visitarán y explorarán Marte en las próximas décadas. De manera inevitable, llevarán plantas consigo. Las plantas proveen de comida, oxígeno, compañía y de una decoración fresca y verde como en casa.

Derecha: Marte, fotografiado por el Orbitador Vikingo. [Más Información]

En Marte, las plantas tendrían que tolerar condiciones que usualmente les causarían un cierto nivel de estrés —heladas severas, sequías, baja presión de aire, y suelos para los cuales no evolucionaron. La fisióloga de plantas Wendy Boss y la microbióloga Amy Grunden, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, consideran que podrían desarrollar plantas que puedan sobrevivir en estas condiciones. Su trabajo es apoyado por el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA.

El manejo del estrés es la clave: aunque parezca difícil de creer, existen criaturas terrestres que prosperan en condiciones similares a las de Marte. Sin embargo, no son plantas. Son las primeras formas de vida en la Tierra —los primeros microbios que vivieron en lo profundo del océano, o en las profundidades del hielo Ártico. Boss y Grunden esperan poder producir plantas compatibles con el ambiente de Marte tomando prestados los genes de estos microbios amantes de los medios ambientes extremos. Y los primeros genes que están prestando son aquellos que fortalecerán la habilidad de las plantas para enfrentarse con el estrés.

Estas plantas ordinarias poseen ya una manera de desintoxicar el superóxido, pero los investigadores creen que un microbio conocido como el Pyrococcus furiosus utiliza una forma que podría funcionar mejor. P. furiosus vive en corrientes de altas temperaturas en el fondo del océano, pero de manera periódica es arrojado a aguas frías. De esta manera, a diferencia de los procesos de desintoxicación en las plantas, los procesos en P. furiosus funcionan en un rango sorprendente de temperaturas superiores a los 100 Celsius. Esto es un ambiente que puede coincidir con lo que las plantan experimentarían en un invernadero en Marte.

Izquierda: El Pyrococcus furiosus, fotografiado por Henry Aldrich de la Universidad de Florida. [Más Información]

Los investigadores han introducido un gen del P. furiosus dentro de una planta pequeña y de rápido crecimiento conocida como arabidopsis. "Ya tenemos nuestros primeros brotes", dice Boss. "Las haremos crecer y recogeremos las semillas para producir una segunda y tercera generación de plantas". Dentro de un año y medio a dos años, se espera tener plantas cada una con dos copias de los nuevos genes. Hasta ese punto los científicos podrán estudiar el desempeño de los genes: si producen enzimas funcionales, si en realidad hacen que la planta sobreviva o si de alguna manera hacen daño a las plantas.

Con el tiempo, esperan extraer genes de otros microbios extremófilos —genes que harán que las plantas resistan sequías, heladas, bajas presiones de aire, etcétera.

La meta, por supuesto, no es desarrollar plantas que sólo puedan sobrevivir en condiciones marcianas. Para que sean realmente útiles, las plantas tendrán que crecer normalmente: producir cosechas, reciclar desechos, etc. "Lo que se quiere lograr con un invernadero en Marte", dice Boss, "es hacer algo que se reproduzca y sea resistente en ambientes extremos".

En condiciones estresantes, nota Grunden, las plantas funcionan sólo parcialmente. Dejan de crecer y reproducirse, y en lugar de eso concentran sus esfuerzos en mantenerse vivas —y nada más. Mediante la inserción de genes microbianos a las plantas, Boss y Grunden esperan cambiar esa situación.

"Mediante el uso de genes de otras fuentes", explica Grunden, "se está engañando a la planta, puesto que la planta no puede controlar estos genes de la misma forma que los genes propios. Esperamos suspender la habilidad de la planta para descontinuar su metabolismo como respuesta al estrés".

Derecha: Plantas en crecimiento tratadas genéticamente en el laboratorio de Boss y Grunden.

Si Boss y Grunden tienen éxito, su trabajo podría tener un enorme impacto en los seres humanos que viven en condiciones extremas aquí en la Tierra. En muchos países en vías de desarrollo, dice Boss, "extendiendo la cosecha una semana o dos cuando venga la sequía, podría alargar la última cosecha para sobrevivir por todo el invierno. Si pudiésemos incrementar la resistencia a la sequía o aumentar la tolerancia a las heladas, y extender la temporada de crecimiento, todo esto haría una gran diferencia en las vidas de muchas personas".

El proyecto es a largo plazo, subrayan las científicas. "Pasará como un año y medio antes de que tengamos en realidad [el primer gen] en una planta que podamos probar", menciona Grunden. Llevará todavía más tiempo producir una planta de tomate adaptable a las heladas —y sequías— en Marte, —o incluso en Dakota del Norte. Pero Grunden y Boss siguen convencidas de que tendrán éxito.

"Hay un cofre de tesoros de extremófilos allá afuera", dice Grunden. "Así es que, si un organismo no funciona, simplemente se utiliza otro que produzca una ligera variante de lo que se desea".

"Amy tiene razón," concuerda Boss. "Es todo un cofre de tesoros. Realmente emocionante"