Este alimento nutritivo, nativo de las tierras de Cundinamarca, Boyacá, Cauca y Nariño, posee una excepcional capacidad de supervivencia. Incluso en condiciones extremas, como la radiación ultravioleta a 180 nanómetros (nm) de longitud de onda, similar a la del planeta rojo, no solo sobrevive, sino que además germina más rápido.

De Marte, el cuarto planeta del sistema solar, sabemos que tiene una superficie rojiza –por el alto nivel de óxido de hierro– cubierta de polvo, rocas y cráteres de impacto, y que a su alrededor giran dos pequeñas lunas: Fobos y Deimos. Sin embargo aún quedan muchas preguntas por resolver: ¿habrá albergado vida?, ¿cuál es su estructura interna?, y una que se ha convertido en objeto de estudio de gran interés: ¿se podría colonizar?

Precisamente esta última cuestión ha llevado a que la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (Nasa) y otros organismos dedicados a estudiar el espacio formulen proyectos con el objetivo de colonizar a Marte. En este momento se sabe que la NASA planea enviar los primeros astronautas a finales de la década de 2030 o en la siguiente. Vale la pena anotar que en 1993 el organismo incluyó la quinoa en su lista de cultivos potenciales para ser cultivados en la Estación Espacial Internacional.

Ante este escenario, varios estudios buscan entender cómo se daría la producción de alimentos en un espacio marciano. Un aporte reciente es el de la bióloga Érika Paola Puentes León, estudiante de la Maestría en Ciencias – Astronomía de la Universidad Nacional de Colombia (Unal).

Aunque la combinación de su formación en biología y su posgrado en Astronomía puede ser sorprendente, a Érika estos estudios la equiparon para abordar preguntas que van desde la existencia de vida en otros planetas hasta la adaptación de organismos a ambientes extremos, como la quinoa, considerada como un superalimento con alto contenido de proteínas, vitaminas y minerales.

“El estudio partió de la necesidad de encontrar soluciones que permitan habitar Marte antes de llevar a cabo la colonización. Elegimos la quinoa la por ser un alimento nativo, con gran valor nutricional y resistente a diferentes condiciones ambientales”, explica la bióloga Puentes.

En el proyecto se simularon las condiciones de radiación ultravioleta (UV) presentes en el planeta rojo y se confirmó que las semillas de quinua real y amarilla de maranganí no solo germinaron, sino que además lo hicieron más rápido que en condiciones normales.

Simulación marciana

Con los profesores Santiago Vargas, del Observatorio Astronómico Nacional de la UNAL, y Zaida Ojeda, de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (Uptc), la magíster realizó análisis detallados de datos astronómicos para entender la irradiación solar en diferentes latitudes y épocas del año en Marte.

“Por la inclinación de su eje de rotación, la excentricidad y particularidades de su órbita, la duración de las estaciones en Marte es diferente a las de la Tierra. Además, como su atmósfera es bastante débil y no tiene una capa de ozono que lo proteja, allí entran radiaciones de todos los tipos (A, B y C) que afectan a todos los organismos. Incluso se ha dicho que las temperaturas son muy variables, su polo norte suele recibir menos radiación solar que el sur”, específica.

Después de analizar diferentes condiciones, los investigadores construyeron cámaras de simulación de la radiación UV, que albergaba en su interior longitudes de onda desde los 180 a los 395 nm; allí se colocaron semillas de quinoa real y amarilla de maranganí para analizar su germinación, la cual se determinó por la aparición de la radícula, tomando como control el tiempo 0.

Así mismo, expusieron a estas radiaciones plantas de un mes de crecimiento en condiciones normales y adicionaron una luz blanca de 410 nm que funcionaba como control, y así evaluaron el estrés de estas plantas, demostrando que la cantidad de clorofilas totales (pigmento que aporta al desarrollo de la fotosíntesis) aumentó exponencialmente a bajas longitudes de onda frente a las que estaban en control y que aquellas expuestas a 250 nm, y son capaces de recuperarse si se ponen en condiciones normales.

Meticulosamente le siguieron el rastro al proceso de germinación, tomando como señal de emergencia una radícula de 2 mm. Durante 81 horas irradiaron las semillas continuamente, y a los 180 nm de longitud de onda estas brotaron mucho más rápido que aquellas que no recibieron radiación UV.

Como una segunda parte del proyecto, los investigadores pusieron dentro de las cajas experimentales plantas de un mes de crecimiento en condiciones normales y las irradiaron de manera constante durante 72 horas; así, observaron que el contenido de clorofilas aumentó en corto tiempo, en una longitud de onda de entre 180 y 250 nm.

Aunque las concentraciones de clorofilas más altas se presentaron a los 180 nm, el pico subió y disminuyó de manera inmediata, lo que sugeriría que los metabolitos secundarios actúan perentoriamente para proteger las hojas.

“Las semillas expuestas a la radiación ultravioleta germinaron más rápido que las del grupo de control. Además observamos un aumento en los niveles de clorofila en las plantas expuestas a estas condiciones, lo que indica una respuesta de supervivencia a la radiación”, agregó la bióloga Puentes.

Este experimento es un avance significativo, ya que demuestra que la quinua, un alimento nutritivo y resistente, se podría cultivar en Marte. Sin embargo se necesitan más investigaciones para determinar si la planta sobreviviría a otras condiciones del planeta, como baja temperatura, baja presión y poco oxígeno.

El estudio se suma al creciente interés mundial en la exploración espacial y aporta su experiencia única en la investigación de cultivos adaptativos a condiciones extremas.