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Ricordate la scena in cui Mark Watney, personaggio protagonista del film “Sopravvissuto: The Martian”, scopre che la piccola serra in cui era riuscito a coltivare patate sul suolo del pianeta rosso è stata distrutta a causa di un incidente? Lo scenario evocato è senza dubbio fantascientifico, ma fenomeni e problemi non molto diversi vengono studiati oggi grazie a una particolare branca delle scienze della vita: l’astrobotanica. Grazie a contributi interdisciplinari provenienti dalla fisica, dall’ingegneria, dalla biologia e dalle biotecnologie, l’astrobotanica studia il modo in cui le piante crescono nell’ambiente apparentemente inospitale delle stazioni spaziali o in contesti che simulino le condizioni spaziali. I risultati degli esperimenti che sono stati condotti e sono in corso potrebbero portare in futuro ad un punto di svolta nell’approvvigionamento alimentare per gli astronauti, ma anche a informazioni e modelli utili per migliorare l’agricoltura terrestre.

 

“Houston, abbiamo un problema”: difficoltà e stress ambientali per le coltivazioni spaziali

 

Riuscire a coltivare molte specie vegetali permetterebbe non solo di avere ciclicamente a disposizione alimenti freschi durante viaggi spaziali molto lunghi, ma non solo. Questo sarebbe uno dei molti vantaggi derivanti dal miglioramento tecnologico di quelli che vengono definiti “sistemi biorigenerativi”, in cui le risorse necessarie alla vita di tutti gli organismi presenti, come ossigeno e acqua, possono essere prodotte all’interno del sistema stesso.

Le difficoltà nell’implementazione delle piante in questi sistemi non mancano: la microgravità, che secondo l’enciclopedia Treccani è la “condizione particolare nella quale un corpo è soggetto a un campo gravitazionale di basso valore”, rende complessa l’irrigazione con l’acqua, distorce l’orientamento che le radici avrebbero normalmente sulla Terra e modifica, spesso danneggiandoli, anche altri tessuti della pianta; inoltre, un’altra criticità sono le radiazioni ionizzanti, a cui le piante sono maggiormente esposte su una stazione spaziale e possono causare mutazioni dannose. Gli esperimenti nel campo dell’astrobotanica hanno come obiettivi sia il tentativo di arginare gli effetti indesiderati che possono derivare da esse, sia il loro sfruttamento per selezionare piante con caratteristiche diverse da quelle che avrebbero potuto sviluppare sulla Terra.

 

Quali esperimenti si stanno conducendo in astrobotanica?

Uno degli ultimi studi tuttora in fase di revisione è stato denominato “TICTOC”: iniziato il 3 giugno 2021 e promosso dalla ISS grazie alla ISS Cotton Sustainability Challenge, ha visto come protagonisti alcune piantine di cotone, un gene (AVP1) e la microgravità. Alcuni semi di cotone, geneticamente modificati e non, sono stati lanciati nello spazio e fatti crescere in piccole camere controllate e dotate di uno speciale substrato per la crescita dei semi a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. L’obiettivo degli scienziati è quello di scoprire come le radici delle piantine di cotone geneticamente modificate rispondano in modo differente alla microgravità, e se addirittura questa possa far sì che gli effetti positivi del gene AVP1 sulla resistenza delle piantine (già sperimentati sulla Terra) siano ancora più vantaggiosi. Come emerge dalle stesse parole di Simon Gilroy, botanico a capo del gruppo di scienziati che si è dedicato al progetto, i risultati dello studio potrebbero essere utili per comprendere come migliorare le specie e le tecniche utilizzate per la produzione del cotone sul nostro pianeta.

L’astrobotanica è un campo in evoluzione, che probabilmente non ha ancora potuto esprimere tutte le sue potenzialità: non solo come fonte di ispirazione per narrazioni fantascientifiche coinvolgenti, ma soprattutto come contributo sia all’esplorazione spaziale sia alla vita sulla Terra.