Futuras misiones a la Luna y a Marte que involucrarían estadías de largo plazo en el espacio, dependerán del desarrollo de sistemas de soporte vital para la producción de alimentos y regeneración de recursos. Se seleccionó la “quínoa” Chenopodium quinoa Willd Chenopodiaceae , por ser una especie de origen andino, con una alta asimilación fotosintética, a pesar de ser una especie C3.

Su elevada plasticidad genética le permitió adaptarse naturalmente a diferentes condiciones de altitud de 0 hasta los 4000 m/sobre nivel del mar y latitudes desde el sur de Ecuador hasta Chile. Esta extraordinaria plasticidad le permitió desarrollar mecanismos de tolerancia/resistencia a bajas presiones, bajas temperaturas, diferentes intensidades de radiación ultravioleta y salinidad. Si bien existen numerosas investigaciones sobre quínoa referidas a su cultivo, su química, valor nutricional y evaluación de nuevas variedades; hasta el momento no se realizó evaluación del impacto que pueden causar las condiciones extremas de radiación y presión atmosférica extraterrestre a nivel de estructuras celulares al grano de quínoa y su correlación con tasas de germinación de los mismos.

Considerando la adaptabilidad de quínoa ante diversos factores abióticos que actúan como estresantes para otras especies cultivadas clásicas, se especula que la quínoa podría presentar mecanismos de resistencia/tolerancia que serían de alto interés para la ciencia en sí y para misiones fuera del planeta Tierra en un futuro cercano.

El grano de quínoa presenta un alto valor nutritivo vinculado con su riqueza de minerales, de lípidos, carbohidratos y proteínas con una composición única de aminoácidos esenciales como la licina, cisteína, metionina.

Las cualidades mencionadas llevaron a esta especie a considerarla como un cultivo candidato para los denominados CELSS (Controlled -or closed- ecological life-support systems) o sistemas de soporte vital ecológicos controlados o cerrados, en español. El grano de quínoa es una fruto denominado aquenio donde la pared del fruto esta adherido al tegumento de la semilla. Sobre su superficie hay cuerpos con saponina considerados como anti-nutricionales que en la actualidad se valorizaron como agentes anti-colosteromiantes.

Selección y material de estudio. Actualmente el grupo de trabajo cuenta con 40 variedades o eco-tipos las que se encuentran en evaluación desde hace 10 años en el campo experimental de Encalilla de Amaicha del Valle (Tucumán-Argentina). El clima de la zona es de tipo desértico con un régimen anual de precipitación promedio de 200 mm con más de 70% de ese valor durante el periodo setiembre, a marzo. Las temperaturas máximas y mínimas promedias diarias son de 30,4 y 11,2° C mientras que la humedad relativa registrada es de 44,2% y 54,2%. La duración del día es de 9,8 horas a comienzos de la primavera y de 11,3 horas durante el verano.

Al fin de indagar sobre la resistencia/tolerancia ante condiciones de alto estrés, se seleccionaron dos variedades nativas de quínoa originarias de regiones de altura del noroeste argentino; una con un poder germinativo del 90% y de ciclo corto de 110 a 120 días, la otra variedad, con un poder germinativo algo menor y de ciclo largo. Estas características de precocidad, sobre todo en la primera variedad con su alta tasa de asimilación fotosintética y su alto rendimiento la convierten en un excelente candidato para evaluaciones en CELSS.

La primera etapa consistió en armar lotes de aquenios de ambas variedades y someterlos a 4, 8 y 16 horas de exposición al vacío y láser que simula plasma solar y luego a un tratamiento para sumarle bajas temperaturas. La cámara de vacío que se utilizo fue la cámara Amstrong de las que hay sólo tres en la Tierra de dimensiones útiles para este experimento: en Estados Unidos, España y Canadá. Esta cámara de vacío permitió la recreación de ambientes extremos de máximo 106°Torr de presión y menos 300o C, en una atmosfera controlada que se utilizó para exponer los aquenios.

Las condiciones de alta radiación UV fueron recreadas mediante el bombardeo 532nm láser durante la experimentación en la cámara de vacío. Estas condiciones generan ambientes análogos a la superficie de la Luna, de Marte y el espacio exterior. A posteriori, se analizaron los aquenios enteros y en cortes con Microscopio Electrónico de Barrido acoplado a un detector EDS que permitió el estudio de superficie y del material en trans-corte. Los datos espectrales analíticos de los tejidos permitieron definir la distribución de Ca (calcio), Al (aluminio), K (potasio), Na (sodio), C (carbono), O (oxígeno) y N (nitrógeno). A posteriori se puso a germinar en tierra ambas variedades con la sorpresa que en todos los casos germinaron en distintos porcentajes y el más alto registro de germinación fue el material que fue sometido a mayor stress y la variedad que en su origen está sometida a mayor UV y altura en su hábitat natural. Con estos resultados queda claro que quínoa es una planta PROMISORIA para ensayar como soporte vital en viajes al espacio.