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¿Podría la radiación espacial mutar semillas en beneficio de la humanidad?

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Los humanos han estado utilizando para siempre todo tipo de técnicas para asegurar mejor los alimentos que necesitamos para mantener nuestras vidas. La práctica de la agricultura está íntimamente ligada al desarrollo de la sociedad, mientras que las técnicas como la cría selectiva y la cría de animales han visto que nuestras plantas y ganado ofrecen una generosidad más grande y más nutritiva a medida que los milenios han pasado. Más recientemente, las herramientas más directas de la ingeniería genética han aumentado a la fama, lo que nos permite jugar con nuestros cultivos para hacer que hagan más de lo que queremos.

Recientemente, sin embargo, los científicos han estado buscando una nueva técnica audaz. Los investigadores han explorado el uso de la radiación desde el espacio para crear potencialmente mayores cultivos para alimentarnos más que nunca.

“Cropa cósmico”

Más recientemente, un esfuerzo en la “mutagénesis espacial” ha sido encabezado por la Agencia Internacional de Energía Atómica, un organismo que ha sido bastante más notable para otras obras últimamente. En asociación con la Organización de Agricultura y Alimentos de la ONU (FAO), ha estado examinando los efectos que el entorno espacial podría tener en las semillas. Idealmente, estos efectos serían positivos, produciendo cultivos más resistentes con mayores rendimientos en beneficio de la humanidad.

Las semillas de sorgo que pasaron cinco meses en la ISS como parte del proyecto de investigación de la FAO/OIEA conjunta. Crédito: Katy Laffan/OIEA, CC por 2.0

El concepto es bastante easy: pon un montón de semillas en la Estación Espacial Internacional (ISS), y vea qué sucede. Específicamente, los investigadores colocaron la mitad de las semillas fuera de la ISS, donde estarían expuestos a dosis extremas y máximos de radiación cósmica. La otra mitad se dejó dentro de la estación como management, donde experimentarían microgravedad, pero de lo contrario estarían a salvo de la temperatura y los extremos de radiación. La esperanza period que la radiación pueda causar algunas mutaciones aleatorias pero beneficiosas en la genética de la semilla que proporcionan mejores cultivos para su uso en la Tierra.

El criador y genetista de la planta Anupama Hingane examina una planta de sorgo cultivada en el Laboratorio de Crianza y Genética de Plantas FAO/OIEA. Crédito: Katy Laffan / OIEA, CC por 2.0

El OIEA y la ONU: Sorghum, un grano de cereal lleno de nutrientes, y Arabidopsis, y Arabidopsis, un grano de cereal relleno de nutrientes, y una crujiente de cereal llena de nutrientes. Después de su vuelo en la ISS, fueron devueltos a la Tierra para ser germinados, cultivados y examinados en busca de rasgos deseables. Por supuesto, la secuenciación de ADN también estaba sobre la mesa, para comparar mutaciones generadas en el espacio con semillas mantenidas dentro de la ISS y las irradiadas en condiciones de laboratorio.

¿Lo único que falta en el experimento del OIEA? Un trabajo de investigación. Las semillas regresaron del espacio en abril de 2023, y fueron enviados al Laboratorio de Crianza y Genética de Plantas en Seibersdorf, Austria poco después. Hemos visto imágenes de las plantas que brotan de las semillas en el espacio, pero los investigadores aún no han publicado resultados completos o hallazgos del proyecto.

Beneficios probados

Puede sonar como una concept extraña, particularmente dado que los resultados del proyecto del OIEA aún no se han entregado. Sin embargo, la mutagénesis espacial ha sido probada en mayor medida de lo que podría pensar. Los científicos chinos han estado experimentando con la técnica de la mutagénesis espacial por más de 30 años, Encontrar que a menudo ofrece mutaciones más beneficiosas en comparación con el uso de rayos gamma en laboratorios terrestres.

Los esfuerzos chinos han visto a muchos miles de semillas irradiadas a través de satélites y estaciones espaciales, incluido un viaje alrededor de la luna en la misión Chang’e-5. Después de haber estado expuesto a la radiación espacial durante los días hasta los meses, las semillas han regresado a la Tierra y han sido plantadas y examinadas para obtener mutaciones beneficiosas. Si bien no todas las semillas vuelven mejor que antes, algunas muestran mutaciones raras que ofrecen beneficios innovadores en el rendimiento, resistencia a la sequía, tamaño de la fruta o resistencia a la temperatura. Estos cultivos se pueden criar más para refinar las ganancias. Los esfuerzos chinos han experimentado con todo, desde algodón hasta tomates, sandías y maíz, más allá de los demás. Una historia de éxito specific fue Yujiao 1 – Una variedad de pimiento dulce liberada en 1990 con mejor fruta y resistencia a la enfermedad, junto con un rendimiento 16.4% más alto que algunas variedades comparables.

Una comparación de los pimientos mutados Yujiao 1 (Y1), Yujiao 2 (Y2) y Yujiao 3 (Y3) con tipos salvajes Longjiao comparables (marcado W1, W2). Crédito: trabajo de investigación

Los resultados de la mutagénesis espacial se rastrean con mucho cuidado, tanto por investigadores involucrados como por autoridades más amplias. En specific, el OIEA mantiene un Base de datos de variedades mutantes para las plantas que han sido modificadas por radiación basada en el espacio o una variedad de otros métodos físicos o químicos. Esto es importante, y no solo para cosechar los beneficios de los organismos mutagénicos. También es importante ayudar a los investigadores a comprender los mecanismos involucrados y ayudar a asegurarse de que se mitigen el riesgo de que cualquier rasgo negativo que se rompa en poblaciones de plantas silvestres más amplias.

En última instancia, la mutagénesis espacial es solo otra herramienta en la caja de herramientas para los científicos que buscan mejorar los cultivos. Está lejos de ser barato enviar semillas al espacio, y mucho menos hacer la investigación para eliminar a aquellos con mutaciones beneficiosas del resto. Aún así, los beneficios que se ofrecen pueden ser enormes cuando se escalan al tamaño de la agricultura moderna, por lo que el trabajo continuará independientemente. Es solo otra forma de conseguir más, Algo de lo que los humanos nunca pueden tener suficiente.

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