Coltivare mais su Marte: il vero problema non è la gravità, ma il suolo

Coltivare piante su Marte è una delle sfide più affascinanti per il futuro dell’esplorazione spaziale. Ma se finora l’attenzione si è concentrata soprattutto su fattori come la bassa gravità o l’assenza di un campo magnetico, una nuova ricerca suggerisce che il vero ostacolo è molto più “terrestre”: la chimica del suolo.

Uno studio condotto dall’Università di Torino e pubblicato su Scientific Reports ha analizzato la crescita del mais in condizioni che simulano l’ambiente marziano. I risultati indicano chiaramente che è la regolite – il suolo che ricopre Marte – a rappresentare la principale barriera allo sviluppo delle piante.

Per arrivare a questa conclusione, ricercatori e ricercatrici del gruppo di Fisiologia Vegetale del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi in collaborazione con il Dipartimento di Scienze della Terra, hanno ricreato in laboratorio una combinazione di fattori tipici del Pianeta Rosso: una gravità pari a circa un terzo di quella terrestre, un campo magnetico quasi assente e un substrato contenente regolite simulata. Il mais è stato coltivato in queste condizioni e monitorato sotto diversi aspetti, dalla crescita alle reazioni biochimiche fino all’espressione dei geni coinvolti nello sviluppo.

Ciò che emerge è un quadro sorprendente. Se considerati singolarmente, la bassa gravità e la debolezza del campo magnetico non impediscono alla pianta di adattarsi: il mais riesce a compensare questi stress modificando alcuni processi fisiologici. Tuttavia, quando entra in gioco la regolite, la situazione cambia radicalmente. Le piante mostrano una crescita ridotta, con radici e foglie meno sviluppate, e una diminuzione significativa di sostanze fondamentali come proteine e pigmenti fotosintetici.

Il motivo risiede nella composizione chimica del suolo marziano. La regolite contiene minerali che possono rilasciare elementi tossici o alterare l’equilibrio dei nutrienti, creando un ambiente ostile per le radici. In queste condizioni, la pianta fatica ad assorbire acqua e sostanze nutritive e attiva meccanismi di stress che, invece di favorire la crescita, la rallentano drasticamente.

“Il suolo simulato – spiega Massimo Maffei, docente di astrobiologia all’Università di Torino – provoca squilibri chimici e stress metabolico che compromettono la crescita, lo sviluppo delle radici e la fisiologia della pianta, superando l’effetto degli altri fattori ambientali studiati”.

Ancora più interessante è ciò che accade quando i diversi fattori si combinano. In presenza di campo magnetico ridotto e regolite, il mais riesce in parte ad attivare risposte di difesa e mantenere un certo equilibrio metabolico. Ma quando la regolite si combina con la bassa gravità, gli effetti diventano molto più severi: il metabolismo della pianta si indebolisce, i sistemi di difesa si riducono e lo sviluppo viene compromesso. In pratica, la pianta entra in una sorta di modalità sopravvivenza.

Questi risultati hanno implicazioni importanti per il futuro delle missioni su Marte. L’idea di utilizzare direttamente il suolo marziano per coltivare cibo appare oggi più complessa del previsto. Sarà probabilmente necessario intervenire sul substrato, ad esempio arricchendolo di nutrienti o modificandone la composizione, oppure sviluppare sistemi agricoli completamente controllati.

Lo studio offre quindi una nuova prospettiva sulla cosiddetta space farming. Non basta replicare le condizioni fisiche della Terra: per far crescere piante su altri pianeti bisogna soprattutto affrontare il problema della qualità del suolo. Comprendere questi meccanismi non è solo fondamentale per l’esplorazione spaziale, ma può anche fornire indicazioni utili per l’agricoltura in ambienti estremi sulla Terra.

“Le nostre ricerche – conclude Maffei – si stanno ora concentrando sulle risposte del mais all’ambiente lunare, dove simuliamo la gravità del nostro satellite, l’assenza di campo geomagnetico e la presenza di simulanti di suolo lunare (regolite). Il focus è sulla trascrittomica e sulla metabolomica, alla ricerca di possibili geni di resistenza“.