Gli scienziati stanno inviando semi di cannabis nello spazio

Lunedì 23 giugno , poco dopo le 21:00 UTC, centinaia di semi, funghi, alghe e campioni di DNA umano, molti dei quali non sono mai stati esposti allo spazio prima, compiranno il loro viaggio inaugurale a bordo di un razzo Falcon 9 della SpaceX.

Con partenza dalla base spaziale Vandenberg in California, la missione spera di essere la prima a inviare tessuti e semi vegetali in un'orbita terrestre bassa polare e ritorno, per consentire agli scienziati di studiare come i sistemi biologici siano influenzati dagli elevati livelli di radiazioni presenti al di sopra dei poli terrestri. Le informazioni raccolte, sperano i ricercatori, potrebbero un giorno aiutare gli astronauti a coltivare colture su altri pianeti.

I campioni viaggeranno in un piccolo incubatore biologico chiamato MayaSat-1, sviluppato dal Genoplant Research Institute , un'azienda aerospaziale slovena specializzata nella ricerca biologica spaziale. A un'altitudine superiore ai 500 chilometri, l'incubatore, alloggiato all'interno di una capsula più grande, attraverserà zone vicine ai poli Nord e Sud, dove le concentrazioni di particelle cariche emesse dal sole sono elevate a causa del campo magnetico terrestre. Quando attraverserà queste regioni, sarà esposto a una radiazione fino a 100 volte superiore rispetto a oggetti che orbitano a quote simili attorno all'equatore, come la Stazione Spaziale Internazionale (ISS). La capsula orbiterà attorno alla Terra tre volte, in una missione della durata di circa tre ore, prima di rientrare nell'atmosfera e atterrare nell'Oceano Pacifico. Se tutto andrà secondo i piani, l'incubatore verrà prelevato da una località a circa nove ore dalla costa delle Hawaii e rispedito in Europa, dove inizierà la vera esplorazione.

Tra i diversi partecipanti alla ricerca con campioni a bordo della missione c'è Božidar Radišič, che seguirà il lancio in diretta streaming dal suo ufficio presso il Research Nature Institute in Slovenia. Il progetto Martian Grow , guidato da Radišič e dal suo team, sta inviando nello spazio circa 150 semi di cannabis a bordo di MayaSat-1 per testarne la resilienza e potenzialmente accelerarne l'evoluzione. Non si tratta di un espediente, però, né di una ricerca di un'euforia ultraterrena.

Avendo dedicato gran parte della sua vita lavorativa allo studio della pianta di cannabis, Radišič ritiene che sia particolarmente adatta all'agricoltura spaziale. Cresce rapidamente, si adatta bene ed è una coltura agricola da migliaia di anni. Secondo Radišič, se un giorno vorremo coltivare la vita su Marte, questo la renderà una candidata ideale. "Prima o poi avremo basi lunari e la cannabis, con la sua versatilità, è la pianta ideale per alimentare questi progetti", ha dichiarato a WIRED. "Può essere una fonte di cibo, proteine, materiali da costruzione, tessuti, canapa, plastica e medicine. Non credo che molte altre piante ci offrano tutte queste cose".

Nota soprattutto per la produzione dei cannabinoidi THC e CBD, la Cannabis Sativa L. contiene centinaia di composti diversi, molti dei quali sono ancora in fase di scoperta e i cui effetti non sono ancora del tutto chiari. Sappiamo però che è una pianta resiliente, che resiste bene a fattori di stress come i raggi UV e le radiazioni (come i raggi gamma), che vengono utilizzati per favorirne la coltivazione sulla Terra. Cresce anche in climi che vanno dagli altopiani del Tibet alle giungle del Sud-est asiatico e ai deserti dell'Afghanistan e può essere coltivata in condizioni controllate.

Gary Yates, ricercatore e responsabile della coltivazione presso Hilltop Leaf, un impianto di produzione di cannabis terapeutica nel Regno Unito, concorda sul fatto che la versatilità della cannabis la renda una "scelta privilegiata" per una coltura spaziale. "La sua resistenza la rende perfetta per ambienti estremi", ha dichiarato a WIRED. "Ha dimostrato grande resilienza e può crescere in luoghi inaspettati. Non richiede troppa acqua, è nota per prosperare in terreni poveri di nutrienti e ha dimostrato un potenziale di fitodepurazione , per rimuovere tossine e metalli pesanti dal terreno".

Precedenti ricerche hanno evidenziato come le condizioni spaziali, come la microgravità e le radiazioni, possano influenzare la genetica delle piante – e per Radišič, questo è il motivo principale per cui ha inviato quei semi di cannabis in orbita. "Il punto è esplorare come, e se, le condizioni cosmiche influenzano la genetica della cannabis, e potremmo scoprirlo solo dopo diverse generazioni", afferma.

Secondo D. Marshall Porterfield, professore di ingegneria agraria e biologica alla Purdue University, che studia la crescita delle piante nello spazio da diversi decenni, l'impatto dell'esposizione alle radiazioni sui materiali biologici durante i voli spaziali è "ben compreso" grazie a studi precedenti. "Causa mutazioni casuali. Alcune di queste mutazioni potrebbero attivare geni, potrebbero inibire geni, potrebbero eliminarli, potrebbero interrompere intere vie di segnalazione", spiega. "Di conseguenza, si ottengono risposte variabili nei materiali biologici che potrebbero portare a nuove mutazioni geneticamente stabilizzate che potrebbero poi essere identificate e derivate".

Radišič non è il primo a interrogarsi sugli effetti dei viaggi spaziali sulla cannabis. Un team di ricerca collaborativo, che include un gruppo con sede presso l' Università del Colorado a Boulder, ha inviato colture di tessuti di cannabis alla Stazione Spaziale Internazionale nel 2019. Tuttavia, non è stato pubblicato nulla sull'impatto dell'esposizione alle radiazioni cosmiche e alla microgravità sulla pianta di cannabis.

Non è l'unico ricercatore che lavora per esporre le piante a livelli di radiazioni più elevati di quelli studiati in precedenza. Porterfield, uno degli scienziati che lavorano alla missione LEAF della NASA – un esperimento di crescita vegetale lunare che raggiungerà la Luna con Artemis III nel 2027 – afferma che sappiamo "quasi nulla" sull'impatto dell'esposizione alle radiazioni oltre l'orbita terrestre bassa. Comprendere come la variabilità delle radiazioni influisca sulle piante sarà un "obiettivo fondamentale" della missione LEAF.

"Siamo rimasti intrappolati in un'orbita bassa per gli ultimi 30 anni e non abbiamo fatto molti progressi nella ricerca di base necessaria per andare nello spazio profondo, dove si trovano le radiazioni cosmiche galattiche", afferma. "Potrebbero esserci delle risposte inaspettate da questa fonte variabile di radiazioni. Le risposte delle piante a questi problemi di radiazioni saranno importanti per i futuri sistemi agricoli sulla Luna".

Una volta che MayaSat-1 sarà tornato, per i prossimi due anni Radišič e il suo team collaboreranno con la Facoltà di Scienze della Salute dell'Università di Lubiana, in Slovenia, per selezionare generazioni di cloni dai semi spaziali e studiare i cambiamenti genetici e gli adattamenti delle piante, comprese le "alterazioni nei profili dei cannabinoidi", ovvero la quantità di CBD, THC e altri composti che le piante sviluppano. La seconda fase del loro studio prevederà quindi la simulazione delle condizioni del suolo marziano e la coltivazione di piante in ambienti controllati a bassa gravità sulla Terra.

Lumír Ondřej Hanuš, chimico presso l'Università Palacký di Olomouc in Repubblica Ceca e l'Università Ebraica di Gerusalemme, studia la pianta di cannabis dagli anni '70. Consulente di ricerca del progetto, ritiene che ci siano "molte possibilità" di indagine scientifica una volta che i semi saranno tornati.

Oltre a potenziali cambiamenti genetici ed epigenetici, il team di Martian Grow cercherà cambiamenti strutturali e fisiologici, come differenze nelle dimensioni delle foglie, nel contenuto di clorofilla, nell'architettura delle radici, nei tassi di fotosintesi e nell'utilizzo dell'acqua. Esamineranno cosa accade dopo che la pianta è esposta a fattori di stress come le malattie e analizzeranno l'attività degli ormoni enzimatici e dei metaboliti secondari, che potrebbero portare all'identificazione di nuovi composti.

"Che ci siano o meno dei cambiamenti, entrambi i risultati saranno importanti per il futuro, perché ci aiuteranno a capire come coltivare la cannabis nell'ambiente spaziale", aggiunge Radišič.

Siamo ancora lontani dal coltivare effettivamente cannabis su Marte, o qualsiasi altra pianta. La microgravità, le temperature estreme, la mancanza di nutrienti e le tossine nel terreno non creano condizioni favorevoli per la coltivazione.

"Dovremo adattarci all'ambiente su Marte e adattare gradualmente le nostre piante affinché possano sopravvivere", afferma Petra Knaus, CEO di Genoplant. "Per ora, crediamo che sarà possibile [coltivare piante] solo in un contenitore a sistema chiuso con le condizioni adatte". Per le missioni future, Genoplant sta sviluppando una nuova capsula spaziale in questo ambito, il cui primo test di rientro è previsto per il 2027, che consentirà ai ricercatori di coltivare semi nello spazio e monitorarli per diversi anni.

Sebbene la cannabis possa potenzialmente rappresentare una supercoltura per l'era spaziale, sulla Terra è ancora considerata prevalentemente una droga ricreativa (sebbene ampiamente utilizzata per scopi medicinali), il che ha impedito a enti regolatori e ricercatori di riconoscerne appieno il potenziale scientifico. Hanuš è ottimista sul fatto che i risultati del progetto, qualunque essi siano, possano dissipare parte di questo stigma e accelerarne l'accettazione scientifica.

"Se venissero pubblicati risultati interessanti, potremmo accelerare la nostra comprensione della cannabis", afferma. "È una pianta molto importante, che credo abbia un grande futuro se l'umanità dovesse mai raggiungere lo spazio e iniziare la vita su un altro pianeta".