La lentille d’eau est une nourriture incroyable pour les astronautes qui combat les radiations – et en changeant la façon dont elle est cultivée, nous l’avons améliorée

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La minuscule usine flottante de lentilles d’eau est particulièrement adaptée pour répondre aux besoins nutritionnels des astronautes. Crédit: Dr Jared J. Stewart, CC BY-ND

Les systèmes alimentaires industrialisés actuels ont été optimisés pour un seul objectif: augmenter la quantité maximale de nourriture pour le moins d’argent possible. Mais lorsque l’espace et les fournitures sont limités, comme lors des voyages dans l’espace, vous devez optimiser pour un ensemble d’objectifs différent afin de répondre aux besoins des personnes que vous essayez de nourrir.


La NASA et le Translational Research Institute for Space Health ont demandé à mon laboratoire de comprendre comment cultiver une plante comestible pour des missions spatiales à long terme où des aliments frais et nutritifs doivent être produits dans des espaces restreints et avec des ressources limitées. Pour ce faire, nous nous sommes tournés vers une plante appelée lentilles d’eau.

La lentille d’eau est une petite plante flottante qui pousse à la surface des étangs. Il est couramment consommé en Asie mais est principalement considéré comme une plante nuisible aux États-Unis car il peut rapidement envahir les étangs. Mais la lentille d’eau est une plante remarquable. C’est l’une des plantes à croissance la plus rapide sur Terre, c’est la plante la plus dense en protéines de la planète et produit également une abondance de micronutriments importants. Deux de ces micronutriments sont les antioxydants anti-inflammatoires zéaxanthine et lutéine. La zéaxanthine est la plus puissante des deux, mais est difficile à obtenir de la plupart des légumes-feuilles car les plantes à croissance rapide n’accumulent de la zéaxanthine que sous des lumières extrêmement lumineuses.

J’ai proposé à l’Institut de recherche translationnelle pour la santé spatiale qu’en plus de maximiser l’efficacité nutritionnelle, spatiale et des ressources, nous essayions également d’optimiser la production de ces antioxydants.

Avec juste un peu d’expérimentation, notre équipe a déterminé que sous une lumière d’intensité relativement faible – moins de la moitié aussi intense que le soleil de midi par une claire journée d’été – la lentille d’eau accumule plus de zéaxanthine que d’autres plantes à croissance rapide en plein soleil tout en maintenant le même taux de croissance incroyable et d’autres attributs nutritionnels qui en font la plante parfaite pour une ferme spatiale.

Nous testons également une autre stratégie qui ferait croître la lentille d’eau dans une lumière encore plus faible mais compléterait ces niveaux de lumière avec quelques impulsions de lumière à haute intensité. Dans d’autres usines, mon équipe a découvert que cela pouvait déclencher de grandes quantités d’accumulation de zéaxanthine et une croissance rapide et, pertinent pour un vaisseau spatial, coûterait moins d’énergie.

À partir de ces expériences, nous prévoyons plusieurs conditions de croissance personnalisées pour optimiser la production de zéaxanthine pour une variété d’applications différentes, que ce soit un vaisseau spatial, une serre ou même à l’extérieur.

En raison du rayonnement ionisant dans l’espace, les astronautes sont sensibles à l’inflammation chronique et aux maladies causées par l’oxydation cellulaire. Il a été démontré que la zéaxanthine et la lutéine combattent les dommages causés par les radiations ainsi que les maladies oculaires, un autre problème de santé courant que rencontrent les astronautes.

De nombreux micronutriments essentiels ont une durée de conservation limitée, souvent seulement quelques mois. Alors que les astronautes commencent à effectuer des missions plus longues, la seule façon de pouvoir obtenir ces antioxydants est de les faire croître à bord.

Alors que nous savons que la lumière intense fait que la lentille d’eau et d’autres plantes produisent de la zéaxanthine, les plantes la retirent rapidement de leurs feuilles lorsque le niveau de lumière baisse. Pour relever le défi spécifique de produire de grandes quantités de zéaxanthine, plus de travail est nécessaire sur la façon d’amadouer les légumes-feuilles pour conserver la zéaxanthine après la récolte.

Notre projet a utilisé des lentilles d’eau cultivées dans des environnements stériles – nous avons utilisé des plantes débarrassées des microbes qui se trouvent normalement dans l’eau sur laquelle flottent les lentilles d’eau. Étant donné que les chercheurs savent que l’optimisation des microbes du sol peut augmenter la productivité des plantes, notre prochain objectif sera d’explorer les possibilités d’améliorer encore la productivité de la lentille d’eau en expérimentant avec des communautés microbiennes bénéfiques.

La lentille d’eau est déjà cultivée pour de nombreuses utilisations sur Terre, et la salade de lentille d’eau pourrait être un aliment de base riche en protéines dans le régime alimentaire de nombreux futurs explorateurs de l’espace. Mais ce travail est aussi la preuve que des solutions gagnant-gagnant à la production alimentaire sont possibles.

Avec le bon savoir-faire, il est possible d’apporter de petites modifications à quelques variables dans la façon dont les plantes sont cultivées et de les amener à produire plus de micronutriments. Des approches similaires adoptées avec d’autres cultures pourraient profiter aux populations du monde entier, pas seulement aux astronautes. Sur Terre, de légers changements dans la façon dont les gens cultivent des aliments, soutenus par des recherches scientifiques comme la nôtre, offrent des possibilités d’améliorer considérablement les systèmes de production alimentaire de telle sorte qu’ils ont besoin de moins, produisent plus et maintiennent les gens en meilleure santé.


La lentille d’eau pourrait-elle nourrir le monde?


Fourni par The Conversation

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.La conversation

Citation: La lentille d’eau est une nourriture incroyable pour les astronautes qui combat les radiations – et en changeant la façon dont elle est cultivée, nous l’avons améliorée (2020, 15 juillet) récupéré le 15 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-duckweed -incroyable-lutte contre les radiations-astronaute-food.html

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