| debate |  |
|
||||||||||||
 |
||||||||||||||
|
Conservación
del bosque
|
||||||||||||||
| Laura Snook K. | ||||||||||||||
|
Como autora del artículo sobre la conservación
del bosque de oyamel donde hibernan las mariposas monarca, quisiera responder a las críticas hechas por Jü rgen Hoth (ciencias 37). Hoth cuestiona los lineamientos para conservar las condiciones de hábitat (bosque cerrado) requeridas por las mariposas monarca, centrándose por un lado en la relación entre la mariposa y la vegetación, y por otro, en la relación entre el disturbio y la regeneración de los bosques de oyamel. Me enfocaré en el segundo tema.
Es bien sabido que cualquier bosque se regenera en respuesta a un disturbio, sea este pequeño (la caída de uno o varios árboles) o grande (la destrucción de áreas extensas de bosque como resultado de incendios o huracanes). Esto ocurre porque los árboles jóvenes requieren de luz, agua y nutrientes, recursos controlados por los árboles del dosel en un bosque cerrado. Los bosques de oyamel de México se han regenerado en aberturas pequeñas, lo que crea rodales de varias edades, o por disturbios mayores, que resultan en rodales mayormente coetáneos, con algunos árboles padres sobrevivientes del disturbio (Manzanilla, 1974).
Sin embargo, los bosques de oyamel en México tienen una distribución especial y unas características ecológicas muy distintas de los bosques de Abies en la zona boreal, a los cuales hace referencia Hoth. En los grandes bosques boreales ocurren incendios muy extensos con una periodicidad que corresponde a la acumulación de hojarasca que sirve de combustible. Esto ocurre porque la tasa de descomposición es muy lenta, debido a las condiciones climáticas de alta latitud: temperaturas bajas y una época anual de actividad biológica limitada a unos meses. En los bosques de oyamel de México, la tasa de descomposición es mucho mayor, al igual que la humedad. Por esta razón, y también por su distribución en franjas altitudinales limitadas en cerros aislados uno del otro. La dinámica de incendios en los bosques de oyamel de México sería distinta. Lo más probable es que estos fueron poco comunes, y de limitada extensión, antes de la colonización de estas zonas por el hombre. Además, a diferencia de lo que pasa en los bosques boreales más pobres en especies, se ha observado que el incendio y otras perturbaciones grandes en los bosques de oyamel de México favorecen el remplazo de esta especie por pinares o por áreas cubiertas de arbustos como Baccharis (Madrigal, 1967; Rzedowski et al. 1977).
Hoth menciona la proximidad de la zona arqueológica de San Felipe (Los Alzati) como una señal de que el hombre ha afectado el bosque de oyamel desde tiempos prehispánicos. Este planteamiento no toma en cuenta cómo se vivía en aquella época. Primero, no había asentamientos humanos a las altitudes del bosque de oyamel (de 2700 a 3500 msnm) en épocas anteriores a La Colonia porque no había cultivos que soportaran el clima de esta zona. La papa, el trigo, la cebada, la avena, así como las ovejas, vacas y caballos producidas actualmente en esta zona fueron introducidas por los españoles. De hecho, la zona arqueológica mencionada se encuentra a una altitud de 2100 msnm, muy por debajo de la zona de oyameles. Además, no había industria maderable propiamente dicha en épocas prehispánicas, ni la capacidad de cargar madera como no fuera la del hombre. Por lo tanto, la madera usada para la construcción de casas, muebles, canoas y como leña pudo haberse obtenido de zonas de pinares o de especies latifolias que se encontraban muy cerca de los asentamientos humanos.
Pero más allá de la historia de la dinámica del bosque de oyamel de México, el punto clave en cuanto al mantenimiento de éste (o cualquier) bosque es que la tasa de regeneración y crecimiento sea la adecuada para remplazar los árboles muertos o extraídos. El problema en las reservas de la mariposa monarca es que la tasa de mortandad de árboles sobrepasa por mucho la de regeneración, debido principalmente a la intervención del hombre en estos dos procesos. A pesar de la prohibición de la tala en las zonas núcleo de las reservas, se siguen sacando árboles, tanto jóvenes como añosos, con diversos fines domésticos (Snook, 1993). Aun en las zonas de amortiguamiento estos usos domésticos se suman a la extracción para fines industriales. Como resultado del conjunto de extracciones de árboles el bosque tiene muchos claros, los cuales representan un peligro para la sobrevivencia de la mariposa (Brower, 1985; Calvert en este número), por desgracia, la regeneración no se está llevando a cabo en dichos claros, principalmente porque el pastoreo impide el crecimiento de nuevos árboles, ya que los animales domésticos se comen las plántulas o las pisotean, además de los efectos de la plaga llamada muérdago enano (Snook, 1993), como consecuencia de los efectos combinados de la tasa de extracción de árboles y la poca regeneración, el bosque de oyamel se ha deteriorado en estructura, salud y extensión. Esto se ha podido observar a través de recorridos en la zona en los últimos 12 años.
No cabe duda de que existe un conflicto entre la conservación de las condiciones de hábitat que requiere la mariposa monarca para sobrevivir al invierno (Brower, 1985), y las necesidades vitales de los pobladores de la zona quienes obtienen del bosque una serie de bienes de subsistencia y comerciales (Snook, 1993). También es claro que en la década que ha transcurrido desde que se decretaron las reservas, el estado del bosque (y lo que representa como hábitat) se ha deteriorado de manera significativa. Esto indica que los esfuerzos para su conservación no han tenido éxito. Hoth acierta cuando dice que hay que reevaluar la manera de practicar la conservación en estas zonas, donde la población no solamente es densa, sino que también está marginada.
Considero que si se cuantificaran las necesidades de los habitantes de la zona (ver Chapela y Barkin, 1995), tanto de bienes como de ingresos, se encontraría que éstas sobrepasan las posibilidades de producción sustentable de la zona, tanto agrícola como forestal, aún si se incluyera la posibilidad de utilizar productivamente el área de las zonas núcleo de la reserva (4500 ha). Tarde o temprano, si se siguen los patrones actuales de uso del bosque, éste seguirá deteriorándose hasta desaparecer, con efectos no sólo sobre la monarca, sino la propia población.
Para lograr el bienestar del pueblo, al igual que para la conservación del bosque y de la mariposa, hace falta planear una estrategia de conservación y desarrollo basada en una mejor comprensión de los límites productivos del lugar, las necesidades de la gente (tomando en cuenta su crecimiento demográfico) y las opciones para que estas necesidades se satisfagan, tratando de disminuir al mínimo el impacto sobre el bosque (Snook, 1993; Chapela y Barkin, 1995). A pesar de las críticas de Hoth, se comprende bastante bien tanto la biología de la monarca como la ecología del bosque de oyamel (Brower, Calvert, Alonso et al. 1995). Además se cuenta con suficientes evidencias ecológicas para hacer una propuesta que incremente la regeneración y salud del bosque de oyamel (ver Snook, 1993). El esfuerzo se debe concentrar en buscar alternativas económicas y sociales, con el mismo rigor que se ha puesto en el estudio de la biología de la mariposa, para conservar el medio en una zona densamente poblada. Una posibilidad podría ser el desarrollo de un proyecto de turismo ecológico que bien manejado generaría mayores ingresos que la producción agrícola o forestal de la zona.
|
 |
|||||||||||||
|
Referencias bibliografícas
Brower, L.P. 1985. "New perspectives on the migration biology of the monarch butterfly (Danaus plexippus L.)", en M.A. Rankin (ed), Migration: Mechanisms and Adaptive Significance. Contributions in Marine Science, Supplement 27, University of Texas, pp. 748-785.
Chapela, G. y D. Barkin. 1995. Monarcas y campesinos. Centro de Ecología y Desarrollo, México. Madrigal, X. 1967. Contribución al conocimiento de la ecología de los bosques de oyamel (Abies religiosa,) en el Valle de México. SAG. Manzanilla, H. 1974. Investigaciones epidomótricas y silvícolas en bosques mexicanos de Abies religiosa. SAG. Rzedowski, J. L. Vela y X. Madrigal. 1977. "Algunas consideraciones acerca de la dinámica de los bosques de coníferas en México", en Ciencia Forestal 2(5):1977. Snook, L. 1993. "Conservaron of the monarch butterfly reserves in México: Focus on the forest", en S. Malcolm, y M. Zalucky (eds), Biology and Conservation of the Monarch Butterfly. Science Series No. 38, Natural History Museum of Los Angeles County, pp. 362-375. |
||||||||||||||
| _____________________________________________________ | ||||||||||||||
|
Laura Snook K.
Departamento de Botánica,
Universidad de Florida.
|
||||||||||||||
| _____________________________________________________ | ||||||||||||||
|
como citar este artículo →
Snook K., Laura. 1995. Conservación del bosque. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 50-51. [En línea].
|
||||||||||||||
| debate | |
|
||||||||||||
|
Respuestas al artículo
de Jurgen Hoth
|
|
|||||||||||||
| William H. Calvert | ||||||||||||||
|
Cuando supe que Jurgen Hoth se había propuesto
realizar un estudio en México sobre la mariposa monarca, me alegró mucho saber que por fin alguien solucionaría uno de los principales problemas de la conservación de la monarca: la importancia del néctar para el mantenimiento y sobrevivencia de las mariposas en hibernación. El problema es complicado por dos razones principales: 1) es muy difícil medir la producción de néctar de las flores de la familia Asteraceae, a la que pertenecen la mayor parte de las plantas en la zona de hibernación; 2) monitorear la fenología de las flores y la cantidad de néctar producida durante la época de hibernación requiere de un largo y costoso estudio de campo.
Desafortunadamente, lejos de tomar los datos necesarios para solucionar este problema, Hoth se conformó con hacer algunas observaciones subjetivas de floración en las colonias de hibernación. En ciencias sólo hay un método para desaprobar el "dogma" que según Hoth se ha creado: la obtención de datos con base en el método científico.
Básicamente, Hoth piensa que el néctar es importante para la sobrevivencia de la monarca y que los bosques en donde la mariposa pasa el invierno deben ser manejados para incrementar su producción. Él sostiene que las zonas núcleo que ahora están protegidas contra las explotaciones forestales deberían ser "razonablemente" clareadas para que las plantas que producen néctar sean más abundantes. Menciona, pero prácticamente ignora, los efectos devastadores que el clareamiento del bosque tiene en las mariposas cuando hay masas de aire polar en la zona. Hoth pretende resolver el problema del consumo prematuro de la reserva de lípidos por la radiación adicional que hay en las zonas aclareadas al asumir que no hay limitantes en la producción de néctar durante tres meses del periodo de hibernación y argumentar que más néctar sería beneficioso para las monarcas.
Hoth mantiene, contrario a lo que Brower y otros dicen, que los botánicos han reportado que algunas especies florecen continuamente durante el periodo de hibernación. Yo sin embargo sostengo que hay una disminución del número de flores y por tanto de la cantidad de néctar en la parte media del periodo de hibernación. La mayor parte de la floración ocurre en noviembre, cuando las mariposas llegan a México, y al termino de la temporada, a finales de febrero y marzo, cuando las mariposas se aparean y empiezan a emigrar al norte. Mis declaraciones están basadas en 19 años de observaciones realizadas en los sitios de hibernación, que incluyen más de dos años de campamentos consecutivos en el área.
Nadie niega que las monarcas se alimentan cuando tienen la oportunidad. Entonces la disputa consiste en saber si hay suficiente néctar para reemplazar las reservas de lípidos que se consumen durante el periodo o si las mariposas sobreviven con las reservas de lípidos con las que llegaron, y por lo tanto no se alimentan durante los cinco meses que dura el periodo de hibernación. Hoth no cuantificó la cantidad de néctar disponible ni tampoco estudió la fenología de las plantas con flores. Si lo hubiera hecho, y si hubiera obtenido resultados que apoyaran sus observaciones, entonces tendría elementos suficientes para sostener su tesis. Pero caminar por las colonias de hibernación de la mariposa monarca y observar que algunas de ellas visitan flores y que algunos arbustos dan cierto tipo de flores no contribuye en nada al conocimiento de la monarca y no resuelve el problema.
Hoth mantiene que los bosques de oyamel siempre han sido perturbados por el hombre, y por lo tanto sugiere que se debería promover más perturbación para que haya más flores y que más mariposas las visiten. Hoth no da aquí ni un sólo razonamiento ecológico claro. Los disturbios naturales son ciertamente muy diferentes a las perturbaciones humanas. Los árboles que se caen producen aperturas en el bosque, el fuego quema y destruye la vegetación baja. Siempre existen partes del ecosistema forestal que no son afectadas por el disturbio y que sirven como refugio para muchas especies. Los procesos naturales que suceden durante la caída de un árbol existen en las áreas de hibernación y, excepto cuando el hombre interfiere, el resultado es un ecosistema balanceado con una regeneración constante de hierbas, arbustos y árboles. No es necesario incrementar las perturbaciones para guiar al sistema.
¿Y qué hay de la perturbación humana? Entre 1986 y 1992 el área del lado oeste del Cerro Chivati/Huacal fue talado irracionalmente. En fechas anteriores, las monarcas formaban colonias en promedio de 0.21 ha (n=5 años), después de la tala, ha sido muy difícil encontrarlas. Algunos árboles fueron utilizados por las mariposas en 1991. El mismo Hoth en 1994, en su texto Posicionamiento de los santuarios de la mariposa monarca, reporta solamente ocho árboles en noviembre de 1993 y que éstos fueron abandonados en diciembre del mismo año. En 1995, la colonia sólo medía 0.05 ha. De este modo, si todavía se forman colonias ahora, éstas son sólo una fracción de lo que fueron antes de la perturbación. En 1995, una colonia se formó en la parte noroeste del Cerro San Andrés en una zona que ha sido severamente talada y donde la mayoría de los árboles tenían menos de 10 metros de altura. Por tanto, las mariposas estuvieron poco protegidas contra los elementos ambientales, con lo que se vieron muy afectadas.
Encontramos que había casi 10 cm de alto de mariposas muertas en el suelo en toda la colonia de 0.1 ha. El que las mariposas estén muertas e intactas sugiere que murieron por alguna condición climática, ya que por ejemplo, en la Sierra de Chincua, la mortalidad acumulada de mariposas nunca alcanza tales magnitudes, y la mayoría de las mariposas muertas presentan rastros de que fueron depredadas. Esto sugiere que los aprovechamientos forestales, como son practicados actualmente en estas zonas de México, son devastadores para las monarcas.
Desafortunadamente, Hoth no pasó, en alguno de sus viajes, por Chincua entre el 13 y el 24 de enero de 1981, cuando 2.5 millones de mariposas murieron por congelación. Si hubiera estado allí se habría dado cuenta de la importancia que tiene un bosque cerrado para la sobrevivencia de la monarca, y podría haber sido testigo de los dramáticos acontecimientos que en ocasiones guían la evolución de una especie. Los bosques deben de ser manejados para minimizar los impactos del clima.
Es posible esclarecer estas preguntas acerca de la importancia del néctar y de la relación entre la sobrevivencia de la monarca y la integridad forestal con estudios a largo plazo que pueden llevar a cabo estudiantes mexicanos. El peso es un buen índice del estado general de la mariposa. Un monitoreo riguroso del peso de las mariposas, del número de inflorescencias, del número de mariposas muertas o moribundas, de la densidad del bosque, del área basal y de la cobertura del dosel por 10 años nos puede dar una idea de la relación entre estos parámetros y la sobrevivencia de la monarca. Mientras tanto, los bosques que han sido y que están siendo talados como San Andrés, Chivati/Huacal y Herrada, están lo suficientemente perturbados como para darnos datos comparativos. No hay necesidad de un "programa nacional de perturbación" en los pocos sitios que no han sido tan afectados.
Las zonas núcleo y de amortiguamiento dentro de la reserva de la monarca no son grandes. Representan sólo 10 de 1% del bosque que está disponible para ser aprovechado. Se obtendría más beneficio si se utilizaran algunos de ellos como centros recreativos. ¿Qué sentido tiene clarear estos bosques y poner en peligro de extinción una de las grandes maravillas de la naturaleza? Además, la protección a la monarca sirve para proteger otras especies que viven en el área y que en algunos casos son endémicas de México, como ciertas especies de jilgueros y tragones de montaña. Todas estas especies necesitan protección.
A menudo, la ciencia avanza al analizar críticamente los datos contradictorios. Pero cuando se critica sin ofrecer datos que sustenten dichas opiniones, únicamente se confunden los puntos en un tema que ya de por sí lleva una fuerte carga emocional.
|
|
|||||||||||||
| ___________________________________ | ||||||||||||||
|
William H. Calvert
Departamento de Zoología,
Universidad de Florida.
|
||||||||||||||
| _____________________________________________________ | ||||||||||||||
|
como citar este artículo →
Calvert H., William. 1995. Respuestas al artículo de Jurgen Hoth. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 48-49. [En línea].
|
||||||||||||||
| de la solapa | |
|
|||||||||||
| Ciencia mexicana | |||||||||||||
Elias Trabulse |
|||||||||||||
|
Si algo caracteriza al desarrollo de la ciencia mexicana
es su evidente continuidad. Desde los siglos del México antiguo hasta hoy siempre han existido comunidades más o menos numerosas de hombres de ciencia interesados en el cultivo de alguna rama del conocimiento, desde la medicina hasta la astronomía. Sin embargo, este proceso rara vez ha sido incluido dentro del desarrollo general de la historia de México, lo que ha significado una omisión grave para la comprensión de la evolución cultural, ideológica y social del país.
Los estudios de historia de la ciencia en México en Ciencia Mexicana tienen como propósito revalorar algunos de los aportes de nuestros hombres de ciencia desde la época prehispánica hasta el siglo actual. Ello permitirá comprender cuál ha sido la génesis —en realidad una eclosión— de la ciencia mexicana contemporánea y su lugar dentro de la historia general de México. Asimismo nos ayudará a entender que la historia de la ciencia no pretende resolver los problemas actuales de la investigación científica sino sólo señalar que ella constituye una valiosa reserva de experiencia que nos indica que la ciencia de hoy no es la única que ha existido en nuestro país, ni mucho menos es la única posible.
Al explorar el pasado y señalar algunos de sus momentos más relevantes como los que aquí se incluyen, estaremos en posibilidad de captar los vínculos que en otras épocas acercaron las ciencias a las humanidades; asimismo nos permitirá recorrer los siglos de la ciencia mexicana a través de algunos de sus mejores exponentes.
|
|
||||||||||||
| _____________________________________________________________ | |||||||||||||
|
Elias Trabulse
|
|||||||||||||
| _____________________________________________________________ | |||||||||||||
|
como citar este artículo →
Trabulse, Elías. 1995. Ciencia mexicana. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 63. [En línea].
|
|||||||||||||
| bibliofilia | |
|
||||||||||||
 |
||||||||||||||
|
The philosophy
behind physics,
de T.A Brody
|
||||||||||||||
|
Luis de la Peña
|
||||||||||||||
|
Afines de 1993 empezó a circular el libro The Philosophy
Behind Physics, de Tomás Brody, editado por la empresa alemana Springer Verlag, de Heidelberg, el cual ha sido recibido con gran interés por el público, como lo prueba el que haya sido propuesto como selección del mes en septiembre de 1994 por el Library of Science (Book Club) de los Estados Unidos, lo que estimuló la aparición de su primera reimpresión, en un volumen de pasta blanda y de precio un poco más accesible.
Si fuera necesario describir esta obra con sólo un par de conceptos, probablemente lo más apropiado sería usar los de riqueza y originalidad. Aunque el autor se circunscribe a su tema, la filosofía de la física, con frecuencia su argumentación rebasa estas fronteras para abarcar al conjunto de las ciencias naturales; pero lo hace en cada caso desde posiciones muy novedosas, con maduras y originales soluciones que abren amplias perspectivas. A la originalidad contribuye el hecho de que la temática escogida por Brody como núcleo de su libro se separa, y por mucho, de la tradicional en este tipo de ensayos.
El libro está dividido en cuatro partes. Las dos primeras se dedican al estudio de algunos temas neurálgicos de la adquisición del nuevo conocimiento. Pese a su obvia importancia, este problema está lejos de haber sido resuelto por la filosofía de la ciencia tradicional, por lo que Brody le presta una especial atención; específicamente, propone y desarrolla su teoría de los ciclos epistémicos, la que parte de reconocer que el nuevo conocimiento se obtiene fundamentalmente con base en una actitud activa por parte del interesado, y no a la mera percepción pasiva que contemplan las filosofía empiristas. Apoyándose en esta teoría el autor discute otros temas complejos, como el del papel del experimento en la construcción de la física, el de la inducción, la naturaleza de la noción de la probabilidad, etc. Merece mención especial el concepto de alcance de una teoría científica que Brody introduce y discute con detenimiento, para terminar demostrando que el problema de la validación de las teorías científicas —otra de las cuestiones centrales de la filosofía convencional que permanece sin solución convincente— se reduce al de la determinación de su alcance. Esta parece ser una aportación especialmente importante de la obra.
La tercera parte se dedica a los problemas filosóficos enraizados en la mecánica cuántica, lo que hace de esta sección la más especializada del libro. En particular, se discuten con detalle varios de los problemas más candentes de esta rama fundamental de la física contemporánea, especialmente los relacionados con la contradicción entre el teorema de Bell y el realismo local, tema en que el autor ofrece perspectivas y soluciones por demás propias. La última sección es de naturaleza un tanto diferente, pues en ella se recogen materiales diversos de filosofía de la física que Brody elaboró a lo largo de su vida como físico, y que van desde la epistemología de la inteligencia artificial hasta comentarios sobre la pretendida axiomatización de la física, la noción de indeterminismo, etc. Estas dos últimas partes han sido elaboradas a partir de artículos y ensayos sueltos del autor, unos que permanecían inéditos y otros ya publicados. La razón es que Brody no tuvo tiempo para llevar a buen término este libro: cuando murió trágicamente en noviembre de 1988 había logrado elaborar casi todo el material que constituye la dos primeras partes, pero nada más, con excepción del índice detallado de su proyecto y algunas notas sueltas sobre diversos temas. Dicha información permitió a los editores completar el manuscrito usando materiales anteriores del autor. Este trabajo de recopilación, selección y edición de escritos y notas dispersos fue hecho por Peter E. Hodgson y Luis de la Peña. Ambos coeditores tuvieron oportunidad de discutir de viva voz con Tomas Brody los temas desarrollados en el libro, Hodgson durante las dos estancias sabáticas que Brody pasó como investigador invitado en la Universidad de Oxford, y de la Peña durante los treinta años que convivieron como colegas cercanos en el Instituto de Física de la unam.
|
|
|||||||||||||
| _____________________________________________________________ | ||||||||||||||
|
Luis de la Peña
Instituto de Física,
Universidad Nacional Autónoma de México.
|
||||||||||||||
| _____________________________________________________________ | ||||||||||||||
|
como citar este artículo →
De la Peña, Luis. 1995. The philosophy behind physics, de T.A. Brody. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 62-63. [En línea].
|
||||||||||||||
| del herbario | |
|
||||||||||||
|
El jardín etnobotánico
de Cuernavaca:
conservar y mejorar
la sabiduría tradicional
|
 |
|||||||||||||
| Juan Marcial | ||||||||||||||
|
La humanidad ha evolucionado ligada a las plantas.
A pesar de ello, aún no descubrimos todos sus secretos.
Están en todos lados. Lo mismo las nombran en la Biblia, el libro sagrado, que en el Ring-Veda, La Iliada, La Odisea o en las historias de Herodoto.
Cuando los jeroglíficos descriptivos fueron sustituidos por fonogramas, algunos indicadores de sonidos se escogieron a partir de nombres dados a elementos vegetales. Las ruinas de Orgon contienen aproximadamente 25 signos que corresponden a los nombres de 25 árboles, de los que la primera letra es el valor fonético de una runa (letra del antiguo alfabeto escandinavo). El papel utilizado para la escritura se fabricó a partir de una pasta de fibras vegetales. La palabra hoja (de papel) deriva de folium (hoja de árbol) y libro viene de liber (hoja de la corteza de ciertos árboles).
La utilización de las plantas para prevenir enfermedades o recobrar la salud se remonta a la antigüedad. Desde 1500 años antes de nuestra era en los muros del templo de Karnak, en Egipto, y en monumentos asirios, sumerios y persas, se registran dibujos, esculturas y adornos que reproducen plantas medicinales utilizadas para curar ciertas enfermedades. Así, no hay país que no deba grandes beneficios a la investigación sobre las plantas y a la interrelación del hombre con éstas. Basta conocer las investigaciones desarrolladas, por ejemplo, en el campo de la tecnología agrícola tradicional, como las del trigo, maíz y arroz, alimentos que sirvieron de base a las civilizaciones mediterráneas, amerindias y asiáticas, respectivamente.
Por su diversidad vegetal, que aún no acaba de clasificarse, México ocupa el cuarto lugar en el mundo. No obstante, el deterioro del medio ambiente, junto con la degradación y destrucción acelerada de los hábitats, han provocado que algunas especies se hayan extinguido sin siquiera conocer el lugar que ocuparían en la taxonomía vegetal; de otras tantas sus poblaciones se han reducido a niveles que las colocan en peligro de extinción. La sociedad industrializada está sometida a cambios rápidos que nos han habituado a la noción de desgaste. Todos los artículos utilitarios caducan y son remplazados por otros. Sin embargo, es poco probable que las plantas caigan en el olvido, ya que los hombres respiraremos y comeremos por siempre. Las plantas son un recurso mundial, cuyos valores medicinales, alimenticios y ornamentales, necesitan ser conocidos para conservarlos y, en su caso, explotarlos de manera racional. De acuerdo con algunos estudios, para dos terceras partes de la población de los países en desarrollo la medicina tradicional es un recurso fundamental en la atención de problemas de salud. En nuestro país se han reportado de dos mil a 15 mil especies de plantas medicinales que utilizan millones de mexicanos. En el estado de Morelos se han encontrado 550 especies.
Un museo vivo
A la tarea de conocer sus usos tradicionales y medicinales por parte de la comunidad local, clasificar, conservar y reproducir algunas plantas, se aboca, desde hace 19 años, el Jardín Etnobotánico y de Medicina Tradicional de Cuernavaca, Morelos, que se encuentra en la vieja casona que fue propiedad del emperador Maximiliano de Habsburgo, conocida como El Olvido o "la casa de la india bonita".
En este jardín, único en su género en nuestro país y que por su importancia próximamente albergará la Colección Nacional de Plantas Medicinales, separan investigan, cultivan y conservan, en promedio, dos mil 500 plantas, introducidas y nativas, pertenecientes a 114 familias, 358 géneros y 630 especies, dividas por su uso en medicinales, condimentos (sobre todo de la comida mexicana), ornamentales, así como 90 especies de cactáceas y orquídeas, que también tienen usos múltiples. De las 550 encontradas en este estado, el Jardín Etnobotánico ha manejado 400; actualmente cultiva 330.
En el Jardín Etnobotánico, cuyas especies han sido recolectadas con base en trabajos de campo y entrevistas con curanderos, parteras, hueseros, vendedores de plantas medicinales de los mercados o ferias regionales, campesinos o amas de casa, son objeto de investigación, lo mismo plantas nativas o introducidas que silvestres o cultivadas, las cuales se han adaptado —no sin sortear pequeños problemas como la dureza del suelo, que es franco arenoso— al clima de Cuernavaca de manera extraordinaria, al grado de que muchas especies introducidas ya se han reproducido y dado frutos y semillas. Pero también encontramos plantas que plantean un reto por sus muchos usos, como el cuachalalate, el palo dulce o el palo Brasil.
Entre los principales objetivos del Jardín Etnobotánico, que registra algunas especies reportadas en códices y fuentes históricas que lo hacen un museo vivo y fiel reflejo de nuestro patrimonio cultural, se encuentran el investigar científicamente los valores medicinales atribuidos a las plantas, rescatar y conservar el acervo florístico de nuestro país y salvaguardar aquellas especies en peligro de extinción; revalorizar la sabiduría tradicional en cuanto al uso y manejo adecuado de los vegetales, y preservar y difundir la cultura morelense en esta materia. En este proceso, tanto el curandero como el vendedor de yerbas juegan un papel importante.
De las investigaciones realizadas en el Jardín Etnobotánico, destaca la de Margarita Avilés sobre medicina tradicional, que trata sobre las plantas empleadas por las parteras del estado de Morelos, quienes utilizan 91 especies provenientes de 39 familias botánicas relacionadas con los procesos reproductivos, como propiciar la concepción, las de uso anticonceptivo, las que se emplean en el embarazo, en el momento del parto, como el cacao (Theobroma cacao L.) en forma de chocolate; en los postpartos, como la capitaneja (Verbesina crocata Ness) y la jarilla (Senecio salignus D.C.); las que ayudan a la lactancia, como el cacahuate (Arachis hypogaea L), y las que se usan para provocar o evitar el aborto. Así, las leguminosas, las compuestas y las labiadas son utilizadas con mayor frecuencia por las parteras.
El estudio realizado por Margarita Guevara versa sobre las plantas medicinales que emplean las amas de casa en la ciudad de Cuernavaca. Sus resultados muestran que utilizan 65 especies de plantas medicinales. La familia botánica más representada fue la Compositae, de la cual la manzanilla (Matricara recutita) fue la más común, que lo mismo sirve para atender problemas del aparato digestivo que infecciones en los ojos.
Otra investigación realizada es la del estudio etnobotánico de la chaya (Cnidoscolus chayamana) en 17 municipios del estado de Morelos, de Lizandra Salazar, cuyo objetivo fue, entre otros, conocer su uso popular en el estado, ya que la chaya es originaria de Yucatán, donde tiene una amplia tradición como planta alimenticia y medicinal. Se encontró que en Morelos la chaya sirve para atender 21 tipos de padecimientos, entre los cuales destacan las enfermedades del riñón y la diabetes.
Existen otras investigaciones en proceso sobre la medicina tradicional usada por las parteras, cuyo objetivo es conocer sus tradiciones, creencias, terapias y los recursos que emplean; las plantas que se comercializan al representar una fuente de ingresos para campesinos y agricultores, y sobre las especies del género Tagetes, como el pericón (Tagetes lucida) o el cempasúchil (Tagetes erecta), las cuales tienen antecedentes de usos ceremoniales prehispánicos, que se conservan hasta ahora, pero también medicinales, forrajeros, colorantes, como condimentos u ornamentales.
Antecedentes del jardín
La idea de fundar el Jardín Etnobotánico, afirma la bióloga Lizandra Salazar, responsable del mismo, surgió de un antropólogo chileno, Bernardo Baytelman, quien se propuso rescatar la sabiduría de la población y las comunidades en donde no existía la atención médica. Una de sus primeras metas, con la finalidad de difundir esa sabiduría y conservarla, fue la creación de un museo de medicina tradicional y un jardín botánico, que después se convirtió en etnobotánico. A partir de 1982 se empezó a trabajar en investigaciones que enriquecieran al jardín.
La bióloga Salazar refiere que a partir de los proyectos de las costumbres, ritos, tradiciones y técnicas empleadas por los curanderos de Morelos y del estudio etnobotánico de la herbolaria y de otros usos de las plantas en el estado de Morelos, Baytelman buscó estudiar y conocer la medicina precortesiana de México, analizar científicamente las técnicas de curación y la efectividad de las recetas, hierbas y preparados; retomar los conocimientos de la herbolaria y la medicina tradicional y de otros usos en el estado, actualizarlos y mejorarlos por medio de todas las posibilidades que hoy permite la ciencia en cuanto a experimentación de tipo químico y biológico, con la finalidad de regresarlos, de integrarlos de nuevo —y en condiciones superiores— a su auténtico origen: el conocimiento popular y tradicional.
Estructura y posible ampliación
El Jardín Etnobotánico, que depende del Instituto Nacional de Antropología e Historia, está conformado, en hectárea y media, por dos espacios: el introductorio y el de las colecciones vivas, que se dividen en áreas de propagación y semillero, el herbario, el laboratorio y el banco de datos.
La sala introductoria ocupa seis módulos. El primero presenta algunos antecedentes de la medicina tradicional en México, especialmente en Morelos; en el segundo y tercero se exhiben plantas montadas en resina y divididas según su información botánica y las aplicaciones medicinales en el Estado; el cuarto es para exposiciones temporales, en el quinto está montada una representación de "la limpia", un tianguis de plantas medicinales, un baño de temazcal, el parto y un merolico. En el último se da un panorama general de los tipos de medicina, terapias y de la investigación científica sobre las plantas medicinales.
La función del área de propagación es conservar e incrementar las especies que integran las colecciones. Como parte de los resultados de .un trabajo de investigación, hasta hoy se han mantenido y propagado por medio de semillas y de diferentes técnicas de reproducción, sexual y asexual, 100 especies medicinales y 110 entre medicinales y de otros usos (toronjil blanco y morado, achiote, canela, árnica, ajenjo, cedrón, cola de caballo, añil, hierba del cáncer, orégano, pasiflora, chia, cazahuate, hoja santa, entre otras). El acervo del semillero está compuesto por 350 especies de las cuales 150 son medicinales.
Finalmente, la bióloga Salazar señaló que en poco tiempo el jardín se ampliará y se tendrán colecciones de plantas acuáticas, insecticidas y colorantes; se instalará un baño de temazcal como el de los aztecas y se construirá una vivienda tradicional, ya que mucha gente del Estado aún conserva ese modo de vida.
Para llevar a cabo esos planes y recaudar fondos para la manutención de este jardín, entre otras medidas, se piensa pedir donativos por la entrada, las visitas guiadas, los talleres, conferencias y exposiciones.
Conservación y estado de los recursos naturales
La etnobotánica estudia las culturas tradicionales de los pueblos respecto al uso y aprovechamiento de las plantas y constituye un marco completo para el análisis de las complejas relaciones hombre-planta en sus dimensiones antropológicas, ecológicas y botánicas.
El estudio etnobotánico de numerosas especies, sus condiciones de cultivo, medio ambiente, propiedades, uso y efectos en el consumo humano, es una herramienta para revalorizar y reconstruir procesos de interacción entre dos niveles de organización de la materia: el biológico y el social.
Para lograr la conservación de los recursos fitogenéticos de nuestro país, se requiere una estrategia multidisciplinaria que vincule las diferentes líneas de investigación con los intereses y conocimiento de la población. En ese tenor, los jardines botánicos, con todos sus problemas de organización y mantenimiento económico y técnico, son cada vez más necesarios como centros de recursos botánicos multifuncionales para el estudio y conservación de la biodiversidad, por lo que sus funciones de investigación, conservación y difusión deben ser apoyadas y consolidadas.
La Asociación Mexicana de Jardines Botánicos reporta 36 jardines afiliados, de los cuales 12 están establecidos, 10 se encuentran en consolidación, 13 en formación y uno de reserva. Un jardín establecido, como el Jardín Etnobotánico de Morelos, es aquel que cuenta, entre otras cosas, con bases científicas y colecciones debidamente documentadas de plantas vivas, y que realice investigaciones con fines educativos, de difusión y conservación de sus especies. El jardín de reserva, para que sea tal, debe ubicarse en un área biológica y cuyo objeto principal sea la conservación in situ.
El Jardín Etnobotánico de Morelos es un jardín establecido depositario ex situ de plantas de Interés etnobotánico, único en su género y en el país porque, además de apoyar la investigación, busca registrar el conocimiento tradicional, transmitido oralmente de generación en generación, a fin de enriquecerlo científicamente y regresarlo a su origen popular.
|
|
|||||||||||||
|
Referencias Bibliográficas
Aviles, M., M. Fuentes y L. Salazar (s/f). Inicio y desarrollo del Jardín Etnobotánico y su proyección hacia la comunidad. En prensa.
Aviles, M. y G. Suárez, 1994. Catálogo de plantas medicinales Jardín Botánico. Centro INAH, Morelos. Laguerenne, Alicia, 1972. Cómo hacer un herbario. CECSA. México.
|
||||||||||||||
| ___________________________________ | ||||||||||||||
|
Juan Marcial
Facultad de Ciencias,
Universidad Nacional Autónoma de México.
|
||||||||||||||
| ___________________________________ | ||||||||||||||
como citar este artículo →
Marcial, Juan. 1995. El jardín etnobotánico de Cuernavaca: conservar y mejorar la sabiduría tradicional. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 52-55. [En línea].
|
||||||||||||||
| nota | |
|
||||||||||||
 |
||||||||||||||
| Tercer Mundo: sinónimo de incompetencia | ||||||||||||||
|
Antonio R. Cabral
y Arnoldo Kraus
|
||||||||||||||
|
La publicación de los resultados es uno de los aspectos
más importantes del quehacer científico, hecho nada trivial, pues de ella depende que los interesados se enteren de lo que el investigador hace; la divulgación de los hallazgos científicos es también invitación a que otros los reproduzcan o, según sea el caso, que los pongan en práctica o los refuten. Por razones que podrían ser fácilmente motivo de otro texto, los científicos dedicados a la investigación biomédica, que es la que mejor conocemos, están obligados, les guste o no, a publicar los resultados de sus investigaciones en revistas "indexadas", esto es, incluidas en la primera y más grande base de datos del mundo. La mayoría de estas publicaciones están escritas en inglés. En el número de agosto de 1995, la famosa revista Scientific American publicó el ensayo "Lost Science in the Third World" (Ciencia perdida en el Tercer Mundo), en él se vierten las opiniones de diversos científicos del Primer y Tercer Mundos en cuanto a los embrollos y avatares que sigue el desarrollo de la ciencia en países como el nuestro, menos ricos y afortunados, y de las vicisitudes de los científicos para publicar sus resultados1. Sobresalen las opiniones del doctor Luis Benítez Bribiesca, quien narra sus experiencias como editor en nuestro país, así como sus dificultades para publicar artículos desde México, contrariamente a la relativa facilidad con que lo hacía cuando radicaba en el extranjero. La conclusión que se desprende de lo dicho por Benítez Bribiesca es triste: realizar investigación de avanzada en países pobres es muy complejo y su publicación en revistas extranjeras depende, en buena medida, de la dirección del remitente.
Si bien este polarizado y deshumanizado mundo obliga a aceptar que para muchos el desprecio por los pobres, por otras razas y otros países es la norma, es difícil entender que los editores en jefe de prestigiosas revistas científicas expresen, sin ambages, opiniones que se prestan a más de una lectura. Jerome P. Kassirer, editor del New England Journal of Medicine, después de descalificar y despreciar la propuesta de colegas ingleses de colaborar con los editores de revistas del Tercer Mundo comentó: "los países en vías de desarrollo deberían recibir orientación sobre nutrición e inmunizaciones antes de recibir consejos sobre la edición de textos médicos. Los países pobres deberían preocuparse por esas cosas en vez de hacer investigación de alta calidad". Y remata: "Ahí no hay ciencia". Igualmente, Floyd E. Bloom, editor de la revista Science dice: "Si te das cuenta de que esta gente comete múltiples errores al deletrear, en su sintaxis y semántica, preocúpate de si cuando hacían su ciencia no cometieron los mismos errores de falta de atención" (el subrayado es nuestro).
Tales son las ideas de dos prestigiosos científicos estadounidenses que, al ser editores en jefe, seguramente reflejan las inclinaciones y políticas de las revistas que representan. Sin duda, son opiniones que surgen de su débil naturaleza humana y no de su parecer científico. ¿Qué otra lectura debemos hacer de los pareceres de tan distinguidas personas?
Concordamos con Kassirer en que los países pobres tienen mucho de qué ocuparse y preocuparse, pero en gran medida la ciencia ya ha hecho su parte, por ejemplo en las enfermedades transmisibles y en la desnutrición; corresponde entonces a los gobiernos modificar las condiciones sociales de sus gobernados para que esos problemas dejen de serlo. A su propio ritmo y desde sus propias trincheras, científicos y no científicos, como entes sociales, también tienen la gran responsabilidad de trabajar para mejorar las condiciones de vida de todos. Sin embargo, los países del Primer Mundo, incluyendo los Estados Unidos de América desde luego, también tienen sus propios problemas sociales, algunos profundamente arraigados: adolescentes embarazadas, pobreza, analfabetismo, desempleo, indigencia, acceso desigual a la educación, financiamiento de guerras y discriminación racial, aun en medicina, sólo por enumerar algunos2. Con todo, la mayoría de los investigadores de países pobres y ricos hacen su ciencia no con esperanzas utilitarias sino movidos por sus objetivos primarios: buscar la verdad, mejorar el conocimiento de la naturaleza e incrementar la calidad de la vida. Artículos recientes en Science ilustran claramente estos puntos.
Para hacer su trabajo, los científicos del Tercer Mundo enfrentan muchos desafíos, dos de los cuales fueron claramente expuestos en el artículo citado1: prejuicios y magro apoyo financiero. Otro es la barrera del idioma. En 1492, Antonio de Nebrija anotó en el prólogo de su Gramática castellana: "siempre la lengua fue compañera del imperio". De acuerdo con esto, el inglés es el idioma de la ciencia sólo porque se habla en el mayor imperio científico del mundo moderno: Estados Unidos de América. La existencia de un instrumento universal de comunicación científica es afortunada y benéfica para la propia ciencia. Al eliminar las diversidades lingüísticas, esta especie de esperanto científico promueve el intercambio de información y contribuye al progreso de la ciencia misma. A final de cuentas, quien sale ganando es la humanidad toda. Los límites de mi lenguaje, dice Wittgenstein, son los límites de mi mundo. A pesar de esto, Mr. Bloom debería recordar que así como los mexicanos sentimos, amamos, soñamos y construimos nuestras vidas y nuestra nación en castellano, los científicos no angloparlantes, hacen y viven su ciencia precisamente en su idioma materno, no en el de Shakespeare. Con el debido respeto y admiración a Chargaff, Medawar, Thomas, Sacks y otros científicos-escritores que han elevado la prosa científica en inglés a niveles casi poéticos, y con el perdón de nuestros amigos y colegas norteamericanos, para nosotros el inglés es sólo un instrumento de trabajo, igual que las columnas de cromatografía, los lectores de ELISA, el sintetizador de adn o una prueba de correlación de Pearson. Tal vez a Bloom le convendría leer a Oscar Wilde: "We have really everything in common with America nowadays, except, of course, language".
Es lamentable que personajes tan connotados e influyentes de la vida científica estadounidense expresen opiniones tan simples y ligeras. Odiosas son las comparaciones, pero en cierta forma recuerdan el pensar de la comunidad médica en Alemania y Austria durante el régimen nazi. Una sociedad sin investigación científica, como la pide Kassirer, está condenada a depender de otras para su crecimiento y desarrollo. Es decir, un país sin investigación automáticamente renuncia a su proyecto de nación y a sus ideales de libertad y autonomía. Estas son características que no dependen del Producto Interno Bruto sino más bien de los valores éticos y morales de su gente. Por ello hacemos ciencia y continuaremos haciéndola, a pesar de los desafíos y obstáculos a los que cotidianamente nos enfrentamos. Por fortuna, los científicos del Tercer Mundo no están solos en su intento: en su favor están el sentido común, la dedicación, el estudio disciplinado, los trabajos en colaboración y la creatividad.
Nota
Ideas de (algunos) científicos estadounidenses.
|
|
|
|
|||||||||||
|
Referencias Bibliográficas
Gibbs W.W. 1995. "Lost science in the Third World", en Scientific American 273:76-83.
Pappas, G., S. Queen, W. Hadden, G. Fisher. 1995. "The increasing disaparity in mortality between socioeconomic groups in the United States, 1960 and 1986". en N. Engl. J. Med. 329:103-109. "Points of light in Latin America", en Science 267:807-828, 1995. |
||||||||||||||
| ______________________________________________ | ||||||||||||||
|
Antonio R. Cabral y Arnoldo Kraus
Instituto Nacional de la Nutrición, "Salvador Zubirán"
|
||||||||||||||
| ______________________________________________ | ||||||||||||||
|
como citar este artículo →
Cabral R., Antonio y Kraus, Arnoldo. 1995. Tercer mundo: sinónimo de incompetencia. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 46-47. [En línea].
|
||||||||||||||
 |
|
|
|||||||||
| Héctor Gómez de Silva Garza | |||||||||||
|
La simbiosis es la fuerza epigenética más importante
en la evolución de los seres vivos, así como la influencia principal en el origen de las células eucarióticas y directa o indirectamente, en el origen de los organismos multicelulares. También es responsable de la colonización de la superficie terrestre por medio de asociaciones microbianas como los estromatolitos y las asociaciones de plantas con hongos (los líquenes y las micorrizas). Sin embargo, las asociaciones mutualistas entre vertebrados y organismos fotosintéticos generalmente son difusas. Por ejemplo, se sabe, desde el descubrimiento del oxígeno por Lavoisier en 1777, que los vertebrados, y los animales en general, necesitan respirar el oxígeno que los organismos fotosintéticos producen, y a su vez, los vertebrados espirar el bióxido de carbono que aquéllos requieren para la fotosíntesis. Por lo tanto, animales y organismos fotosintéticos son eslabones de un ciclo de retroalimentación de los gases respiratorios. Son ejemplos de asociaciones animal-planta más específicas la asociación de corales con zooxantelas y la de euglenas con cloroficeas. Sin embargo, prácticamente no existen asociaciones en las que un vertebrado obtenga toda o la mayor parte de su energía de un mutualista fotosintético.
El único ejemplo conocido de lo anterior es el murciélago verde, que alberga cianobacterias en su pelo, de manera análoga a los perezosos (Bradypodidae) que albergan las cianobacterias Trichophilus y Cyanoderma. Debido a que su metabolismo es tan bajo, el perezoso necesita asolearse para calentar su cuerpo y las cianobacterias aprovechan este momento para realizar la fotosíntesis. Pero este murciélago no sólo obtiene protección por la coloración verde (críptica) que le otorgan las cianobacterias, como lo hace el perezoso, sino que también obtiene de ellas la mayor parte de su alimento.
Historia natural
El murciélago de vientre verde pertenece al orden Megachiroptera, y como la mayoría de sus parientes, pasa el día colgado de las ramas expuestas al Sol en lo alto de los árboles de las selvas, formando colonias de varias decenas de individuos. Esta especie ha desarrollado pelaje largo y denso para protegerse del calentamiento excesivo, al igual que otros quirópteros que pasan el día expuestos al Sol (Jones 1972). El pelaje, por el hecho de ser largo y denso, proporciona una superficie fractálica que en una escala de micrómetros, representa una extensión enorme para el desarrollo de colonias de cianobacterias (éstas aún no han sido nombradas formalmente). Mientras el murciélago descansa, las bacterias se deslizan de las bases de sus pelos para colocarse de 0 a 5 mm de sus puntas. Estas cianobacterias se mueven a 500 micrómetros/min, lo cual las colocan entre las más rápidas que se conocen, junto con Oscilatoriay Flexibacter. Por lo tanto, cuando se expone a la luz, el pelaje ventral de este murciélago se torna rápidamente de un color verde oscuro.
Las cianobacterias filamentosas poseen varias preadaptaciones para lograr esta movilidad. Son fototáxicas, pues buscan la superficie asoleada durante el día. Su movilidad por deslizamiento se efectúa mediante la producción de abundante mucílago con un elevado contenido de carbono. Es este mucílago, una sustancia de desecho de las cianobacterias, el que sirve como alimento del murciélago durante las horas tempranas de la noche, cuando, como a menudo hacen los quirópteros, limpian su pelaje enérgicamente con la lengua.
Uno de los pocos vertebrados, además de este murciélago, que sólo se alimenta de cianobacterias, es el flamenco menor Phoeniconaias minor. El que el flamenco menor subsista con una dieta compuesta únicamente por cianobacterias señala que esto es posible para un vertebrado hasta de 1750 gramos de peso corporal. El tamaño del murciélago de vientre verde es mucho menor.
El flamenco menor se alimenta de 60 gramos de cianobacterias al día. Tal cantidad de cianobacterias puede existir en cada 8.76 m2 de la superficie de algunos lagos donde habitan. Pero estos microorganismos son capaces de existir en densidades 12.5 veces mayores sobre sustratos sólidos. Más aún, la tan grande dimensión fractálica de los pelos del murciélago hace que su superficie en la escala que son das las cianobacterias, es mayor que la superficie en la escala a la que son medidas las cianobacterias, sea 800 veces mayor que la superficie en la escala a la que acostumbramos medir. Por lo tanto, en el pelaje del murciélago las cianobacterias se encuentran a 10 000 veces la densidad a la que se encuentran en los lagos donde se alimentan los flamencos. Un murciélago que tuviera 8.8 cm2 de pelaje (el murciélago de vientre verde tiene aproximadamente esa superficie de pelaje en la superficie ventral del cuerpo), tendría una población de cianobacterias suficiente como para alimentarse por un día, si tuviera aproximadamente el mismo peso que un flamenco (véase Apéndice 1).
Sin embargo, el murciélago de vientre verde no se alimenta de las cianobacterias en sí, sino del mucílago que producen diariamente para desplazarse hacia la superficie de los pelos, y de otras secreciones de las cianobacterias (como la B12 y otras vitaminas). Estas sustancias a su vez contienen 10% de la materia orgánica de los organismos. Por lo tanto, el contenido alimenticio del mucílago producido diariamente por 60 gramos de cianobacterias (las cuales ocupan 8 cm2 de pelaje) sólo es suficiente para alimentar un vertebrado que pesa 90 gramos (Apéndice 2). El murciélago de vientre verde evita la sombra durante el día y mantiene su vientre siempre orientado al Sol. Sin embargo, no sólo le proporciona un sustrato a las cianobacterias, de hecho, la razón por la que aquellas se concentran en el vientre no sólo radica en que el murciélago lo exponga al Sol, sino que también les proporciona sustancias minerales para su crecimiento. Las cianobacterias de los murciélagos son capaces de fijar nitrógeno (al igual que la mayoría de las cianobacterias). Sin embargo, requieren de una fuente adicional de compuestos orgánicos nitrogenados en solución y minerales como potasio, azufre, fosfato, magnesio, hierro y cantidades traza de boro, molibdeno, cobre, cobalto, zinc y manganeso. En este caso, las obtienen de la orina del murciélago pues cuando éste orina, el líquido moja el pelo del vientre. De hecho, en esta parte existe un triángulo de pelos que están orientados al revés de lo normal; estos pelos apuntan hacia la cabeza, no hacia la cola. Debido a esta orientación, y a la posición diurna de los murciélagos, con la cabeza hacia abajo, la orina fluye y se distribuye más homogéneamente sobre el pelaje de la superficie ventral del animal, al contrario del perezoso, en el que los pelos que capturan el agua de lluvia se juntan y encauzan el agua al ápice, de donde escurre al suelo; en el murciélago la orina es depositada en el ápice de un triángulo y los pelos la encauzan para cubrir la mayor superficie posible.
La orina de los murciélagos es muy rica precisamente en los elementos minerales que necesitan las cianobacterias. La explicación de este fenómeno se encontró cuando se estudió la actividad nocturna de estos animales, y de hecho, también explica por qué estos murciélagos son los únicos quirópteros cuyos incisivos crecen toda la vida.
Normalmente, en la primera parte de la noche (por lo general 2-2.5 horas) los murciélagos lamen sus partes ventrales continuamente, las que han quedado cubiertas por mucílago debido a la actividad bacteriana durante el día. Después sigue un periodo variable (1-2 horas) en que los murciélagos se desplazan unos a otros de sus perchas, cortejan a su pareja y en general emiten un rango muy amplio de vocalizaciones. Posteriormente, la colonia se levanta en vuelo y todos los individuos vuelan al unísono hacia las paredes de roca volcánica cercanas a la colonia. Aquí, entran en una cueva y cada uno aterriza sobre un punto de la pared o el techo, agarrándose fuertemente con las garras de las patas y las alas (los Megachiroptera tienen dos garras en el ala), y después raspa la roca con sus incisivos. Tragan las partículas de roca, y a veces también lamen la roca para recoger el polvo producido por la fricción de los dientes. Así se explica por qué los incisivos de esta especie crecen toda la vida, como los de los roedores (esta característica también les sirve como defensa). La lengua de esta especie está especializada: contiene papilas vueltas hacia atrás igual que en aves y murciélagos nectarívoros —en un caso, es una adaptación para aumentar el número de granos de roca que se ingieren, en el otro, aumenta el número de granos de polen ingeridos. Sin embargo, los nectarívoros normalmente poseen lenguas angostas mientras que el murciélago de vientre verde posee una lengua ancha; sin duda esto se explica porque éste no tiene la restricción de introducir su lengua en un tubo, y mientras más ancha sea su lengua se puede ingerir mayor cantidad de minerales.
La roca de estos cerros es basáltica, una roca extrusiva, oscura, alcalina y rica en minerales ferromagnesianos, en especial biotita —K(Mg,Fe) 3(AlSi3O10) (OH2)—y cacoxenita —Fe4 (P04) 3 (OH)3, 12H20). Estos minerales, en gran parte excretados por el murciélago, nutren a las colonias de cianobacterias que albergan. Sin embargo, el basalto, como toda roca ígnea, también es rica en silicatos. Dado que las cianobacterias no utilizan los silicatos, éstos se depositarían en la punta de los pelos de los murciélagos si se excretaran en la orina junto con los demás minerales; y si esto así sucediera ¡los murciélagos se empezarían a convertir en estalactitas!
Los silicatos son compuestos relativamente poco solubles e inertes; sin embargo, el tratamiento con ácido clorhídrico libera los cationes con los cuales la silica forma compuestos. De esta manera, el ácido clorhídrico del estómago de los murciélagos libera los elementos de las partículas ingeridas. Esta reacción tiene como resultado la formación de un ácido ortosilícico gelatinoso, el cual es defecado por el murciélago. Estas heces, al perder 90% de su agua, se convierten en silica gel y se acumulan en el suelo abajo del árbol que usa la colonia de murciélagos, secando la capa superficial del suelo abajo del árbol, y así impiden la germinación de plántulas. En teoría, se debe crear un gradiente hídrico en el suelo que provoca un flujo de agua por capilaridad desde el subsuelo. Sin embargo, en la práctica los excrementos se hidratan rápidamente (porque existe una elevada humedad junto a los cuerpos de agua cerca de los cuales se encuentran las colonias). El aparato digestivo del murciélago de vientre verde se ha degenerado, con excepción del estómago.
La evaporación de la orina en el pelaje del vientre ayuda a evitar el sobrecalentamiento al que ésta sujeto el murciélago por sus hábitos heliófilos. Esta especie pierde mucha agua en sus excrementos y en su orina. Casi todos los murciélagos, cuya dieta tiene un contenido elevado de electrolitos, generalmente producen una orina concentrada y tienen riñones especializados con asas de Henle largas. No es el caso del murciélago de vientre verde. Al contrario, depende de la proximidad de cuerpos de agua para su sobrevivencia. Esto explica por qué siempre se han encontrado dormideras a orillas de lagos y ríos (cf. párrafo anterior) . Después de su sesión de nutrición nocturna, la colonia regresa a su dormidera. De allí, los individuos bajan a beber de la superficie del cuerpo de agua varias veces desde poco antes del amanecer hasta la tarde. El agua consumida aumenta el peso de este murciélago, ya elevado a causa de los 60 gramos de cianobacteria, y por tanto aumenta el gasto energético del vuelo, por lo que es necesario que los vuelos para aguar sean cortos. Este balance de consumo y esfuerzo requerido para conseguirlo es similar a las "decisiones" que están involucradas en el forrajeo óptimo por parte de todo tipo de animal, con la diferencia de que en este caso no varía la calidad de la sustancia ingerida. Por lo tanto, aquí hay una situación natural de forrajeo óptimo simplificado, y amerita mayores estudios.
El murciélago representa un alimento potencial altamente nutritivo para cualquier animal omnívoro o carnívoro. Sin embargo, está fuera del alcance de la mayoría por el simple hecho de que pasa el día colgado de las puntas de las ramas más altas del dosel, por lo que sólo las aves rapaces pueden alcanzar los murciélagos en lo alto de los árboles. Por pertenecer al orden Megachiroptera, el murciélago poseía preadaptaciones que lo ayudaron a hacer frente a esta forma de depredación: por una parte, viven en colonias, y por otra, la especie posee ojos grandes y buena visión diurna, como es común en murciélagos que pasan el día en lugares expuestos. A estas características se han añadido dos adaptaciones únicas entre los Megachiroptera: un sistema social basado en un anillo de centinelas en el perímetro de la dormidera de la colonia, e incisivos que crecen toda la vida, para defensa.
El murciélago es monógamo. La pareja pasa el día en la misma rama o en ramas adyacentes, y se lamen unos a otros en las primeras horas de la noche. Las parejas forman el núcleo de la colonia. Sus hijos del año anterior (generalmente dos) se ubican en ramas periféricas; son los centinelas. Ladran al ver aproximarse un depredador potencial, y entonces todos los centinelas juntos atacan a su presunto depredador, tratando de morderlo con sus incisivos afilados hasta que se aleje. De noche, los centinelas utilizan la ecolocación para detectar depredadores. Al igual que en los otros Megachiroptera que tienen ecolocación, ésta tiene menor resolución que en los Microchiroptera; sin embargo, es suficiente para identificar depredadores y para evitar choques con otros murciélagos durante sus movimientos nocturnos.
En la época de crianza, los machos desarrollan pelos en la superficie anterodorsal de las alas (la parte que está expuesta al sol en el ala plegada) como característica sexual secundaria, y éstos rápidamente se llenan de cianobacteria.
La función de esta adaptación es evidente, ya que ambos sexos cambian su comportamiento de limpieza. En esta época, las hembras lamen a los machos y viceversa. Los requerimientos energéticos más elevados de las hembras durante la gestación y lactancia se ven compensados por el aumento de la superficie fotosintética de los machos. Las crías adquieren de la madre sus cianobacterias durante la lactancia, periodo en el cual permanecen adheridos al pecho de la hembra durante gran parte de la noche. Cuando los adultos dejan la dormidera para ingerir minerales durante la medianoche, dejan a sus crías vigiladas por algunos centinelas. O'Farrely Studier (1975) encontraron un comportamiento similar en Myotis thysanodes, excepto que en éste los adultos que se quedan protegiendo las crías son hembras nodrizas. En el murciélago de vientre verde, aparentemente, los centinelas que permanecen en la dormidera se turnan noche tras noche.
Desde que Tuttle y Stevenson (1982) mencionaron que los factores principales que determinan la duración de la gestación en murciélagos son la temperatura y la disponibilidad de alimento, el estudio de la gestación en murciélagos se ha vuelto un estudio de las variaciones intraespecíficas en la gestación. Sin embargo, en otros mamíferos la gestación es una función escalar de la masa, aunque la varianza es grande (r2=0.66; Peters, 1983); por lo tanto, especies de murciélagos de masas diferentes, sujetos a un mismo microclima, deben mostrar esta correlación (suponiendo que ambas encuentran alimento de cantidad y calidad cercanas a los valores óptimos) y especies de la misma masa deben tener periodos similares de gestación. Sería interesante comparar la duración del periodo de gestación del murciélago de vientre verde con otras especies simpátricas que también duermen expuestas. Por el momento, sólo es posible mencionar que la gestación del murciélago de vientre verde es relativamente corta para un animal homeotérmico de su masa, ya que se calcula en x días. Por otra parte, es más larga que en los Microchiroptera de la misma masa, porque las crías, como en todos los Megachiroptera, tienden a nacer más desarrollados, aunque tengan sólo entre 15 y 20% del peso de la madre. En el murciélago de vientre verde el peso es de alrededor de 20 gramos.
El murciélago de vientre verde es monoéstrico, con una sola carnada al año (generalmente dos crías en cada camada, como en los Megachiroptera grandes) . El contraste con otros quirópteros cuyo alimento está disponible durante todo el año, los cuales tienden a ser poliéstricos, aparentemente se debe a su relativamente gran tamaño y estado avanzado de desarrollo al nacer.
Durante el periodo de lactancia, el macho ya no lame directamente el vientre de la hembra, sino el dorso de las crías, ya que éstas se encuentran unidas al vientre de la hembra. Cuando las crías se independizan la hembra se queda con una población muy reducida de cianobacterias, pero vuelve a adquirirlas del macho. En esta época, el macho frota en su dormidera la superficie anterodorsal de sus alas contra el vientre de su pareja. De esta manera, están emparentadas todas las cianobacterias poseídas por una familia de murciélagos de vientre verde excepto durante el primer año de una pareja. Por lo tanto, será posible estudiar las relaciones genealógicas entre individuos y colonias de murciélagos de vientre verde por medio del estudio de las relaciones filogenéticas de sus cianobacterias.
El murciélago de vientre verde tiene un metabolismo basal más bajo que el de Roussetus, un murciélago frugívoro de la misma masa. Este valor es ligeramente menor (diferencia no significativa) que el valor esperado de la curva de Kleiber para esa masa. Ningún murciélago insectívoro alcanza esa masa, pero todas las especies en la que se ha medido el metabolismo quedan significativamente por debajo de esta curva. Lo anterior confirma la eficacia de una dieta basada en mucílago producido por cianobacterias.
El estudio de la historia natural del murciélago de vientre verde ha demostrado por qué esta especie tiene requerimientos ecológicos tan especializados: sus dormideras siempre están en la parte más alta del dosel de un árbol, el cual se debe encontrar muy cerca de la orilla de un cuerpo de agua, y sólo habita regiones con terreno quebrado formado por rocas basálticas.
El murciélago de vientre verde probablemente es una "especie clave" (keystone species) en este ecosistema, pues con sus excrementos evita la germinación de plántulas debajo del árbol donde se encuentran sus colonias. Además, es probable que la existencia de las "cuevas enigmáticas" cuya formación los geólogos no han podido explicar, y que contienen gran cantidad de fauna endémica, sea el resultado de la actividad milenaria de colonias de murciélagos royendo y lamiendo las rocas. Por último, el ser humano puede aprovechar la producción de guano de las colonias de estos quirópteros, pues se puede utilizar directamente como silica gel para combatir la humedad.
Recuadros Apéndice 1
Apéndice 2
|
|
|
|
||||||||
|
Referencias bibliográficas
Arem, J. 1973. Rocks and Minerals. Bantam Books, Toronto.
Borowitzka, M.A. 1988a. "Vitamins and fine chemicals from micro-algae", en M.A. Borowitzka y J.L. Borowitzka (eds.), Micro-algal Biotechnology. Cambridge University Press, pp. 153-196. Borowitzka, M.A. 1988b. "Algal growth media and sources of algal cultures", en M.A. Borowitzka y J.L. Borowitzka (eds.), Micro-algal Biotechnology. Cambridge University Press, pp. 456-465. Brown, L. 1973. The Mystery of the Flamingos. East African Publishing House, Nairobi. Burchard, R.P. 1980. "Gliding motility of bacteria", en Bioscience 30: 157-162. Del Hoyo, J., A. ElliottyJ. Sargatal (eds.) 1992. Handbook of Birds of the World. Tomo I, Lynx Editions, Barcelona. Eisenberg. J.F. 1983. "Behavioral adaptations of higher vertebrates to tropical forests", en F,B, Golley (ed.) Tropical Rainforest Ecosystems A. Structure and Function. Elsevier Scientific Publishing Company, Elsevier, pp. 267-278. Grzimek, B. (ed.) 1978. Grzimek's animal life encyclopedia. Vol. 11. Van Nostrand Reinhold. Jones, C. 1972. "Comparative ecology of three pteropid bats in Rio Muni, West Africa", en Journal of Zoology 167: 353-370. MacMillen, R.E. 1972. "Water economy of nocturnal desert rodents", en Symposium of the Zoological Society of London, 31:147-174. Montgomery, G.G. y M.E. Sunquist. 1978. "Habitat selection and use by two-toed and three-toed sloths", en G.G. Montgomery (ed.) The Ecology of Arboreal Folivores. Smithsonian Institution Press. Washington, pp. 329-359. Nagy, KA. 1987. "Field metabolic rate and food requirement scaling in mammals and birds", en Ecological Monographs 57 (2): 111-128. O'Farrel, MJ. y E.H. Studier. 1975. "Population structure and emergence activity in Myotis thysanodes and M. lucifugus (Chiroptera: Vespertillonidae) in northeastern New Mexico", en American Midland Naturalist 93:368-376. Paerl, H.W., B.M. Bebout, S.B. Joyce y D.J. DesMarais, 1993. "Microscale characterization of dissolved organic matter production and uptake in marine microbial mat communities", en Limnology-Oceanography 38:1150-1161. Peters, R.H. 1983. The Ecological Implications of Body Size. Cambridge University Press. Selwood, P.W. 1954. General Chemistry. Henry Holt & Company, Nueva York. Sibly, R.M. 1981. "Strategies of digestion and defecation", en C.R. Townsend, y P. Calow (eds.) Physiological Ecology: an Evolutionary Approach to Resource Use. Blackwell Scientific Publications, Oxford, pp. 109-139. Tuttle, M.D. y D. Stevenson. 1982. "Growth and survival of bats", en T.H. Kunz, (ed.) Ecology of Bats. Plenum Press, Nueva York y Londres, pp. 105-150. Walter, M.R. 1983. "Archean stromatolites: evidence of the earth's earliest benthos", en J.W. Schopf (ed.) Earth's Earliest Biosphere: its Origin and Evolution. Princeton University Press, Princeton, Nueva Jersey, pp. 183-213. Wilson, D.E. 1979. "Reproductive patterns", en RJ. Baker, J.K. Jones, Jr., y D.C. Carter (eds.) Biology of Bats of the New World: Family Phyllostomatidae. Parte III. Special Publications of the Museum, Texas Tech University, Lubbock 16, pp. 317-378. |
|||||||||||
| ____________________________________________________________ | |||||||||||
|
Héctor Gómez de Silva Garza
Centro de Ecología,
Universidad Nacional Autónoma de México.
|
|||||||||||
| ____________________________________________________________ | |||||||||||
|
como citar este artículo →
Gómez de Silva Garza, Héctor. 1995. El murciélago de vientre verde. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 56-61. [En línea].
|
|||||||||||
 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Alejandro Casas y Javier Caballero | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Investigaciones arqueológicas realizadas en distintas partes
del mundo permiten identificar regiones en donde se encuentran los restos más antiguos de plantas cultivadas, mismas que son consideradas como probables centros de origen de la agricultura. Entre las regiones con restos más antiguos se tienen registradas hasta el momento la zona conocida como Creciente Fértil en el Medio Oriente, y Mesoamérica, sobre todo en la parte central de México. Se estima que en la primera región, la agricultura pudo haber empezado a utilizarse hace alrededor de 11 000 años, mientras que en Mesoamérica esto pudo haber ocurrido hace 9000 o 10 000 años. Otras regiones igualmente importantes son la zona andina de Perú, Ecuador y Chile; África ecuatorial; la región mediterránea; el sureste asiático y algunas regiones del norte de China.
Se sabe que la adopción de la agricultura fue un proceso paulatino y que al parecer surgió independientemente en cada uno de los sitios mencionados. Sin embargo, existen aún muchas interrogantes acerca de cómo y por qué empezó a adoptarse la agricultura como la forma principal de subsistencia humana. Algunos autores opinan que la escasez de los recursos obtenidos mediante la recolección, debido a cambios climáticos o al crecimiento de la población humana, pudo haber sido un factor que estimulara su uso de manera cada vez más generalizada. Otros autores consideran que su adopción debe verse más bien como una etapa de un proceso de desarrollo tecnológico.
En la búsqueda por comprender el origen de la agricultura, a las investigaciones arqueológicas se suman también los estudios etnográficos y etnobiológicos que se realizan en sociedades presentes. Estos estudios, sobre todo aquellos que se llevan a cabo en grupos humanos que aún subsisten parcial o totalmente con base en la caza y la recolección de plantas silvestres, permiten representar los procesos que pudieron haber ocurrido durante los albores de la agricultura. De esta forma, los estudios etnográficos y etnobiológicos aportan cada vez más elementos de análisis para reconstruir la prehistoria y para entender los móviles que llevaron a las sociedades humanas a adoptar la agricultura como la manera principal de obtener los medios de subsistencia. El propósito de este artículo es presentar ejemplos de formas de manejo de plantas que, en el pasado y en el presente, han llevado a cabo los indígenas en Mesoamérica. Los ejemplos del pasado se basan en estudio arqueológicos, mientras que los ejemplos del presente se basan en investigaciones etnobiológicas. Con base en estos ejemplos, se discuten algunas hipótesis sobre el origen de la agricultura y la domesticación de plantas en Mesoamérica.
Recolección, agricultura y domesticación
En la actualidad la población indígena rural mexicana basa su subsistencia en la agricultura, principalmente en la temporalera de maíz, frijol y chile, sus alimentos básicos. No obstante, cerca de 15% de los elementos de su dieta todavía se obtienen de la caza y la recolección de una gran variedad de animales y plantas silvestres. La agricultura y la recolección de plantas han tenido una larga historia de coexistencia en Mesoamérica. Diferentes investigaciones arqueológicas en sitios de ocupación humana en la prehistoria muestran que hace aproximadamente 8500 años, la caza y la recolección eran actividades predominantes de los hombres mesoamericanos y que el cultivo de plantas era aún incipiente (Tabla 1). Sin embargo, a lo largo del tiempo la agricultura se fue convirtiendo en una actividad cada vez más importante, y poco antes de la Conquista española cerca de 80% de la subsistencia indígena dependía de plantas cultivadas (Tabla 2).
Si se comparan los procesos de obtención de recursos de algunos grupos indígenas de México, las diferencias entre formas de manejo agrícola y de recolección pueden ser muy tenues. Por esta razón, para discutir el origen de la agricultura es necesario ante todo caracterizar los rasgos distintivos de este proceso y distinguirlo de otras formas de obtener recursos. La principal diferencia entre la recolección de plantas y la agricultura es que mientras que la primera actividad implica una cosecha directa de productos naturales, la segunda involucra un proceso productivo mediante el cual la naturaleza es transformada y la disponibilidad de recursos controlada. Un manejo agrícola generalmente incluye alguna forma de manipulación del ambiente que tiene como propósito crear un medio artificial en el que el hombre procura controlar variables, como cantidad de nutrientes, humedad, luz, temperatura, competidores, depredadores y otros factores ecológicos, con el fin de asegurar la disponibilidad de recursos vegetales. Al proceso en el que se manipula el ambiente y se propagan plantas en un medio artificialmente producido se le puede considerar en general como cultivo.
Hernández-X. considera que para cultivar una especie silvestre es necesario modificar el esquema genético resultante de procesos de selección natural a otro esquema adaptado a condiciones manejadas por el hombre y a otros propósitos antropocéntricos. Esta observación pone de relieve que un manejo agrícola incluye también mecanismos de manipulación de los genotipos de las plantas por el hombre. La manipulación de los genotipos es la actividad cultural que permite al hombre adecuar la diversidad biológica a las necesidades de la sociedad humana y a las condiciones artificiales de manejo. Esta manipulación se lleva a cabo principalmente a través de una forma particular de selección: la selección artificial.
Fue Darwin quien primero describió la manera en que opera la selección artificial en plantas y animales, mediante el favorecimiento de los individuos deseables y la eliminación de los indeseables. En las plantas, este proceso puede tener resultados espectaculares en tiempos relativamente breves con la siembra y plantación ex situ de generaciones sucesivas. No obstante, cuando se analizan otras formas de manejo in situ, ni los procesos selectivos ni sus resultados son tan evidentes como en la siembra ex situ.
La selección artificial y otras fuerzas evolutivas artificiales están encaminadas a diseñar y crear organismos que satisfagan los requerimientos humanos y que puedan crecer en ambientes creados por el hombre. El proceso evolutivo que resulta de la manipulación humana de genotipos de plantas y animales es justamente el proceso de domesticación. Por lo tanto, la agricultura es un proceso productivo en el cual están involucrados tanto el cultivo como la domesticación de las plantas.
Origen de la agricultura en Mesoamérica, evidencias arqueológicas
El área cultural conocida como Mesoamérica, que abarca aproximadamente la mitad sureña de México y parte de Centroamérica, ha sido considerada como uno de los centros más importantes de domesticación de plantas en el mundo. Una posible explicación a esto puede ser la coexistencia de una extraordinaria diversidad vegetal y una larga historia cultural. Así, tan sólo en México existen cerca de 30 000 especies de plantas con flores y más de 50 grupos étnicos indígenas. Los pueblos indígenas de México actualmente usan y manejan más de 5 000 especies de plantas, con las que mantienen diferentes formas de interacción. Por esta razón, Mesoamérica puede ser considerada como un laboratorio viviente de domesticación de plantas. Y todo parece indicar que lo ha sido durante miles de años.
Las investigaciones arqueológicas de la prehistoria mesoamericana llevadas a cabo por MacNeish en la Sierra de Tamaulipas y en el Valle de Tehuacán, Puebla, y por Flannery en Guilá Naquitz, Oaxaca, han revelado importante información sobre las primeras etapas de domesticación de plantas y el origen de la agricultura en Mesoamérica.
En el Valle de Tehuacán, Smith y MacNeish coinciden en que las primeras evidencias de cambios morfológicos en plantas, determinados por la manipulación humana, se encuentran en la chupandía (Cyrtocarpa procera), el aguacate (Persea americana) y el chile (Capsicum annuum) en estratos de hace aproximadamente 8000 años. En Guilá Naquitz, Flannery encontró las evidencias más antiguas de domesticación en los guajes (Lagenaria siceraria) y las calabazas (Cucúrbita pepo) en estratos de hace aproximadamente 9000 años. De acuerdo con estos autores, en ambos sitios el cultivo de maíz pudo haber ocurrido hasta unos dos mil años después que las plantas mencionadas.
Aunque no existen suficientes pruebas, MacNeish considera que debido a que el aguacate y el chile no son nativos del Valle de Tehuacán, los antiguos especímenes allí encontrados podrían ser individuos cultivados y que, por lo tanto, en esa región el cultivo pudo haber iniciado hace alrededor de 8 000 años. Este autor considera que posiblemente hubo dos tipos de agricultura en el Valle de Tehuacán, uno de ellos llamado horticultura de barranca, el cual consistía en sembrar plantas, como las calabazas, en las barrancas cercanas a las cuevas que habitaban los hombres prehistóricos. Al otro tipo de agricultura incipiente lo llama hidro-hortícultura, y consistía en que individuos domesticados, por ejemplo de aguacate o de chile, eran plantados junto a los manantiales o en las playas del río Salado, donde recibían riego durante todo el año.
Existe un tercer tipo posible de cultivo incipiente en el Valle de Tehuacán, del cual tampoco existen suficientes pruebas, y que fue considerado por Smith. Las características de este tipo de cultivo se deducen a partir de las siguientes ideas propuestas por Smith:
1) La agricultura, en cualquiera de sus formas, implica favorecer plantas útiles en detrimento de las no útiles. El objetivo primordial de los primeros agricultores, entonces, fue promover la abundancia de ciertas especies deseables de entre la flora local.
2) Las primeras formas de cultivo que utilizó la gente del área de Tehuacán involucró sólo la remoción de algunas plantas indeseables en pequeños parches de terrenos, con el fin de crear un hábitat favorable para algunas plantas deseables, que se plantaban ya sea a partir de sus partes vegetativas (estacas o hijuelos) o a partir de sus semillas.
3) Cuando los indígenas clareaban espacio para plantar, la mayoría de las especies de plantas útiles no eran removidas. El mezquite y otras leguminosas, la chupandilla, los nopales y otros cactos comestibles, así como muchas otras especies eran dejadas en pie. Los cultivadores plantaban las especies que querían cosechar entre estas plantas, las que crecían con mucho éxito. Entonces, la vegetación natural nunca era removida totalmente, v después de que una parcela como tal era abandonada, eventualmente podrían regresar a ella.
Con base en estas ideas, Smith consideraba que los primeros cultígenos de Tehuacán fueron probablemente los magueyes (Agave spp.) y los nopales (Opuntia spp.) ya que estas plantas se propagan vegetativamente y, además, existen evidencias arqueológicas de que fueron elementos regulares en la dieta humana.
Desde nuestro punto de vista, este tercer tipo de agricultura incipiente podría ser denominado silvicultura de tierras secas, pues en él los hombres probablemente favorecieron el crecimiento de plantas útiles tales como leguminosas, nopales, cactos, árboles frutales, etc., en ambientes secos, de manera similar a la que propone MacNeish en el modelo de horticultura de barranca.
En resumen, los estudios arqueológicos de la prehistoria en Mesoamérica sugieren que el cultivo y domesticación de importantes cultivos como el maíz y el frijol fueron precedidos por experiencias de domesticación de otras plantas. Dichos estudios no permiten esclarecer si existieron formas de manipulación de plantas anteriores a los primeros signos de plantas domesticadas. No es posible concluir tampoco cómo fueron las primeras formas de cultivo. La información etnobotánica sobre el manejo actual de algunas especies puede contribuir a interpretar la información arqueológica.
El manejo actual de las plantas por los pueblos indígenas mesoamericanos
En la actualidad, los procesos de domesticación se llevan a cabo activamente en Mesoamérica. En estos procesos se incluyen plantas que tienen ya un grado avanzado de domesticación, esto es, que dependen del hombre en gran medida para sobrevivir y reproducirse. Pero, además, los pueblos mesoamericanos también domestican plantas arvenses y silvestres con poco o ningún grado de domesticación. Las primeras son plantas que crecen en hábitats creados por el hombre pero que no dependen de éste para sobrevivir y reproducirse, mientras que las segundas crecen naturalmente fuera de los hábitats perturbados por el hombre y no pueden invadirlos con facilidad. Los procesos de domesticación pueden incluir diferentes especies, pero también poblaciones silvestres, arvenses y domesticadas de una misma especie.
Los estudios etnobotánicos han revelado que en Mesoamérica existe un amplio espectro de formas de interacción entre hombres y plantas. Sin embargo, es posible distinguir dos formas principales de manejo: in situ y ex situ.
El manejo in situ incluye interacciones que se llevan a cabo en los mismos espacios ocupados por las poblaciones de plantas arvenses y silvestres. A este nivel, los hombres pueden tomar productos de la naturaleza sin perturbaciones significativas, como en algunas formas de recolección, pero también pueden alterar consciente o inconscientemente la estructura fenotípica o genotípica de las poblaciones vegetales con el fin de mejorar sus cualidades utilitarias o para incrementar la cantidad de algunas especies deseables. Las principales formas de manejo in situ son:
1. Recolección. Consiste básicamente en tomar las plantas útiles o sus partes directamente de las poblaciones naturales. La mayor parte de las plantas útiles silvestres y arvenses reportadas en los estudios etnobotánicos son recolectadas.
2. Tolerancia. Esta forma de manejo incluye prácticas dirigidas a mantener, dentro de ambientes creados por el hombre, las plantas útiles que existían antes de que los ambientes fueran transformados. Así, en las zonas rurales indígenas de México es muy común observar que durante los deshierbes de las milpas, la gente tolera diferentes especies de plantas arvenses comestibles anuales o quelites. Ejemplos de esta forma de manejo se pueden apreciar en los quintoniles (Amaranthus hybridus), las verdolagas (Portulaca olerácea) y los tomates verdes (Physalis philadelphica) en muchos sitios de México. En la Montaña de Guerrero se observa el mismo fenómeno en los alaches (Anoda cristatá) y en los chipiles (Crotalaria pumita). Esta misma forma de manejo también se observa entre especies perennes. Por ejemplo, en el Valle de Tehuacán y en la cuenca del río Balsas es muy común que la gente tolere en las milpas mezquites (Prosopis laevigata); guamúchiles (Pithecellobium dulce) y guajes colorados (Leucaena esculentá) así como magueyes (Agave spp.); "nopales" (Opuntia spp.); "pitayas" (Stenocereus spp.) y otras cactáceas comestibles.
3. Fomento o inducción. Este tipo de manejo consiste en diferentes estrategias dirigidas a incrementar la densidad de población de plantas útiles en sus hábitats naturales. Incluye la siembra de semillas o la propagación intencional de estructuras vegetativas en los mismos lugares ocupados por las poblaciones de plantas silvestres o arvenses. Un ejemplo de esta forma de manejo es el que practican los mixtecos de la Montaña de Guerrero para aumentar la cantidad de palmas de la especie Brahea dulcís. Esta palma, que es un recurso muy importante para elaborar sombreros y petates que son comercializados por la gente, posee un sistema de reproducción vegetativa por medio de estolones que tienen la particularidad de ser resistentes al fuego. En algunas zonas que reúnen condiciones ambientales favorables para la palma, los mixtecos provocan incendios para eliminar deliberadamente arbustos, hierbas y plántulas de árboles, con el fin de eliminar competidores y favorecer el crecimiento de la palma. Un principio similar es empleado para fomentar el crecimiento de algunos pastos con el fin de incrementar la cantidad de forraje para el ganado.
En el Valle de Tehuacán, los popolocas propagan vegetativamente algunas especies de cactáceas útiles en las comunidades vegetales naturales. A partir de ramas, propagan las pitayas (Stenocereus stellatus, S. pruinosus y S. marginatus); el chichipe (Polaskia chichipe) y el chende (Polaskia chende), así como el baboso (Pachycereus hollianus) y a partir de brotes de ramas propagan el garambullo (Myrtillocactus geometrizans) y el chiotillo (Escontria chiotilla).
En muchas partes de México, es común que los pueblos indígenas no sólo toleren sino que incluso propaguen intencionalmente semillas de plantas arvenses deseables dentro de los campos de cultivo, con el fin de aumentar su densidad de población. Ejemplos de esta forma de manejo pueden observarse en la Montaña de Guerrero con los tomates verdes, los quintoniles, los alaches y los chipiles. Los mixtecos inducen el aumento de la disponibilidad de estas plantas durante el temporal con fines de autoconsumo. Durante la temporada de secas, los campesinos que cuentan con terrenos de riego logran incluso comercializar sus productos debido a la escasez de estas plantas durante dicho periodo.
4. Protección. Esta forma de manejo consiste en cuidados especiales a plantas arvenses y silvestres que los campesinos realizan con el fin de asegurar y ampliar su producción. Estos cuidados incluyen la erradicación de competidores y la protección contra depredadores, fertilización, podas, protección contra heladas, etc. Robert Bye describió un ejemplo de esta forma de manejo entre los tarahumaras, quienes eliminan competidores de unas cebollas silvestres en sus poblaciones naturales. En la Montaña de Guerrero también se observan ejemplos de esta forma de manejo con el guaje colorado, así como con los tomates verdes y los tomates de culebra, que son formas arvenses de los jitomates (Lycopersicon esculentum). En el primer caso, los campesinos mixtecos realizan podas de algunos árboles preferidos y ocasionalmente también los fumigan para protegerlos contra plagas de brúquidos. En el caso de los tomates verdes y jitomates arvenses, los mixtecos fertilizan, fumigan y protegen contra las heladas a estas plantas que juegan un papel muy importante en su dieta.
Por otro lado, el manejo ex situ incluye interacciones que se llevan a cabo por fuera de las poblaciones naturales, en hábitats creados y controlados por el hombre. Estas formas de manejo se usan comúnmente con plantas domesticadas, aunque también con plantas silvestres y arvenses. Existen dos formas principales de manejo ex situ:
1. Trasplante. Consiste en el trasplante de individuos completos tomados de las poblaciones naturales. Ejemplos de esta forma de manejo se pueden observar en la Montaña de Guerrero con el maguey mezcalero (Agave cupreata), y una guayaba silvestre conocida localmente como guayaba tlahuanca (Psidium guajava). En el primer caso, las plántulas del maguey son llevadas a las milpas con el fin de formar bordos de con tensión de suelos y para eventualmente utilizar los productos de esta planta (flores y hojas comestibles, así como tallos para la elaboración de mezcal) . En el caso de la guayaba tlahuanca, los hijuelos de árboles silvestres son transplantados a los huertos familiares. En el Valle de Tehuacán se pueden observar ejemplos similares con varias especies de magueyes pulqueros y mezcaleros, así como con el garambullo.
2. Siembra y plantación. Esta forma de manejo incluye la propagación ex situ de estructuras reproductivas sexuales y vegetativas. Los guajes (Leucoma spp.), los aguacates y varias especies de frutales, tales como guayabas, nanches (Byrsonima crassifolia), zapote blanco (Casimiroa edulis) y ciruelas (Spondias mombin) son algunos ejemplos de árboles silvestres propagados por semilla en los huertos mixtéeos de la Montaña de Guerrero. Por otro lado, las ciruelas, el chupandillo, los nopales, las pitayas (Stenocereus spp.), los colorines (Erythrina spp.) y los copales (Bursera spp.), son ejemplos de árboles silvestres cuyas estructuras de reproducción vegetativa (tallos y ramas) son plantados con mucha frecuencia en huertos y otros sistemas agrícolas tanto en la cuenca del río Balsas como en el Valle de Tehuacán. Entre las especies herbáceas, en la Montaña de Guerrero puede observarse el trasplante de las cebollejas (Allium glandulosum) y los frailes (Euphorbia graminea) desde sus poblaciones silvestres hacia los huertos familiares. Igualmente puede observarse el cultivo de especies arvenses tales como los alaches, los chipiles, la mostaza (Brassica campestris) y el quintonil. Todas estas especies se cultivan en terrenos de riego, especialmente en la época de sequía, para después ser comercializados.
Procesos de selección artificial
Aún no existen suficientes estudios que permitan demostrar y evaluar los efectos de procesos de selección artificial en las formas de manejo descritas arriba. Sin embargo, existen importantes observaciones que sugieren que estos procesos están ocurriendo. Así, por ejemplo, muchas especies vegetales obtenidas por medio de la recolección, principalmente plantas anuales, son recolectadas sin preferencias especiales. Con otras, sin embargo, especialmente plantas perennes, los recolectores comúnmente distinguen individuos que son diferentes en rasgos relacionados tanto con su calidad como con sus recursos. Por ejemplo, entre las plantas comestibles, la gente distingue sabores, texturas, tamaños, colores, la presencia de substancias tóxicas, etcétera.
De entre tal variedad de opciones, los recolectores escogen las "mejores" plantas de acuerdo con sus valores culturales, y las utilizan. Por ejemplo, en la Montaña de Guerrero, los mixtecos distinguen formas dulces y amargas de guamúchil (Pithecellobium dulce) y recolectan los dulces. Una situación similar se encuentra con los guajes colorados (Leucaena esculenta). Los mixtecos distinguen tres variedades: 1) los guajes de vasca, que son tóxicos; 2) los guajes amargos, que tienen semillas amargas y que se pueden comer sólo después de asarlas, y 3) los guajes dulces, cuyas semillas son comestibles aún crudas. Los campesinos recolectan selectivamente los guajes dulces. Los guajes amargos también son recolectados pero únicamente cuando los dulces escasean.
Entre las arvenses herbáceas también puede observarse cierta selección durante la tolerancia que se practica en los deshierbes. Puede comentarse el caso de los alaches y los chipiles. En cada una de estas especies los mixtecos distinguen dos variantes: 1) variantes "macho", las cuales presentan hojas angostas y pubescentes, con alto contenido de fibra y no palatables; y 2) variantes "hembra" con hojas anchas, no pubescentes, con menor contenido de fibra y de sabor y textura agradables. Los campesinos prefieren recolectar y consumir las variantes "hembra" de estas plantas. Podría esperarse que, debido a la recolección, la densidad de población de plantas "hembra" disminuyera y con el tiempo predominaran las formas "macho". Sin embargo esto no ocurre, pues durante la recolección los mixtecos cortan únicamente las ramas jóvenes sin destruir la planta. En la práctica esta forma de recolección constituye una forma de poda. Además, durante los deshierbes, los campesinos procuran eliminar a las formas "macho".
Un proceso similar de tolerancia selectiva se puede observar en otras especies de plantas comestibles silvestres. Ocurre, por ejemplo, con los "guamúchiles": las variantes amargas generalmente son eliminadas cuando se abre un campo de cultivo o cuando se corta leña. Lo mismo ocurre con variantes amargas, cimarronas o agrias de guayabas y nanches. En el caso de los guajes colorados, los campesinos mixtecos toleran preferentemente las variantes dulces y en ocasiones también algunos individuos de la variante amarga. Pero generalmente eliminan individuos amargos y sobre todo los tóxicos de vasca. En un estudio efectuado en la Montaña de Guerrero comparamos la frecuencia de fenotipos favorables en poblaciones silvestres y cultivadas, así como en una población donde la tolerancia selectiva ha actuado durante probablemente varios siglos. Encontramos una frecuencia significativamente mayor de individuos favorables en la población tolerada en comparación con la silvestre. Esto sugiere que la acción selectiva durante la tolerancia puede afectar las frecuencias fenotípicas de las poblaciones, y probablemente también las genotípicas.
En resumen, durante algunas formas de manejo de los paisajes silvestres o arvenses in situ, el hombre es capaz de elevar la densidad de población de algunas especies de plantas útiles. Este proceso por sí mismo no necesariamente cambia la estructura genética de las poblaciones. Sin embargo, en algunos casos parece que la selección artificial pudiera estar actuando de manera similar a como ocurre durante el cultivo ex situ. Esto sugiere que la domesticación de plantas in situ es un proceso posible.
El favorecimiento de especies y variantes de estas especies que convienen al hombre es fácil de visualizar en plantas con propagación vegetativa como los magueyes y algunas cactáceas. En estos casos, los hombres simplemente toman estructuras reproductivas de las formas que les interesan y las propagan. Sin embargo, en especies que presentan únicamente reproducción sexual, el asunto no resulta tan trivial. En este caso, elegir frutos o semillas de una forma deseada puede no resultar suficiente para asegurar su replicación. Ello depende del tipo de sistema de cruzamiento involucrado. Así, en una especie en la que predomina la autofecundación, la replicación del fenotipo deseado a partir de las semillas cosechadas puede ser directo. Mientras que en plantas en las que predomina el cruzamiento o en las que el cruzamiento es forzoso, la siembra de semillas cosechadas no garantiza la replicación del fenotipo deseado, de acuerdo con el principio mendeliano de segregación.
La duración del ciclo de vida puede complicar aún más el proceso selectivo. Así, reconocer y aceptar o eliminar una forma variante de una especie es relativamente rápido en especies anuales, mientras que el proceso puede ser muy lento en especies perennes de ciclo de vida largo. Al respecto, resulta interesante la opinión de Smith acerca de la domesticación del aguacate, uno de los primeros cultivos de Mesoamérica.
Smith considera que debido a que toma cerca de siete años que una plántula de aguacate pueda producir, y que el árbol puede continuar produciendo después por setenta años o más, el periodo de selección previo a su efectiva domesticación por cotiledones grandes tuvo que haber sido extensivo.
Un modelo de domesticación in situ resulta atractivo para analizar el caso de los guajes colorados (Leucaena esculenta subsp. esculenta) mencionado arriba. Los guajes son plantas perennes con fecundación cruzada y, en ellas, un patrón de selección artificial que ocurra generación tras generación podría resultar un proceso muy largo. En este caso, resultaría más factible incrementar el número de fenotipos deseados dejándolos en pie en sus poblaciones naturales que cultivándolos en otro sitio.
Tabla 1. Porcentaje de alimentos animales y vegetales en distintos sitios de Mesoamérica hace 8500 años (Con base en MacNeish, 1967 y Flannery, 1986)
Tabla 2. Variación temporal de los elementos de la dieta humana en Tehuacán, Puebla (con base en MacNeish, 1967)
Modelos hipotéticos sobre el origen de la agricultura
Existen dos modelos hipotéticos principales que se han propuesto para explicar cómo surgió y cómo se desarrolló la agricultura. Uno de ellos es el modelo de seminicultura, que busca explicar el origen del cultivo de las plantas propagadas por medio de semillas. Este modelo se ha basado principalmente en estudios de caso de plantas herbáceas anuales como los principales cereales (trigo, avena, arroz, maíz, etc.) y legumbres (frijoles, lentejas, garbanzos, etc.). De manera general, el esquema de este modelo hipotético sugiere que las formas silvestres de las plantas domesticadas primeramente invadieron áreas perturbadas por el hombre, donde evolucionaron como plantas arvenses, y eventualmente fueron cultivadas.
En este modelo, la domesticación es considerada como una consecuencia del cultivo (y aunque no se especifica, generalmente se habla de un cultivo que en este artículo caracterizamos como ex situ). Autores como Harían consideran que la domesticación es un proceso de evolución natural que resulta de presiones selectivas asociadas con la cosecha y siembra. Se parte de considerar que las plantas mutantes que son favorables al hombre generalmente presentan una adecuación muy baja y no son capaces de sobrevivir en condiciones naturales. Por lo tanto, la única manera de asegurar la sobrevivencia de estas plantas es estableciéndolas, creciéndolas y reproduciéndolas en ambientes artificiales controlados por el hombre.
El segundo modelo hipotético es el de la vegecultura, el cual se enfoca a entender el origen del cultivo y domesticación de plantas propagadas vegetativamente. Este modelo está basado en el estudio de plantas tales como los camotes o ñames (Dioscorea spp.), la yuca (Manihot esculenta) , la papa (Solanum tuberosum), la vid (Vitis vinifera), etc. Harían considera que la facilidad con la que se propagan y domestican estas plantas podría ser un argumento para apoyar la idea de que la vegecultura tropical es más vieja que la agricultura por semillas. Este autor sugiere que el cultivo de estas plantas con propagación vegetativa se originó a partir de la recolección de las estructuras vegetativas, las cuales eran fácilmente plantadas, cosechadas y plantadas de nuevo, practicando selección artificial cada ciclo. Bajo este modelo, por lo tanto, el cultivo ex situ es también una condición para domesticar a las plantas.
Aunque estos dos modelos han sido desarrollados ampliamente desde hace varias décadas, no explican satisfactoriamente el origen de la domesticación de muchas plantas, como por ejemplo, el de las plantas perennes con sistema de reproducción cruzada. Para estas plantas, como se ha señalado, un modelo de domesticación in situ resulta más atractivo para explicar el origen de su domesticación. Este modelo parte de considerar el manejo de la vegetación silvestre y el desarrollo de prácticas de selección artificial en los mismos sitios donde se encuentran naturalmente las plantas útiles. Por esta razón, un tercer modelo que considere el manejo y selección in situ resulta necesario. Desde nuestro punto de vista, este modelo hipotético podría ser llamado modelo de silvicultura, haciendo alusión al manejo de lo silvestre.
El proceso de domesticación in situ podría ser incluso más antiguo que el supuesto en la hipótesis de la vegecultura. El supuesto principal de un modelo hipotético de silvicultura es que la agricultura es el resultado de una larga historia de manejar in situ la vegetación natural. Además, es más factible incrementar el número de fenotipos deseados mediante la tolerancia selectiva, el fomento o inducción y la protección in situ de tales fenotipos que cultivándolos ex situ. Con esta acción selectiva y la eliminación de los fenotipos no deseados, la frecuencia de cruzamiento entre fenotipos deseables podría también elevarse, y con ello aumentar la disponibilidad de productos deseables en las poblaciones y comunidades vegetales, así como un incremento ventajoso de la frecuencia de fenotipos favorables en la progenie. Después de un proceso como el sugerido aquí, los ciclos de cultivo y selección de estas plantas tendrían mas éxito.
Este modelo hipotético de selección artificial in situ sugiere que la domesticación pudo ser un proceso factible en formas de cultivo como las descritas por Smith en el Valle de Tehuacán y que aquí hemos denominado silvicultura de zonas secas. Este modelo refuerza la hipótesis de que la agricultura es resultado de una larga historia tecnológica desarrollada por el hombre para manejar tanto ambientes como genotipos de plantas. Esta historia sin duda inició con la recolección de plantas, la cual al parecer se hizo cada vez más sistemática, conforme se incrementaban los conocimientos humanos sobre las plantas y los ambientes y se desarrollaban las herramientas y las técnicas de colecta.
La recolección pudo ser seguida por formas de manipulación de los bosques y selvas in situ. Las primeras etapas de un proceso como este podría haber sido una modificación indirecta de la estructura genotípica de las poblaciones, determinada por formas de perturbación de la vegetación natural. Este tipo de perturbaciones pueden cambiar las interrelaciones naturales entre las plantas y sus competidores, depredadores y posiblemente polinizadores y dispersores, así como otros factores ecológicos. Esto, como resultado de la simplificación de la estructura de las comunidades vegetales y el aumento de la densidad de población de algunas especies. En otras palabras, las perturbaciones intencionales y otras formas de manejo de la vegetación natural pudieron haber determinado cambios en las presiones de selección naturales. Es importante hacer notar que los nuevos ambientes creados después de tales perturbaciones son ambientes hechos por el hombre, modificados para satisfacer los requerimientos humanos, y que las plantas empezaron a evolucionar dentro de estos ambientes creados intencionalmente por el hombre. Por tal razón, a esta etapa podría llamársele domesticación del ambiente.
Posteriormente pudo haber continuado una etapa de selección artificial llevada a cabo también in situ sobre fenotipos particulares de algunas especies. Y finalmente, esta etapa pudo haber sido continuada por formas de cultivo y selección artificial ex situ. Con la emergencia y desarrollo del manejo agrícola ex situ, la domesticación incrementó enormemente sus potencialidades debido a que las secuencias de cultivo y selección, generación tras generación, permitieron al hombre intensificar la manipulación de las generaciones de plantas. Esto es, en la fase de manejo agrícola ex situ, las manipulaciones humanas de los genotipos son más evidentes.
Domesticación y recursos genéticos
México es un país excepcionalmente rico en especies vegetales y animales, y es también un país excepcionalmente rico en culturas. Estas culturas han logrado generar una vasta experiencia tecnológica a lo largo de miles de años con la cual han podido utilizar y manejar entre 5 000 y 7 000 especies vegetales y animales. Este amplio espectro de especies útiles probadas y muchas más que aún podrían incorporarse en la lista, constituyen un inmenso reservorio de recursos para el desarrollo nacional. En cada una de estas especies útiles existe un conjunto particular de características que las convierten una opción para resolver directamente tal o cual requerimiento de la subsistencia humana o como materia prima para la industria.
Aún más impresionante resulta quizás la variabilidad que es posible encontrar dentro de cada una de estas especies, y que también ha sido usada y manejada diferencialmente por las culturas mesoamericanas. Así, a manera de ejemplo, en un estudio sobre las pitayas o xoconochtles (Stenocereus stellatus), se puede observar que los popolocas, los mixtecos y los nahuas del Valle de Tehuacán y la Mixteca Baja, reconocen y clasifican la variabilidad de esta especie con base en los rasgos de cinco caracteres de los frutos. Los caracteres y sus rasgos son los siguientes: 1) color, distinguen variedades rojas, rosadas, verdes, amarillas, anaranjadas y color púrpura; 2) sabor, distinguen variedades dulces y agrias; 3) tamaño, distinguen variedades pequeñas y grandes; 4) cáscara, gruesa o delgada; 5) frutos espinosos y no espinosos. Una combinación de los rasgos de únicamente estos cinco caracteres hace posible la existencia de 144 variantes posibles, cada una de ellas con un significado cultural y con un papel utilitario particular. Así, por ejemplo, la gente considera como mejores frutas para el consumo directo las de mayor tamaño, de color verde, sabor dulce, cáscara delgada y no espinosos. Sin embargo, las de sabor agrio son preferidas para la elaboración de bebidas y mermeladas; las de frutos espinosos son más resistentes a los ataques de los depredadores, las variedades de cáscara gruesa son más resistentes a la pudrición y por lo tanto resisten más las largas jornadas de transporte, etc. Toda esta gran variedad biológica y experiencia tecnológica existe tan sólo para una especie.
En las 5 000 a 7 000 especies y en su variabilidad intraespecífica existe un amplio abanico de opciones concretas y potenciales para resolver problemas de alimentación, salud, construcción, vestido, etc. Muchas de estas especies no sólo son desconocidas por la mayor parte de la población del país, sino que incluso son destruidas cotidianamente a la par de la destrucción de los hábitats naturales.
Uno de los retos más urgentes para la ciencia y para la sociedad contemporánea es la búsqueda de formas de desarrollo sustentable, que permitan mejorar la calidad de la vida humana sin destruir la naturaleza. En México, esta búsqueda debe partir de considerar su inmensa riqueza biológica y cultural. La formulación de cualquier estrategia de manejo sustentable de los recursos naturales no sólo debe tomar en cuenta la necesidad de conservar tan importante patrimonio, sino que además, debe considerarse que este reservorio de diversidad constituye un punto de apoyo fundamental para el desenvolvimiento de la potencialidad productiva y cultural. Para ello, es preciso conocer cada uno de los recursos, evaluar sus potencialidades, diseñar estrategias de conservación de las especies y su variabilidad intraespecífica, llevar a cabo programas de desarrollo tecnológico basados en estos recursos y producirlos a mayor escala. La experiencia de los domesticadores mesoamericanos en el uso y manejo de estos recursos constituye un importante trecho andado en el conocimiento y uso de la diversidad biológica del país. Por ello, una de las principales tareas de la etnobiología es rescatar, para toda la sociedad, la tan inmensa cultura diseminada en la regiones y pueblos de México.
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Referencias bibliográficas
Bye, R.A. 1993. "The role of humans in the diversification of plants in México", en T.P. Rammamoorthy, R.A. Bye, A. Lot y J. Fa (eds.), Biological Diversity of México. Oxford University Press, Nueva York, pp. 707-731.
Byers, D.S. (ed.) 1967. The Prehistory of the Tehuacan Valley. Environment and Subsistence. Tomo I, University of Texas Press, Austin. Caballero, J. 1994. "La dimension culturelle de la diversité vegetalle au Mexique", en Jounal D 'Agriculture Traditionalle et de Botanique Apliquee, (nueva época) 36(2): 145-158. Casas, A. 1992. Etnobotánica y procesos de domesticación en Leucaena esculenta (Moc. et Sessé ex A.DC.) Benth. Tesis de maestría, Facultad de Ciencias, UNAM, México. Casas, A., J.L. Viveros y J. Caballero. Etnobotánica mixteca: sociedad cultura y recursos naturales en la Montaña de Guerrero. INI-CONACULTA, México. En prensa. Flannery, K.V. (ed.) 1986. Guilá Naquitz. Academic Press, Nueva York. Harían, J.R. 1975. Crops and Man. Foundation for Modern Cropscience Series, American Society of Agronomy, Madison. Hernández-X., E. 1985. Biología agrícola, CECSA, México. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ____________________________________________________________ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Alejandro Casas y Javier Caballero
Jardín Botánico, Instituto de Biología,
Universidad Nacional Autónoma de México.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
_____________________________________________
como citar este artículo →
Casas, Alejandro y Caballero, Javier. 1995. Domesticación de plantas y origen de la agricultura en Mesoamérica. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 36-45. [En línea].
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|
|
|||||||||
|
Xavier Lozoya Legorreta, María Luisa Arellano,
Erika Rivera Arce y Fabiola Domínguez
|
|||||||||||
|
La idea de sustituir en el cuerpo humano un tejido u órgano
que ha dejado de cumplir adecuadamente sus funciones, por uno útil proveniente de algún animal o de otro ser humano, es un viejo sueño de la medicina.
La historia de los trasplantes es más antigua de lo que hoy la gente pudiera imaginarse. Las insólitas anécdotas sobre trasplantes de piel y de algunas partes del cuerpo humano, envueltas en el mito y la leyenda, existen en todas las culturas médicas desde épocas muy lejanas. Se sabe, sin embargo, que a partir del siglo XVIII la medicina experimental inició estudios sistemáticos que llevaron a generar el conocimiento requerido para que, casi doscientos años después, los trasplantes puedan ser parte de la rutina del quehacer quirúrgico de numerosos hospitales en varias partes del mundo.
De manera esquemática, es posible reconocer en la evolución científica de este campo de investigación médica tres grandes periodos: el primero corresponde a los trasplantes de tejidos (inicialmente sólo de piel y después de córnea); el segundo se desarrolla a partir de los tras plantes de órganos y, el tercero, en la etapa más reciente, ocurre con los tras plantes de células. Como se verá a continuación, la evolución del conocimiento sobre este tema estuvo acompañada por la modificación fundamental de los principios teóricos de la biología y por el desarrollo de numerosas técnicas quirúrgicas; centenares de científicos de muy diversas nacionalidades fueron enfrentando los distintos retos teóricos y práctico; implícitos en la estrategia de los trasplantes, así como las reacciones sociales, religiosas y políticas de toda índole que este quehacer ha suscitado. La historia de los trasplantes devela, también, el énfasis que la investigación científica de los últimos cien años, en su lucha contra la enfermedad, ha puesto en el desarrollo de la medicina reparativa por sobre el de la preventiva y profiláctica, que podría permitir a cada individuo vivir, quizá, menos tiempo, pero con una mejor educación, gozando de un cuerpo suficientemente sano y en un entorno social más justo.
El trasplante de órganos
El autotrasplante de piel, es decir, la utilización de un fragmento de piel obtenido de una parte del cuerpo del mismo individuo para injertarlo en otra donde se ha perdido cobertura cutánea, es el trasplante más antiguo del que se tenga noticia. Fue aplicado por los cirujanos de la antigüedad en todas partes del mundo con el propósito de curar heridas, quemaduras y realizar amputaciones. Sin embargo, no fue sino hasta finales del siglo XVIII cuando se realizaron los primeros experimentos científicos de trasplantes de tejidos, con el propósito explícito de desarrollar métodos y técnicas.
Inspirados quizás en los éxitos logrados en la agronomía, que permitían cultivar nuevas plantas alimenticias obtenidas mediante la unión por injerto o acodo de especies vegetales diferentes, científicos como Duhamel du Monceau aplicaron el mismo procedimiento en animales. Du Monceau injertó, en 1746, espolones de gallina sobre crestas de gallos, sin que obtuviera resultados visibles. Boronio, en 1804, siguiendo estos principios, trabajó con trozos de piel de oveja que mantenía durante varias horas separados del organismo y posteriormente trasplantaba al cuerpo de otro animal de la misma especie; a este procedimiento lo llamó homo-trasplante. El mismo Boronio reconoció, desde entonces, la imposibilidad de los trasplantes de piel entre animales de distinta especie (heterotrasplantes).
No obstante, a medida que durante el siglo XIX se fue ampliando el conocimiento sobre la función de algunas glándulas y se logró introducir la entonces revolucionaria idea de que estos tejidos producían "factores químicos" (hormonas) que eran los responsables de algunos cambios visibles en el hombre y en los animales, se retomaron los experimentos sobre heterotrasplantes, pero ahora de estos órganos. El trasplante de testículos de gallo a capones, que recobraban los caracteres físicos del macho, fue constatación y producto de esta tesis. La glándula obtenida de un animal "donador" y trasplantada en otro "receptor" seguía, en algunos casos, secretando durante breve tiempo sus hormonas características.
Este paso del trasplante de tejido (fragmentos de piel) al de un órgano completo había exigido un nuevo conocimiento de la anatomía pero, sobre todo, la renovación del pensamiento científico acerca del papel de la sangre como nutriente indispensable para el mantenimiento de la vida de los órganos. Brown Sequeard realizó en 1851 una espectacular demostración del importante papel que cumplía la sangre en la vida, al provocar la contracción de los músculos de la mano de un muerto, ejecutado trece horas antes, mediante la inyección de medio litro de su propia sangre.
Para los científicos de esa época la sobrevivencia del órgano trasplantado dependía de tres factores: el primero, la sangre y su conservación, puesto que ésta se coagula y "corrompe", según el decir de entonces. Esta primera condición permitió que se desarrollaran sustitutos del "líquido nutricio indispensable" como los líquidos amniótico y seminal y, posteriormente, los líquidos artificiales, "soluciones fisiológicas" capaces de proporcionar los nutrientes indispensables al órgano aislado del cuerpo (los líquidos artificiales siguen actualmente siendo objeto de investigaciones en el mismo sentido).
El segundo factor era la perfusión sanguínea constante del órgano una vez trasplantado, lo que se logró mediante la cuidadosa manipulación quirúrgica de los vasos sanguíneos principales que unían al órgano del donador con el receptor (técnica que en la actualidad se ha desarrollado hasta llegar a la microcirugía) y, el tercero, la electricidad, considerada en aquel entonces la chispa vital que "enciende" o inicia la vida, manifestada por la contracción muscular (recurso que, con variantes, también en la actualidad se emplea con el mismo propósito durante el paro cardíaco y el trasplante de corazón).
Células de Mimosa tenuiflora en el peritoneo de la rata; corte histológico del injerto a los 30 días de realizado el implante, a) tejido vegetal; b) cápsula; c) vasos sanguíneos; d) pared intestinal.
El experimento del Dr. Frankenstein, relatado en la novela de Mary Shelley escrita a finales del siglo XVIII, logra cabalmente cumplir con estos tres requisitos de la visión de la ciencia de esa época: las partes del cuerpo muerto donante se conservan "vivas" en líquido amniótico, la sutura vascular y muscular es meticulosa y perfecta, y la corriente eléctrica energiza al nuevo organismo que recobra vida y movimiento.
Dado que para los científicos de esa época la problemática de los trasplantes era principalmente una dificultad quirúrgica, en los últimos decenios del siglo XIX y los primeros del XX, los cirujanos buscaron perfeccionar la técnica de la unión de vasos, pensando que si se lograba la adecuada irrigación sanguínea del órgano trasplantado su función podría estar garantizada. Así, una bordadora de Lyon enseñó a Alexis Carrel a coser con minuciosidad hilos muy finos y él desarrolló la técnica de anastomosis con más éxito: el empalme de los vasos por triangulación, que le permitió realizar los primeros trasplantes de riñón en el cuello de animales de laboratorio, que recibían el flujo sanguíneo a través de una sutura perfecta. En 1908, el mismo investigador consiguió colocar a una perra el riñón que le había extraído previamente y que mantuvo irrigado artificialmente durante treinta minutos. El acto quirúrgico vascular estaba perfeccionado, permitiéndole a Carrel (premio Nobel en 1912) expresar:"... En el estricto plano quirúrgico, el trasplante de órganos se ha hecho realidad".
En la década de los sesenta, el médico ruso Vladimir Demijov, llevaría al extremo la aseveración de Alexis Carrel con una sorprendente habilidad quirúrgica que le permitió trasplantar la cabeza completa de un cachorro al cuello de otro perro adulto y lograr que este animal de "dos cabezas" sobreviviera por algunos días caminando por los jardines del Instituto de Cirugía de Moscú. Los trasplantes de Demijov demostraban que la técnica quirúrgica (asistida con instrumentos especialmente diseñados para realizar suturas mecánicas de vasos en cuestión de segundos) se había desarrollado a tal grado que era posible unir cualquier parte de un animal a otro conservando su irrigación sanguínea. Sin embargo, estos animales lograban sobrevivir apenas unos cuantos días, antes de que sus vasos sanguíneos se obstruyeran en forma masiva. Estos modelos de cirugía experimental fueron utilizados posteriormente para hacer estudios de circulación cruzada que se prolongaban por algunos días, ya que permitían realizar observaciones sobre los factores nerviosos y humorales en distintas funciones fisiológicas en organismos quirúrgicamente unidos, como son, por ejemplo, las vinculadas a los ciclos de sueño y vigila en cada una de las cabezas de este modelo animal y los cambios en la glucemia sanguínea periférica producidos en el receptor mediante la estimulación nerviosa de la cabeza implantada.
De los experimentos pioneros de Carrel a la cirugía vascular de los años cincuenta se produjo un gran desarrollo técnico en el manejo de anticoagulantes, de diversos líquidos de perfusión y de instrumentos de sutura mecánica que permitieron aseverar que prácticamente cualquier órgano o conjunto de órganos de un organismo donador podía ser quirúrgicamente conectado al cuerpo de un receptor. Pero la clínica mostró que el trasplante de órganos no fue siempre, ni mucho menos, un éxito definitivo. En efecto, los únicos trasplantes de éxito eran aquéllos en los que el tejido o el órgano implantado se había extraído y trasplantado en el mismo organismo, los autotrasplantes.
Células de Mimosa tmuiflora en el tejido subcutáneo; corte histológico a los 120 días de realizado el implante, a) vasos sanguíneos capilares; b) células vegetales.
Desde el siglo pasado, Paul Bert había descrito las dificultades que impedían la sobrevivencia definitiva de los aloinjertos u homotrasplantes, así como la de los heterotrasplantes, ya que todos los órganos terminaban, tarde o temprano, necrotizándose y perdiendo su función, condición que se denominó en términos generales como "rechazo", y cuyo origen y causas eran desconocidas. Aunque fueron numerosos los estudios realizados en pacientes desahuciados cuya función renal se hallaba gravemente lesionada (se usaron riñones de cerdo, de cabra y de mono, injertados los vasos mayores del brazo en pacientes humanos) en ningún caso tuvieron éxito, por lo que se abandonó la estrategia del heterotrasplante y los cirujanos centraron sus esfuerzos en el desarrollo del homotrasplante renal en humanos.
En 1950, David Hume trasplantó el riñón de un cadáver en el pliegue del codo de una enferma. Durante un tiempo crítico el injerto logró filtrar orina, y horas después los riñones de la paciente reemprendieron su función y se le retiró el tercer riñón. La operación fue considerada un gran logro al salvar la vida de la enferma mediante el uso temporal de un riñón extra, tal y como actualmente se hace con el riñón artificial. Posteriormente se intentaron los homotrasplantes renales de donadores vivos. En Estados Unidos, en Canadá, en Gran Bretaña y en Francia se llevaron al cabo muchos ensayos de este tipo pero todos fracasaron; no bastaba que el órgano a trasplantar proviniera de un donador vivo, ya que en cuestión de semanas el órgano dejaba de cumplir su función. Todos estos estudios permitieron el desarrollo teórico del concepto de "incompatibilidad" sanguínea entre el donador y el receptor. En 1952 se hizo memorable el caso de Marius Renard, el joven que recibió el riñón de su madre. La operación fue un éxito y el paciente sobrevivió durante veintidós días, pero súbitamente presentó rechazo, no obstante que los grupos sanguíneos de las dos personas eran compatibles. No fue sino hasta 1954 cuando se realizó el primer trasplante con buenos resultados. Joseph Murray (premio Nobel en 1991) realizó un trasplante renal entre hermanos gemelos; el receptor sobrevivió años. A partir de entonces se sucedieron, en varias partes del mundo, trasplantes renales entre individuos gemelos, con lo que quedó claro que era la genética la ciencia que daría la respuesta para evitar la reacción de rechazo.
La comprensión del origen del rechazo en la cirugía de trasplantes tomó todavía más tiempo. Von Behring (premio Nobel en 1901) había formulado el concepto de anticuerpos a principios del siglo pero estas moléculas pudieron ser definidas químicamente sólo hasta 1959 por Porter y Edelman (premios Nobel en 1972). Casi veinte años después Tonegawa (premio Nobel en 1987) logró describir la composición génica de los anticuerpos y con ello explicar su infinita variedad. El estudio de los anticuerpos fue paralelo al de los linfocitos y macrófagos, que habían sido identificados por Elie Metchnikoff (premio Nobel en 1908) también a principios de siglo, pero el concepto de "inmunidad celular" se desarrolló hasta la segunda mitad del siglo XX y requirió de numerosos grupos de investigadores en varias partes del mundo.
A principios de los años sesenta se formuló la hipótesis de que el rechazo de un órgano trasplantado era un proceso que estaba sometido a las mismas reglas que los mecanismos de defensa que el organismo activa frente a los microbios invasores. Fueron los trabajos de Peter Medawar, Rupert Billingham y Macfarlane Burnet (premios Nobel en 1960) los que confirmaron que un proceso inmunológico es el que está detrás de la reacción de rechazo a los homo y heterotrasplantes. Demostraron que un segundo homotrasplante en el mismo organismo era rechazado más rápidamente que el primero, lo que significaba que el órgano trasplantado era en realidad un "cuerpo extraño" en el organismo receptor, que era infiltrado por células defensivas y atacado por anticuerpos que impedían su sobrevivencia funcional y que el organismo receptor guardaba "memoria" de este acontecimiento.
Arriba: Corte histológico que muestra la zona de contacto entre el injerto vegetal y el tejido animal. A la izquierda se aprecia el tejido vegetal y a la derecha la cápsula de fibroblastos que lo envuelve. Abajo: Acercamiento del mismo corte histológico de la figura 3 donde se observan las células vegetales injertadas con sus características morfológicas normales.
En esos mismos años tuvo lugar una observación particularmente interesante realizada en animales: a un feto se le introdujo subcutáneamente tejido de un donante ajeno; éste no produjo rechazo en el feto y, lo más importante, al ser trasplantados los tejidos del mismo donante al mismo receptor, pero ahora en la edad adulta, éstos eran totalmente tolerados. Resultaba así que la "tolerancia" a un trasplante era posible, pero, en teoría, cada individuo durante su vida fetal necesitaría tener a su disposición un donante del cual recibir células que permitan la elaboración de una "memoria tolerante" y al llegar a la edad adulta, debería conservar su nombre y dirección por si se le ofreciera solicitarle un órgano para trasplante. Una idea irrealizable pero que arrojó luz sobre el origen y desarrollo genético de los factores que determinan la reacción de rechazo.
Hacia el final del decenio de los años sesenta la medicina descubrió que era posible disminuir o evitar la reacción de rechazo si se reducían las "defensas" del organismo receptor. Una persona sin defensas podría recibir con mayor éxito un órgano de otra, aún cuando el riesgo era dejarle expuesto a todos los factores externos que podrían atacarle y provocarle graves infecciones. Fue entonces cuando aparecieron los recursos inmunodepresores, físicos (irradiación) y químicos, como la ciclosporina, un antibiótico descubierto en 1954 en un hongo, el Tolypocladudium inflatum, que fue originalmente propuesto como medicamento contra el cáncer, pero que se abandonó en vista de su alta toxicidad y que pasó a ser utilizado por los cirujanos, pues se demostró que inhibía la respuesta inmune del receptor al homotrasplante. A partir de entonces se contó con un recurso valioso para aminorar la respuesta celular de la reacción inmunológica.
La historia de la histocompatibilidad tiene antecedentes que se remontan a 1938 cuando Peter Gorer, en Londres, demostró que de los grupos sanguíneos del ratón, los grupos II regían la aceptación o rechazo de los tumores cancerosos que les habían sido implantados. Gorer supuso que existían "marcas" de individualidad en cada célula o "antígenos" y demostró que éstos estaban determinados genéticamente en cada individuo. George Snell (premio Nobel en 1980) estudió estas "marcas" o moléculas H (de histocompatibilidad) en las células, que resultaron ser la clave para entender la compatibilidad entre tejidos de individuos diferentes. Paralelamente Jean Dausset investigó las causas por las que la administración de algunos medicamentos o las repetidas transfusiones sanguíneas provocaban en los animales la formación de anticuerpos que destruían a los leucocitos del propio individuo, creando con ello el concepto de enfermedad "autoinmune" y descubriendo, años después, que el origen de ésta era la presencia de antígenos en los propios leucocitos a los que llamó HLA (Antígenos asociados al Leucocito Humano) . Logró detectar a los isoleucoanticuerpos, esto es, los anticuerpos que reaccionan contra los glóbulos blancos ajenos, hallazgo que le valdría el premio Nobel en 1980.
A partir de entonces, el desarrollo de la inmunología y de la genética ha sido vertiginoso. El descubrimiento de las dos clases de células T, unas capaces de atacar a los microbios y otras activadoras de la respuesta de defensa frente a leucocitos extraños, secretoras de limfoquinas, interleucinas y citoquinas, abrió el camino a la inmunología de los trasplantes. Posteriormente se ha ido comprendiendo que el organismo es capaz de liquidar al agresor externo (antígeno) al destruir la célula que lo aloja y con ello evitar su proliferación, mientras que otras células T se encargan de organizar la respuesta defensiva contra el antígeno extraño extracelular al activar a los macrófagos y desencadenar la producción de anticuerpos que lo neutralicen. Estas células T detectan el antígeno extraño gracias a la acción de un complicado grupo de moléculas llamadas MHC (de Complejo Mayor de Histocompatibilidad), las cuales se localizan en la superficie de la célula y literalmente "presentan" la proteína extraña como un blanco sobre el cual se lanza el ataque.
Todos estos hallazgos han permitido comprender la respuesta inmunológica que se desencadena cuando un receptor es injertado con un órgano ajeno; y dejaron al descubierto que el éxito, en la clínica, de un homotrasplante depende de dos estrategias: la selección cada vez más precisa de los requisitos "moleculares" del donador compatible y el apropiado manejo farmacológico para inhibir la respuesta inmunológica del receptor. La combinación de estas dos tareas han permitido que los trasplantes de órganos sean una realidad práctica en la medicina contemporánea. Se trasplanta el corazón, los riñones, el pulmón o el hígado, y todo parece indicar que el éxito de estas operaciones se ha debido, también, a los beneficios obtenidos con el desarrollo de las comunicaciones, que permiten colocar el órgano a trasplantar prácticamente en cualquier parte del mundo en cuestión de horas y a los bancos computarizados informativos (en algunos países) sobre la viabilidad de los órganos de poblaciones de donadores catalogadas. También tuvo que ver en este proceso el desarrollo logrado en la preservación de la vida en los tejidos y órganos aislados mediante líquidos, nutrientes o medios sofisticados de congelamiento que han hecho realidad el sueño del siglo XIX de contar (solamente en algunos países) con almacenes de órganos para ser trasplantados.
El trasplante de células animales
En realidad, las transfusiones sanguíneas fueron, históricamente, el primer trasplante celular que se practicó en la medicina moderna. La sangre, no obstante su apariencia líquida, transfundida cotidianamente en un sinnúmero de casos clínicos, es un complejo tejido compuesto de distintos tipos de células.
Como consecuencia de las dificultades técnicas inherentes al trasplante de páncreas, en el último decenio se iniciaron los experimentos sobre el injerto de islotes de Lanhergans, conjuntos celulares capaces de producir la insulina requerida por el organismo en el sitio del implante.
El trasplante de médula ósea había demostrado la viabilidad del procedimiento celular al injertar, con éxito, conjuntos de células que sustituyen la función productora de células sanguíneas en pacientes que la han perdido por haber sido sometidos a irradiación o por padecimientos que lesionan el sistema eritropoyético. A partir de entonces se ha realizado el trasplante de células de tejidos más compactos o "sólidos" como el páncreas, el hígado o el cerebro. El giro en la concepción de estos estudios ha sido trascendente; se cuenta con las herramientas necesarias para inhibir la respuesta inmune (sobre todo con el uso de la ciclosporina) y se conoce cada vez mejor la biología celular del receptor, lo que ha abierto la posibilidad de recuperar la función en el órgano lesionado mediante la incorporación de células cuyos metabolitos se secretan normalmente, evitándose la necesidad de trasplantar el órgano completo.
Fueron los mexicanos Ignacio Madrazo, Rene Drucker-Colin y sus colaboradores quienes, en 1986, lograron por primera vez la recuperación de dos pacientes afectados con Parkinson mediante el autotrasplante de tejido suprarrenal al núcleo caudado del cerebro. A partir de entonces han proliferado los estudios experimentales y clínicos sobre la forma de llevar al "sitio blanco" de un órgano disfuncional el conjunto celular capaz de producir los metabolitos requeridos por el tejido circundante para la reconstrucción del Sistema Nervioso lesionado, para el adecuado funcionamiento del hepatocito lesionado o para el crecimiento de la piel en donde la capa celular germinal ha sido destruida, por citar algunos ejemplos. Estos nuevos estudios se han apoyado, a su vez, en el desarrollo biotecnológico que ha logrado el cultivo in vitro de células y tejidos vivos. Esta novedosa rama del desarrollo científico de la biología actual ha sido de crucial importancia. Frente a la creciente dificultad de contar con tejidos y órganos humanos para la realización de trasplantes, en los últimos diez años se ha desarrollado el cultivo in vitro de conjuntos celulares de neuronas, hepatocitos, islotes de Langerhans, fibroblastos, células de Shwann, etcétera. A esta estrategia de trasplante celular se ha unido el desarrollo técnico que permite la manipulación genética de los cultivos y con ello la potencial capacidad de modificar la condición antigénica del tejido implantado lo que, en teoría, eliminaría la reacción de rechazo.
La mayor parte de estos estudios se encuentran aún en su etapa experimental; son, eminentemente multidisciplinarios puesto que el desarrollo de los cultivos celulares, su mantenimiento en condiciones de crecimiento in vitro, su modificación genética, la adecuada producción de los metabolitos requeridos, etcétera, demandan la participación de especialistas de diversas disciplinas, antes de proceder a su implantación en el organismo animal, vigilar la reacción inmunológica que produzcan y constatar su eficacia terapéutica.
Los trasplantes de células vegetales
En el año de 1993, en México, Xavier Lozoya, Ignacio Madrazo y sus respectivos colaboradores en el Instituto Mexicano del Seguro Social se plantearon un proyecto de investigación que buscaba abordar el estudio de los trasplantes celulares por un camino completamente diferente.
El desarrollo de la biotecnología aplicada al estudio de las propiedades de los vegetales medicinales ha cambiado radicalmente, en los últimos años, el abordaje de la investigación sobre la flora medicinal, fuente tradicional de obtención de medicamentos, para el aislamiento e identificación de sustancias biológicamente activas con uso farmacológico. En la actualidad es posible obtener los compuestos activos de un vegetal medicinal a partir de cultivos in vitro de células, sin necesidad de recurrir a los cultivos agroindustriales y al manejo de especímenes adultos con largos ciclos de cosecha y reproducción antes de ser procesados. Esta técnica ha modificado sustancialmente el procedimiento fitoquímico de obtención de los metabolitos secundarios excretados por la célula vegetal (ya que se pueden obtener directamente del frasco donde se cultivan las células en medios sólidos o líquidos) y el conocimiento de la diversidad de compuestos presentes en los vegetales. Así, ha resultado sorprendente descubrir que algunos vegetales son capaces de producir histamina, acetilcolina, dopamina, GABA, prostaglandinas, enzimas, hormonas y muchos otros compuestos, cuya presencia y funciones fisiológicas en el organismo animal son bien conocidas.
Junto a las novedosas sustancias procesadas de las plantas, que día con día se descubren e incorporan en forma de medicamentos al armamento terapéutico debido a sus propiedades anticancerosas, inmunoestimulantes, antivirales, hormonales, antibióticas, etcétera, el estudio de los compuestos que los vegetales producen en número indefinido, similares a los encontrados en el organismo animal, abrió un nuevo campo de especulación científica.
En 1993, ante esta circunstancia, nos planteamos dos preguntas: ¿sería posible trasplantar en los animales algunos tejidos vegetales capaces de sustituir la carencia de determinados productos en el organismo animal o cuyas acciones farmacológicas liberadas in situ fueran benéficas para el tratamiento de ciertas enfermedades? y ¿es posible realizar trasplantes planta-animal sin que se produzca una reacción de rechazo por parte del huésped animal por tratarse de organismos muy lejanos en la escala filogenética de los seres vivos?
Hasta donde la revisión de la literatura internacional de los últimos 20 años nos lo indicaba, no existía ningún reporte previo sobre una experiencia de este tipo. Decidimos emprender este camino e iniciamos los experimentos injertando subcutáneamente en ratas normales conjuntos de células vegetales (inicialmente de Mimosa tenuiflora [tepescohuite], planta medicinal mexicana cuyas propiedades cicatrizantes han sido motivo de diversos estudios científicos) que habían sido obtenidas en cultivo biotecnológico in vitro y que cumplían con tres requisitos primordiales: el primero, ser células vegetales indiferenciadas y plenipotenciales, resultado de su crecimiento en un medio artificial; es decir, células que adquieren sus nutrientes del medio circundante y no requieren de todas las condiciones habituales de un vegetal completo para su obtención y transformación, condición celular que los biotecnólogos califican de alta plasticidad y elevado nivel de adaptación; el segundo, condiciones de total esterilidad del material vegetal para garantizar que su introducción en el animal no provocara una infección y, tercero, su implantación estando vivas, cumpliendo determinados requisitos de manipulación quirúrgica.
Los animales implantados con estos tejidos vegetales, tres meses después de haber sido injertados, no sólo no sufrieron ningún cambio aparente en su comportamiento ni en sus parámetros fisiológicos básicos, sino que el trasplante vegetal permaneció viable y sin ser rechazado. Los estudios microscópicos del injerto mostraron que, en todos los casos, las células vegetales permanecieron vivas en el medio animal subcutáneo; que durante las primeras dos semanas de realizado el implante, el tejido vegetal fue rodeado por un número moderado de células sanguíneas polimorfonucleares y macrófagas (fenómeno que se conoce como reacción "inespecífica" y que se observa también en todos los trasplantes animales durante los primeros días), al tiempo que observamos la incipiente formación de una cápsula de fibroblastos que paulatinamente rodeó al implante vegetal subcutáneo.
En los meses siguientes, además de observar una clara disminución de la reacción inflamatoria en la zona de contacto entre el tejido animal y el vegetal (expresada como una clara reducción en el número de células polimorfonucleares y de macrófagos que rodearon al implante), la fibrocápsula, consolidada en torno al tejido vegetal, formó trabéculas a través de las cuales se observaron vasos sanguíneos capilares que ingresaban al espacio intercelular del parénquima vegetal. En algunos especímenes fue evidente la presencia de capilares sanguíneos rodeado de células vegetales. Al extraer el tejido vegetal en animales trasplantados por más de tres meses se observó, mediante pruebas de viabilidad celular con diacetato de fluorosceína, que las células vegetales permanecían viables, y al ser resembradas en su medio de cultivo original in vitro, continuaron con su crecimiento habitual.
Este hallazgo fue descrito en un trabajo que preparamos en 1994 y en el que se daba cuenta del procedimiento seguido en el primer trasplante inter-regni (entre-reinos) bajo el cuidadoso título de Sobrevivencia de células vegetales injertadas subcutáneamente en la rata, mismo que produjo una interesante polémica tanto en algunos círculos del medio académico nacional como entre los directivos de ciertas revistas científicas que dudaron en publicarlo. Para los primeros resultó inaceptable el hecho de que antes de ser publicado en una revista científica de "reconocido prestigio" se hubiera dado a conocer a los medios de comunicación masiva. Se cuestionó la forma en que dimos a conocer el experimento realizado, habiendo enterado a los periódicos, la radio y la televisión mediante una conferencia de prensa informativa que el IMSS promovió en sus instalaciones y en la que se explicó en qué consistían estas originales investigaciones que se estaban llevando al cabo en los laboratorios de investigación del Centro Médico Nacional, mas no el contenido de las observaciones y menos aún las numerosas e interesantes preguntas que los resultados de un experimento de estas características invitaba a formular. Los editores, por su parte, cuestionaron el tipo de revista en el que se podía incorporar una observación preliminar de esta naturaleza que se inscribía, según ellos, en un terreno temático difícil de definir, y más difícil aún de "calificar" por algunos de "nuestros pares" como lo marca la liturgia científica de estos días.
Finalmente, la publicación del primer estudio se realizó en 1995, y con ello se iniciaron varios nuevos proyectos tendentes a responder algunas de las preguntas que nos asaltaron ¿Podían las células vegetales nutrirse en el medio animal? ¿Su viabilidad era completa, es decir, la sobrevivencia implicaba funcionalidad verdadera? ¿Las células de otras especies vegetales sobrevivirían igualmente? ¿Existían otros sitios en el cuerpo del animal donde el trasplante planta-animal tuviera más éxito? ¿Qué estaba ocurriendo con el sistema inmunológico del animal?, etcétera. Afortunadamente para nuestro grupo, pronto surgieron colegas de otras instituciones nacionales que se interesaron en participar en los estudios que dieran respuesta a estas preguntas.
Los estudios que se han realizado desde entonces han ido arrojando, lentamente, nueva luz sobre algunas de las preguntas iniciales. Los estudios iniciales han sido reproducidos varias veces con idénticos resultados y se ha logrado el trasplante inter-regni de algunas otras especies botánicas como son Galphimia glauca (estrella), Nicotiana tabacum (tabaco) y Zea mays (maíz). Las pruebas de viabilidad celular vegetal han sido reforzadas mediante el uso de células vegetales trasgénicas que han permitido demostrar que el trasplante conserva, durante meses, su expresión genética. Estudios de microscopía electrónica han permitido conocer con más detalle las características morfológicas del trasplante inter-regni y la vascularización que tiene lugar en el sitio de implante. Se han explorado otras regiones del organismo animal donde llevar al cabo el trasplante, como son la cavidad abdominal y el cerebro, y se ha encontrado que la reacción inflamatoria inicial es menos intensa en estos sitios, y que las células vegetales se preservan con mayor facilidad; también, se empieza a tener información sobre los cambios ocurridos en la reacción inmunológica que tiene lugar. A la fecha, los tiempos de observación se han ampliado a estudios de animales que se mantienen implantados por más de un año con injertos vegetales en diversas partes del organismo. Se está estudiando la producción de meta-bolitos en el tejido vegetal y su incorporación a la red sanguínea que rodea al injerto, así como diversas modificaciones a los métodos biotecnológicos en la preparación de estos tejidos antes de ser implantados en el animal.
Estamos convencidos de que se ha abierto un nuevo campo de investigación biológica de gran interés con prometedoras líneas de estudio. Esta convivencia animal-planta a nivel celular y molecular plantea una discusión conceptual que obliga a reflexionar sobre la obsolescencia de los principios teóricos que establecen la división artificial entre reino animal y vegetal y que históricamente hemos aceptado en la clasificación de los seres vivos. Desde el punto de vista farmacológico, el modelo de trasplante inter-regni abre un espacio de estudio dentro del novedoso campo de los métodos de liberación lenta de medicamentos, al plantearse la posibilidad de que los trasplantes vegetales de plantas medicinales pudieran sentar las bases para el diseño de "bio-bombas" de liberación de fármacos que, implantadas en determinados lugares del organismo animal, pudieran tener ciertas ventajas prácticas. En el terreno de la inmunología se plantea la posibilidad de que la célula vegetal injertada en el organismo animal se encuentre secretando ciertos factores químicos que modifiquen la respuesta inmunológica del receptor, lo que puede arrojar luz respecto a los medicamentos inmuno reguladores de origen vegetal que están siendo desarrollados en otras partes del mundo. En el campo de la biotecnología, el modelo empieza a proporcionar información sobre las características moleculares de la reacción defensiva de la célula vegetal al sobrevivir en el medio animal, lo que se inscribe dentro del poco conocido fenómeno de la plasticidad y adaptabilidad de los vegetales al medio.
Finalmente, para quienes participamos en este nuevo campo de estudio representa la certeza de que en México el quehacer científico puede encontrar sus propios caminos de investigación si se conjuntan el entusiasmo y el talento de los grupos nacionales dispuestos a saltar el cerco de la dependencia intelectual que nos impone el dogmático mundo de la ciencia-burocracia imperante.
|
|
|
|
||||||||
|
Agradecimientos
Los autores agradecen la colaboración de Maricela Gascón Muro por sus sugerencias durante la revisión del presente trabajo y de Ignacio Madrazo por sus comentarios al texto.
|
|||||||||||
|
Referencias bibliográficas
El tema de los trasplantes cuenta en la actualidad con una abundante bibliografía, incluimos aquí solo algunas referencias que pueden ser de utilidad a quien desee ahondar en su estudio.
Arellano, M.L., J.L. Cabrera-P. et al. 1995. "Detección in situ del gen reportero B-glucoronidasa de Zea mays como marcador de viabilidad de las células vegetales involucradas en los trasplantes inter-regni'. En prensa.
Borud, L.J. W. Shaw. et al. 1994. "The fasciovascular flap: a new vehicle for islet transplantation", en CeUTmsplmt 3(6):50S. Degos, L. 1994. Los trasplantes de órganos. Editorial Debate/Dominós, Madrid. Domínguez E, E. Biojseauneau. et al. 1995. "Sobrevivencia de células cultivadas de Galphimia glauca implantadas en tejido subcutáneo de ratas". En prensa. Lozoya, X. I. Madrazo, et al. 1995. "Survival of cultured plant-cells grafted into the subcutaneous tissue of rats", en Archives of Medical Research 26(1):85. Madrazo, I. R. Drucker-Colín, et al. 1987. "Open microsurgical autograft of adrenal medulla to the right caudate nucleus in two patients with intractable Parkinson's disease", en The New England Journal of Medicine 316 (14): 831. Madrazo, 1.1989. "Autoinjerto de médula suprarrenal al núcleo caudado como tratamiento de la enfermedad de Parkinson: evaluación a largo plazo", en Gaceta Médica de México 125 (11-12): 385. Rivera-Arce, E., G. Guizar. Et al. 1995. "Biotechnologically cultured cells of the plant Mimosa tenuiflora grafted in the intestine peritoneum of rats". En prensa. Sandbichler,P. etal. 1994. "Hepatocellulartransplantation into the lung in chronic liver failure following bile duct obstruction in the rat", en Cell Tramplant S(5):409. |
|||||||||||
| ____________________________________________________________ |
|||||||||||
|
Xavier Lozoya L. y colaboradoras María Luisa Arellano,
Erika Rivera-Arce y Fabiola Domínguez
Hospital de Especialidades,
Centro Médico Nacional "Siglo XXI",
Instituto Mexicano del Seguro Social, México, DF.
|
|||||||||||
| ____________________________________________________________ | |||||||||||
|
como citar este artículo →
Lozoya Legorreta, Xavier. et al. 1995. Los injertos planta-animal o trasplantes inter-regni. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 28-35. [En línea].
|
|||||||||||
 |
|
|
|||||||||
|
Luis Felipe Rodríguez y Félix Mirabel
|
|||||||||||
|
La ciencia ha producido un gran número de ideas y leyes
fascinantes. Desafortunadamente, pocas de éstas llegan a ser del dominio público. Una excepción a esta lamentable regla es una ley muy bien conocida: el hecho de que los cuerpos materiales no pueden alcanzar, mucho menos exceder, la velocidad de la luz. Encontramos esta ley, parte crucial de la relatividad especial, no sólo en el contexto científico, sino también en novelas y películas de ciencia-ficción. Así, en su conocida novela Fundación, Isaac Asimov pone en boca de uno de sus personajes que no se puede exceder esta velocidad, lo cual limita los viajes interestelares (por supuesto, los autores de ciencia-ficción se las arreglan para que sus héroes viajen a través del cosmos más rápidamente que la luz con artilugios de dudosa base física).
En general, la afirmación de que la velocidad de la luz puede ser excedida, se asocia (al menos en el medio científico) con charlatanes y chiflados. Los autores de este artículo observamos, a principios de 1994, un astro que lanza nubes hacia el medio circundante. Vistas desde la Tierra, estas nubes parecen moverse en el plano del cielo más rápido que la luz. ¿Cuál es la explicación a este fenómeno? ¿Fue violado el principio fundamental de la Relatividad Especial de Einstein?
¿Hubo algún error en nuestras observaciones?
Como era de esperarse, el descubrimiento (publicado en el número del Io de septiembre de 1994 en la revista británica Naturé) despertó gran interés no sólo entre los astrónomos, sino también entre la comunidad científica y el público en general.
Pero, vayamos un poco atrás en el tiempo para ubicar mejor al lector en las circunstancias que nos llevaron a este resultado.
Quizá el avance más importante que ha tenido la astronomía del siglo XX es que ahora observamos al universo ya no sólo mediante la luz visible que emiten las estrellas y galaxias, sino también por medio de otras formas de radiación que son invisibles al ojo humano o aún al más poderoso de los telescopios, pero que pueden ser estudiadas con un aparato detector adecuado. Ya el físico escocés Maxwell había predicho a fines del siglo pasado que la luz era sólo parte de un fenómeno mucho más general: la radiación electromagnética, y que existían ondas que no podíamos "ver", pero que no por eso eran menos reales. En la actualidad, estas ondas invisibles forman parte de nuestra vida diaria. Las ondas de radio se usan en la comunicación e inclusive en los hornos de microondas. Los rayos ultravioleta son los que broncean nuestra piel en la playa y los rayos X permiten a los médicos estudiar el interior de nuestro cuerpo.
Estas distintas ondas se diferencian entre sí por su longitud de onda. En sus otras características son muy similares. Al ser radiación (y no materia) sí alcanzan a viajar a la velocidad de la luz, de hecho, es a la única velocidad a la que pueden viajar (todo esto, por supuesto, en el vacío) . Como parte de este gran avance, la astronomía ha descubierto que las estrellas y otros astros conocidos emiten, además de luz visible, ondas electromagnéticas de los otros tipos (invisibles). Pero lo más sorprendente ha sido el descubrimiento de fuentes y fenómenos que, por distintas razones, no emiten luz visible pero si otras ondas. Por ejemplo, los pulsares son generalmente invisibles en la región visible, pero emiten ondas de radio copiosamente. Durante las últimas décadas han "nacido" las nuevas astronomías pues una manera de enfocar esta ciencia se relaciona con la longitud de onda estudiada. Así, tenemos (en orden descendente de longitud de onda estudiada) la radioastronomía, la astronomía infrarroja, la astronomía visible (o clásica), la astronomía ultravioleta, la astronomía de rayos X, y finalmente la astronomía de rayos gamma. A fines del siglo XX sabemos que el universo es de una riqueza y diversidad inimaginables para el astrónomo de principios de siglo.
Es pues ahora común que, al estudiar algún tipo de astro, el investigador utilice ya no sólo los telescopios clásicos sino también radiotelescopios y observatorios en órbita (también llamados satélites astronómicos) para lograr una mejor comprensión de lo que ocurre en dichos astros.
Con este enfoque, alrededor de 1990 comenzamos un programa para buscar contrapartes de las fuentes de rayos gamma que por esas fechas descubría el satélite ruso-francés GRANAT-SIGMA, lanzado al espacio el Io de diciembre de 1989.
Para entender la naturaleza de estas nuevas fuentes, planeamos hacer observaciones en tres bandas adicionales: radio, infrarrojo y visible. Con esta combinación de bandas esperábamos contribuir al mejor estudio de estos astros. Para ser francos, ya sospechábamos de qué tipo de objetos se trataba. Las estrellas normales (como el Sol) simplemente no emiten una radiación significativa de muy alta energía (como lo es la radiación gamma), de hecho emiten la mayor parte de su energía en el visible. A partir de los estudios hechos en años anteriores y de los conceptos teóricos desarrollados alrededor de ellos, se encontró que en nuestra galaxia sólo podría haber un tipo de fuentes que pudieran producir radiación gamma tan intensamente como lo hacen las fuentes detectadas por el satélite GRANAT-SIGMA. Estas fuentes serían sistemas binarios (de dos estrellas) en los que una de las componentes fuera una estrella más o menos normal mientras que la otra sería una estrella ya muerta, pero de naturaleza extraordinaria.
La mayoría de las estrellas al morir acaban como enanas blancas, esferas con una masa equivalente a la del Sol pero con un radio cien veces menor que el de éste (más bien con un radio comparable al de la Tierra). Sólo una fracción pequeña de estrellas, las más densas, acaban como estrellas de neutrones o bien como un objeto aún más enigmático y controversial: el hoyo negro. Tomando en cuenta el pequeño tamaño de las estrellas de neutrones y el de los hoyos negros (radios del orden de 10 kilómetros), respecto al tamaño de una estrella normal (del orden de un millón de kilómetros), se les llama objetos colapsados.
La tan intensa emisión de rayos gamma que se observaba en las fuentes detectadas por el satélite GRANAT-SIGMA requería, de acuerdo con modelos teóricos de los astrofísicos rusos Sunyaevy Titarchuk, que la compañera colapsada fuera un hoyo negro.
Se cree que la radiación de altas energías se produce en estos sistemas binarios de la siguiente manera: las capas externas de la estrella "normal" son arrebatadas gravitacionalmente por la compañera colapsada sin que pasen directamente a ésta, sino que primero forman parte de un disco que rota a su alrededor. Ya en este disco, el gas, en movimiento espiral, va cayendo hacia la compañera colapsada. En este disco existe mucha fricción, y el gas que lo compone se calienta a enormes temperaturas (del orden de mil millones de grados Kelvin), superiores a las temperaturas que existen en el centro de las estrellas (diez millones de grados Kelvin) y es este gas extremadamente caliente en el disco el que emite la radiación de rayos X y rayos gamma.
Las observaciones que realizamos desde el radiotelescopio conocido como el Gran Conjunto de Radiotelescopios (Very Large Array) resultaron ser de gran utilidad desde un principio. El Gran Conjunto está formado (véase Figura 1) por 27 antenas metálicas parabólicas, cada una de 25 metros de diámetro, que apuntan al mismo objeto celeste. Está ubicado en Nuevo México y es propiedad del Observatorio Nacional de Radio de los EUA, pero afortunadamente está abierto al uso de la comunidad internacional calificada (esta política de "cielos abiertos" no es tan común como sería deseable; muchos observatorios restringen la asignación de tiempo de acuerdo con criterios, por ejemplo, de institución o de nacionalidad).
Figura 1. El Gran Conjunto de Radiotelescopios.
Las razones principales por las que las observaciones en la banda de radio resultaron tan útiles fueron dos: primero, la mayoría de las fuentes GRANAT-SIGMA, si bien están en nuestra galaxia, tienden a ser escasas y típicamente están bastante lejos del Sol. Mientras más lejos está una fuente, más polvo cósmico existe entre nosotros y ellas. Este polvo es opaco a la luz visible e inclusive a la infrarroja, pero por fortuna es prácticamente transparente a las ondas de radio. Por lo tanto, es en esta banda donde pudimos observar mejor estos relativamente remotos objetos galácticos. La segunda razón es que las técnicas de interferometría de radio, como las utilizadas por el Gran Conjunto de Radiotelescopios, permiten alcanzar gran resolución angular, que es la capacidad de ver detalles muy pequeños en una fuente.
La interferometría se realiza, grosso modo, de la siguiente manera: la señal que llega a los radiotelescopios es combinada electrónicamente entre sí (o correlacionada, para ser más técnicos). Las señales de cada par de radiotelescopios "interfieren" entre sí de manera tanto positiva (cresta con cresta) como negativa (cresta con valle) y esta información permite saber la forma de la fuente estudiada. Después de procesar bastante los datos, obtenemos el equivalente a una "fotografía" del objeto, sólo que hecha a partir de las ondas de radio que emite y no de la luz visible.
De las diversas fuentes que estudiamos, una se destacó pronto por ciertas peculiaridades en su comportamiento. Primero, variaba su flujo de un día a otro (la mayoría de las fuentes cósmicas no muestran una variabilidad tan rápida). Pero lo que más llamó nuestra atención fue que también su posición parecía cambiar de una a otra observación. Los astros normalmente mantienen su posición fija en el cielo, desplazándose con gran lentitud en el transcurso de los siglos.
Comenzamos a prestarle más atención a esta fuente, conocida como GRS 1915 + 105. Los nombres de las fuentes celestes ya nos dicen mucho de ellas. En este caso, GRS es la abreviatura de "GRanat Source", mientras que los números 1915 y +105 son las coordenadas celestes del objeto. Al aparecer la bóveda celeste ante nosotros como una proyección bidimensional, bastan dos número para ubicar un objeto (la tercera coordenada sería la distancia al objeto, la cual generalmente no se incluye en el nombre porque muchas veces se desconoce).
En los meses de marzo y abril de 1994 pudimos al fin realizar observaciones de esta fuente aproximadamente una vez por semana. Todo astrónomo quisiera tener los telescopios para él solo, por lo que hay una gran competencia por el tiempo en ellos. En nuestro caso, fue después de explicar detalladamente las peculiaridades de la GRS 1915+105 y justificar cuidadosamente nuestro proyecto que pudimos obtener estos bloques de tiempo. La suerte también nos ayudó porque el 19 de marzo de 1994, la fuente tuvo una explosión y lanzó dos condensaciones que se movían alejándose de ella (Figura 2).
Las características espectrales y de polarización de la radiación nos indicaron que el mecanismo de emisión de estas dos condensaciones es la llamada radiación sincrotrónica, que se produce por electrones relativistas atrapados en campos magnéticos.
Figura 2. Mapas de contornos de la emisión de radio de la fuente GRS 1915+105 para varias fechas de 1994.
La escala de un segundo de arco dada en la parte inferior del diagrama equivale a 1.9 x 1017 centímetros para una distancia de 1.5 kiloparsecs (1 kiloparsec = 3.1 x 1021 centímetros). La posición de la fuente central está indicada con una cruz. La condensación a la izquierda parece moverse más rápido que la luz.
Una característica de estas condensaciones llamó nuestra atención. La condensación que se desplaza en el cielo hacia el sureste (el lado izquierdo en la Figura 3) no sólo se movía casi al doble de la velocidad que la condensación con movimiento antiparalelo (el lado derecho en la Figura 3), sino que también era marcadamente más brillante.
¿A qué se debía esta aparente asimetría en las condensaciones lanzadas?
Lo que los astrónomos podemos medir a partir de los datos obtenidos son los llamados "movimientos propios", denotados usualmente con la letra griega μ, y que son la velocidad de desplazamiento angular en el plano del cielo. La condensación "rápida" tenía μa = 17.6 ±0.4 milisegundos de arco por día, mientras que la "lenta" tenía μr = 9.0±0.1 milisegundos de arco por día.
Para pasar estos movimientos propios en el cielo, μ, a velocidades aparentes en el plano del cielo, υ, es necesario conocer la distancia a la fuente, D, puesto que estas variables están relacionadas entre sí (para ángulos pequeños) por donde hay que poner el movimiento propio en unidades angulares adimensionales (radianes). Para ejemplificar la importancia de conocer la distancia podemos pensar en la siguiente analogía. Supongamos que una persona está sentada junto a una ventana y ve volar un avión a lo lejos. El movimiento propio del avión es tal que recorre un grado por segundo (0.017 radianes por segundo). Si sabemos que el avión se encuentra a una distancia de 10 kilómetros de nosotros, encontramos que su velocidad en el plano del cielo es de aproximadamente 0.17 kilómetros por segundo. Una mosca que pasara a unos metros frente a nosotros podría tener el mismo movimiento propio que el avión, pero por supuesto su velocidad sería mucho menor (porque la distancia también lo es).
La determinación de la distancia a los objetos astronómicos es uno de los problemas más antiguos y al mismo tiempo más vigentes de la astronomía: una lámpara situada a 100 metros nos parece más brillante que cualquier estrella. Queda claro entonces que es fundamental saber la distancia a un objeto para poder interpretarlo.
Afortunadamente, en el caso de GRS 1915+105, pudimos utilizar una técnica muy bien establecida y confiable para determinar su distancia. El plano de nuestra galaxia está lleno de nubes de gas y polvo. Mucho de este gas está en forma de hidrógeno atómico, el cual tiene una línea espectral muy famosa y estudiada a la longitud de onda de 21 centímetros. Es entonces posible utilizar a GRS 1915+105 como si fuera una fuente de fondo y observar, al absorber su radiación, al hidrógeno atómico entre la fuente y nosotros. La cantidad de gas entre la fuente y el observador es ya un indicador de la distancia, a mayor cantidad mayor distancia. Pero podemos hacerlo aún mejor. Como nuestra galaxia tiene rotación diferencial (o sea, no rota como una cuerpo rígido, de modo que de acuerdo con su distancia al centro de la galaxia las nubes tienen diferente velocidad), es posible detectar líneas de absorción a distintas velocidades (provenientes de distintas nubes), lo cual indica que la fuente estudiada está detrás de ellas. De igual manera, el que ciertas nubes no sean detectadas, nos indica que la fuente estudiada está delante de ellas. Con esta técnica y otras consideraciones nos fue posible determinar que la distancia a GRS 1915+105 es 12.5 ±1.5 kiloparsecs ( 1 kiloparsec = 3.1 x 1021 centímetros). En la figura 3 mostramos un esquema de las posiciones relativas del Sol y de GRS 1915+105 en la galaxia.
Figura 3. Esquema de las posiciones relativas del Sol y de GRS 1915+105 en la Galaxia, la cual se muestra vista de cara.
Al conocer la distancia es posible encontrar las velocidades de las condensaciones como aparecen proyectadas en el plano del cielo, las cuales resultan ser de 1.25 y 0.65 veces la velocidad de la luz en las condensaciones "rápida" y "lenta", respectivamente. Nos preocupó poco que una de ellas pareciera moverse más rápido que la luz, pues recordamos que movimientos superlumínicos similares (así se llama a estos movimientos aparentemente más rápidos que la luz) habían sido detectados en los quásares en 1971. Después de una considerable controversia al respecto, la explicación a dicho fenómeno aceptada por la mayoría de los astrónomos fue que estábamos en presencia de una ilusión relativista.
Figura 4. Esquema del modelo de eyección antiparalela de condensaciones.
Consideremos un astro estacionario (véase Figura 4) que lanza dos condensaciones con direcciones antiparalelas y velocidad υ, de modo que la que se acerca oblicuamente a nosotros forma un ángulo θ con la línea de visión. Después de un tiempo t, las condensaciones se han movido una distancia υt. Desde el punto de vista del observador la condensación que se acerca se ha desplazado υt sen(θ). Sin embargo, como la condensación se acerca a nosotros, su radiación cada vez tiene que recorrer un camino menor para llegar al observador. En el ejemplo dado, el recorrido que la condensación "ganó" por su movimiento es υt cos(θ). O sea, que como la radiación se mueve a c, la velocidad de la luz, el tiempo "ganado" es υt sen(θ). Entonces, desde el punto de vista del observador, la condensación no tardó ten moverse hasta el punto observado, sino tan sólo t = t - υ t cos(θ)/c. Como la velocidad aparente, υa, es υ t sen( θ) /t', obtenemos que la velocidad aparente de la condensación que se acerca es:
De igual manera, se tiene que la velocidad aparente de la condensación que recede (se aleja) es:
Esta aparente asimetría se debe a que la velocidad de la luz es finita. Si la velocidad de las condensaciones es pequeña, υ « c, es fácil demostrar que ambas velocidades aparentes son prácticamente iguales con υ a = υ r = υ sen (θ) (éste sería el caso no-relativista). Sin embargo, si la velocidad se aproxima a la de la luz, la asimetría comienza a aparecer y, en particular, si es lo suficientemente cercana a la de la luz, uno puede obtener que υ a > c.
Al tener las dos ecuaciones anteriores y dos incógnitas, υ y θ, podemos resolver el sistema obteniendo υ = 0.92c y θ = 70°. En la Figura 5 mostramos las velocidades aparentes para un sistema con υ = 0.92c como función del ángulo θ.
Figura 5. Velocidades aparentes para la condensación que se acerca, υ a, y la que se aleja υ r como función del ángulo θ para el caso de una velocidad real igual a 0.92c.
En otras palabras, la velocidad real de las condensaciones es 0.92 de la luz. Debido a la velocidad finita de la luz, vemos la condensación que se acerca moverse más rápido que la velocidad real y a su vez más lentamente a la que se aleja.
Un segundo efecto que observamos es que aun cuando las condensaciones sean idénticas, la que se acerca parece ser mucho más brillante que la que se aleja. También analizamos en nuestros datos este segundo efecto, con valores compatibles con los predichos en los modelos (comparados con la misma separación de la fuente central, la condensación que se acerca es 8 veces más brillante que la que se aleja). Este efecto lo causa en buena parte el que, desde el punto de vista de un observador en re poso, una fuente de radiación isotrópica que se mueve a velocidades relativistas parece colimar su luz en un cono que "enfoca" la mayor parte de la radiación en la dirección del movimiento, como si fuera el faro de un auto. En el caso de la condensación que se aleja, nos llega muy poca de su radiación. A este efecto se le llama enfoque relativista o amplificación Doppler.
Puesto que el efecto superlumínico ya había sido descubierto muchos años atrás en los lejanos quásares, ¿qué es lo que hace únicas nuestras observaciones?
Primero, que no se pensaba que hubiera velocidades tan grandes en objetos de nuestra aparentemente humilde y ordinaria galaxia. En contraste, los quásares son cuerpos extraordinarios que sólo existieron en el pasado del universo y en los que se sospecha que un hoyo negro superdenso en su centro da energía a los chorros relativistas. En nuestra galaxia, los movimientos de materia más rápidos que se conocían hasta 1979 eran las eyecciones de cáscaras que se producen cuando explota una supernova, y que llegan a alcanzar 0.07 de la velocidad de la luz. En 1979, se descubrió un misterioso objeto en nuestra galaxia, conocido como SS433, el cual lanza chorros de gas con 0.26c. Por 25 años esta fuente mantuvo el récord de velocidad galáctico, hasta el descubrimiento de GRS 1915+105, que con 0.92c la superó ampliamente. De nuevo, para ser francos, nosotros andábamos a la caza de movimientos superlumínicos en las fuentes de rayos gamma. Ya anteriores investigaciones nuestras y de otros grupos, así como especulaciones teóricas del astrónomo polaco estadounidense Bohdan Paczynski, apuntaban hacia la identificación de las fuentes galácticas de rayos gamma como posibles "microquásares", cuerpos que tenían algunas de las características de los quásares pero en mucho menor escala de tamaño y potencia. ¿Si los quásares tenían movimientos superlumínicos, por qué no habrían de tenerlos los microquásares?
La segunda razón que hace el descubrimiento de movimientos superlumínicos en GRS 1915+105 importante es que por primera vez se pudo ver a la condensación que se aleja. En los quásares sólo se detecta la condensación que se acerca. El efecto de amplificación Duppler es tal que la condensación que se acerca, como ya lo explicamos anteriormente, es miles de veces más brillante que la que se aleja, lo cual permite la detección de aquella, pero imposibilita la detección de ésta. En GRS 1915+105 hemos podido, gracias a que vemos ambos componentes, confirmar más allá de cualquier duda razonable que estamos viendo movimientos y efectos relativistas. En el caso de los quásares, aún había quien sostenía la explicación de que estaban mucho más cercanos y que por esa razón no se daban los movimientos superlumínicos.
A los pocos meses de nuestro descubrimiento, varios grupos reportaron la detección de una segunda fuente superlumínica en la galaxia. El estudio detallado de este nuevo fenómeno galáctico nos debe llevar a una mejor comprensión de la formación de chorros de gas relativistas en el universo.
|
|
|
|
||||||||
| _________________________________ | |||||||||||
|
Luis Felipe Rodríguez
Instituto de Astronomía,
Universidad Nacional Autónoma de México.
Félix Mirabel
Centro de Estudios de Saclay, Francia.
|
|||||||||||
| ________________________________________________ | |||||||||||
|
como citar este artículo →
Rodríguez, Luis Felipe y Mirabel, Félix. 1995. Movimientos superlumínicos en la galaxia. Ciencias, núm. 40, octubre-diciembre, pp. 20-26. [En línea].
|
|||||||||||
