Revista Ciencias

DISPOSITIVOS DE ALAMCENAMIENTO DE INFORMACION

El primer paso para entender cómo una computadora almacena información es saber cuál es la diferencia entre un bit y un byte. Los bytes estén compuestos por 8 bits y un bit es la unidad más pequeña de almacenamiento de información. Un bit puede estar representado por 1 o 0.

Un 1 o un 0 no contienen mucha información y por esta razón los bits están agrupados en los conjuntos llamados bytes. Para representar datos de tipo cáracter o número se necesita por lo menos un byte.

Las tres unidades que comúnmente se usan para referirse al almacenamiento de información son K, M y G. La K (kilobyte) equivale a 1024 bytes; la M (megabyte) es equivalente a K de Ks, es decir, a 1048576 bytes. Un gigabyte, representado por G equivale a K de Ms o a 1073741844 bytes.    

Existen dos dispositivos para almacenamiento de información: el electrónico y el magnético —llamado también almacenamiento secundario. El almacenamiento electrónico o memoria RAM (random access memory) es un dispositivo que se utiliza para almacenar las instrucciones en la máquina, que le indiquen qué hacer y qué ha hecho. Por ejemplo, antes de poder usar un procesador de textos, primero se tiene que cargar el programa en memoria RAM —en un área llamada área de almacenamiento temporal de programas. Cuando el usuario utiliza un procesador de textos, la memoria RAM retiene las palabras en un área de datos designada por el programa.           

Las superficies de los discos están cubiertas por una película muy delgada de moléculas de óxido de fierro en donde se almacena magnéticamente la información. Estas moléculas exhiben polaridad, lo que significa que tienen pequeños polos magnéticos. En un disco sin uso, estas moléculas polarizadas están dispersas al azar en la superficie del medio, de manera que sus campos magnéticos individuales se cancelan. Sin embargo, al ejercer una fuerza magnética muy fuerte es posible alinear los polos de los conjuntos de moléculas de manera que se cree un campo magnético. Cuando se ha ordenado un conjunto de moléculas de esta manera se puede representar un bit de información en la superficie. La acción de lectura y escritura de las cabezas de la unidad de disco alinea las conjuntos de moléculas.

Cuando las datos se graban de esta manera, se pueden leer posteriormente al pasar la superficie del medio de almacenamiento bajo las cabezas lectoras de la unidad de disco, las cuales detectan los campos magnéticos de las moléculas alineadas.

Una vez que un byte de información se graba en el disco, la unidad de disco debe contar con algún método para recuperar ese byte. Si la superficie del disco fuera uniforme sería imposible localizar un dato; por eso, las computadoras utilizan un esquema de direccionamiento de la información para almacenar y recuperar datos. Este proceso se vale de incorporar una serie de marcadores magnéticos en la superficie del disco. Estas marcas constituyen el formato del disco.     

El medio de almacenamiento magnético se puede dañar. El polvo, las huellas de los dedos, las raspaduras y la exposición a campos electromagnéticos pueden causar que los datos desaparezcan. Por ejemplo, un teléfono constituye una fuente de la que emana radiación electromagnética por lo que se aconseja no dejar los discos cerca de estos aparatos. 

ESTRUCTURA FISICA DE UN “FOLPPY”    

Las microcomputadoras PC¹ almacenan información en tres tipos de dispositivos: en cintas de cassette, en floppies (llamados también discos blandos) o en discos duros.** Estos dispositivos de almacenamiento presentan diferentes capacidades pero operan con el mismo principio, es decir, codifican magnéticamente la información en las superficies, en patrones determinados por el dispositivo mismo y por el tipo de software.     

Cuando se introdujeron las PC, el dispositivo de almacenamiento que usaban era un floppy disk de 5 1/4 pulgadas, de doble densidad, de un lado y con una capacidad de almacenamiento de 160K. Desde entonces, la capacidad de almacenamiento ha aumentado y en la actualidad, en el mercado, hay discos duros con capacidad de almacenamiento de centenares de megabytes.

La información se graba en la superficie del disco en círculos concéntricos llamados tracks o pistas. Cada pista, a su vez, se divide en segmentos llamados sectores (ver figura 1).

En cualquier tipo de disco, la localización de las pistas y el número de lados está determinada por las características de los discos y las unidades de disco, y por lo tanto, es fija. Sin embargo, la localización, el tamaño y el número de sectores de cada pista se encuentran bajo el control del software.

Por ejemplo, cuando se formatea un diskette de 5 1/4”, el sistema operativo establece 40 pistas de 9 sectores de 512 bytes, cada uno, con una capacidad total de almacenamiento de 368640 bytes.    

FORMATEOS DEL DOS

Los formatos generados por el DOS² se encuentran en el cuadro 1. El tipo de formato está dado por el número de lados y por el número de sectores por track.    

Las expansiones del formato están ligadas al desarrollo del sistema operativo. La versión original del sistema operativo DOS 1.0 trabaja con diskettes S-8, la versión 1.10, de aparición posterior introdujo el uso del diskette D-8 y la versión 2.00 introdujo el formato S-9 y D-9. Desde entonces, han desfilado las versiones 3.0, 3.1, 3.2, 3.3 y 4.0 del DOS.  

ESTRUCTURA LOGICA

Existen dos tipos de formato: el formato físico y el formato lógico. Mientras que el formato físico de un disco determina el tamaño de los sectores en bytes, el número de sectores por pista y el número de lados, el formato lógico determina la organización de la información en el disco. Cuando se formatea un disco con el sistema operativo, se establece tanto el formato físico como el lógico. Sin importar que marca de disco usemos, los discos son formateados lógicamente, por el DOS de la misma manera; es decir, los lados, pistas y sectores son identificados numéricamente utilizando la misma notación y ciertos sectores se reservan para ciertos programas especiales que el DOS utiliza para manejar el disco. Entonces cuando se formatea un diskette en una computadora que no es compatible con una PC, la unidad de disco no reconoce la división en pistas y sectores.      

El diskette convencional de 5 1/4 pulgadas presenta 40 pistas numeradas desde la 9 (pista exterior) hasta la pista 39 (pista interior, la más cercana al centro del disco). Si se trata de un disco de dos lados, estos lados son referidos como 0 y 1. El DOS localiza la información por número de sector, y enumera los sectores secuencialmente de afuera hacia adentro. En el caso de un diskette de doble densidad, después del sector 9 del lado 0 y track 1 le sigue el primer sector del lado 1 y track 0.    

ORGANIZACIÓN DEL DISCO POR EL DOS. DISPOSICION DEL ESPACIO

No todo el espacio se utiliza para almacenar datos, ya que cierto espacio se reserva para almacenar sistemas de control de información e índices que el DOS utiliza para localizar y relacionar sectores individuales. Durante el proceso de formateo, el disco es dividido en cuatro secciones, para cuatro diferentes usos. Las secciones, en el orden en que son almacenadas son el boot record, el fat, el directorio y el espacio para almacenamiento de archivos. El tamaño de cada sección varía ya que depende del tipo de formato, pero la estructura y el orden de las secciones son los mismos.    

EL BOOT RECORD

El boot record consiste principalmente en un programa corto en lenguaje de máquina que empieza el proceso de cargar en memoria al sistema operativo directamente del diskette. Primero, el programa verifica si el disco está formateado con sistema operativo, es decir, si contiene dos archivos ocultos IBMBIO.COM e IBMDOS.COM, llamados también IO.SYS y MSDOS.SYS. El boot record siempre está alojado en el sector 1 del track 0, en el lado 0.

FAT (file allocation table o tabla de disposición de archivos).   

El fat se encuentra enseguida del boot record y generalmente comienza en el sector 2 del track 0 y el lado 0 de un diskette. El fat sirve para mantener el registro de la utilización del espacio. Como el fat controla toda el área de almacenamiento se crean dos copias idénticas, en caso de que una resulte dañada. El programa chkdsk, cuya función consiste en verificar los errores del fat y del directorio, no manda mensaje de error si alguna de las copias del fat se daña.   

EL DIRECTORIO

El directorio es una tabla de contenidos y su función consiste en almacenar la información básica de los archivos como nombre, tamaño, entrada del fat, fecha y hora a la que fue creado o modificado por última vez y otros atributos especiales, además de asignar a cada archivo un número que funciona como identificador, llamado también entrada. Una parte de esta entrada es un dígito que apunta hacia el primer grupo de sectores que utiliza el archivo; este número constituye también la primera entrada del archivo en el fat.

El tamaño del directorio varía dependiendo del formato del disco. Ocupa cuatro sectores en diskettes de un solo lado y siete en diskettes de dos lados y no contienen la localización exacta de los clusters individuales que constituyen un archivo, ya que éstos se encuentran almacenados en el fat.    

En el directorio hay una entrada para cada archivo, para cada subdirectorio y para la etiqueta del volumen. Cada entrada es de 32 bytes de longitud, de manera que un sector en el directorio puede incorporar 16 entradas. Los diskettes de un solo lado con cuatro sectores pueden ocupar hasta 64 entradas, mientras que los diskettes de dos lados pueden ocupar 112 entradas. Los subdirectorios son tratados como si fueran archivos y no existe un número límite de entradas. Cada entrada de 32 bytes está dividida en ocho campos (ver cuadro 2).     

En el campo 1, los primeros ocho bytes de cada entrada del directorio contienen el nombre del archivo. Si el nombre ocupa menos de ocho caracteres, los espacios se llenan con blancos.     

Las entradas del directorio que no se utilizan se marcan con 00 hex. Esto hace posible que el DOS identifique cuando ya no están disponibles las entradas y así se evita la búsqueda hasta el final del directorio. Si el primer byte del campo del nombre del archivo es E5 hex, indica que el archivo ha sido borrado o que la entrada no ha sido utilizada.     

Los archivos no siempre se almacenan uno tras de otro en el disco. Esto sólo pasa cuando el disco no ha sido usado. A medida que se usa el disco y se borran archivos quedan sectores disponibles que pueden ser utilizados por otros archivos. Si se encuentran varios espacios disponibles el DOS fragmentará los archivos en varias partes.

Entonces, el sistema operativo, para saber donde se encuentran los fragmentos que componen a un archivo dispone de la tabla de contenidos que está dividida en la tabla de información del directorio y en la fat. La tabla del directorio, además de proporcionar información sobre el día, la hora y el tamaño del archivo tiene un puntero que señala a una entrada del fat.

Cuando se borra un archivo, solo se modifican dos cosas en el disco: el primer byte del nombre del archivo cambia a E5 hex y se borra la cadena de distribución de espacio del archivo en el fat. Toda la información restante de los archivos se conserva, como el resto del nombre, su tamaño y aún el número de clusters que lo integraban. Si se borra un archivo por equivocación, la información puede ser recuperada con métodos sofisticados siempre y cuando la entrada del directorio no haya sido usada por otro archivo. Cuando se necesita una nueva entrada, el DOS utiliza la primera entrada disponible, reciclando las entradas de archivos borrados y por lo tanto, haciendo imposible su recuperación. Por eso, cuando se borra un archivo por error, es conveniente no hacer cambios para no alterar la información y poder recuperarlo.

ESPACIO PARA ALMACENAMIENTO DE ARCHIVOS

El espacio para almacenamiento de archivos, que ocupa la mayor parte del espacio del disco, se utiliza para almacenar datos o archivos y subdirectorios. Comúnmente, un archivo se almacena en bloques adyacentes de espacio. Sin embargo, cuando se añade información a un archivo ya existente, o cuando un archivo nuevo ocupa el espacio de un archivo borrado, el archivo puede encontrarse en varios bloques y no necesariamente contiguos.     

La fragmentación de archivos retarda el acceso a los archivos y es más difícil recuperar un archivo que hemos borrado por accidente si se encuentra fragmentado, debido a que tenemos que buscar los sectores individuales que lo integraban. Si se quiere saber qué tan fragmentados se encuentran los archivos de un disco se puede utilizar la opción /v del comando chkdsk o también se pueden utilizar algunas utilerías como las Norton Utilities o PCTools para visualizar en pantalla el mapa de un diskette. Si los archivos de un diskette están muy fragmentados, se pueden unir o copiarlos a un diskette sin uso o recién formateado.

Yvonne A. Vargas                                                                              Centro de Informática, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, UNAM.

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La vaquita es une especie mexicana en peligro de extinción. Al Leer esta primera frase, las preguntas que la inmensa mayoría de los lectores podrían hacer serían: ¿La vaquita? ¿Cuál vaquita? ¿En peligro? ¿Y qué con eso? Otros dirían: “Si, es triste que mueran las vacas pequeñas, pero, ¿por qué tanto escándalo si cada día nacen miles y miles de vaquitas en los ranchos y granjas de nuestro país?” Sin embargo, algo que muchos de los lectores desconocen y de hecho, esto constituye uno de los obstáculos más importantes para proteger esta especie, es que las “vaquitas” que nos atañen no se pueden reproducir en granjas.

También conocida como la marsopa del Golfo de California, la vaquita de mar, Phocoena sinus, es el más pequeño de los cetáceos; es decir, la vaquita es el miembro de menor tamaño del grupo de animales constituido por las ballenas, los delfines y las marsopas. De hecho, la vaquita parece un pequeño y delicado delfín pero con un hocico muy corto y un cuerpo más robusto. La vaquita no sólo es única por su tamaño, también lo es por su localización y distribución ya que sólo se le encuentra en la parte más alta del Golfo de California o Mar de Cortés. La vaquita es el único cetáceo exclusivamente mexicano. El 20 de febrero de 1958 esta especie fue “descubierta” por la ciencia, gracias al trabajo del biólogo marino estadounidense Kenneth Norris, de la Universidad de California en Santa Cruz, y de su colega William McFarland. En la actualidad, a sólo 31 años de este descubrimiento, el futuro de la vaquita es incierto y parece difícil prevenir su extinción. Hemos elaborado este escrito para conmemorar el descubrimiento de la vaquita y hacer partícipe al público lector de la situación actual de este hermoso animal.

Phocoena sinus es una especie particularmente vulnerable a morir accidentalmente durante operaciones de pesca comercial, especialmente con redes agalleras. Estas redes operan atrapando a los peces e incidentalmente otros animales en los espacios que dejan libres los filamentos o cuerdas de que están compuestas. Históricamente la vaquita ha sido capturada de manera accidental durante la pesquería de la totoba, Totoba macdonaldi, un pez que sólo se encuentra en el Golfo de California y que también está en peligro de extinción. Aunque falta información exacta sobre la magnitud de las capturas de vaquitas, Robert L. Brownell Jr. (Jefe de la Sección de Mamíferos del Fish and Wild Service de los EU), quien estudia esta marsopa desde hace más de 20 años, estimó que centenares de ellas han muero por esta causa. El uso de redes agalleras en el norte del Golfo de California se inició a mediados de la década de los 30, durante la pesquería de la totoba, y es muy probable que esta pesquería, antes de que fuera oficialmente “cerrada” en 1975, haya reducido considerablemente la población de la vaquita. Sin embargo, debido a la falta de vigilancia adecuada, la veda no fue totalmente respetada, y aún hoy es fácil encontrar totobas en los mercados regionales de varios puertos en el Golfo de California. Además, la vaquita también es capturada accidentalmente y muere en las redes que se utilizan en la pesca de tiburón y en las redes de arrastre de los barcos camaroneros.                

Se sabe muy poco sobre la biología y ecología de la vaquita. Debido a su limitado rango de distribución, al tamaño reducir de la población y a la susceptibilidad de morir en las pesquerías mencionadas, esta marsopa fue considerada en peligro de extinción por el zoólogo mexicano Bernardo Villa (del Instituto de Biología de la UNAM) en 1978, por la Convención Internacional sobre Comercialización de Especies en Peligro (CITES) en 1979 y por el National Marine Fisheries Service (del Departamento de Comercio de los EU) en 1985, y hasta el momento no se ha tomado ninguna medida para su protección. No existen estimaciones confiables sobre cuántas vaquitas quedan, pero Jay Barlow (del National Marine Fisheries Service), experto en la estimación de la abundancia de mamíferos marinos, basado en las pocas veces que se ha visto viva esta marsopa, estimó que pueden quedar menos de 100. Esta cifra es bastante reducida si se compara con las estimadas para otras especies en peligro de extinción, por ejemplo, los pandas y los gorilas, de los cuales no quedan más de 2000 individuos.                 

La vaquita sigue siendo capturada accidentalmente durante actividades pesqueras en San Felipe, Baja California Norte y en el Golfo de Santa Clara y Puerto Peñasco, Sonora. La pesa ilegal de la totoba continúa y existen presiones de varias cooperativas pesqueras del norte del Golfo de California para que la “veda” oficial sea suspendida. Aparentemente debido a la sobreexplotación local, los pescadores que anteriormente capturaban tiburones y mantarrayas en otras regiones del Golfo de California (por ejemplo, Bahía de Kino y Guaymas, Sonora), han tenido que desplazarse hasta el norte del Golfo para continuar pescándolos. Todo esto hace que la presión sobre la vaquita sea cada vez mayor.                 

Una manera de promover la recuperación de la vaquita es reduciendo el nivel de la mortalidad accidental causada por actividades humanas. Para ello es importante que las autoridades competentes tengan conocimiento de la crítica situación de este mamífero marino y que con base en este conocimiento tomen las medidas necesarias para su protección. Pensamos que se deben efectuar estudios para conocer el tamaño y la magnitud de la mortalidad accidental. Es importante que la veda de la totoba continúe y que la vigilancia de esta veda se incremente. Podría educarse a los pescadores en la trascendencia de sus actividades y, tal vez, de requerirse, capacitarlos en métodos alternativos de para ganar su sustento. En este sentido se pueden modificar las artes y los métodos de pesca o reorientar la actividad pesquera hacia la acuacultura. Sin embargo, es urgente que se inicien trabajos para evaluar la situación de la vaquita, ya que de lo contrario es muy probable que ésta se extinga en los próximos años.

Omar Vidal, Lloyd T. Findley y Pedro Prieto                                     Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Campus Guaymas, Sonora.

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Es reconocida y particularmente destacada en los discursos políticos, la necesidad de favorecer y apoyar el desarrollo de la investigación científica y tecnológica nacional; se habla de un desarrollo que nos conduzca a la autonomía y autosuficiencia en dicho terreno, dentro del cual la Universidad juega un papel de primerísima importancia. La palabra Universidad, a secas, es para referirse a toda institución que se precie de serlo, dadas sus características de decencia e investigación.

La investigación científica y tecnológica así entendida, debe servir fundamentalmente para generar conocimientos, formar recursos humanos altamente especializados (los investigadores) y cooperar con la solución de los problemas nacionales. Esto último se puede lograr, adaptando y generando la tecnología que requiere la situación socioeconómica específica del país.

Dentro de este marco de referencia, la investigación que se realiza en la Universidad tiene como particularidad el doble compromiso que esta institución mantiene con la sociedad, y que radica en:

• Contribuir al desarrollo económico y social del país.

• Perfeccionar el cumplimiento de sus funciones sustantivas que son básicamente la docencia y la difusión de la cultura.      

Este doble compromiso adquiere hoy en día una mayor importancia debido a la crisis económica que agobia al país, y que ha depauperado a su población.    

Cabe aquí señalar que, hasta ahora, la libertad de investigación ha sido un postulado esencial dentro de la investigación científica y tecnológica universitaria; libertad que implica una seria responsabilidad de parte de la institución hacia la sociedad y el Estado.      

En los países que se encuentran en vías de desarrollo, como el nuestro, en las universidades recae la gran tarea de que la investigación sea el instrumento básico del progreso nacional, aportando así los elementos para lograr si no una autonomía tecnológica completa, al menos un grado razonable de autosuficiencia en la materia. Y es que, en nuestros países, que cuentan con una capacidad de investigación relativamente limitada, la investigación aplicada y el desarrollo tecnológico pueden y deben, convertirse en propósitos nacionales de la más alta jerarquía y, por lo tanto, en objetivos prioritarios de la investigación universitaria.   

SOBRE LA INVESTIGACION CIENTIFICA EN LA UNAM

La Universidad Nacional Autónoma de México es, con mucho, la institución donde se realiza el mayor volumen de investigaciones científicas en nuestro país. Su Subsistema de Investigación Científica está integrado por 22 dependencias (Anexo 1) y en ellas laboran más de 800 investigadores, sin incluir en este número a los académicos que realizan investigaciones en las Facultades y Escuelas.

En el Anexo 2 se presentan datos sobre la producción científica de tres dependencias de este subsistema, durante el año de 1984 (ciertamente la información de referencia tiene por lo menos cuatro años de publicada, pero el autor considera que es comparable con la de 1988 para los análisis y reflexiones que se plantean):¹ el Instituto de Física, el Instituto de Astronomía y el Instituto de Investigación en Materiales. La información se refiere específicamente, a “artículos publicados” (resultados de investigaciones) y a “investigaciones relacionadas con problemas nacionales” (estas no están integradas en el listado que se da de “artículos publicados”; es de suponerse que aparezcan reportadas en los informes de actividades de los investigadores que las realizan, o en publicaciones posteriores). De acuerdo a los temas abordados y a los objetivos perseguidos, puede decirse que los “artículos publicados” se dividen en tres tipos: de investigación básica, de investigación aplicada o de investigación descriptiva.    

También, con los mismos criterios se separan las investigaciones en las relacionadas con los problemas nacionales y las no relacionadas con ellos.     

Por su parte, las explícitamente catalogadas como “investigaciones relacionadas con problemas nacionales”,² se pueden clasificar en tres tipos: las de orientación social, las de orientación hacia la industria y las de orientación hacia el desarrollo de tecnologías para la investigación. Entendiendo por investigaciones con enfoque social aquellas cuyos resultados incidirán en una mejoría de los servicios hacia el sector social de la sociedad (aspectos médico-hospitalarios, educativos, etc.).     

En el Anexo 2 se incluye también una breve información sobre la relación investigación-docencia que existe en cada una de las dependencias mencionadas.       

Así pues, los análisis y comentarios de este trabajo, están basados en la información que nos proporciona el Anexo 2, la que estamos conscientes que corresponde sólo a tres de las dependencias del Subsistema de Investigación Científica, pero por simplificar, y a riesgo de equivocarnos, extrapolaremos como válidos para todo el subsistema. Resumiendo esta información tenemos que:    

De los “artículos publicados”, elaborados por investigadores del citado subsistema —y siempre desde el punto de vista del autor de este artículo—, 92% entran dentro del rubro de investigación básica, 2% en el de investigación descriptiva y sólo el 6% en el de investigación aplicada. Si estos mismos artículos los dividiéramos entre los que sí y los que no tienen una temática relacionada con problemas nacionales, entonces la proporción sería del 2% y de 98% respectivamente.        

De estos “artículos publicados”, nos resulta revelador que alrededor del 94% de ellos lo sean en idioma inglés y, en consecuencia, apenas un 6% se publiquen en nuestro idioma. Otro dato interesante es que el 87% de los artículos se publican en revistas extranjeras y sólo el 13% en revistas nacionales.      

Por su parte, las explícitamente catalogadas como “investigaciones relacionadas con problemas nacionales” caerían dentro del rubro de investigación aplicada, y puede decirse que representan alrededor del 25% de los trabajos de investigación que se realizan en el subsistema.

De estas investigaciones, un 12% poseen algún enfoque social y el 88% restante, son investigaciones que pueden incidir en el aparato productivo nacional o en el desarrollo de tecnologías para apoyar y mejorar la investigación científica.

Finalmente, otro dato nos informa respecto a la relación que existe entre las actividades de investigación y la docencia, y que básicamente se reduce a los coloquios y seminarios internos que cada dependencia organiza y en los cuales participan, fundamentalmente, investigadores y estudiantes de posgrado.     

Toda esta información, incita a hacer las siguientes reflexiones y comentarios.      

Como puede verse, en el subsistema de investigación científica de la UNAM se da preferencia a la investigación básica, lo que en principio es positivo, pues sin una investigación básica sólida no podría desarrollarse la investigación aplicada sostenida y seria que está requiriendo el país; pero al mismo tiempo debe darse un mayor apoyo e impulso a la investigación aplicada pues sin ella la Universidad se separa de su misión social. Y si el cumplimiento de esta misión social se mide, entre otras cosas, por el número de investigaciones orientadas a solucionar problemas nacionales, puede verse que ya se está trabajando en esa dirección, pero que los esfuerzos deben intensificarse y ampliarse; además, a estas investigaciones habría que darles mayor énfasis y una orientación adecuada encaminada a abordar los problemas que afectan a las grandes mayorías empobrecidas.

En los datos que nos ofrece el Anexo 2, aparece también una información que podría tacharse de indignante, aunque muchos la calificarían como “normal”, y es el hecho de que la abrumadora mayoría de los artículos elaborados por investigadores del subsistema son publicados en idioma inglés y en revistas extranjeras; más aún, en las revistas nacionales también llegan a publicarse en idioma inglés. La explicación a esto, tiene dos vertientes: por un lado, el que es evidente que la comunidad científica ha adoptado reglas específicas para la obtención de prestigio académico y de autoridad científica. De entre esas reglas, destaca la importancia que a menudo es determinante en la evaluación de los investigadores en cuanto tales, de publicar el resultado de sus investigaciones en inglés y en revistas prestigiadas de distribución internacional.

Por otro lado, está el hecho de que para los investigadores de este subsistema sea “cotidiano” abordar objetos de estudio sugeridos desde el extranjero, los cuales pueden tener poco o nada que ver con el desarrollo científico y tecnológico nacionalista que requiere nuestro país. Desde luego que en defensa de esta actitud puede argumentarse que debido a la libertad de investigación que priva en la Universidad, todo investigador escoge libremente su objeto de estudio y el enfoque que habrá de darle a su trabajo.

También hay quienes opinan que, en cuanto a investigación científica, la Universidad participa en un proceso de internacionalización que la enriquece; proceso que entre otras cosas incluye becas a estudiantes e intercambio de investigadores de un país a otro.         

Pera estas explicaciones suenan simplistas. Más madura y objetiva es la explicación que al respecto da J. J. Brunner³ cuando habla del aumento en la internacionalización del personal de investigación y de la interdependencia o subordinación ante los centros dominantes de investigación científica. Ello (dice Brunner) supone un conjunto diverso de relaciones entre los países latinoamericanos y los países industriales quienes, en el ámbito internacional, dominan la producción científica y técnica y establecen las reglas (por ejemplo, pueden sugerir como evaluar el quehacer del investigador) y las orientaciones de la investigación.     

No es necesario aclarar que aunque el objetivo de la ciencia es la verdad, evidentemente hay claras diferencias entre los objetivos y fines que buscan los países desarrollados y los que buscan las naciones subdesarrolladas. Para los primeros, es y seguirá siendo esencial la utilización de la ciencia en materia de defensa y seguridad así como en el desarrollo posindustrial. Entendiendo por desarrollo posindustrial, aquel en el que la industria se encuentra firmemente apoyada por la cibernética; en particular, por avances en informática, robótica, servosistemas, etc. Mientras que para las segundas, la ciencia deberá ser, cada vez un mayor medida, un pilar básico para el desarrollo económico y social equilibrado de sus pueblos. Así pues, nos atreveremos a sugerir que los investigadores mexicanos deberían poner su atención y su acción sobre un desarrollo científico y tecnológico nacionalista; abordar, cada vez en mayor proporción, objetos de estudio tomados de la realidad y problemáticas nacionales. Todo esto sin descuidar la internacionalización, en parte porque siempre existirá en ellos el genuino interés por los temas de cauce que se están abordando en el extranjero, y además, porque todo investigador que se da a la tarea de pensar en la solución de un problema de su propia sociedad, no puede ignorar las soluciones, que en condiciones parecidas han elaborado otras sociedades. La comunidad científica mundial acumula cantidad de información y proposiciones que enriquecen al investigador y amplían su horizonte intelectual. Así se deduce que en el quehacer científico deben coexistir nacionalismo e internacionalismo, excepto cuando mutuamente se cancelan.       

Dado este nuevo enfoque nacionalista (y a la vez internacionalista) da la investigación científica, los investigadores habrán de adecuar las pautas de evaluación de su labor como tales.          

Por otro lado, la libertad académica debe prevalecer en el desarrollo de una investigación. Sin embargo, debe establecerse de parte de la institución una política de investigación (y su control) que, además de interpretar la jerarquización y profundidad de los problemas nacionales, tenga muy presentes la relevancia, eficiencia, responsabilidad y oportunidad de los trabajos de investigación. Más aún, deberían reglamentarse a nivel institucional las actividades y los resultados de la investigación, procurando desde luego, armonizar esta reglamentación con la libertad académica de investigación.

Ya para terminar con las reflexiones y comentarios sobre los datos que se vienen analizando, vemos que la relación de la investigación con la docencia se da en los coloquios y seminarios internos que cada dependencia organiza y en los cuales participan, básicamente investigadores y estudiantes de posgrado. Es sabido, sin embargo, que el acceso a la investigación por parte de estudiantes de nivel licenciatura es escasa.

Cuando un investigador imparte cátedra en este nivel, usualmente se apoya en un libro de texto, para cubrir un programa determinado, por lo que en sus clases transmite poco a nada de su trabajo de investigación. Sería muy conveniente pues, que se diseñaran e implementaran estrategias didácticas que favorecieran una mayor interacción entre investigadores y alumnos en las áreas de estudios de licenciatura de carreras científicas, de tal suerte que el egresado adquiriera un mínimo de formación básica en el manejo de métodos e instrumentos de investigación.

Los estudios de posgrado en principio, deberían dar a los alumnas una aceptable formación como investigadores; sin embargo, debido a los planes de estudio poco adecuados para tal propósito generalmente no se alcanza tal objetivo. (Así, por ejemplo, hasta 1987, de los 261 egresados de la Maestría en Ciencias (Física), el 50%; aproximadamente, había obtenido el grado vía Exámenes Generales tipo A. Esto es, obtuvieron el grado asistiendo a clases, tomando notas, entregando tareas (usualmente problemas de fin de capítulo de libros de nivel adecuado) y haciendo exámenes. Y de formación para la investigación, nada.

Por ello pensamos que deben reestructurarse los planes de estudio del posgrado, poniendo particular atención a los enfoques y aspectos metodológicos, sobre los cuales cimentar la formación de investigadores. Asimismo sería conveniente pensar muy seriamente en la posibilidad de comenzar a formar investigadores por un método parecido al de “aprendiz de oficio”; esto es, que los recién egresados de carreras científicas (y los que aún las estén estudiando) pudieran incorporarse a los equipos de trabajo de los investigadores experimentados para ir adquiriendo con ellos conocimientos y experiencia como investigadores.

Con base en los análisis y reflexiones anteriores, pueden hacerse las siguientes propuestas en relación a la investigación científica que se realiza en la UNAM:

1. Que la UUNAM se haga de un Proyecto de Investigación que favorezca una sólida vinculación con los problemas nacionales, en particular con la necesidades del sector social y del aparato productivo.
Que, como consecuencia de tal proyecto, se fortalezca la investigación aplicada —sin descuidar la investigación básica— orientado hacia dicho proyecto. Asimismo, que se adecuen las pautas de evaluación de los investigadores en cuanto totales.

2. Que los objetos de estudio de los investigadores sean tomados, preferentemente de la realidad y problemática nacional.

3. Que la formación de los científicos, desde la licenciatura, esté enriquecida con la participación de investigadores en ejercicio.

Que los estudios de posgrado sean eficientes formadores de investigadores.

Que los investigadores experimentados contribuyan a la formación de los nuevos investigadores, incluyéndolos en sus equipos de trabajo.

4. Que la UNAM destine los recursos necesarios para apoyar a la investigación científica con objeto de mejorar su eficiencia, calidad y vinculación con los problemas nacionales.       

Para terminar, se enlistan algunas sugerencias a considerar en la estrategia que se diseñe pasa llevar a cabo las propuestas.

• Que, reglamentariamente, se de preferencia en la asignación de recursos a investigadores con el enfoque nacionalista que se propone.
• Que se de público reconocimiento y difusión amplia a los resultados de los investigadores.
• Que se analice muy positivamente el realizar investigaciones relacionadas con problemas nacionales, en el momento de evaluar la labor de los investigadores.
• Que se incremente la capacidad de innovación tecnológica y desarrollo experimental.
• Que se atiendan las áreas de investigación cuyo rezago podría ser obstáculo para dar respuestas adecuadas a las cada vez mas complejas y crecientes demandas del desarrollo socioeconómico mexicano: alimentación, energéticos, educación, salud, ecología, vivienda, transporte e industrialización. Su desarrollo debe encontrar vías orientadas hacia los aspectos de relevancia local o nacional que conduzcan a la ejecución de proyectos específicos de investigación.
• Que los investigadores experimentados participen en la formación de investigadores.
• Que se amplíen paulatinamente las actividades de investigación, con el incremento correspondiente en la asignación de recursos.
• Que se amplíen y mejoren los servicios de apoyo a la investigación institucional (bibliotecas, servicios de información especializada, centros de instrumentación, etc.).

Miguel Núñez Cabrera                                                       Departamento de Física, Facultad de Ciencias, UNAM

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CIENCIA Y SOCIEDAD

La ciencia se genera en el seno de una sociedad   con determinadas características. Es fácil determinar cuáles fueron las condiciones generales de las sociedades en las que se desarrolló la ciencia a partir del siglo XVI, pero no lo es el decidir cuáles fueron los factores sociales específicos que propiciaron el desarrollo de la actitud incisiva y transformadora de la Naturaleza, qué es la investigación científica y, mucho menos establecer, en qué forma la ciencia a su vez, modificó o hizo progresar a estas sociedades.    

La ciencia puede influir sobre la sociedad, pero también puede no hacerlo. Esto es un problema de difusión, de desarrollo técnico y de receptividad de la sociedad. Una de las barreras más importantes que impiden que las teorías derivadas de las ciencias modifiquen a la sociedad, es el grado y la fuerza de dogmatismos previos, de creencias arraigadas que orientan el pensamiento de los individuos, en una dirección diferentes la que podría deducirse del análisis de datos empíricos comprobados. Cuando esto sucede, es evidente que se trata de un grupo social en el cual no ha hecho mella la realidad del método científico. No debe considerase que esto tiene sólo un valor histórico, existen en la actualidad grupos que, basados en un dogma, niegan la evolución de las especies y, sobre todo, la hominización gradual de una rama de los primates.

Por otra parte, también es cierto que los científicos pueden pretender establecer verdades (y lo han hecho con frecuencia en el pasado), con hipótesis inadecuadas y falseando datos empíricos para ajustarlos a estas hipótesis que, por lo general, convienen a internes políticos y sociales e intensamente arraigados.        

Este falseamiento, o elección parcial de los datos empíricos, puede ser inconsciente (pecado venial) o consciente (pecado mortal, pero afortunadamente más raro). Un ejemplo de esta distorsión pseudocientífica de la realidad, se encuentra en los numerosos trabajos que han pretendido demostrar diferencias y “superioridades” en la morfología y organización cerebral entre distintas razas humanas (Gould, 1986), o rasgos patognomónicos de criminalidad en la estructura ósea, sobre todo cráneofacial, de algunos individuos. A veces se trata de simples exageraciones y generalizaciones de algunos hechos ciertos, pero que se hacen confiriendo a éstos un carácter de verdad absoluta y excluyente de cualquier intento de refutación. Tal cosa sucedió en los años cincuenta en la Unión Soviética, cuando se dio una interpretación dogmática a los hallazgos de Pavlov y Michurin. El trabajo de estos investigadores, sus datos empíricos, e incluso la interpretación inmediata que ellos les dieron, eran válidos y fueron en gran parte aceptados por la comunidad científica mundial. El problema vino después, cuando con fines patrioteros, xenófobos y de un dogmatismo extremo, se intentó establecer las teorías de Pavlov y Michurin como verdades absolutas y único camino para futuras investigaciones.            

Aquí debemos preguntarnos ¿por qué sucedió esto?, ¿se puede establecer una relación entre el desarrollo de la ciencia en un país y su organización política y social? La respuesta parece ser que sí, esto es posible. En el caso de los intentos racistas antropométricos los científicos estaban, en forma consciente o inconsciente, encontrando una justificación a la política imperial de Inglaterra y Francia en el siglo XIX y, a priori, adoptaban hipótesis que colocaban a los negros e indios, en los niveles más bajos de la evolución de los primates humanos. Lo más interesante es que estos “estudios” no siempre fueron emprendidos por científicos mediocres. Figuras tan importantes como Paul Broca, Gratiolet y Cuvier en Francia, Huscke en Alemania y Retzius en Suecia, dedicaron gran parte de su trabajo a demostrar que los cráneos de los habitantes de África y América eran más pequeños, sus cerebros pesaban menos y que sus características generales estaban más cerca de los gorilas que de los hombres blancos indoeuropeos. Lo mismo sucedió, más tarde, en la Alemania Nacional Socialista, en la que los ideales de pureza y superioridad de la llamada raza aria, tuvieron intentos de justificación “científica” entre médicos notables, sobre todo hematólogos, estudiosos de la sangre.         

El impacto de las necesidades sociales sobre el quehacer de los científicos, puede llegar a ser fundamental en cuanto a la dirección y el sentido de las investigaciones generadas por un país. En la actualidad la ciencia necesita de una infraestructura muy costosa, con fondos que en su mayoría provienen directamente del Estado. A éste le basta con polarizar esos fondos en un área determinada, para desviar hacia ella a un gran número de científicos.    

Vemos así que ahora, una pléyade de investigadores de los países industrializados se dedica al desarrollo de armas nucleares químicas, bacteriológicas y las eufemísticamente llamadas “convencionales”. Podía pensarse que éstos son malos científicos, mediocres, sin un genuino interés en descifrar el mundo que nos rodea, “indignos habitantes del tiempo de la ciencia”, como los clasificaría Einstein. Pero no debemos estar muy seguros de esto; muchos de ellos fueron y son, excelentes hombres de ciencia.

Galileo era un espíritu fuerte. En su vida tuvo que enfrentarse a la incomprensión y el dogmatismo de otros científicos y de sectores importantes de la sociedad que le tocó vivir. El mismo año en que él murió nacía Newton, en un ambiente plácido y estimulante. Desde que inició sus estudios recibió numerosas pruebas de admiración y de afecto. Sus resultados sobre la óptica fueron reconocidos y aplaudidos universalmente y su Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, publicada en latín y traducida al inglés y al francés, fue, años más tarde, divulgada con gran entusiasmo por Voltaire. El pensamiento de Newton hizo una síntesis genial de los trabajas de Descartes y Galileo, puso orden en un conocimiento lleno de incógnitas. Sus tres leyes, la teoría de la gravitación universal y el tratamiento matemático que hizo de ellas, son la culminación de indagación moderna del mundo, que comenzó en el Renacimiento. Pero puso tal vez demasiado orden. Como señala Bertrand Russel (1987), los ingleses, con un evidente celo nacionalista descartaron los métodos de Leibnitz para adoptar ciegamente los de Newton, por lo que las matemáticas progresaron más en Francia y los Países Bajos, sufriéndose un retraso considerable en la propia Inglaterra. Podríamos, en cierto modo, comparar este hecho de influencia social sobre la ciencia, con la dogmatización que señalábamos de Pavlov, en los años cincuenta.           

En un principio, la ciencia se desarrolló con escasas aplicaciones técnicas, a éstas llegaban con gran lentitud. Incluso muchas logros como los sistemas de conducción y almacenamiento del agua, los relojes de Sol, los calendarios y los procedimientos de medidas lineales, de superficies y de volumen, surgieron del quehacer laborioso de los hombres, mucho antes que existieran grupos que se denominaran a sí mismos filósofos naturalistas o científicos.              

En esas épocas, que comprenden la prehistoria y parte de la era antigua, las sociedades evolucionaban muy lentamente, y los que pudiéramos considerar como protocientíficos, no desarrollaban todavía hipótesis que fuera necesario comprobar o rechazar, mediante observaciones exactas y repetidas o actuando propositivamente sobre el mundo físico, a través de experimentos.                

Estas sociedades tenían una gran influencia del pensamiento mágico e intuitivo de sus hombres más inteligentes y poderosos, cuyas ideas se perpetuaban como dogmas. Si en la Grecia de los seis siglos anteriores a Cristo, hubiera habido una comunidad científica, tal como la entendemos ahora, los disparates, arbitrariedades y errores de Aristóteles habrían sido corregidos y no se hubieran propagado como verdades por más de mil años.

Cuando se habla de modernización de una sociedad, se está hablando de una sociedad atrasada que necesita modernizarse, puesto que las sociedades avanzadas, con un gran desarrollo científico (de ciencias sociales, biológicas y físicas), no lo necesitan, son ya modernas por definición. Entonces una sociedad que debe modernizarse, sí es una sociedad atrasada. Lo primero que deberíamos hacer es indagar sobre las causas de su atraso, más tarde enmendar los errores y deficiencias y, por último, proponer un proyecto dentro del cual se pudiera dar el fenómeno de modernización de la sociedad, a partir de su capacidad de generar conocimientos científicos y humanísticos con el suficiente impacto social.

Admitimos que la ciencia, en su sentido moderno, es un producto del mundo occidental; por lo tanto, la relación entre el conocimiento científico y la modernización del país, lleva implícita la occidentalización de éste. Como en su origen, nuestro país poseía (y aún posee) una cultura propia, no occidental, con admirables valores, pudiera ser que en un proceso irreflexivo de modernización, no genuina, e impuesta con cierta prisa, se dislocara, por un lado, todo lo valioso que ha hecho posible las sociedades actuales y por el otro, se pierda la oportunidad de alcanzar una verdadera etapa moderna, a través de los conocimientos generados en el seno de nuestra propia estructura. La experiencia ha demostrado que no se puede alcanzar un verdadero cambio social hacia algo más moderno que implique un progreso cualitativo, utilizando ciencia y tecnologías importadas. No es lo mismo aprender pacientemente a medir y pesar con exactitud, que utilizar las medidas y los pesos logrados por otros, quienes seguramente emplearon una hipótesis que nos es ajena.

En nuestros laboratorios consideramos una norma que “nadie aprende si no mete las manos”. Es decir, un estudiante novel, sin ninguna experiencia previa, que solamente viera los experimentos sin actuar directamente sobre los aparatos y los animales de experimentación, difícilmente llegará a adquirir el suficiente conocimiento y, sobre todo, el entusiasmo, para llegar a ser un investigador.

La cirugía y la endodoncia, la ingeniería genética y otras biotecnologías, la psicofarmacología y la electrónica aplicada, sobre todo a las comunicaciones y a la informática, están transformando radicalmente nuestras sociedades actuales, mucho más que lo hicieron sobre las de su tiempo las teorías de Copérnico, Kepler, Galileo y Newton, con todo y ser ésta la más grande revolución científica que ha experimentado la humanidad. Lo que sucedió es que los espíritus más lúcidos desde el fin de la Edad Media hasta el siglo XVIII, se preocuparon sobre todo de la física, la astronomía y las matemáticas. La investigación biológica, al no poder ser expresada matemáticamente al principio, quedó rezagada. No es de extrañar que la polémica entra Volta y Galvani, fuera resuelta en favor del primero, lo que llevó a la posibilidad de almacenar la energía eléctrica en pilas, ignorando el importante descubrimiento de Galvani sobre la capacidad de los tejidos vivos de generar electricidad. La modernización en esa época se realizó a través de la física y la química. La biología debió esperar el descubrimiento de la vida microscópica, la negación de la generación espontánea y el advenimiento de la Teoría Celular, para comenzar a tener un impacto social importante, que se tradujo en el mejoramiento de la nutrición y la salud, el aumento en la longevidad y el crecimiento de la población mundial.             

Nos encontramos en un mundo azaroso, un mundo en el cual la reversibilidad y el determinismo, son solamente aplicables a situaciones límites y casos simples, siendo, por el contrario la regla, la irreversibilidad y la indeterminación (Prigogine, 1983). Esta asimilación, aplicada a las ciencias sociales nos explica el porqué del fracaso en la búsqueda de factores determinantes y predictivos en ellas, ya que, indudablemente, las sociedades no son situaciones límites ni casos simples, son sistemas abiertos muy complejos, compuestos de individuos absolutamente irreversibles y perecederos.             

La más sólida de las ciencias sociales —la historia— nos muestra que es necesario fragmentar en periodos el estudio del desarrollo de la humanidad, aislar una variable (en nuestro caso sería el surgimiento del conocimiento científico) y tratar de relacionarla con otras variables sociales obvias, como los sistemas religiosos imperantes, el desarrollo comercial, la organización política y económica, las guerras, pestes y catástrofes. Y con otras no tan obvias como la producción artística, literal y musical, el status de la mujer en ese periodo social, el desarrollo de los deportes, la tolerancia sexual y la magnitud de la farmacodependencia, incluyendo el alcoholismo.

Una de las vías decisivas, mediante la cual el conocimiento científico podría actuar como modulador de una sociedad, sería la de encontrar un método científico de tratar los hechos sociales (Searle, 1984). Para ello sería necesario primero hallar y definir los hechos sociales mínimos, que pudieran ser analizados como las partículas y átomos en la física o las moléculas en la química y la biología. O por lo menos, poder manejar “paquetes” de hechos, reproducibles y consistentes, como sucede con algunas ciencias “laxas” como la meteorología y la geología.          

Vamos a suponer que aceptamos que la unidad que compone una sociedad es el hombre, el individuo. Cualquier hecho social va a estar modulado por las ideas, creencias, deseos, hábitos y temores de cada uno de estos individuos. Estos son fenómenos mentales que se traducen en la formación de una conciencia y una conducta determinadas; algunos de ellos son de expresión genética, pero la mayoría lo son del aprendizaje, son adquiridos socialmente.              

Ha existido por lo tamo, una tendencia a considerar a la conciencia individual como un producto exclusivo del ser social. Siguiendo esta línea de pensamiento, deberíamos, más que buscar e indagar cual es el papel del conocimiento científico en la estructuración de una sociedad, averiguar qué factores sociales fueron causales en el desarrollo científico, en el pasado y ahora mismo.      

Pero esto, repito, sería considerando que la conciencia individual es producto exclusivamente del ser social. Que el cerebro de todos los individuos es tabula rasa en la que se imprimen los hechos sociales. Que nacemos sin una “hipótesis social”. Si esto no es totalmente cierto, será necesario cambiar la idea que tenemos sobre la hominización y el desarrollo de las habilidades del ser humano. La etología, la genética y el cognitivismo, apuntan sobre algo de suma importancia. La ejecución de algunas conductas básicas (incluyendo la capacidad de aprendizaje) pueden ser de expresión genética y su aparición, en cierto modo, es inevitable, al existir de antemano los dispositivos neurales que intervienen en su integración. Nadie duda que el hombre emplea la visión desde sus primeras días, aunque es cierto que necesita aprender a ver y mirar para percibir. La conducta sexual, alimentaria y otras, como la construcción de nidos y madrigueras, es considerada instintiva, de expresión genética. Hacer lo mismo con la capacidad de hablar y de comunicarse intraespecíficamente o de desarrollar una matemática, ya es otro cantar, pero no lo veo absolutamente inadmisible. Hacer arcos y flechas, hachas de piedra, o molcajetes, pintar animales en las paredes de cuevas, guardar el agua en recipientes o conservar el fuego, fueron entretenimientos de nuestros ancestros, en lugares del planeta tan alejados entre sí y en una época tan remota, que es difícil pensar en la influencia social de unos grupos sobre otros. Más bien, parece que todas estas habilidades surgieron cuando aparecieron cerebros grandes y manos liberadas de la locomoción.

Lo que conocemos como “orientación vocacional” no es más que la búsqueda de las habilidades de expresión genética de cada individuo. Un ejemplo notables es la música, donde entre muchos alumnos, se ve con facilidad cómo surgen enseguida los verdaderos dotados.

Con un afán ingenuamente optimista, se han creado sistemas educativos que son un fiel reflejo de la posición aludida de que lo social crea a la conciencia. A nadie se le hubiera ocurrido, hasta hace poco tiempo, que el enseñar lo mismo a todos no es más que el primer paso de la educación. El segundo paso, crucial, sobre todo cuando hablamos de la modernización del país, debería ser el discernimiento de individuos con características mentales específicas, que los habilite para ingresar en el largo proceso de llegar a ser los investigadores científicos que necesita el país. Es necesario señalar que éstos no suelen ser los mejores promedios de las licenciaturas de la enseñanza clásica. Para ser el mejor promedio hay que preocuparse intensamente por todas las materias, lo cual revela una falta de verdadero interés por alguna de ellas en particular. El futuro investigador está polarizado, por lo general desde el bachillerato y debería ser nuestro deber descubrirlo y facilitar el desarrollo de sus habilidades.

La investigación biomédica en México se desarrolló en una forma predecible, a partir de la actividad de los profesionistas de la medicina, ya que no existían con la suficiente masa crítica otras disciplinas como la biología o la química biológica. El Colegio Médico Nacional y la Academia Nacional de Medicina, fueron, desde el siglo XIX, los lugares donde se agruparon los investigadores que generaron más información valiosa. En los años cuarenta del siglo actual, también fueron médicos los que fundaron los Institutos clave para el desarrollo de la investigación biomédica: Biología y Estudios Médicos y Biológicos de la UNAM, Cardiología, Nutrición, Enfermedades Tropicales.

Un poco más tarde, el Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del IPN, Neurología, etc. Todos dirigidos por médicos, algunos de los cuales comenzaron a ser investigadores básicos de tiempo completo, pero continuando la mayoría de ellos con su consulta privada, muy numerosa y que, necesariamente absorbía una gran parte de su tiempo. Fue pues la investigación biomédica básica, en los años 30 y 40, una actividad colateral de muchos médicos, con una pesada carga administrativa y asistencial a sus pacientes.         

El desarrollo industrial de México, que comenzó en esos años, se hizo completamente desligado del sector educativo (deficiente) o del sector de las ciencias básicas (prácticamente inexistente). En nuestra área, surgieron una multitud de laboratorios de la industria químico-farmacéutica, que producían todas las medicinas que se consumían en el país y que, en realidad, no eran sino meras sucursales de empresas trasnacionales que realizan su investigación básica en Suiza, Alemania o Norteamérica. Nuestros cuadros fueron empleados como vendedores o cómplices de la publicidad.       

El conocimiento científico originado en el país ha sido, no sólo insuficientemente apoyado, sino visto con recelo o indiferencia por una industria, cuya técnica y procedimientos siempre se han importado del extranjero.

Lo más grave ha sido la actitud social y política que esta situación ha engendrado. Por un lado, conscientes de esta deficiencia, se crean numerosos centros y oficinas encargadas de fomentar y desarrollar la investigación científica, encaminada a resolver los llamados problemas más importantes de México. Es decir, se intenta una investigación aplicada, cuando se carece todavía de una masa crítica de investigadores básicos. Esto lleva a un costoso fracaso, no sólo económico (se comienza a pensar que la ciencia es cara), sino de una peligrosa actitud (se piensa que la ciencia mexicana no tiene el nivel necesario para generar técnicas adecuadas).

Se crea así un estado de cosas, en el que la ciencia es algo que nadie se atreve a rechazar, pero que muy pocos están dispuestos a ayudar real y eficientemente, a fondo, como algo prioritario en el discurso político.       

Por otro lado, la creación de tantos centros de pseudoinvestigación hace surgir una clase numerosa de burócratas, que ocupan puestos de investigadores y cuya producción es escasa o nula.         

Cuando en 1984 se crea el Sistema Nacional de Investigadores, con la intención de ayudar económicamente a éstos, se hace patente el número reducido de aquellos que cumplen con los pocos requisitos que el sistema exige. Tiempo completo dedicado a la investigación; número de publicaciones pasadas y recientes; calidad de las revistas que las acogen y cierta resonancia de sus trabajos entre los especialistas y la comunidad científica nacional e internacional.

En las relaciones de la ciencia con la sociedad, hay varios factores que es necesario puntualizar y describir, para no caer en generalizaciones y clichés que se repiten cada vez que se trata este tema. Una es la calidad de los científicos y de sus proyectos de investigación. Como ya hemos visto, no se puede juzgar a la comunidad de científicos como algo homogéneo. Un científico mediocre, o un falso científico, pueden ejercer una influencia negativa de gran impacto sobre la sociedad. Otra factor de importancia es el tipo de organización política de la sociedad en cuestión, en la cual están inmersos los científicos; las actitudes hacia la ciencia de los gobernantes. Como es fácil de observar, la elasticidad de estos factores hacen que la relación ciencia-sociedad tenga muchas variantes. Una comunidad de científicos improductivos, burocratizados, puede tener una excelente relación con gobernantes y estratos dirigentes que consideran a la investigación científica como algo no prioritario y no tendrán, por otra parte, ningún impacto social. Mientras que excelentes científicos, cuya producción trascienda a los niveles educativos y culturales del país, chocarán inevitablemente con un gobierno semejante, su papel social será el de mártires incomprendidos y tendrán que emplear parte de su tiempo en esfuerzos para modificar la actitud que constituye un freno a su trabajo. Esta situación se tornará idílica, si estos buenos científicos tienen que relacionarse con gobernantes que sienten la necesidad urgente de desarrollar la investigación. A su vez, estos gobernantes, contribuirán, a través de sus proyectos de educación y ciencia, a desenmascarar a la pléyade de pseudocientíficos burocratizados.

Esta penúltima relación de las dos factoras aludidos (buenos científicos y Estado compresivo), es evidentemente utópica y maniquea, pero es, por desgracia, la que vamos a manejar constantemente cuando se trata de ciencia y sociedad.        

Estamos pagando la falta de entusiasmo, la diferencia entre saber que la ciencia es esencial y creer que realmente lo sea. Y esto se aplica a todos los niveles, no sólo al de las tomas de decisiones políticas. La deficiencia más grande está quizá, en el sector educativo: maestrías mediocres que no desembocan en doctorados. Doctorados sin un esfuerzo tutorial y trabajo constante. Tesis y más tesis, que no dan lugar a publicaciones relevantes. Creación de pseudocientíficos que van a engrosar las nóminas de los centros de investigación, cuyo origen fue el de completar el organigrama de una Secretaría de Estado o de un Instituto descentralizado. De continuar este estado de cosas, se dará lugar a una brecha insalvable, que ya está apareciendo entre investigadores de prestigio, con la madurez adecuada y los candidatos jóvenes que comienzan una carrera de investigador. Esa brecha se va agrandado por la llamada “fuga de cerebros”, de la cual es difícil culpar a los jóvenes que se van, cuando no se les dio acceso a las facilidades a las cuales tenían todo el derecho como alumnos productivos de posgrado.           

Un problema como el desarrollo científico y tecnológico no puede estar en unas pocas manos. Recientemente hemos visto lo saludable que es la posibilidad de ejercer presiones, e inyectar iniciativas que partan de la misma comunidad científica y lleguen a las instituciones oficiales. La instalación de los puestos de Investigador de Tiempo Completo en la UNAM, en los años 50, después el inicio del Conacyt y ahora el del Sistema Nacional de Investigadores, son ejemplos de la bondad de este método.

Las mejorías en la educación, que consideramos ineludibles para el desarrollo científico y técnico, deben hacerse teniendo buen cuidado de no sacrificar a una élite de excelencia, que mucho ha costado llegar a formar, y además debe también asegurarse su crecimiento. No hay que considerar esto como opuesto a la masificación de la enseñanza. Son problemas distintos y será necesaria la participación de todos los científicos, incluyendo a los de las áreas sociales, que con una visión de conjunto y tal vez más conocedores de la realidad sociocultural del país, ayuden a establecer el proyecto en el que el conocimiento científico tenga un verdadero impacto en la modernización de México.

Augusto Fernández Guardiola                                                            Instituto de Psiquiatría, Facultad de Psicología, UNAM.

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Amanecer, anochecer, luz, oscuridad, día, noche, son palabras que nos evocan momentos, sucesos, orden y sobre todo tiempo; nos sugieren sucesión ordenada de acontecimientos, una determinada estructuración del mundo, una organización, un ritmo. La alteración del día y de la noche, el paso de las estaciones, la sucesión de los solsticios, la precesión de los equinoccios, las variaciones atmosféricas, la siembra y la cosecha, son ejemplos de estos ritmos. Los fenómenos naturales son cíclicos; la naturaleza palpita, oscila.   

Los seres vivos se adaptan a este fluir de acontecimientos y adaptan sus ritmos a los del entorno; esto les confiere la capacidad de medir el tiempo. En consecuencia, cuando la naturaleza manifiesta sus ritmos, las poblaciones aumentan o disminuyen y los sujetos modifican variables fisiológicas tales como el pulso, la respiración, los latidos cardiacos, la formación de la orina, la capacidad para la concentración, el estado de ánimo, etc. Esta sincronización de los ritmos biológicos con los del ambiente, provoca que nuestro organismo, al igual que la naturaleza, se encuentre en permanente oscilación.         

Los ritmos de todos los animales se encuentran, de una u otra forma, en fase con los ritmos cósmicos de la naturaleza. De esta manera los ritmos naturales como los de luz y oscuridad, la rotación y traslación de la Tierra, las mareas, y las fases de la luna, entre otros, traen como consecuencia que los pájaros canten al amanecer, que los cangrejos se oculten al bajar la marea o que las cigüeñas, se dirijan a las tierras nórdicas en abril. Estos ejemplos muestran cómo los seres vivos relacionan su actividad al ritmo horario terrestre de los días, las mareas y las estaciones. En este contexto, los términos noche y día, verano e invierno, implican diferencias en la cantidad de luz. Algunos animales son activos durante el día, y otros lo son durante la noche.      

La adaptación de los seres vivos a los ritmos de la naturaleza, les proporciona ventajas lógicas y fáciles de entender. Pero, ¿cómo y por qué surgieron estas relaciones entre las actividades de los animales y el horario cósmico?

La respuesta parece residir en la composición atmosférica de la Tierra primigenia, en la forma en la que se originó la vida, y en los cambios ocurridos durante la evolución de las especies.

Como el fotoperiodo es el parámetro ambiental que se modifica de manera más regular, los seres vivos han desarrollado mecanismos que les permiten ajustar sus ritmos, de acuerdo a la duración y cantidad de la luz ambiental. No es entonces sorprendente el encontrar que el fotoperiodo es el estímulo ambiental que influye de manera más decisiva en las funciones de los seres vivos. Tampoco resulta excesivo el mencionar que todas las funciones que se suceden en todos los seres vivos, muestran un patrón cíclico relacionado directa o indirectamente con el fotoperiodo.    

En los vertebrados, los fotorreceptores, localizados en los ojos y en otras estructuras nerviosas, transforman la información lumínica en impulsos nerviosos. Estos impulsos son posteriormente procesados en centros encargados de regular las actividades cíclicas de estos animales. La región nerviosa en la cual el fotoperiodo ejerce una influencia reguladora muy importante, es el hipotálamo. Sin embargo, existe además un conjunto de estructuras, que en forma dependiente o independientemente del hipotálamo, están también involucrados en la regulación de las actividades cíclicas que se realizan asociadas al fotoperiodo. Una de estas estructuras es la glándula pineal.        

La importancia que la glándula pineal reviste en la regulación de las actividades relacionadas al fotoperiodo, se pone particularmente de manifiesto en aquellas especies cuyo hábitat normal se encuentra cerca de los polos terrestres. En la mayoría de estas regiones geográficas, se producen cambios ambientales extremos en forma periódica. En respuesta a estos cambios, los animales han desarrollado estrategias adaptativas para realizar adecuadamente una serie de funciones tales, como el apareamiento, el nacimiento, la migración, la termorregulación, los cambios en el color de la piel y del plumaje, etc. Múltiples datos experimentales muestra que la glándula pineal está involucrada en este proceso adaptativo. Por lo cual los animales que viven en climas árticos poseen, en proporción a su peso corporal, glándulas pineales de mayor tamaño que los animales de hábitat tropical. Aunque todos los vertebrados, a excepción del caimán, el cocodrilo y el armadillo, poseen glándula pineal, ésta es rudimentaria en animales como el elefante y el rinoceronte y es proporcionalmente más reducida en animales tropicales.      

A diferencia de otros órganos de la economía, la glándula pineal fue conocida desde la antigüedad y ha suscitado el interés de biólogos, naturalistas, médicos y sobre todo, de filósofos. A pesar de ello, su origen y función es todavía materias de múltiples controversias. Como consecuencia, a pesar de las muchas hipótesis que desde la antigüedad se han emitido acerca del significado funcional de esta glándula, hasta la fecha carecemos de una teoría general que contemple y explique los múltiples efectos descritos en una gran cantidad de estudios dedicados a esta glándula.

La historia de la glándula pineal refleja cómo la conceptualización de esta estructura fue influida por conceptos religiosos y filosóficos. Así, entre las funciones inicialmente atribuidas a la glándula pineal, está la sugerida por Herófilo de Alejandría (325-280 a.C.). Este autor consideró a la glándula pineal como una válvula ventricular necesaria para el flujo de los pensamientos. Quizá la hipótesis más divulgada sea la del filósofo René Descartes (1596-1650), quien basándose en observaciones anatómicas del cerebro, consideró a la glándula pineal como el asiento del alma. Para la cultura hindú la glándula pineal constituyó el órgano de la clarividencia y de la meditación. Se sugirió que esta estructura funcionaba como un tercer ojo a través del cual podrían observarse algunos estados psíquicos de los individuos, así como el aura humana, además de que, también gracias a la glándula pineal, resultaba posible transmitir el pensamiento. Este tipo de conceptualización ha persistido hasta nuestros días. Por ejemplo, entre la gente que cultiva las ciencias ocultas, la glándula pineal es considerada como un órgano clave en el desarrollo y manifestación de los fenómenos parapsicológicos. Durante el siglo XIX, y de acuerdo a la corriente filosófica del momento, enmarcada dentro de la teoría de la evolución, se consideró a esta glándula como un órgano vestigial y por lo tanto carente de función.     

El estudio sistemático de la glándula pineal se origina a principios de este siglo con el descubrimiento de los órganos neuroendocrinos. A partir de entonces, varios autores han postulado una función endócrina para esta estructura y algunos estudios clínicos establecen, por vez primera, una relación entre esta glándula y el desarrollo de los órganos sexuales.      

Para ser precisos, deberíamos hablar de un complejo pineal, más que de una glándula en particular. Esto es, en vertebrados inferiores tales como las lampreas, los peces, los anfibios y los reptiles existen varios órganos que conforman este complejo pineal (figura 1), como lo son: el órgano parietal (también llamado órgano parapineal o tercer ojo de los reptiles); la epiphysis cerebri, o glándula pineal propiamente dicha. Adyacente a estas estructuras pero con origen filogenético y ontogénico diferente, se encuentra la paraphisis, formada por células epiteliales, cuya función parece ser la de servir como un órgano para el intercambio de sustancias entre la sangre y el líquido cefalorraquídeo. En muchos de estos animales el órgano parietal es funcional. Este órgano, que responde en forma directa a estímulos fóticos, se localiza en el techo del cerebro, por debajo de un adelgazamiento óseo que permite el paso de la luz. En esta estructura, así como en el parénquima de la glándula pineal, existen fotorreceptores muy semejantes a los que se encuentran en la retina. En el caso de los vertebrados superiores como las aves y los mamíferos, el complejo pineal se reduce únicamente a la glándula pineal.      

Otra característica diferencial de la glándula pineal de los vertebrados inferiores es su estructura sacular, lo que provoca que esta glándula constantemente esté bañada en su interior por el líquido cefalorraquídeo. Tal cavidad o receso pineal desaparece en los mamíferos, en los cuales la retina se torna más compacta y adopta características de órgano secretor. En los animales superiores la glándula pineal pierde su capacidad fotorreceptora directa, aunque conserva su capacidad fotosensible indirecta, es decir, su función continúa siendo regulada por el fotoperiodo.

La histología, forma y función de la glándula pineal, varía entre diversas clases de vertebrados. De tal manera que en los mamíferos, la apariencia macroscópica de esta glándula puede variar desde ser una glándula pequeña y adosada al tercer ventrículo, como es el caso del murciélago, hasta la de ser órganos alargados en forma de pera o de piña (de donde recibió su nombre este órgano), como la glándula pineal de cobayo, la del conejo o la de los humanos (figura 1) . Los roedores como el hámster y la rata, poseen una glándula pineal localizada subyacente al seno venoso longitudinal medio y unida, mediante un delgado tallo a una pineal profunda que se localiza entre las comisuras habenular y posterior, y representa de un 3 al 10% del total del tejido pineal en el hámster y del 0.5 al 2.5% en el de la rata. El tallo de la glándula está integrado por fibras nerviosas, tanto mielinizadas como no mielinizadas, tejido conectivo y vasos sanguíneos.  

En las aves y en los mamíferos, la información sobre las condiciones ambientales de la luz y oscuridad, las recibe la glándula pineal a través de una intervención simpática. Para ello, depende de los ojos laterales y de una vía polisináptica que se inicia en la capa en la capa de células ganglionares de la retina (figura 2). Desde la retina, los axones se dirigen hacia el hipotálamo conformando el así llamado tracto retinohipotalámico, para establecer contacto sináptico con las neuronas de los núcleos supraquiasmáticos, para dirigirse hacia el hipotálamo lateral, donde se originan las fibras que inervan a las neuronas vegetativas de las astas laterales de la médula espinal cervical. Éste es el sitio de origen de las fibras preganglionares simpáticas del ganglio cervical superior. A partir del ganglio, surgen los nervios coronarios, los cuales constituyen las fibras simpáticas que inervan tanto a los vasos sanguíneos como a los pinealocitos de la glándula pineal.    

En múltiples experimentos se mostró que el neurotransmisor final en la glándula pineal de esta vía simpática, es la noradrenalina.      

En el caso de la glándula pineal, la transducción de la información neural en factores químicos está bien documentada. En este proceso está involucrada la activación de la adenilciclasa provocada por la unión de la noradrenalina a una receptor b-adrenérgico, localizada en la membrana de los pinealocitos. Tal efecto incrementa los niveles AMPc y la síntesis de proteínas. No sólo la estimulación fótica provoca cambios en la frecuencia de descarga de los pinealocitos; también existen otros tipos de factores ambientales capaces de afectar tal actividad. Por ejemplo, hay experimentos electrofisiológicos, realizados en pichones que muestran que los pinealocitos presentan cambios en las propiedades eléctricas de su membrana, en respuesta a modificaciones en la orientación del campo magnético de la Tierra.      

Como resultado de las alteraciones en las propiedades de la membrana de los pinealocitos, éstos modifican además de su metabolismo, la síntesis y liberación de sustancias de secreción.  

Las células de la pineal de los humanos se organizan en lóbulos, separados por tabiques de tejido conectivo, los cuales forman septos completos o incompletos de diferente tamaño y grosor. Aproximadamente el 75% del parénquima de la glándula pineal corresponde a las células, de las cuales las principales son los pinealocitos. Estas células poseen abundante  citoplasma con varias prolongaciones (figura 3). También en la glándula pineal se encuentran linfocitos, células plasmáticas, macrófagos, melanóforos, fibroblastos y neuronas. Estas últimas sólo se han encontrado en la glándula pineal de animales como los monos y el hurón. Una característica de la glándula pineal de los mamíferos es su abundante flujo sanguíneo, el cual es únicamente superado en proporción a su peso, por el que reciben los riñones.      

En los humanos, la glándula pineal muestra un máximo desarrollo entre los 5 y los 7 años de edad y poco antes de la pubertad ocurre un reemplazo de pinealocitos por tejido de sostén. Además, aparecen calcificaciones durante la segunda década de la vida que se incrementan con la edad, aunque muestran variaciones importantes en las diferentes etapas de la vida. La aparición de concreciones calcáreas en el parénquima de la glándula pineal, se ha esgrimido como una prueba de que este órgano se atrofia conforme aumenta la edad. En realidad, tales calcificaciones no constituyen un signo de degeneración, sino que son parte de un proceso funcional de la glándula.   

Tales calcificaciones se observan en las glándulas pineales de roedores, equinos y humanos y están formadas por una matriz orgánica compuesta de carbohidratos y proteínas ricas en indoles. Sobre esta matriz orgánica se depositan minerales que contienen calcio y fósforo. Estas concreciones calcáreas dependen de la inervación simpática, puesto que la ganglionectomía cervical superior, al disminuir el tono adrenérgico, origina una reducción en la formación de estos depósitos calcáreos. La administración de indoles ocasiona un efecto similar.

Las funciones reguladoras ejercidas por la glándula pineal son medidas por sustancias químicas, cuya producción y liberación están fuertemente asociadas a los esquemas de iluminación prevalecientes, sobre todo en aquellas especies que poseen una reproducción estacional. A través de estos productos, la glándula pineal influye en la función de otros órganos de secreción interna, al modificar la producción y secreción de factores hipotalámicos, como primera acción, aunque probablemente las hormonas de la pineal también ejerzan acciones específicas a lo largo de los ejes hipotálamo-hipófisis-glándula blanco.       

Estructuralmente los productos de secreción de la glándula pineal son tanto aminas como polipéptidos. Entre las hormonas pineales se encuentran indolaminas, como la melatonina (n-cetil-5-metoxipritriptamina), y el 5-metoxitriptofol, que en realidad son las dos más estudiadas. Péptidos como la arginina-vasotocina, el péptido vasoactivo intestinal, la hormona estimulante de los melanocitos y el tripéptido treonial-seril-lisina, entre otros, son también producidos y almacenados por los pinealocitos. Todos estos compuestos se sintetizan y se liberan de acuerdo a un patrón cíclico fotoperiódico. Por ejemplo, en el caso de la melatonina, esta hormona alcanza sus niveles sanguíneos más altos durante la fase de oscuridad (de 3:00 a 5:00 a.m. en el humano) y los menores durante la fase de luz (figura 4). La dependencia fotoperiódica de este ritmo, se pone de manifiesto cuando se muestra que al aplicar un pulso de luz durante la fase de oscuridad, se bloquea la producción y liberación de los indoles de la glándula pineal.      

El ritmo circadiano de secreción de melatonina está bajo el control de las señales que emanan del núcleo supraquiasmático. A su vez, la actividad de este núcleo está regulada por el fotoperiodo. De esta forma, la glándula pineal de los mamíferos genera una señal diaria a través de la secreción de melatonina que puede ser alterada, en su fase y amplitud, por lo cantidad de luz. Una señal con estas características y que es modulada por un factor ambiental, tiene el potencial para sincronizar funciones en las que la coordinación cíclica es crucial. Por ejemplo, en animales como los reptiles, la melatonina ejerce acciones, entre otras cosas sobre la pigmentación de la piel y la actividad locomotora, además en la termorregulación y en los ritmos de sueño y vigilia. Su papel consiste en sincronizar este tipo de actividades con el tiempo fotoperiódico del ambiente.

Una de las acciones más estudiadas de la glándula pineal, es su efecto antigonadotrópico, el cual posee mayor relevancia en animales con reproducción estacional. En animales como el hámster, durante los meses de otoño e invierno se presenta una regresión gonadal la cual provoca la desaparición de la conducta sexual. Tal efecto puede ser prevenido o revertido por la pinealectomía o incluso puede ser simulado, independientemente de la estación, por la administración diaria de extractos de glándula pineal. También al colocar al animal en condiciones ambientales con periodos cortos de iluminación (menos de 12 horas de luz) se provocará la misma regresión gonadal. Por el contario, en los meses de primavera y verano, cuando la cantidad de iluminación ambiental es mayor, las gónadas de estos animales se encuentran en plenitud fisiológica y es posible que la reproducción se lleve a cabo. Es en este momento cuando la cantidad de productos antigonadotrópicos pineales se encuentran en su mínima concentración. Los resultados de estos estudios indican que la luz ejerce un efecto inhibidor sobre la producción de los factores antigonadotrópicos de la glándula pineal.

En el caso de los humanos, también existen datos sugerentes de una acción antigonadotrópica de la glándula pineal. Desde 1898 se mostró la existencia de una relación entre la presencia de tumores en la glándula pineal y el desarrollo precoz de la pubertad. De hecho, estos estudios condujeron a varios autores a expresar la sugerencia de que la pineal normalmente produce una sustancia que inhibe la función reproductora. Entonces, los tumores de la glándula pineal la destruyen (y a esta sustancia), provocando el desarrollo de una pubertad prematura.     

Aunque esta suposición no es aún del todo clara, existen datos recientes que apoyan la existencia de una acción antigonadotrópica de la pineal en humanos. Por ejemplo, los niveles séricos de la melatonina, la principal hormona de la pineal, varían durante el ciclo menstrual. Los valores más altos ocurren durante las fases menstrual y premenstrual y los más bajos se presentan durante la fase ovulatoria, cuando las concentraciones de la hormona luteinizante son más altas. Estos datos indican que los niveles reducidos de melatonina a nivel de la mitad del ciclo menstrual pueden ser un factor permisivo para que ocurra un incremento importante de hormona luteinizante y como consecuencia, la ovulación.      

También durante los primeros 3 a 4 meses de embarazo, los niveles de melatonina se encuentran elevados, reduciéndose significativamente su concentración en los últimos meses del mismo. Las acciones ejercidas por la pineal en el área endocrinológica no se limitan a las gónadas. Así, muchos de los indoles de la glándula pineal inducen a una reducción importante en la síntesis y liberación de hormonas tiroideas, suprarrenales y de crecimiento. Tales acciones le imprimen un papel importante dentro de los procesos de hibernación que ocurran en muchos animales.      

Sin embargo, los efectos de las productos de la glándula pineal, no se restringen a la esfera endocrinológica. La administración de melatonina humanos sanos, induce efectos psicotrópicos y sueño, con un patrón muy similar al fisiológico. Esta sustancia posee efectos sedantes muy pronunciados. Su administración a sujetos epilépticos induce una reducción importante en la frecuencia e intensidad de las crisis convulsivas.      

Recientemente se ha asociado a la glándula pineal con varios cuadros de desórdenes psiquiátricos. La administración de melatonina en pacientes con depresión endógena, sobre todo aquella que se acompaña de melancolía, provoca una intensificación de este proceso patológico. Además de que también algunas formas de depresión endógena, y de presentación estacional, suelen reducirse en forma significativa con la fototerapia.

Aunque muchas de las acciones inducidas por extractos de la pineal, sólo se observan después de administrar dosis farmacológicas, es probable que en condiciones fisiológicas, la glándula pineal sea parte de un sistema homeostático necesario para mantener en equilibrio la conducta emotiva del individuo.        

El considerar a la glándula pineal como un órgano vestigial, como fue divulgado hasta hace algún tiempo, es un grave error. Actualmente y debido a su importante influencia en muchos de los procesos fisiológicos, esta glándula es considerada uno de los órganos más relevantes de los mamíferos. Los datos obtenidos de estos estudios sugieren que la glándula pineal es un órgano que forma parte de un sistema de regulación fotoneuroendócrino circadiano, el cual posee la función de coordinar y poner en fase los diversos sistemas del organismo, por lo que a esta glándula se le considera como un regulador de reguladores.

Así pues, durante el cambio evolutivo en que la glándula pineal pasó de ser un órgano directamente fotosensible a uno con fotorrecepción indirecta, un gran numero de procesos y funciones rítmicos se hicieron más evidentes. Estos hechos sugieren que la glándula pineal posee un papel evolutivo más importante del que se ha creído hasta ahora, y que, lejos de ser un órgano atrófico, se mantiene activo durante toda la vida de los individuos, coordinando las funciones de éstos con los ritmos de su entorno.

Así, los seres vivos disponen de estructuras que los mantienen en contacto con el mundo que los rodea y del cual son parte. Al igual que la Luna, la luz y las mareas crecen y menguan, los bosques y praderas florecen y marchitan. De esta forma nuestro organismo, gracias a la existencia de mecanismos que nos permiten interactuar con el medio ambiente, vibra y palpita al compás de las rítmicas cadencias de las armonías del cosmos, reflejando en sus funcionas los cambios que ocurren en el mundo.

José Antonio García-Segoviano                                                           Departamento de Farmocología, Facultad de Medicina, UNAM

Bertha Prieto-Gómez                                                                       Departamento de Farmocología, Facultad de Medicina, UNAM

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El problema de la trisección del ángulo, junto con la duplicación del cubo y la cuadratura del círculo forman un grupo de problemas imposibles, conocidos como “los tres problemas griegos”. Éstos, desde su planteamiento en el siglo V a.C. hasta su solución en el siglo XIX, hicieron pensar a muchos grandes matemáticos, motivaron el desarrollo de diversas áreas de las matemáticas y el descubrimiento de nuevas teorías.

Partes del Álgebra, la Geometría y el Cálculo surgieron o se enriquecieron con el estudio de estos problemas. Las curvas que conocemos como cónicas (elipse, parábola e hipérbola) (figura 1), de indudable utilidad en física y matemáticas, se descubrieron de la misma forma. Sin las cónicas, no podríamos calcular en qué dirección disparar un cañón para que dé en el blanco, ni existirían instrumentos ópticos como el microscopio.      

Otros intentos de resolver los Problemas Griegos llevaron al desarrollo de la Teoría de Ecuaciones y, en una forma más indirecta, al desarrollo de la Teoría de Grupos, fundamental para el Álgebra Moderna.      

Algo muy notable acerca de estos problemas es que no solamente despertaron el interés de grandes matemáticos, sino también el de médicos, abogados, sacerdotes, banqueros, militares, etc.; esto hace que nos planteemos las siguientes preguntas:

 ¿Por qué estos problemas han tomado un lugar tan sobresaliente en la historia de las matemáticas?

¿Qué hace que gente de origen e intereses tan diverso se ocupe de ellos?      

Y la respuesta podría ser que los tres tienen en común características que los convierten en algo que podríamos llamar “un buen problema matemático” y que de forma resumida son:     

a) Su formulación es clara y elemental, de manera que puede entenderlo cualquiera.

b) A pesar de tener una formulación tan simple, su solución requiere de mucho ingenio y creatividad.

c) Su solución no solamente nos permite dilucidar el problema mismo, sino que da luz en relación a una clase más amplia de problemas.     

Ahora bien, pasando al tema que nos ocupa específicamente diremos que el problema de la Trisección del Ángulo consiste en lo siguiente:        

TRISECAR CON REGLA Y COMPAS CUALQUIER ANGULO

Todos sabemos que bisecar cualquier ángulo es fácil (figura 2). Es natural pensar que mediante un procedimiento semejante podríamos trisecarlo, sin embaraza puede demostrarse matemáticamente que tal procedimiento no existe. Esto no quiere decir que ningún ángulo es trisecable, existen ángulos que sí lo son, como por ejemplo el ángulo de 90°. La trisección de este ángulo involucra la construcción con regla y compás del hexágono regular y la bisección del ángulo (figura 3). Ya que el ángulo de 90° es trisecable, también lo es el de (90°/2 = 45°, figura 4) y repitiendo este proceso, también son trisecables los de la forma 90°/2 con k = 1, 2, 3, …     

El método de Arquímedes

Así como existen métodos para trisecar ciertos ángulos con regla y compás, existen métodos muy ingeniosos con otros instrumentos para trisecar cualquier ángulo. Un método muy sencillo que se le atribuye a Arquímedes es el siguiente:

Sea α el ángulo dado, formado por las rectas l y m; sea C su vértice (figura 5).   

Construcción:    

1. Trazamos un semicírculo S con centro en C y radio arbitrario. Sean B y D las intersecciones de S con l y sea A la intersección de S con m.    

2. En una regla, marcamos la distancia igual al radio CB del semicírculo. Sean 1 y 2 estas marcas.  

3. Colocamos, la regla de tal modo que 2 coincida con algún punto del semicírculo S, 1 con algún punto de la recta l y que, al mismo tiempo, la regla pase por A. Sean E y F los puntos de l y S que acabamos de localizar con las marcas 1 y 2 respectivamente.   

El ángulo AEB es un tercio del ángulo α.  

Para demostrar que es verdadera la afirmación que acabamos de hacer, hagamos las siguientes consideraciones.

El triángulo EFC es isósceles porque EF = FC, y por lo tanto

ángulo CEF = ángulo FCE = γ  

lo cual implica que  

ángulo EFC = 180° –2γ.   

Como E, F, A están alineados: 

ángulo CFA = 2γ (ángulo exterior de un triángulo es igual a la suma de los dos ángulos internos no adyacentes).

El triángulo FCA es isósceles porque FC = CA y por lo tanto

ángulo AFC = ángulo CAF = 2γ  

y además  

ángulo FCA + 2 ángulo AFC = ángulo FCA + 4γ = 180°(1)

Como D, C, B están alineadas:    

γ + ángulo FCA + γ = 180°

Por (1) tenemos que:

ángulo FCA + 4γ = ángulo FCA + γ + α

y esto implica que

α = 4 γ - γ = 3 γ,

concluimos que

γ = α/3. 

Con este método, hemos construido un ángulo que es un tercio del ángulo dado y transportándolo con compás, trisecamos el ángulo α.    

Sin embargo, hemos localizado ciertos puntos en nuestra construcción de manera indebida según las normas establecidas para el uso de la regla y compás.    

Las normas de cómo pueden utilizarse la regla y el compás las estableció Platón (430-349 a.C.).    

¿Cómo pueden utilizarse la regla y el compás?

• La regla puede utilizarse para trazar la recta que pasa por dos puntos y para prolongar indefinidamente cualquier segmento de recta.

• El compás puede utilizarse para trazar la circunferencia con centro en cualquier punto y de cualquier radio y para transportar distancias.   

Un problema de construcción con regla y compás podemos decir que está resuelto si su solución consiste en un número finito de aplicaciones de la regla y el compás, respetando las normas de uso que acabamos de establecer.

En la solución de Arquímedes hemos marcado la regla, lo cual no está permitido; pero esto no es lo grave ya que el compás nos permite transportar distancias; lo que hemos hecho, que no está permitido, es que hemos determinado los puntos E y F por observación, moviendo la regla sobre el plano hasta quedar en la posición conveniente. Es este movimiento precisamente el que no puede hacerse con nuestra regla y compás.  

¿Cómo un problema práctico como el de la trisección del ángulo podemos formularlo matemáticamente?

Con regla y compás podemos llevar a cabo cinco construcciones fundamentales:

1. Trazar la recta que pasa por dos puntos.
2. Determinar el punto de intersección de dos rectas.
3. Trazar la circunferencia con centro en un punto dado y de radio dado.
4. Determinar los puntos de intersección de dos círculos.
5. Determinar los puntos de intersección de una recta y un círculo.

Cualquier construcción que pueda reducirse a una sucesión finita de estas cinco construcciones fundamentales puede hacerse con regla y compás.

Veamos ahora en que propiedades algebraicas se traduce la condición de ser construibles con regla y compás.   

A toda recta y círculo le asociaremos la ecuación cartesiana que le corresponde.   

La ecuación de una recta que pasa por dos puntos es de la forma  

Ax + By + C = 0  (2)

La ecuación de una circunferencia con centro en C = (x,y) y radio r es:

(x₀-x)² + (y_o-y)² = r²

y puede escribirse de la forma

x² +y² +2Ax + 2By + C = 0   (3)  

Considerando las ecuaciones (2) y (3) correspondientes a las de la recta y el círculo, las construcciones fundamentales se reducen a resolver ciertos sistemas de ecuaciones.    

• Determinar el punto de intersección de dos rectas equivale a resolver el sistema de dos ecuaciones:

Ax + By + C = 0
A’x + B’y + C’ = 0

del cual obtenemos el punto (x,y) común a ambas rectas (figura 6).

• Determinar los puntos de intersección de una recta y un círculo equivale a resolver el sistema de dos ecuaciones:

x² + y² + 2Ax + 2By + C = 0
x² + y² + 2A’x + 2B’y + C’ = 0,

del cual obtenemos los puntos de intersección (x,y) y (z,w) de la recta con el círculo (figura 7).  

• Determinar los puntos de intersección de dos círculos equivale a resolver el sistema de dos ecuaciones:

x² + y² + 2Ax + 2By + C = 0
x² + y²  +2A’x + 2B’y + C’ = 0,

del cual obtenemos los puntos de intersección de las dos circunferencias (figura 8).     

Resolviendo estos sistemas de ecuaciones y considerando un número finito de repeticiones de las mismas, llegamos a la conclusión de que podemos determinar con regla y compás aquellos puntos (x,y) cuyas coordenadas sean soluciones de ecuaciones de grado a lo sumo dos, con coeficientes dados o construibles.    

Suponiendo que partimos de los números racionales, los números construibles son aquellos que son soluciones de ecuaciones de grado 2^k, con coeficientes racionales.  

La demostración de que es imposible trisecar cualquier ángulo, consiste en demostrar que existe un ángulo que no es trisecable: el ángulo de 60°. Esto se hace mostrando que el equivalente matemático del problema de la trisección, consiste en encontrar las soluciones de una ecuación que no puede reducirse a una ecuación de grado 2^k, con coeficientes racionales.   

Vamos entonces a traducir el problema de la trisección al lenguaje matemático.    

Consideremos el ángulo θ que queremos trisecar, por su coseno: cos θ/3 = g. Entonces el problema consiste en encontrar x tal que x = cos x/3.   

Vamos a ver que determinar el coseno de un ángulo es equivalente a determinar el ángulo mismo; de manera que si es imposible, dado el ángulo de 60°, determinar el coseno de 60°/3, entonces es imposible determinar el ángulo 60°/3.    

Efectivamente, consideremos un sistema de coordenadas cartesianas en el plano (figura 9). Tracemos una circunferencia S de radio unitario y una recta l₀ que forme con el lado positivo del eje X un ángulo igual a 60°. Sea A el punto de intersección de l₀ con S, y sea x₀ la intersección de la perpendicular desde A al eje X con el mismo eje.

Si construimos el punto x = cos 60°/3, simplemente trazando al perpendicular desde x al eje X, considerando su intersección B con S y trazando OB como lo indica la figura 9.    

Vamos entonces a demostrar que es imposible construir con regla y compás el plato x tal que x = cos 60°/3. 

Mediante una fórmula trigonométrica el cos θ/3 está relacionado con cos u por la ecuación

g = cos θ = 4 cos θ - 3 cos θ/3   (4)

Sea cos θ/3 = z; entonces la ecuación (4) se expresa así:

g = 4z³ - 3z,

de donde

4z³ - 3z - g= 0   (5)

Consideremos ahora θ = 60°, el coseno del ángulo de 60° es cos 60° = 1/2 = g.

Sustituyendo este valor de g en la ecuación (5)

4z³ - 3z - ½ = 0  (6)

De donde

4z³ - 6z = 1  (7)

A la ecuación (7) se le conoce como ecuación de la trisección; no puede reducirse a una ecuación de grado 2^k y puede demostrarse que no tiene ninguna raíz racional. Concluimos entonces que el ángulo de 60° no es trisecable.

Una interesante implicación de este resultado es que el ángulo de 1° no es construible con regla y compás, ya que si lo fuera, sería construible el ángulo 20° = 60/3 sumando veinte veces el ángulo de 1°. De manera que el ángulo que con tanta familiaridad hemos utilizado como unidad de medida, no es construible con los instrumentos tradicionales.

Nieves Martínez                                                                   

Departamento de Matemáticas, Facultad de Ciencias, UNAM

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I. INTRODUCCIÓN

México es uno de los más importantes productores mundiales de miel, debido a sus variados tipos de vegetación y a sus excelentes condiciones apícolas.¹ La producción nacional analizada es de alrededor de 68000 toneladas, la cual está destinada fundamentalmente al mercado internacional, compitiendo con China por el primer lugar en exportación a nivel mundial. La importancia social de la apicultura radica en que la mayoría de los productores son campesinos de escasos recursos y, lo que es más importante, la apicultura es una fuente de ingresos directos a la economía rural. En México se calcula que la abeja africana reducirá la producción de miel de entre un 50 a 80% y, en caso de funcionar un programa de manejo y control de la abeja africana que desarrolla la SARH de manera conjunta con el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de Norteamérica, será del 80%.      

La rápida dispersión y extensa colonización que la abeja africana ha logrado hasta nuestros días es tal vez el evento biológico más notable del siglo, no sólo por representar un “modelo” de introducción y dispersión hecho realidad, sino también por las repercusiones económicas y sociales que ha provocado en los países a los que ha llegado y los que provocará en aquellos a los que está arribando o que está por hacerlo: México y EUA respectivamente.   

La abeja africana (Apis mellifera scutellata Lep.) fue traída de la región centro-sur de África en 1956 con la finalidad de introducirla en Brasil y cruzarla con la abeja europea (Apis mellifera ligústica Spin). De esta cruza se obtendría un hibrido bien adaptado al trópico brasileño, poco defensivo y excelente en su producción de miel. Sesenta y tres reinas de abejas africanas, de las 133 que fueron enviadas a Brasil, lograron sobrevivir el embarque. Cuarenta de ellas resistieron los procedimientos de introducción en colmenas técnicas y 26, las consideradas como más prolíficas, vigorosas y productivas, lograron escapar en 1957, al ser abierta la rejilla excluidora de reines de 26 colmenas ante el descuido de un apicultor.² Desde entonces se ha iniciado su dispersión y colonización. Actualmente se encuentra en México siguiendo tres rutas: una por la costa del Pacífico, otra, que es la de la Península de Yucatán y la tercera que avanza por la planicie costera sur del Golfo. Hasta ahora ha sido detectada ya en los estados de Oaxaca, Yucatán y el sur de Veracruz.      

El impacto económico y social que la abeja ha provocado en los países donde se ha establecido es enorme. A Venezuela entró en 1975 para ser colonizada totalmente en cuatro años.³ En este país antes de la llegada de la abeja africana, existían grandes industrias melíferas que en 1976 lograron una cifra récord de 530 toneladas, con las que cubrían la demanda nacional e internacional. En 1981, una vez que la abeja se asentó y ocupó el país, los venezolanos produjeron únicamente 78 toneladas, cantidad que no alcanzó a cubrir ni la demanda nacional.  

II. APIS MELLIFERA

Apis mellifera L. es una de las 4 especies de la Tribu Apini (Fam. Apidae). Las otras 3, A. dorsatsa, A. cerana y A. florea, presenta una distribución tropical, limitándose a las regiones del sur de Asia. De éstas solamente A. cerana llega a ser explotada, pero su importancia es mínima en comparación con la A. mellifera.   

Apis mellifera presenta una distribución cosmopolita, aunque se cree que el origen del género se remite a las zonas tropicales y subtropicales de Asia. De aquí se desplazó a África y, posteriormente, a Europa, donde ha sido domesticada durante siglos.    

Existe una enorme variedad de razas de Apis mellifera, dependiendo de las condiciones climáticas a que han estado sometidas, de las interacciones biológicas, y de la intervención del hombre en la selección de las líneas más productivas.    

La raza más empleada en Norteamérica es la abeja italiana A. mellifera linguistica, de baja defensividad y alta productividad. Existen otras variedades europeas por lo que el término “abeja europea”, empleado en este artículo, no sólo se refiere a esta variedad.    

Las regiones tropicales y subtropicales de África presentan la mayor diversidad de razas, debido a la adaptación de las abejas o la enorme variedad de hábitats y microambientes que el continente presenta. Se reconocen 11 razas africanas de las cuales A. m. scutellata, fue escogida para introducirla en Brasil y cruzarla con la variedad europea pues es una abeja bien adaptada al ambiente tropical, aunque muy defensiva.    

Apis es un género que, a lo largo de la evolución, ha alcanzado el nivel de sociabilidad, en el cual existe una total dependencia entre los diferentes individuos de la colonia. De las dos castas que se presentan, las obreras son los individuos no reproductivos dedicados a las distintas labores de la colonia (limpieza, cuidado de la cría, defensa de la colonia, construcción del nido, acopio de néctar y polen, exploración, etc.). La reina es un individuo único incapaz de llevar a cabo algunas de las labores mencionadas, se dedica exclusivamente a la reproducción, dando origen a todos los individuos de la colonia. Los zánganos, que no son una casta pues son otro sexo, se dedican a fecundar a la reina en las épocas de alta disponibilidad de recursos. Una vez que las condiciones climáticas se hacen desfavorables, son expulsados de la colonia, además de que la reina abandona la ovoposición de huevos haploides, futuros zánganos. El apareo se lleva a cabo en el aire. La reina sale de su colonia en busca de los zánganos, que se encuentran congregados esperando su paso en zonas definidas en el espacio y en el tiempo. La división natural de la colonia se da por medio de un enjambre que está formado por una reina y una cierta cantidad de obreras, las que dejan su antigua colonia para establecerse en otro sitio. La enjambrazón se da en épocas de alta disponibilidad de recursos (néctar y polen) y es muy diferente al abandono, que es una huida total. En este último caso la reina con todas las obreras abandona la colmena sin dejar más recurso que la cera. El abandono no se presenta en las abejas europeas, mientras que las africanas lo utilizan como una estrategia de huida cuando las condiciones del medio son desfavorables.    

III. CICLO DE VIDA DE UNA COLONIA DE HABITOS TEMPLADOS

Es necesario puntualizar que todas las abejas (A. mellifera) de América, excluyendo las abejas africanas, provienen de Europa y que por lo tanto se encuentran bien adaptadas a los climas de tipo templado, con estaciones bien definidas de inviernos muy fríos y primeras y veranos bastante productivos. Así entonces, para entender su biología, debemos entender las razones selectivas que han provocado sus estrategias reproductivas y de acopio de néctar, sus tendencias al almacenamiento de miel, baja defensividad y tipos de comunicación.   

La sobrevivencia de las abejas durante el invierno está determinada por el almacenamiento de la miel y polen que se logró durante las épocas de floración. En esta temporada la reina deja de ovopositar, permaneciendo sólo las hembras adultas para pasar el invierno. El gasto energético que se produce por la termorregulación que logan las abejas, debido al frotamiento de sus poderoso músculos alares, es enorme y sólo el rico contenido de carbohidratos que presenta la miel es capaz de aportar la energía que la colonia requiere. Las colonias se mantienen durante el invierno con varios miles de abejas que se apelotonan entre sí para lograr una temperatura de 10°C aún cuando la temperatura ambiente es de 230°C. Este gasto energético ocasiona una enorme disminución en el peso de la colonia. Se ha visto que pierden más de 20 kg, de los cuales sólo uno es de abejas y el resto de miel y polen consumidos.⁴ Un poco antes de terminar el invierno la reina reanuda su postura estimulada por el fotoperiodo, y las obreras aumentan la temperatura a 34°C para mantener el desarrollo de la cría.     

Una vez que se inicia la primera y se abren las primeras flores, las abejas salen a acopiar néctar y polen, aumentando así la fuerza de la colonia. Es a partir de marzo cuando inicia su crecimiento, para llegar a su clímax a fines de la primavera e inicios del verano. Cuando la floración va disminuyendo, y las condiciones climáticas se van haciendo desfavorables, las colonias disminuyen su peso, entra el invierno y el ciclo se repite (figura 1).

La reproducción que involucra el desarrollo de zánganos y la enjambrazón, está bien definida en el tiempo. La reina inicia la postura de huevos haploides, futuros zánganos, cuando el alimento abunda; por su parte la enjambrazón se produce un poco antes de la temporada clímax. Esta última sólo se da por colonia, al año una o dos veces ya que, debido a lo corto del periodo de floración (aproximadamente 14 semanas), no queda tiempo suficiente para que posteriores enjambres se instalen, construyan la colonia, crezcan y almacenen miel para el invierno. El tiempo que tiene para poder crecer y enjambrar durante la primavera es corto, pero se ve favorecido por la postura anticipada de la reina a fines del invierno.      

Lo sobresaliente del ciclo es su predecibilidad, ya que las condiciones climáticas están bien definidas. La floración se da en una sola temporada, pero de forma intensa y con un flujo rico de néctar. Las abejas tienen que aprovechar este pequeño periodo para reproducirse, y tomar la energía necesaria para subsistir durante el invierno. En conclusión las abejas europeas presentan como factor limitante la baja temperatura invernal y su adaptación está determinada por el ajuste del ciclo anual de entrada de energía, crecimiento y reproducción, a las condiciones climáticas conspicuas de las zonas templadas.    

IV. VERSIONES AFRICANAS Y EUROPEAS DE APIS MELLIFERA

Hay que recalcar que A. mellifera es de origen tropical y que posteriormente se introdujo en Europa. Las estrategias de las abejas europeas de resistencia del invierno con una colonia íntegra, en vez de inhibir su metabolismo y entrar en un estado de latencia (como lo hacen las abejas solitarias y los abejorros de climas templados), es una adaptación adquirida como una modificación de las estrategias tropicales a un clima de tales características y no una técnica más avanzada y superior de hibernación. En un ambiente tropical no hay necesidad de un ajuste tan preciso del ciclo anual, ya que el clima es más homogéneo. En este caso los factores que actúan como presiones de selección son las lluvias, la intensa depredación y competencia y la reducción de sitios de anidación, principalmente.     

África es un continente que presenta una enorme variedad de ecosistemas como lo refleja el gran número de subespecies de Apis mellifera que ahí se encuentran. La A. mellifera scutellana, presenta una distribución que comprende la región Este tropical y Sur subtropical de África, con climas que van de lo árido a lo semiárido y una vegetación que incluye la selva tropical perennifolia, la sabana, el chaparral y los pantanos. La temperatura es constante a lo largo del año, presentándose un promedio de 32°C.⁵ Dentro de su área de distribución se encuentra una zona de grandes altitudes con temperaturas frías, por lo cual se supone que su rango de adaptación no se restringe únicamente a las altas temperaturas tropicales.

El factor climático determinante en la evolución y biología de las abejas africanas es la lluvia. Ésta presenta un periodo que va de noviembre a mayo aunque en realidad es totalmente impredecible, ya que hay años en los que se logra y otros en los que no. Su duración al igual que su intensidad, es muy variada, y en la mayoría de los casos es efímera y débil. Asimismo su distribución, cuando se presenta, es heterogénea, a tal grado, que hay zonas en las que puede estar cayendo un torrencial aguacero y zonas, a unos pocos kilómetros, totalmente secas. Como los recursos de que dependen las abejas (néctar y polen), están en estrecha relación con la humedad del medio, la lluvia es un factor que determina la presencia de A. mellifera scutellata, en un lugar determinado, pues la floración solo se da una vez que las lluvias han aportado humedad al medio.    

Así entonces, puede decirse que las abejas europeas están adaptadas a los factores climáticos predecibles de los climas templados, y las africanas a la impredecibilidad de los recursos que el clima tropical africano presenta. Todas las abejas europeas que han sido introducidas a las regiones templadas del mundo, como Norteamérica, Asia y Australia, han prosperado produciendo gran cantidad de colonias silvestres, mientras que aquellas que han sido trasladadas a zonas tropicales, como Sudamérica y Sudáfrica, han subsistido gracias a la ayuda del hombre que las mantiene en el interior de colmenas técnicas, pero sin dar lugar a poblaciones que subsistan de forma silvestre. A diferencia de éstas, las abejas africanas han ocupado los ambientes tropicales del Centro y Sudamérica, con densidades que llegan a ser hasta de 100 colmenas/km², como sucede en algunas zonas del Brasil. Los experimentos en los que las abejas europeas han sido trasladadas a regiones frías (Polonia), han reflejado los mismos resultados que los obtenidos con las abejas europeas en climas no tropicales. Sin embargo, debido a que dentro de la zona de distribución de A. mellifera scutellata, se encuentran regiones de bajas temperaturas, es probable que presentan una cierta adaptación a climas templados. Como ejemplo, se les ha visto ocupando zonas de gran altitud en Argentina, aunque también se piensa que puede ser una población híbrida con características africanas y europeas que le dan la capacidad de adaptarse a climas templados.     

Aunque no existen estudios estadísticos en cuanto a la depredación de colonias de A. mellifera, en África y Europa, se piensa que un factor determinante en la evolución del grupo, es el uso que el hombre ha hecho de la colonia para obtener sus recursos. Mientras que en Europa el hombre las mantiene en colmenas técnicas, seleccionando las razas menos defensivas, revisándolas continuamente, en África la miel se obtiene mediante la caza de las colonias silvestres. Una ves que éstas han sido localizadas se espera a que anochezca, para destruirlas y así poder tomar la miel y lo demás recursos. Los numerosos grabados que se encuentran tallados en las rocas, mostrando la caza de la miel, son un testimonio gráfico de la intensa depredación que el hombre ha ejercido sobre las colonias silvestres, al menos durante los últimas 2000 años. En cuanto a los otros depredadores de A. mellifera, prácticamente no existen diferencias cualitativas curte ambos continentes. El tejón (Mellivora capensis), es un común depredador de las colonias de abejas africanas, pero su acción destructiva es muy similar a la que el oso café (Ursus arctus) ejerce sobre las poblaciones europeas. Lo curioso del caso, que tal vez hace más peligroso al tejón, es la relación mutua que presenta con un pájaro Indicator indicator el cual localiza las colonias de abejas para después llamar la atención del tejón por medio de sus cantos, lo guía hasta la colonia para que la destruya y se coma la miel y espera tranquilamente a que el tejón haya saciado su hambre, para tomar la cera del panal.⁶ Numerosos pájaros y avispas son depredadores de A. mellifera, pero su acción se da en el vuelo y por lo general lejos de la colonia. Diferentes especies de hormigas también son grandes amenazas para las colonias, ya que se introducen y roban toda la miel. Las diferencias fundamentales entre Europa y África radican en la mayor abundancia, tal vez variedad, de depredadores que este último continente presenta.         

A) DEFENSA

Uno de los principales problemas que la abeja africana presenta, tanto para el apicultor como para la población en general, es su alto comportamiento defensivo. Cabe señalar algo que la mayoría de la gente ignora, el piquete de la abeja africana no es más peligroso que el de la europea, la diferencie radica en el número de abejas que salen a defender la colonia y por lo tanto el número de piquetes que la víctima puede llegar a recibir. En un estudio realizado por Collins en 1986⁷ en el que comparó el comportamiento defensivo de ambas variedades, encontró que las abejas africanas pueden llegar a producir de 8 a 10 veces más piquetes que las europeas. En el experimento se estimuló a las abejas de manera química (con feromonas), física y visualmente y se les mostró un blanco sobre el cual picar. Las abejas europeas dejaron un promedio de 10.4 aguijones y las africanas 85.7. Además, estas últimas presentaron un tiempo de respuesta menor, y el número de abejas que salieron a defender la colonia fue mucho mayor.

Las colonias africanas defienden su territorio cubriendo un diámetro mayor que el vigilado por las europeas. Estas últimas, una vez que son molestadas, rondan alrededor de la colonia vigilando un radio de 20 m como máximo, mientras que las africanas presentan un radio de vigilancia de 200 m. Además, las abejas africanas continúan su labor aun después de las 24 hrs., a diferencia de las europeas que dejan de defender a los pocos minutos de haber sido estimuladas.         

Los motivos por los que ciertas colonias de abejas africanas hayan adquirido un comportamiento sumamente defensivo, son muy diversos. Así el medio en que se desarrollan es mucho más estresante que el de las abejas europeas pues, por ejemplo, la abundancia de enemigos pone en mayor peligro la integridad de los recursos. En un ambiente homogéneo, como lo es el europeo, no se hace necesario un comportamiento tan defensivo, pues los recursos son abundantes y se encuentran en todas partes, mientras que en África éstos sólo se presentan en pequeñas zonas, fuera de las cuales, la presencia de las abejas es incierta. Esta conducta también puede observarse en abejas europeas al final del periodo de floración cuando el flujo de néctar disminuye, asemejándose al tipo del flujo que existe en África. A su vez, en las épocas de carestía, cuando el alimento en el interior de la colonia se reduce, la defensividad de las abejas se vuelve mayor, para evitar cualquier posibilidad de robo por parte de individuos de otra colonia o por el ataque de otras animales.⁸

Como puede verse el ambiente es un factor determinante en el comportamiento de las abejas, pues actúa como un agente que favorece la selección de poblaciones cuyos fenotipos demuestran mayor defensividad en aquellas zonas de carácter estresante. Por otro lado, la manipulación y selección de razas nobles que el hombre ha hecho sobre las abejas europeas, minimiza cualquier posible manifestación de marcada defensividad. En este caso el hombre actúa como un agente de selección del fenotipo europeo.

En cuanto a las feromonas, que son los componentes químicos que intervienen en la defensividad, se ha detectado que la feromona de alarma (acetato de isopentilo) es secretada en la misma concentración por ambas subespecies, y no existen diferencias en el número de receptores antenales que justificaran una mayor sensibilidad de las abejas africanas a tal sustancia.^{9, 10}

Las únicas variaciones que se han encontrado, corresponden a los compuestos que acompañan a la feromona de alarma y que se cree que actúan como marcas que son dejadas por las abejas al picar la piel, pues son compuestos menos volátiles (Collins, en prensa).⁹

En conclusión, el alto comportamiento defensivo de las colonias africanas, principalmente se debe a las características impredecibles del medio y a la intensidad de depredadores que constantemente acechan a la población. Las abejas europeas son de naturaleza más noble debido al medio que es más homogéneo, a la menor intensidad de depredadores y a la intervención del hombre en la selección de las razas más nobles. El comportamiento defensivo varía según las condiciones del medio, pero existen también factores hereditarios que provocan una conducta definida en las diferentes variedades de abejas.   

B) COMPORTAMIENTO REPRODUCTIVO

Las abejas africanas y europeas presentan diferencias significativas en el desarrollo de las colonias y de los individuos. Las colonias africanas presentan un periodo de crecimiento más corto pues casi toda la energía es invertida en la producción de individuos. Sus panales están cubiertos por larvas, pupas o huevecillos, dejando un mínimo espacio al alimento, a diferencia de las abejas europeas en cuyos panales se encuentra siempre área destinada a la miel y al polen.    

Las abejas africanas logran tener en un periodo corto de tiempo, la suficiente cantidad de individuos para enjambrar y con ello saturar y explotar al máximo las zonas ricas en recursos, estos individuos a su vez, alcanzan el estado adulto en un tiempo menor que el requerido por las abejas europeas, lo cual es el reflejo de una adaptación a los recursos impredecibles y efímeros, característicos del ambiente africano.      

El número de enjambres que una colonia de abejas africanas puede presentar en un año es mucho mayor que el de las europeas. Estas últimas por lo general sólo logran de 2 a 3, mientras que las africanas pueden originar de 6 a 12 enjambres por año. Con esto se pone de manifiesto el uso que cada variedad geográfica hace de sus recursos. Las abejas africanas utilizan casi toda la energía en la reproducción, mientras que las europeas la utilizan para la sobrevivencia de la población (Seeley, 1985).

Pero, ¿a qué se deben estas diferencias? En un clima como el europeo las colonias no presentan más de 3 enjambres ya que el tiempo que estos tienen para crecer y almacenar los recursos antes de que llegue la temporada desfavorable es mínimo, y la colonia madre quedaría sin tiempo para recuperarse. En un ambiente como el africano, donde hay recursos todo el año, pero distribuidos de manera heterogénea, las colonias tienen mayor capacidad de enjambrar, además de que es una estrategia para asegurar la sobrevivencia de la población, ya que la intensidad de la depredación es muy grande. El ambiente africano no presenta tantas restricciones en comparación con el europeo, en lo referente a la entrada de energía durante el año y, por lo tanto, las colonias se pueden dividir con mayor frecuencia. Además, debido a lo impredecible de los periodos de floración, lo más conveniente es disminuir al máximo la competencia por el recurso (una ves que éste se presenta) con otras especies, a través de la saturación de la zona. En otras palabras, la disponibilidad de néctar y polen es realmente el gatillo que dispara el crecimiento, reproducción y ocupación de la zona por las poblaciones.

Un factor que es considerado por muchos investigadores como limitante para las abejas africanas, en las regiones templadas de América, es su tiempo de vida corto y su baja eficiencia en el control de la temperatura. Las abejas europeas tienen la capacidad de ajustar su tiempo de vida a las condiciones del medio, de tal manera que durante el invierno, cuando no hay ovipostura y las condiciones son negativas, las abejas llegan a vivir hasta 3 meses. Por otro lado, en la época favorable sólo viven aproximadamente un mes, debido al intenso trabajo que desarrollan. Las abejas africanas tienen una longevidad menor y, por lo tanto, no podrían sobrevivir la duración del invierno. Se ha visto que la variedad africana no mantiene tan constante la temperatura (36°C) pues, por ejemplo, cuando aumenta considerablemente en el exterior, dentro de la colonia se registran temperaturas de 37 a 38°C y al bajar se presentan de 31 a 32°C.    

Uno de los principales motivos que ha causado el dominio de los caracteres africanos sobre los europeos, es la producción diferencial de zánganos, que es mucho mayor en las colonias africanas, tanto espacial como temporalmente.¹¹

En las abejas europeas se restringe a la época favorable, cuando hay alimento suficiente pata mantenerlos, mientras que en las africanas se da prácticamente durante toda la temporada. Esto trae como consecuencia, que la zona quede saturada de zánganos africanos. Además, los zánganos africanos pueden introducirse en las colonias europeas (fenómeno que no se da a la inversa) y con ello disminuir la producción de zánganos en tales colonias.

El apareamiento entre los zánganos y las reinas se lleva a cabo a determinadas horas, por lo general después del medio día. La subespecie africana presenta un horario diferente. El pico de abundancia de zánganos en vuelo, que es cuando se produce el mayor número de acoplamientos, se da unas horas después que el de las europeas, o sea cuando la mayoría de los zánganos de estas últimas ya han regresado a sus colonias. Esto ocasiona que los zánganos europeos no tiendan a aparearse con las reinas africanas. Sin embargo, los zánganos africanos empiezan a salir a las mismas horas que los europeos, ocasionando así una alta probabilidad de que se reproduzcan con reinas europeas, probabilidad que se incrementa debido a la alta producción de zánganos que las colonias africanas presentan.¹²

Otra conducta que presentan las abejas africanas y que provoca un desplazamiento de los caracteres europeos es lo que se conoce como “parasitismo” de las reinas (Rinderer, 1986).⁵ La reina y un conjunto de obreras son capaces de introducirse en otras colonias, especialmente en aquellas que carecen de reina, o en las que están débiles (número de individuos muy reducido), o en aquellas cuya reina se encuentra en mal estado. El origen de estas abejas no se conoce aún; se cree que pueden venir de colonias que abandonaron o de enjambres secundarios (enjambres que suceden al primero) y que buscan un sitio donde establecerse.      

Como puede verse, la ventaja reproductiva que presentan las abejas africanas sobre las europeas es muy grande y se incrementa aún más por su adaptación al medio tropical del cual provienen, a diferencia de las europeas, que son nativas de los climas templados y cuyas colonias silvestres difícilmente prosperan en al trópico. Esto trae como consecuencia que existan “islas” de genes europeos en un “mar” de africanos.   

C) ABANDONO

Las colonias africanas poseen una estrategia de sobrevivencia que no se presenta en las europeas y que consiste en el abandono total de los sitios de anidación. Este abandono puede ser de dos formas; a la larga o cortas distancias. En el primero de los casos, las colonias recorren más de 100 km, como respuesta a la heterogeneidad del medio africano. Una vez que los recursos se van empobreciendo las abejas tienden a salvar sus genes, a través del abandono del sitio de anidación y la búsqueda de una zona favorable, con recursos alimenticios disponibles. La alta densidad de colonias silvestres aumenta la probabilidad de sobrevivencia de la población, pues, al migrar, lo hacen en todas direcciones hasta encontrar otro “parche” con condiciones propicias para establecerse de nuevo y reproducirse.        

El abandono a cortas distancias se presenta cuando la zona aún ofrece una buena disponibilidad de recursos, pero la colonia está ubicada en un lugar muy expuesto a factores desfavorables como pueden ser el sol, la lluvia, el ataque de depredadores, las enfermedades, el volumen del sitio de anidación, etc. Los mecanismos de orientación de las colonias que abandonan sus nidos se desconocen y no se sabe si existe realmente un programa genético que determine una dirección definida o si la búsqueda se da al azar.      

En las abejas europeas el abandono a largas distancias carece de sentido pues la zona es muy homogénea y no cambia a lo largo de cientos de kilómetros. El abandono a cortas distancias es poco frecuente ya que los sitios de anidación adecuados son más abundantes y no existe la misma competencia por el recurso, como sucede en el trópico africano, donde la abundancia y diversidad de organismos es muy grande.   

D) ANIDACION

Las abejas africanas se caracterizan por seleccionar cavidades de menor volumen pues no requieren de un espacio extra donde guardar miel mientras que las europeas sí lo necesitan para poder sobrellevar el invierno. Las paredes de la cavidad no tienen que ser muy anchas, ya que la temperatura ambiente es alta y estable. En las europeas, existe la necesidad de mantener una temperatura siempre mayor a la del ambiente, por lo que, las paredes de al cavidad deben ser gruesas, evitando así la salida de calor hacia el exterior (Seeley, 1985).   

E) ACOPIO DE RECURSOS ALIMENTICIOS

Las estrategias para el acopio de néctar y polen que poseen ambas variedades, presentan diferencias significativas. En Europa, el flujo de néctar es muy rico pero corto en el tiempo, mientras que en África se da durante la mayor parte del año, aunque de manera fluctuante y por lo general pobre. Las abejas presentan sistemas de adaptación que se reflejan en las estrategias de acopio, y que están relacionados con aspectos tan importantes como la comunicación, el reclutamiento de acopiadoras, la selección de las flores a pecorear, etc.        

Mucho se ha dicho acerca de las bajas tendencias en el almacenamiento de la miel de las abejas africanas. Para entender este comportamiento es necesario recordar que las variedades europeas utilizan la energía con fines de sobrevivencia, transformando los recursos almacenados en el calor necesario para la termorregulación, durante la temporada invernal. En las abejas africanas el néctar y polen son principalmente destinados a la producción de individuos y al crecimiento de la colonia, en vez de ser almacenados en el grado y con los fines que lo hacen las europeas. Además, las abejas africanas tienden a abandonar el sitio de anidación cuando las zonas se tornan desfavorables, en vez de permanecer y soportar, reflejando así su baja tendencia al almacenamiento de recursos.

A pesar de estas observaciones, los experimentos que se han realizado para determinar las variaciones en el grado de almacenamiento de la miel entre las dos variedades, han mostrado resultados muy semejantes. Rinderer demostró,¹³ manteniendo a las abejas bajo condiciones de laboratorio, que las razas africanas en verdad almacenan menor cantidad de néctar que las europeas, pero tal diferencia es tan sólo del 10%.       

Por otro lado, los apicultores de Sudáfrica y Sudamérica han reportado excelentes cosechas con abejas africanas, obteniendo de 50 a 200 kg de miel al año (Seeley, 1985). Se piensa que estos resultados se deben al implemento de técnicas y manipulación de las colonias y que no se da en colonias silvestres.          

Portugal Araujo (1971) (Seeley, 1985), determinó que las abejas africanas acopian néctar de manera más eficaz en zonas tropicales, al comparar la producción de miel entre abejas europeas y africanas, siendo de 19.2 y 35.5 kg respectivamente. No se sabe el porqué de tales resultados. Una de las razones que se han propuesto, consiste en la actividad que a horas tempranas presentan las abejas africanas, aprovechando con ello las flores de hábitos crepusculares.           

Rinderer comparó, en Venezuela, los grados de almacenamiento de miel de ambas variedades en las diferentes estaciones del año, y encontró que en la época de alto flujo de néctar (floración muy abundante), las abejas europeas producen mayores cantidades de miel, mientras que las africanas lo hacen en el periodo de secreción de néctar de baja calidad, durante la floración pobre del otoño (Rinderer, 1987, manuscrito). Una posible explicación a este fenómeno es que, durante la primera temporada, cuando la floración es abundante, las condiciones se asemejan a las europeas, por lo que las abejas de tales orígenes almacenan mayor cantidad de miel. El caso contario sucede cuando el flujo se reduce y los recursos se encuentran distribuidos de manera dispersa, las abejas africanas, tienden a acopiar más néctar ya que las condiciones son parecidas a las del ambiente africano. En este último caso las abejas que trabajan no grupal sino individualmente, como lo hacen las africanas, resultan ser mejores recolectoras, pues las flores se encuentra no concentradas en determinadas zonas, sino que están dispersas, además de que no ofrecen calidades de néctar como para ser seleccionadas y explotadas por un grupo de abejas. Otra observación importante que pone de manifiesto este comportamiento, es el sistema de comunicación más eficaz que han mostrado tener las abejas europeas. Esta última variedad se caracteriza por presentar un mayor número de danza de comunicación y, por lo tanto, un mayor número de obreras reclutadas explorarán grupalmente un recurso. Las abejas africanas, por su parte, no presentan una comunicación tan eficiente, así el número de danzas es menor, pues las necesidades del medio, con flores distribuidas de manera heterogénea favorecen a aquellas abejas que acopian de forma individual (Rinderer, 1987, manuscrito).      

Las colonias africanas se caracterizan por ser grandes recolectoras de polen lo cual se debe, probablemente, a las necesidades de crecimiento y desarrollo de la colonia, y a la cantidad de larvas que la habiten. El polen es el recurso que aporta las proteínas para el crecimiento y desarrollo, principalmente de las larvas.          

En conclusión, las estrategias de acopio, junto con el almacenamiento de la miel, presenten diferencias significativas como resultado de una adaptación milenaria a los ambientes donde se han desarrollado. Las presiones de selección que el medio ejerce, han provocado una serie de divergencias en las características de las abejas africanas y europeas, enfocadas a lograr una mayor eficiencia en la explotación adecuada de los recursos.   

EFECTOS DE LA BIOLOGIA DE LA ABEJA AFRICANA SOBRE LA APICULTURA

Los efectos que las abejas africanas han causado sobre la apicultura han sido enormes, a pesar de haberse demostrado su alta capacidad de almacenamiento cuando son manipuladas y tratadas técnicamente en los trópicos.

La primera causa que ha provocado una reducción en la producción de miel ha sido su alta defensividad. Los peligros que esto representa han provocado el abandono de las labores del apicultor, pues no está dispuesto a arriesgar su vida en le revisión de las colonias. Además, los efectos que causa sobre la población son muy importantes ya que no se permiten apiarios que, estén a una distancia en la que las zonas habitacionales o ganaderas quedan dentro del radio de vigilancia de las abejas africanas.           

Las altas tendencias a enjambrar y al abandono traen como consecuencia un debilitamiento de las colonias y con ello, una disminución en el número de individuos, lo que repercute en el almacenamiento de los recursos. La mala manipulación de las colonias es una causa más que provoca la huida de las abejas, por lo que no resulta nada raro que el siguiente día de una revisión ya no aparezcan abejas en el interior de la colmena.         

Existen maneras de afrentar estos problemas, pero para utilizarlas se necesita gente que dedique todo su tiempo a la apicultura, y que esté dispuesta a cambiar las técnicas que hasta ahora se vienen utilizando.      

La SARH y USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos) han unido sus esfuerzos para controlar la llegada de la abeja africana, y tratar de disminuir su avance por el territorio nacional. Existe un proyecto elaborado por ambas instituciones que se está aplicando en el Istmo, cuyas principales estrategias son las siguientes:¹⁴

• Trampeo y destrucción de enjambres de abejas africanas para disminuir el proceso de africanización y evitar así la competencia por el recurso con las abejas europeas.
• Trampeo y destrucción de zánganos africanos, alternando con una saturación de zánganos de características deseadas en la zona.
• Marcaje de reinas para detectar la introducción de un enjambre africano a la colmena, y cría de las mismas para contar con un reservorio genético de caracteres europeos.
• Establecimiento de medidas cuarentenarias, pera evitar la diseminación de enjambres africanos por efecto del transporte de vehículos y barcos.
• Establecimiento de programas educativos para instruir a los apicultores, y al pueblo en general, soben las medidas que se deben tomar ante la llegada de la abeja africana.

A pesar de todas estas medidas, es un hecho que la abeja africana causará un cambio sustancial en la apicultura, aunque sus efectos reales se empezarán a manifestar de 1 a 3 años después de su arribo —como sucede en Tapachula— donde ya se han registrado daños y muertes de ganado.

La importancia económica que este insecto representa, así como el impacto que está causando, es una gran oportunidad para desarrollarse dentro de la biología y aportar conocimientos de utilidad para resolver un problema real de carácter nacional.

Luis Mondragón Muñoz                                                              Pasante de Biología, Facultad de Ciencias, UNAM

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El estudio científico del mar constituye una labor sorprendentemente pródiga, no sólo por generar conocimiento, sino también como fuente de aplicaciones útiles para la humanidad.      

Una forma de observar integralmente la dinámica del ecosistema marino, sería por medio del estudio de las cadenas tróficas, concepto que se aplica para definir las relaciones alimentarias que se establecen entre diferentes tipos de organismos. Tal sería por ejemplo el plancton —seres vegetales y animales que viven suspendidos en las aguas—, en el que existen organismos autótrofos, con elevadas biomasas o productores primarios. denominados en conjunto, fitoplancton, el cual es consumido por el zooplancton herbívoro o consumidores primarios, representados en el plancton por grupos como copépodos, eufásidos, larvas de decápodos y otros; éstos, a su vez, son depredados por los consumidores secundarios o carnívoros, como medusas, sifonóforos y quetognatos. Un segundo grupo de carnívoros, representado por seres de mayor talla, principalmente peces, es el de los consumidores terciarios, y así se van uniendo sucesivamente los diferentes niveles, hasta llegar a los depredadores mayores.    

El número de eslabones en una cadena como la mencionada, no es ilimitado: es necesario tomar en consideración que, en el ecosistema marino, existe en general una eficiencia ecológica bruta de aproximadamente 10%; es decir que sólo este porcentaje de la energía de un nivel trófico puede pasar al siguiente, y el resto se disipa de varias maneras, siendo una de ellas —quizá la ecológicamente más importante— el consumo de energía en la búsqueda de alimento.        

La producción primaria de los océanos se ha estimado en algo así como 20000 millones de toneladas de carbono; esta cantidad se va reduciendo en un 90% a media que se asciende en el nivel trófico:

• Producción de Fitoplancton: 20000 millones de toneladas de carbono.
• Herbívoros del Zooplancton: 2000 millones de toneladas de carbono.
• Carnívoros del Zooplancton: 200 millones de toneladas de carbono
• Depredadores mayores: 20 millones de toneladas de carbono.

En este contexto, resultaría imposible la existencia de una cadena con 20 eslabones, debido al número infinitamente elevado de herbívoros que sería necesario tener para mantenerla; incluso partiendo de un herbívoro consumidor primario de 1 mm de diámetro y 1 mg de masa, el organismo final de la hipotética cadena, sería un animal depredador con un peso aproximado de 10 toneladas, y si su forma no fuera esférica, su longitud excedería los 2km.

En muchos casos es común encontrar que la eficiencia ecológica bruta se incrementa a medida que se asciende de nivel trófico, llegando a encontrarse eficiencias hasta del 60%, primordialmente en los casos en los que las cadenas están conformadas por muchos eslabones, como la de fitoplancton-copépodos-anfípodos-peses pelágicos pequeños-calamares-cachalotes. No obstante, como se verá más adelante, hay también cadenas muy cortas en el medio marino, que tienen una elevada eficiencia energética.

Es interesante mencionar que comúnmente las cadenas tróficas no se presentan a manera de secuencia lineal e inalterable, ya que un animal puede consumir recursos procedentes de distintos niveles tróficos, tanto en una etapa, como durante las diferentes fases de su ciclo vital; un buen ejemplo de esto es el caso de varios peces que, debido a su desarrollo, cambian sus hábitos alimentarios y puedes llegar a formar parte de varios niveles tróficos: consumidor primario, cuando se alimenta de fitoplancton; secundario cuando se alimentan de herbívoros, etc. Así, en cada nivel trófico que invaden, entran en competencia con organismos que después serán sus presas y van alimentándose de organismos que antes eran sus depredadores.

En otros casos, que quizá son de los más ilustrativos en cuanto a la adaptación evolutiva de ciertos grupos de organismos marinos en relación con sus interacciones dentro de las cadenas tróficas, se produce un perfeccionamiento de formas cuyo éxito depende, en gran medida, de la explotación directa de un nivel trófico más bajo y por la tanto, mucho más abundante.

Uno de los ejemplos más claros de esto, es el de las ballenas barbadas, que ocupan un lugar muy especial dentro de la dinámica biológica marina; estos cetáceos, debido a su enorme tamaño, necesitan ingerir grandes cantidades de alimento, y, en relación con ello, se han llevado a cabo los siguientes cálculos: una ballena azul de aproximadamente 90 toneladas de peso, a velocidad natatoria normal, consume unas 780000 calorías diarias y otras 230000 más para procesos respiratorios y digestivos.

El consumo calórico diario se resume en más de un millón de calorías diarias, lo cual se traduciría en un poco más de una tonelada de alimento al día; estas cifras deben ser corregidas, duplicándolas, ya que tales ballenas se alimentan solamente durante medio año y requieren de reservas para realizar sus extensas migraciones. Además, se considera que un individuo juvenil, en etapa de crecimiento, requiere de 400 a 500 kg extra de alimento para sostener y aumentar de manera constante su peso corporal, por lo que en estas condiciones, una ballena es capaz de consumir cerca de dos y media a tres toneladas de alimento por día.

La alimentación de estos enormes mamíferos la constituye básicamente un grupo de organismos zooplanctónicos, los eufásidos, que son crustáceos herbívoros, similares a un camarón, que consumen directamente el fitoplancton. Los eufásidos presentan distintas adaptaciones en relación con sus hábitos alimentarios; poseen largas sedas y fuertes espinas en los bordes de sus partes bucales, las que constantemente están en movimiento, con lo que crean una serie de flujos que llevan las partículas alimenticias a su boca. Además, sus patas torácicas están dispuestas de tal forma que crean una verdadera “canasta” de filtración, lo que es común dentro del grupo y confiere una elevada eficiencia filtradora.         

Quizá la característica más importante de estos crustáceos, en términos ecológicos, es el hecho de que durante el verano, varias especies llegan a formar grandes concentraciones o bancos, probablemente con las mayores densidades poblacionales conocidas en el mundo marino. Las especies que producen este fenómeno son eminentemente antárticas, tales como Euphasia superba, E. vallentini, E. crystallophohyas, y otras; en conjunto reciben el nombre de “krill”, sus bancos no presentan migraciones horizontales considerables y siempre se les encuentra a niveles superficiales, entre los 10 y los 90 metros, preferentemente en aguas cercanas a la costa.  

La extensión que alcanzan estas concentraciones puede variar mucho, ya que se han registrado manchas que van desde algunos metros cuadrados hasta los 300 km² de superficie. Los eufásidos del “krill” miden entre 5 y 12 cm de longitud, por lo que es fácil imaginar la enorme biomasa que representa un banco; además, el tamaño de estos crustáceos es ideal para ser atrapados por las barbas de los cetáceos.    

En el hábitat marino, las poblaciones de ballenas barbadas, pueden sostenerse sólo gracias a densidades tan elevadas de alimento. Es evidente que la adaptación de tales organismos tendió al aprovechamiento de niveles tróficos inferiores para así poder obtener la mayor cantidad de energía con el menor esfuerzo, y todo ello dirigido hacia un recurso en particular.         

En otros grupos animales se han observado casos que indican una tendencia similar. La mayor parte de los tiburones son típicamente grandes depredadores, ocupando niveles tróficos altos; sin embargo, el gran tiburón peregrino (Certorhinus maximus) y el tiburón ballena (Rhineodon typus) han descendido de nivel trófico y son planctófagos porque desarrollaron branquiespinas que actúan como filtro para capturar el zooplancton, perdiendo en el proceso los dientes y algunas características mandibulares de sus ancestros depredadores.        

Volviendo a nuestro ejemplo de las ballenas, es importante considerar ahora el impacto de consumo de toda una población de ellas. Comenzando a principios de silgo, cuando el hombre aún no explotaba sistemáticamente a las ballenas, se estima que existía un conjunto de 500 mil individuos, que consumían un total de 2.5 a 3 toneladas diarias de “krill” y estarían aprovechando 270 millones de toneladas de alimento, lo cual convenientemente repartido, satisfaría los requerimientos anuales para alimentar a toda la población de Norteamérica.          

Se ha venido considerando la posibilidad de aprovechar las enormes biomasas que representa el “krill”, como una valiosa alternativa para la alimentación humana, al encontrar que tiene un contenido aceptable de proteína de buena calidad y su captura y procesamiento resultaría notablemente más eficiente desde el punto de vista económico, que las actividades propias de la caza de ballena, que cada vez resulta menos costeable. Por otro lado, las desventajas más evidentes que como recurso para la alimentación humana tiene el “krill” son: baja palatibilidad, alto contenido de sales y elevadas concentraciones de lípidos, lo cual continúa siendo un obstáculo para su total aprovechamiento.      

Casi todos los ecosistemas engloban redes alimentarias en vez de series paralelas independientes que convergen en un nivel trófico superior. Un sistema tan sencillo y eficiente, desde un aspecto ecológico como el de fitoplancton-krill-ballenas, resulta inestable, dado que las alternativas tróficas de los consumidores son bajas, así como la diversidad de ambientes en esta relación. El hombre podría aprovechar el recurso que representa el “krill”, si participara con una visión ecológica consciente y mesurada, actuando como parte estabilizadora en esta delicada interacción, protegiendo a las ballenas y aprovechando el recurso de modo racional.

Eduardo Suárez                                                                    Departamento de Ecología Marina, Centro de Investigaciones de Quintana Roo

Rebeca Gasca                                                                         Departamento de Ecología Marina, Centro de Investigaciones de Quintana Roo

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