Sin duda, marzo de 2020 será recordado durante largo tiempo. En la redacción de la rdu queremos hacer énfasis en dos de los múltiples acontecimientos que han ocurrido en este mes, los que consideramos de mayor relevancia dados el interés, la inquietud y las múltiples reflexiones que han generado en la Universidad, en nuestra sociedad y en el mundo entero por su trascendencia para el futuro próximo de la humanidad.

El primero se relaciona con las convocatorias emitidas por un sinnúmero de organizaciones feministas para realizar una marcha el Día Internacional de la Mujer, y para que, en contraste, el día subsecuente, 9 de marzo, se realizará en México el denominado Un día sin nosotras. Cabe destacar que si bien la primera de las acciones mencionadas, la mega marcha, se ha venido realizando a lo largo de más de 45 años, desde la institucionalización de esta fecha por la Organización de las Naciones Unidas, en 1975.

Sin embargo, este año, el llamado a marchar en nuestro país, a través de la etiqueta #8M, se contextualizó en la exigencia imperativa de las mujeres de detener la violencia de género que ha venido incrementándose en los últimos tiempos, hasta llegar a la cifra promedio, durante 2019 y enero de 2020, de diez feminicidios diarios, lo mismo mujeres que de niñas.

La convocatoria reunió, según fuentes oficiales, a 80 mil asistentes en la capital de la República, cifra que según las organizaciones convocantes fue de al menos el doble. La relevancia de este acto es que como participantes superamos las ideologías y la pertenencia a partidos políticos y marchamos generaciones diversas: abuelas, madres, hijas, hermanas y nietas; contingentes ordenados de mujeres zapatistas, familiares de las mujeres asesinadas, una enorme cantidad de mujeres jóvenes, amigas, amigas de amigas, vecinas y compañeras de trabajo; grupos de maestras y alumnas universitarias, de instituciones públicas y privadas; madres de familia con sus hijas e hijos pequeños, mujeres de la tercera edad y con necesidades especiales; colectivos de la comunidad lgbtttiq, hombres heterosexuales que apoyan las demandas, organizaciones sociales y sindicales, entre otros.

Las calles contenían una marea humana ataviada en tonos lilas, violetas y morados, salpicados de pañuelos verdes y ropa negra, de luto. Las tomas fotográficas y los videos dan cuenta de una comunidad que, bailando, cantando, gritando consignas, avanzaba emanando fuerza y alegría desbordadas, mientras que, al mismo tiempo, con rabia exigía seguridad, alto a la impunidad, justicia e igualdad. Los carteles afirmaban “No somos histéricas, somos históricas”, “Mi mamá me enseñó a luchar”, “Ni siquiera tendríamos que estarles pidiendo que nos respeten”, además de las ya conocidas “Ni una menos” y “Nos queremos vivas”.

En contraste, el día siguiente, lunes 9 de marzo, se convocó a Un día sin mujeres o Un día sin nosotras. El llamado fue a realizar un paro nacional para protestar contra la violencia de género, así como para mostrar la trascendencia de nuestra participación en todos los ámbitos de la vida social: en el trabajo, la escuela, los servicios públicos y de salud, la vida económica y también en la doméstica. Se convocó a la ausencia, el silencio, la invisibilización, para hacer notar que somos imprescindibles en lo que hacemos, en lo que aportamos de manera cotidiana a la vida social. Emulando la huelga simbólica que las mujeres de Islandia realizaron el 24 de octubre de 1975, el grupo feminista Brujas del Mar, del estado de Veracruz, hizo la propuesta y la aceptación fue total.

Las calles lucieron vacías, al igual que el transporte público, donde para sorpresa de todos, los vagones o secciones destinadas a las mujeres fueron respetados. Se cancelaron actividades en escuelas, los comercios lucieron desiertos, en la mayoría de ellos no hubo compras ni vendedoras que atendieran a los clientes. Aunque también es cierto que muchas mujeres tuvieron que acudir a sus centros de trabajo porque les descontarían un día de salario o bajarían sus comisiones por ventas, o debido a que tienen sus propias microempresas, entre otras razones.

Las repercusiones económicas directas al pib se calculan en más de 35 mil millones de pesos, aunque se pudo haber alcanzado hasta 43.5 mil millones de pesos del valor agregado total a la economía de un día. Como dijo la sección Rayuela que apareció al día siguiente en el periódico La Jornada: “Fue un 9 de marzo inolvidable. Nunca una ausencia hizo tanto ruido”.

El segundo acontecimiento a destacar empezó mucho antes del mes de marzo y se extenderá más allá del de abril, se encuentra en su nivel máximo a nivel mundial, se refiere al brote epidémico provocado por una nueva especie de coronavirus, que produce la enfermedad que la Organización Mundial de la Salud (oms) ha denominado covid-19.

Los primeros casos del brote se detectaron en la ciudad de Wuhan, capital de la provincia de Hubei, en la zona central de la República Popular China, en la confluencia de los ríos Yangtsé y Han. Es una ciudad de importancia histórica –data de más de 3,500 años–, política, financiera, económica, comercial, cultural y educativa, con una población de aproximadamente 11 millones de habitantes.

La enfermedad inició entre noviembre y diciembre del 2019; sin embargo, la oms declaró que representaba una amenaza global hasta el 30 de enero de 2020 (bbc, 2020; World Health Organization [who], 2020b), y hasta el momento confirmó la existencia de más de 191,127 personas contagiadas y 7,807 fallecidos (who, 2020a).

Sorprende el nivel de propagación de esta enfermedad que pasó de ser caracterizada como epidemia, en tanto el foco se localizaba sólo en China, al nivel de pandemia, dada la transmisión sostenida, eficaz y continua que ha tenido y afecta ya al mundo entero.

El contagio a otras regiones se dio inicialmente por importación, es decir, debido a personas infectadas de manera directa en Wuhan, que actuaron como portadoras del virus. Después, la transmisión de esta enfermedad ocurrió de estos sujetos a la población de los países a los que llegaron, iniciándose la fase de transmisión comunitaria, que se encuentra en expansión en los diversos países y continentes, ya que la característica de este virus es su alta transmisibilidad.

En apenas unas semanas, los casos de covid-19.se han multiplicado fuera de China, así como el número de países afectados. La oms estima, de manera preliminar, que la tasa de contagio del virus (R₀), sin ningún tipo de intervención, es de 1.4 a 2.5 (who, 2020b), es decir, que cada persona infectada puede a su vez infectar a entre 1.4 y 2.5 personas, por lo que resulta difícil de controlar. Se pide a los gobiernos que tomen medidas urgentes, agresivas y sistemáticas para evitar que las cifras de contagio y defunciones sigan incrementándose de manera alarmante.

En el caso de México, se ha dado seguimiento a esta pandemia. Nuestro país posee un largo historial para lidiar con epidemias que nos han afectado y se encuentran documentadas desde la época prehispánica. Nos encontramos a la espera de que se tomen medidas radicales para evitar el contagio comunitario masivo e irreversible.

Por lo pronto, la unam ha implementado una política de distanciamiento y confinación de su población estudiantil y docente, dando la opción del trabajo a distancia para evitar una repercusión mayor a la inevitable expansión de la pandemia. Aislamiento. Habrá que actuar con absoluta responsabilidad y de manera prudente e informada para contribuir desde nuestro ámbito de intervención, a fin de evitar escenarios más críticos al que ya vivimos.

El equipo que edita la rdu se encuentra en proceso de integrar información acerca de los dos acontecimientos mencionados. En este número estamos estableciendo una serie de ligas para informarnos sobre la pandemia. Y, próximamente se publicará un número especial sobre el tema de género y lo que se está haciendo al respecto.

Mientras tanto, les invitamos a leer el conjunto de materiales que nos han enviado y que hemos seleccionado para el segundo número –marzo-abril– de este año. En ellos encontrarás una variedad de temas que seguramente generarán tu interés y que te aportarán nuevos conocimientos sobre diversos campos, que describimos a continuación.

Como siempre, en el apartado Varietas se abordan una serie de temas científicos de diversas áreas del conocimiento:

Al hielo comúnmente lo asociamos con los cubitos que nadan en una bebida, una pista de patinaje e incluso para disminuir los moretones, pero es mucho más que eso. Muchas historias se encuentran congeladas en los hielos terrestres y en el artículo “Historias congeladas en el hielo polar”, Guillermo N. Murray-Tortarolo nos llevará a las partículas de plomo atrapadas en el Polo Norte y nos hablará de cómo éstas reconstruyen la historia de nuestra humanidad. Después, viajaremos al espacio y nos contará la manera en que el berilio congelado nos ayuda a entender la historia de nuestro Sol. Finalmente, conoceremos el riesgo que el cambio climático implica para este recurso histórico y la memoria que podríamos perder si el hielo polar se derrite.

¿Has visto un insecto obeso? ¿Existe tal cosa? Es evidente que en humanos y animales domésticos la obesidad representa un serio problema, pero ¿qué hay de los animales silvestres? ¿Padecen obesidad? Daniel González-Tokman te invita a ahondar en el tema de la obesidad en insectos y a descubrir los mecanismos y procesos que intervienen en este fenómeno en su artículo “La obesidad, un raro padecimiento en los insectos”.

Antes de que puedan crecer nuevas plantas, las semillas deben abandonar la vaina. Pero ¿qué pasaría si todas las semillas producidas por una planta cayeran justo debajo de la planta madre? Las plantas nuevas estarían demasiado apretadas y la planta grande podría no dejarles suficiente luz o agua para que todas se desarrollen adecuadamente. Por lo anterior, es necesario que las semillas viajen más allá, este proceso se llama dispersión. En el artículo “Los aliados emplumados de los Copales y Cuajiotes de México: aves y la dispersión de semillas de Bursera”, Carlos A. Cultid-Medina y Yessica Rico nos hablan de la relación entre las aves y la burseras, en el proceso de la dispersión de semillas.

La producción de larvas de peces marinos, también llamada larvicultura, con fines de cría en estanques, ¿es rentable? En el artículo “¿Cultivo de peces marinos? Hablemos de Larvicultura en estanques”, Sergio Escárcega Rodríguez nos habla de esta práctica milenaria que consiste en cultivar organismos acuáticos como moluscos, peces, algas y pulpos, entre otros, para aumentar su producción. También nos pone al tanto de la situación actual de esta actividad en México y nos cuenta de un modelo de producción alternativo que abre la posibilidad de manejar enormes cantidades de larvas con mayores márgenes de sobrevivencia.

Muy probablemente has escuchado acerca de las medusas y de los corales. Éstos pertenecen al grupo de organismos acuáticos y venenosos, de cuerpo gelatinoso y con tentáculos, denominado cnidarios. En el artículo “Anémonas, corales y medusas: los cnidarios y su importancia médica”, Fernando Lazcano Pérez, Zayil Salazar Campos y Humberto González-Márquez nos brindan un recuento de las características de estos seres, su forma de vida y de la importancia que tienen para la farmacología.

En teoría, los enjuagues bucales ayudarían a eliminar las bacterias, pero su mal uso puede tener efectos adversos. En “Antisépticos orales, ¿los estamos utilizando de manera correcta?”, Saray Aranda Romo, Juan Manuel Mendoza Méndez, Juan Antonio Cepeda Bravo y Othoniel Hugo Aragón Martínez tratan la salud bucal, los tipos de enjuagues existentes, su funcionamiento y los riesgos que conllevan, debido a que alteran la microbiota oral.

La adolescencia es una etapa complicada por los diversos cambios que en ella ocurren. Así, implica desafíos en el tema de la sexualidad, en parte debido a la falta de educación sexual en nuestra sociedad. En “Más allá de pajaritos y abejitas: sexualidad en el adolescente mexicano”, Claudia Alejandra Cervantes Lara, Alicia Álvarez Aguirre y María Mercedes Moreno Gónzalez tocan cuestiones como el embarazo adolescente y enfermedades de transmisión sexual y, además, presentan estrategias para alcanzar una sexualidad libre, informada y responsable.

Hay materias que son complicadas de entender. Pero ¿qué sucede cuando uno no es el problema? Irma Sofía Salinas Hernández aborda algunos resultados de estudios sobre el aprendizaje a nivel preparatoria y pone en evidencia que temas como la fotosíntesis y la respiración celular requieren habilidades cognitivas que aún no se han desarrollado entre los 12 y 16 años. De esta manera, nos da la respuesta de “¿Cómo sobrevivir a la enseñanza del metabolismo celular en bachillerato?”, en la sección Continuum educativo.

En la sección Universidades se habla de una plataforma digital que da acceso a diversos recursos y productos sobre innovación educativa, ¿lo imaginas? Pues la Coordinación de Desarrollo Educativo e Innovación Curricular (codeic) desarrolló el Repositorio de Innovación Educativa, un espacio dinámico de consulta, participación y discusión que facilita la sistematización y visibilización de las innovaciones educativas que se realizan en la unam. Roberto Santos Solórzano y Patricia González-Flores nos platican más de esta plataforma en el artículo “Innovar en compañía: el Repositorio de Innovación Educativa de la unam”.

Por último, no olvides visitar la sección Caleidoscopio y leer el artículo “Más que humanos: el robot en la ciencia ficción”, donde Mario César Arizmendi Guzmán nos propone una reflexión acerca de lo que significa el ser humano, a través de varias obras representativas de la literatura. ¿Quién es el verdadero autómata, aquel que en la ciencia ficción es capaz de crear y sentir? ¿O nosotros, cada vez más alienados, mecánicos e insensibles?

Esperamos, una vez más, cumplir con la misión de la rdu al hacer llegar a nuestros lectores y nuestras lectoras conocimiento científico, humanístico y educativo de vanguardia.

Referencias

• bbc. (31 de enero de 2020). Coronavirus declared global health emergency by who. Recuperado de: https://www.bbc.com/news/world-51318246?fbclid=IwAR05RaVx4jyjsHiWRyGUBmHrVM4rb1LtE7MZOs_YkvEFTPHGNxpHjPoGnEE.
• Rayuela. (10 de marzo de 2020). La Jornada, contraportada.
• World Health Organization (who). (18 de marzo de 2020a). Coronavirus disease 2019 (covid-19) Situation Report – 58. Recuperado de: https://www.who.int/docs/default-source/coronaviruse/situation-reports/20200318-sitrep-58-covid-19.pdf?sfvrsn=20876712_2.
• World Health Organization (who). (30 de enero de 2020b). Statement on the second meeting of the International Health Regulations (2005) Emergency Committee regarding the outbreak of novel coronavirus (2019-nCoV). Recuperado de: https://www.who.int/news-room/detail/30-01-2020-statement-on-the-second-meeting-of-the-international-health-regulations-(2005)-emergency-committee-regarding-the-outbreak-of-novel-coronavirus-(2019-ncov).

Sitios de interés

• Coronavirus COVID-19. Revista Digital Universitaria, UNAM
• Coronavirus COVID-19. Preguntas frecuentes – Facultad de Medicina, UNAM
• COVID-19 Preguntas frecuentes – Secretaría de Salud, Gobierno de México
• Preguntas y respuestas sobre la enfermedad por coronavirus (COVID-19) – OMS
• Lo que necesita saber sobre la enfermedad del coronavirus 2019 (COVID-19) – Center Centers for Disease Control and Prevention (CDC)
• Symptoms – CDC
• What to do if you are sick – CDC
• Recursos electrónicos con contenidos abiertos COVID-19 – Facultad de Medicina, UNAM

Resumen

Hielo… Raramente pensamos en él si no es para enfriar el agua de limón o el refresco. No obstante, cubre una décima parte de la superficie de nuestro planeta. Lejos de ser estático, el hielo guarda historias en las partículas de polvo y las burbujas que quedan atrapadas en su interior. En particular, la nieve de los casquetes polares y los glaciares ha retenido la historia de nuestra humanidad, de la vida, de la evolución de nuestro planeta y hasta del espacio.

En este artículo te contaré un par de las muchas, muchas historias que se encuentran congeladas en los hielos perpetuos terrestres. Primero, te llevaré a las partículas de plomo atrapadas en el Polo Norte y te hablaré de cómo reconstruyen la historia de nuestra humanidad. Después, daremos un salto espacial y te diré la manera en que el berilio congelado nos ayuda a entender la historia de nuestro Sol. Finalmente, conoceremos el riesgo que el cambio climático implica para este recurso histórico y la memoria que podríamos perder si el hielo polar se derrite.
Palabras clave: núcleo de hielo, testigo de hielo, isótopos, contaminación por plomo, glaciares, calentamiento global.

Frozen stories in the polar ice

Abstract

Ice… We rarely think about it, if it is not to cool our lemonade or sodas. However, it covers a tenth of the land area of Earth, and far from being still, ice keeps stories and memories in the dust particles and the air bubbles trapped inside it. In particular, ice sheets and glaciers have kept the story of humankind, life and even the evolution of Earth and our Solar System.

In this article I am going to tell you a couple of the many –many– stories that are frozen in perpetual terrestrial ice. First, I will talk about the lead particles trapped in the North Pole and how they can tell the history of humanity. Secondly, we will jump to space and reconstruct the story of our Solar System, through the frozen Beryllium records. Finally, I will tell you the risk that climate change possesses to this frozen memory, and all we could lose if ice sheets melt.
Keywords: ice core, isotopes, iron contamination, glaciers, global warming.

Introducción

Cuando pensamos en el hielo polar, muy posiblemente nos imaginemos a un oso blanco hibernando: metido en su cálida cueva, bajo tres o cuatro metros de nieve, en un enorme desierto blanco. Tal vez también recordemos a las focas que se sumergen en el fondo marino, por debajo de la capa congelada y algunos otros —tal vez la mayoría— piensen inmediatamente en Papá Noel y su casa de elfos. Pero lo que muy pocos se imaginan es que ese hielo milenario, que parece inerte y poco atractivo, es en realidad un gran historiador de nuestro planeta. Muchas de sus capas guardan la memoria de guerras, hambrunas, el surgimiento y caída de imperios completos, erupciones volcánicas y cambios globales en el clima. El registro del paso de nuestra humanidad se encuentra allí congelado, en la criósfera terrestre, esperando a ser excavado y estudiado. En este artículo te voy a platicar sobre este contador de historias congeladas y cómo el calentamiento global podría hacernos perder memorias aún desconocidas.

Una de las características más interesantes de los polos es que la precipitación es menor que en una zona desértica, pese a la enorme cantidad de nieve que aparentan tener. Los casquetes polares presentan lluvias promedio de 350 milímetros al año; en comparación, el desierto de Chihuahua recibe entre 150 a 400 milímetros al año, pero con la diferencia de que cae en forma de nieve, la cual eventualmente se convierte en hielo. En otras palabras, el hielo que vemos en el Polo Norte o Sur se ha acumulado allí a través de miles de millones de años.

Al caer, la nieve hace dos cosas: atrapa polvo de la atmósfera y encierra moléculas de aire dentro de su estructura. Lo interesante es que, debido a diferencias en la densidad del hielo y la nieve, así como la falta de actividad biológica, las capas de nieve nuevas no se mezclan con las del pasado, que pueden ser del año anterior o, incluso, las de hace un millón de años. Como resultado, si excavamos unos metros de este hielo tendremos una radiografía del estado de la atmósfera de hace un par de milenios y si intentamos algunos kilómetros, ¡tendremos la historia atmosférica de cientos de miles de años!

Además, esta memoria congelada captura toda clase de partículas, por ejemplo: dióxido de carbono, metano, plomo y oxígeno. Cada elemento, isótopo y molécula viene con su propia historia, atrapada por millones de años, y de la que es necesario descifrar lo que nos quieren contar. Es como si tuvieran su propia contraseña que necesita ser descifrada para acceder a una memoria y una historia milenaria. Este es justamente el trabajo de algunos científicos (glaciólogos, geólogos, geofísicos y biólogos): entender y descifrar el lenguaje, así como la historia que nos cuenta cada partícula en el hielo.

Se ha avanzado muchísimo en este campo; por ejemplo, ahora se sabe que el oxígeno dice cuánto llovía en antaño o que el dióxido de carbono y metano indican qué tan caliente era nuestro planeta. Sin embargo, todavía queda mucho por descifrar y cada día salen a la luz nuevos relatos de nuestro pasado congelado.

Hoy les contaré dos de los relatos más recientes y fascinantes que los científicos lograron descifrar este año: el del plomo y cómo se liga profundamente con las actividades mineras de la humanidad; y el del berilio y su relación con la actividad solar.

Plomo congelado y la minería

Durante la historia de nuestro planeta, el plomo ha estado prácticamente enterrado. De hecho, fuera de las por poco invisibles partículas enviadas por las erupciones volcánicas, este elemento era casi inexistente en la atmósfera antes del origen de la industria humana. Una vez que la humanidad comenzó a desarrollarse, aumentó la fascinación por los metales preciosos, las joyas, y después el petróleo y el carbón, todos ellos ubicados en el subsuelo. Para satisfacer esta creciente necesidad, comenzamos a darle vuelta a la tierra (y a la Tierra), a hacer hoyos, huecos, túneles para sacar todo lo que estaba debajo.

Aún no existía la maquinaria, por lo que se emplearon esclavos para picar piedra en búsqueda de minerales preciosos. Se originó una economía mundial basada en el oro y con ella prosperaron y cayeron imperios, y, por otro lado, el plomo se usó para crear armamentos y construcciones. De cada pedacito de tierra obtenido se desprendió polvo; diminutas partículas se fueron volando por todos lados y algunas de ellas incluso llegaron a los polos y a los hielos perpetuos de los glaciares alpinos. Con esto volvemos a nuestra historia congelada y al hielo perpetuo, que se dedicó a recolectar ese polvo año con año, registrando la historia de nuestra actividad minera y de nuestro frenesí por lo enterrado.

Allí el plomo se mantuvo congelado dentro del hielo glaciar y polar, por miles de años, hasta que el pionero Joseph R. McConell y colaboradores decidieron sacarlo para descifrar su historia. Ellos colectaron núcleos de hielo en cinco puntos de Groenlandia y en hielos perpetuos rusos (ver imagen 1), donde midieron la concentración de plomo de cada centímetro y, mediante otros indicadores, determinaron el año aproximado de proveniencia. Es decir, para cada uno de los últimos 2100 años, realizaron un estimado de la cantidad de plomo que circulaba en la atmósfera. Ligaron cada período de cambio en las concentraciones de plomo con lo que sucedía en la historia de la humanidad, particularmente en Europa. Sus resultados fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (pnas) en marzo de 2019 y rápidamente hicieron eco en las redes sociales.

Imagen 1. Cortesía de la NASA. Recuperada de: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Paleoclimatology_IceCores/.

Los autores mostraron cómo diferentes momentos de la humanidad modificaron la actividad minera en Europa y Asia. Por ejemplo, durante el surgimiento y auge del Imperio romano la concentración de plomo congelado aumentó casi diez veces como resultado de la creación de armamento, decayó con cada una de las plagas que azotó al imperio, resurgió en períodos de crecimiento económico y finalmente llegó a un mínimo con su caída. De allí permaneció estable hasta el reinado de Carlomagno y la Edad Media, donde creció exponencialmente por casi mil años (cien veces en total), consecuencia del gusto europeo por la plata, hasta la llegada de la peste bubónica y las hambrunas de la tardía Edad Media que trajeron una caída abrupta en la actividad humana y, por lo tanto, en la concentración de plomo polar. Finalmente, con el inicio y auge de la Revolución Industrial, se dio el último gran brinco pues la concentración registrada de plomo incrementó 228 veces como resultado de la extracción de carbón y petróleo. En los últimos tiempos, la concentración atmosférica nuevamente se disparó (por el uso de gasolinas con plomo durante la década de los ochenta), para caer abruptamente al inicio de 1990, cuando se prohibió este metal en los combustibles y se sustituyó por productos de nitrógeno. Actualmente, el depósito de plomo se ha estabilizado, pero sigue siendo 60% mayor que antes de la Edad Media.

La belleza de esta simple línea de tiempo recae en pensar justamente todo lo que hay detrás. La marcada tendencia de aumento temporal coincide con el surgimiento de nuevas tecnologías basadas en la industria extractiva, del hallazgo de nuevas minas, la importación de minerales de América y períodos de riqueza económica. En particular, destaca la creación de una economía basada en monedas y el auge de los mercados de plata. No obstante, todos los momentos de incremento parecen culminar en grandes guerras, enfermedades o hambrunas, que cambian la tendencia. Sobre todo, la peste bubónica, que acabó con la tercera parte de la población europea, tiene una señal clara en el registro, a causa de una caída en las actividades mineras de la región.

Esta bella historia es el hallazgo más reciente de los cuentos del hielo, aunque hace unos años, científicos de distintas partes del mundo hallaron otro elemento que, lejos de contarnos lo que pasa aquí en la Tierra, nos narra la historia de nuestro sistema solar, especialmente del Sol. Veamos de qué se trata.

El berilio fugaz y los rayos cósmicos

Casi todos los rayos cósmicos que recibe la Tierra provienen del exterior del sistema solar, causados principalmente por la explosión de supernovas. El hielo, como el gran historiador que es, procura registrar su paso. Esto sucede ya que al llegar a la atmósfera terrestre, los rayos interactúan con elementos que se encuentran allí (principalmente nitrógeno) y generan la creación de algo muy particular: isótopos de berilio diez (10Be), causados exclusivamente por esta interacción y aunque se pueden producir en las reacciones nucleares de nuestros reactores y bombas, naturalmente no se encuentran de otra forma en la Tierra. Algo curioso del berilio es que es un elemento que prácticamente no interactúa con nada ni con nadie. No es usado por la vida, no tiene injerencia en reacciones químicas y tampoco desaparece. Como resultado, así como se forma en la atmósfera, así se diluye en el agua y, como habrás adivinado, una parte de éste termina depositado en el hielo polar (ver imagen 2).

Lo notable es que la cantidad de radiación cósmica recibida por la Tierra no es siempre la misma. Las variaciones en el campo magnético solar llevan a fluctuaciones en la cantidad de rayos cósmicos que entra a nuestro planeta. Entre más débil sea este “escudo protector”, mayor será la cantidad de rayos que recibiremos. De esta forma, períodos con baja actividad solar se traducen en un aumento de berilio en el hielo y viceversa.

Por lo tanto, si midiéramos la concentración del isótopo de berilio en un núcleo de hielo, se podría reconstruir la historia de la actividad solar pasada. No obstante, este isótopo es casi inexistente, con cerca de diez mil átomos en un gramo de hielo (que tiene 9×10²² átomos, o, en otras palabras, menos del 0.0000000000001% de berilio en cada gramo de hielo) y hasta hace muy poco no teníamos la tecnología para poder medirlo.

Friedhelm Steinhilber y colaboradores fueron los primeros en tener acceso a la tecnología necesaria. Ellos diseñaron el experimento para colectar, medir y reportar las concentraciones de dicho isótopo en el hielo polar para entender la historia de nuestro Sol. Sus resultados, publicados en la revista pnas en abril de 2012, representan la primera reconstrucción de los cambios en la irradiancia solar en los últimos 9,000 años. Los autores mostraron ciclos en los picos de actividad solar cada mil años, los cuales han disminuido lentamente para llegar a un mínimo en la actualidad. Los resultados arrojaron que el calentamiento global en que vivimos hoy en día no es consecuencia de una actividad solar extraordinaria, pues ésta se encuentra en su valor más bajo de los últimos 9,000 años.

Imagen 2. Proceso de formación del berilio 10 y su acumulación en el hielo polar. Recuperada de: https://doi. org/10.1073/pnas.1118965109.

Una memoria que se derrite

Ninguna memoria es eterna, especialmente cuando decidimos guardarla en el hielo de un planeta que aumenta de temperatura día con día. El impacto del calentamiento global al que nos enfrentamos no sólo incluye el derretimiento de los casquetes polares (y la consecuente expansión del océano); sino también la pérdida de una memoria histórica guardada en sus burbujas y polvo. Se trata de un recurso fundamental para el equilibrio térmico y radiativo de la tierra, así como para el recuento de la historia de la vida terrestre y de nuestra humanidad, que se pierde lentamente. Desconocemos cuántas aventuras estarán guardadas en otros elementos y qué otras cosas aún nos faltan por descubrir allí atrapadas y congeladas. Por suerte, algunos centros de investigación como el Scott Polar Research Institute en el Reino Unido o el National Ice Core Laboratory en Estados Unidos, preservan núcleos para futuras investigaciones. Al menos así, parte de la memoria histórica polar se encuentra resguardada para descubrirla en el futuro.

Como última nota, si consideran el hielo polar como lejano, deben saber que no se encuentra únicamente en lugares remotos, los glaciares que están en nuestras propias montañas también resguardan muchas anécdotas: los del Popocatépetl e Iztaccíhuatl (ver imagen 3), Pico de Orizaba, Nevado de Toluca y Nevado de Colima podrían contener la historia del paso de todas las civilizaciones de Mesoamérica o del clima regional y sus cambios en los últimos milenios. Éstos se están perdiendo a un ritmo demasiado rápido y con ello las historias que contienen; por ejemplo, se estima que el Iztaccíhuatl es el de mayor riesgo de perder todo el hielo que lo cubre en los próximos cinco o diez años, y que aun los más altos, como el Pico de Orizaba, se extingan en este siglo.

Imagen 3. Glaciares del Popocatépetl e Iztaccíhuatl. Recuperada de: https://www.gaceta.unam.mx/glaciares-mexicanos-a-punto-de-extinguirse/.

A pesar de que existe el riesgo de perder estas memorias, también hay una oportunidad de hacer algo por ellas. Hacen falta nuevos científicos con ganas de subir miles de metros a extraer hielo para llevar las muestras congeladas a un laboratorio y a descifrar los cuentos de este helado historiador. Y quién sabe, a lo mejor podrías ser tú el próximo glaciólogo que descifre una nueva historia.

Referencias

• McConnell, J. R., Wilson, A. I., Stohl, A., Arienzo, M. M., Chellman, N. J., Eckhardt, S., Thompson, E. M., Pollard, A. M. & Steffensen, J. P. (2018). Lead pollution recorded in Greenland ice indicates European emissions tracked plagues, wars, and imperial expansion during antiquity. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(22), 5726-5731. doi: https://doi.org/ 10.1073/pnas.1721818115.
• Petit, J. R., Jouzel, J., Raynaud, D., Barkov, N. I., Barnola, J. M., Basile, I., Bender, M, Chappellaz, J., Davis, M., Delaygue, G., Delmotte, M., Kotlyakov, V. M., Legrand, M., Lipenkov, V. Y., Lorius, C., PÉpin, L., Ritz, C., Saltzman, E. & Stievenard, M. (1999). Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. Nature, 399(6735), 429. doi: https://doi.org/10.1038/20859.
• Steinhilber, F., Abreu, J. A., Beer, J., Brunner, I., Christl, M., Fischer, H., Heikkilä, U., Kubik, P. W., Mann, M., McCracken, K. G., Miller, H., Miyahara, H., Oerter, H. & Frank Wilhelms (2012). 9,400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(16), 5967-5971. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.1118965109.

Recepción: 01/08/2019. Aprobación: 22/11/2019

Resumen

La obesidad no es exclusiva de los humanos y sus mascotas. Los animales silvestres, incluidos los insectos, también pueden ser víctimas de este padecimiento. Sin embargo, los casos de obesidad en insectos son pocos y no siempre se deben a la mala alimentación y a la falta de actividad, sino que se pueden asociar al parasitismo.

Los insectos tienen mecanismos que les impiden ser obesos y no todos tienen la capacidad de almacenar una gran cantidad de energía en forma de grasa. En los humanos, en cambio, la habilidad de almacenar mucha grasa, que ahora representa un problema de salud pública, pudo ser benéfica durante la evolución de nuestra especie debido a los altos requerimientos energéticos de nuestro enorme cerebro en un ambiente donde no existía certeza de encontrar alimento.
Palabras clave: evolución, grasa, insecto, obesidad, parasitismo.

Obesity, a rare problem in insects

Abstract

Obesity is not exclusive from humans and their pets. Wild animals, including insects, can also suffer from this disease. However, the evidence of obesity in insects is scarce and it is not always related to bad feeding habits and low physical activity, but it could be related to parasitism.

Insects bear mechanisms that prevent them from becoming obese and not all of them have the capacity to store big amounts of fat as an energy supply. In humans, in contrast, the ability to store large amounts of fat, which now represents a severe public health issue, could have been beneficial during the evolution of our species. This was due to the extremely high energetic requirements of our big brain in an environmental context where food was not always accessible.
Keywords: evolution, fat, insect, obesity, parasitism.

Introducción

De acuerdo con la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (ocde), vivimos en uno de los países con mayor índice de obesidad en el mundo (2017), donde tres de cada diez mexicanos tienen sobrepeso, lo cual representa un grave problema de salud pública (ver imagen 1). Las principales causas de la obesidad son el consumo excesivo de calorías y el poco gasto físico, que ocasionan un balance energético positivo, es decir, mayor ganancia que pérdida de calorías. Sin embargo, los humanos no somos los únicos animales obesos. Los macacos que fueron introducidos del continente asiático a una isla de la laguna de Catemaco, Veracruz, en el corazón de la selva de los Tuxtlas, son gordos debido a las cantidades excesivas de alimento que reciben de los turistas y a su poca actividad física. Nuestras mascotas también pueden ser obesas; de hecho, más de la mitad de los perros y gatos en los Estados Unidos lo son, e incluso padecen enfermedades como diabetes tipo 2 (DeGodoy y Swanson 2013).

Imagen 1. Persona con obesidad. Tomado de wikipedia.org (licencia Creative Commons Attribution 3.0)

Según la Organización Mundial de la Salud, la obesidad se define como una acumulación anormal o excesiva de grasa que puede ser perjudicial para la salud. Pero si queremos extender el concepto de obesidad a todos los animales, debemos entenderla como una acumulación de grasa corporal tal que reduce las probabilidades de supervivencia y reproducción de un individuo.

Está claro que en humanos y animales domésticos la obesidad representa un problema, pero ¿qué hay de los animales silvestres? ¿Padecen obesidad? ¿No resulta conveniente almacenar grasa, tal vez a modo de preparación para momentos de escasez de alimento?

Obesidad en animales silvestres

En los animales silvestres es difícil determinar si existe obesidad, pues esto requiere conocer los niveles de grasa corporal en la población y el umbral sobre el cual la acumulación de grasa reduce la longevidad y la reproducción de los individuos. Además, el alimento en animales que viven en condiciones naturales es casi siempre escaso y almacenar energía en forma de grasa puede resultar conveniente ante futuras condiciones de escasez (Bellisari, 2007).

Pero ¿quién ha visto un insecto obeso? ¿Existe tal cosa? La respuesta es positiva. Algunos insectos, no todos, pueden almacenar tanta grasa corporal que reduce su supervivencia y reproducción. En moscas de la fruta, obesas después de comer carbohidratos en exceso, la acumulación excesiva de grasa provoca una reducción en la longevidad. Sin embargo, a diferencia de los humanos y sus mascotas, la obesidad en los insectos no se aprecia a simple vista debido a que el tamaño corporal de los insectos se fija en el momento en el que emergen como adultos, con un duro exoesqueleto que carece de flexibilidad y no les permite crecer (Davidowitz et al. 2003).

La obesidad en insectos no necesariamente se debe a un consumo calórico excesivo o a una vida sedentaria. En las libélulas, los individuos se vuelven obesos cuando están infectados por unos parásitos del tracto digestivo llamados gregarinas. Las libélulas infectadas tienen dificultades para mover sus músculos de vuelo, acumulan el doble de carbohidratos en su sistema circulatorio y, sobre todo, almacenan más grasa en el cuerpo que los animales no infectados. Esto se debe en parte a que pierden la habilidad de utilizar la insulina para metabolizar los carbohidratos, que eventualmente se acumulan en forma de grasa (Schilder y Marden 2007) (ver imagen 2).

Imagen 2. Las libélulas Libellula pulchella se vuelven obesas cuando son parasitadas por gregarinas.
Imagen tomada de wikipedia.org con licencia de Creative Commons.

La evolución y la obesidad

Aunque existen casos de insectos obesos, éstos son pocos. Esto podría ser porque acumular grasa es una habilidad que no todos los animales han sido capaces de desarrollar a lo largo de su evolución.1 El metabolismo en los insectos ha sido seleccionado de modo que incluso se puede resistir la obesidad. Esto quiere decir que, después de muchas generaciones de enfrentarse a dietas con muchos carbohidratos, los insectos poseen mecanismos para no acumular grasa corporal a pesar de haber comido dietas ricas en azúcares. Esto se demostró en mariposas mediante un experimento de evolución en cautiverio.

Los investigadores de universidades de Inglaterra, Australia y Nueva Zelanda mantuvieron a un grupo de mariposas durante ocho generaciones alimentadas con una dieta rica en carbohidratos y pobre en proteínas. Durante las primeras generaciones, las mariposas que comieron esta dieta almacenaron una alta cantidad de lípidos, como nos sucede a los humanos cuando comemos dietas ricas en carbohidratos. Sin embargo, con el paso de las generaciones, las mariposas eran capaces de comer muchos carbohidratos sin almacenarlos en forma de grasa. Paralelamente, los investigadores alimentaron a otro grupo de mariposas con una dieta pobre en carbohidratos y rica en proteínas, también durante ocho generaciones. Éstas siempre tuvieron la habilidad de almacenar grasa cuando se les ofrecieron carbohidratos en la dieta. Este experimento, publicado en la prestigiosa revista de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, en el año 2006, demostró que la evolución puede seleccionar una resistencia a la obesidad en insectos. El costo que pagan las mariposas resistentes a la obesidad sería el riesgo de morir de inanición más rápidamente cuando el alimento sea escaso (Warbrick-Smith et al. 2006).

A diferencia de las mariposas del experimento, los humanos estamos mal adaptados metabólicamente para comer dietas ricas en carbohidratos. Necesitamos balancear el consumo de azúcares para evitar la obesidad y los costos que ésta implica en nuestra calidad de vida. En el pasado, cuando los humanos eran nómadas y no tenían certeza de encontrar alimento en todo momento, almacenar grasa pudo representar una adaptación fundamental para sobrevivir en tiempos de escasez. Esto se debe al alto gasto energético que demanda nuestro cerebro, que es significativamente más grande que el del resto de los homínidos (ya extintos) y, por lo tanto, requiere mayor cantidad de energía para funcionar. En un artículo sobre los orígenes evolutivos de la obesidad, publicado en 2007 por la Profesora Anna Bellisari, de Ohio, Estados Unidos, la obesidad en los humanos fue incluso descrita como el costo inevitable que paga la especie humana por tener un cerebro tan grande.

Imagen 3. Las mariposas Plutella xylostella se pueden resistir a la obesidad a lo largo de las generaciones.
Imagen tomada de commons.wikimedia.org con licencia de Creative Commons.

En la actualidad, comunidades humanas en sitios aislados de la sociedad industrializada se benefician de almacenar grasa en el cuerpo y muestran preferencias sexuales por parejas con una habilidad de adquirir recursos y almacenarlos en el cuerpo en forma de grasa. Lo que todavía no sabemos es si, con el paso de las generaciones, la evolución favorecerá en los humanos la selección de características que impidan la acumulación de grasa corporal, tal como sucede en los insectos.

Referencias

• Bellisari, A. (2008). Evolutionary origins of obesity. Obesity reviews, 9(2), 165-180.
• De Godoy, M. R. C., & Swanson, K. S. (2013). Companion animals symposium: Nutrigenomics: Using gene expression and molecular biology data to understand pet obesity. Journal of animal science, 91(6), 2949-2964.
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Recepción: 07/11/2018. Aprobación: 23/08/2019

Resumen

En virtud de su vasto potencial biológico y adaptabilidad en agua marina, salobre y dulce, los eurihalinos —seres acuáticos capaces de vivir en un amplio rango de salinidad— podrían representar un nuevo rumbo en el cultivo de organismos acuáticos en México, con el desarrollo y expansión del cultivo de peces marinos tropicales, soportado en las especies eurihalinas de nuestros litorales.

Al momento, el cultivo de peces marinos en México se encuentra en etapa experimental, bajo esquemas de cultivo de alta tecnificación, con la producción en paralelo de alimento vivo y alcances productivos limitados. Aquí se presenta como alternativa un modelo de cultivo en estanques, que permite el manejo de grandes cantidades de larvas, con hasta 60% de sobrevivencia. La clave del éxito radica en acoplar la preparación de los estanques con el momento en que las larvas tienen dos días de nacidas, una opción que permitiría alcanzar la escala productiva necesaria para detonar nuevas cadenas de valoren sus distintos eslabones: producción primaria, procesamiento, distribución y comercialización, de alto impacto socioeconómico.
Palabras clave: piscicultura marina, larvicultura en estanques, manejo de la sucesión del zooplancton, producción masiva de crías de peces marinos, eurihalinos.

Larviculture of marine fish in ponds: An affordable option to massify fingerlings production

Abstract

By virtue of its vast biological potential and adaptability in marine, brackish and fresh water, euryhaline —aquatic organisms capable of living in a wide range of salinities— could mean a new direction in the farming of aquatic organisms in Mexico, by the development and growth of a tropical marine fish farming supported by the eurihaline species of our coastlines.

At the moment, larval cultivation with marine fish in Mexico is in an experimental stage, under high-tech farming schemes, with parallel production of live food and limited productive reach. Here, we present a pond culture model as an alternative that allows the handling of large quantities of larvae, with survival margins that can reach up to 60%. The key to success lies in the coupling of ponds preparation with the moment that two-day hatching larvae are available. An option that would allow to reach the necessary productive scale to detonate new value chains in their different links: primary production, processing, distribution and marketing.
Keywords: marine fish farming, larviculture in ponds, management of the succession of zooplankton, massif production of marine fish fingerlings, euryhaline organisms.

Introducción

La acuicultura parece un término extraño y alejado de nosotros, pero en realidad está presente en el salmón que comemos, en los pescados del supermercado, en las algas que adornan el sushi. Se trata de una práctica milenaria que cultiva organismos acuáticos como moluscos, peces, algas, pulpos, y que interviene en la crianza de estas especies para aumentar su producción. A la práctica que se dedica exclusivamente a los peces se le denomina piscicultura y suele dividirse de acuerdo con el tipo de agua donde residen los peces (marina, dulce o salobre, punto medio de salinidad entre ambas) y con la especie a la que pertenecen. Por tanto, la producción de larvas de peces, también llamada larvicultura, constituye una etapa clave para esta industria.

El tema de la seguridad alimentaria es un asunto de gran importancia. En la actualidad somos más de 7 mil millones de seres humanos en el planeta, aunque se espera que para la mitad de este siglo la cifra supere los 9 mil millones (Food and Agriculture Organization [fao], 2016). La demanda de alimentos se incrementará, así como la presión sobre los recursos naturales, por lo que se deberán prever opciones para atender estas eventualidades; además de combatir la desnutrición, potenciar el desarrollo, reducir la pobreza y reforzar los sistemas alternativos de producción ambientalmente sostenibles.

México constituye una nación con una economía emergente, donde resulta necesario diversificar las opciones productivas para avanzar en la conservación del capital natural, la autosuficiencia alimentaria, la generación de empleos y el desarrollo regional. En este sentido, el potencial de crecimiento de la piscicultura marina es amplio si consideramos la disponibilidad de más de 11 mil kilómetros de litorales y la existencia de una fauna tropical diversa (Escárcega, 2005).

Un nuevo rumbo en la producción nacional acuícola podrá darse con el desarrollo de una piscicultura marina tropical soportada en las especies eurihalinas de peces de nuestros litorales, pues toleran amplias variaciones de salinidad en el agua, poseen un gran potencial biológico y versatilidad de cultivo.

Entre ellos, se destacan los robalos (Centropomidae) por sus altos índices de fecundidad (615 mil óvulos/kg1), resistencia al manejo, tolerancia al hacinamiento y a condiciones cambiantes en la calidad del agua, rápido crecimiento (Álvarez-Lajonchére & Tsuzuki, 2008) y el más elevado valor comercial de pescados y mariscos en México (conapesca, 2014). También, para ilustrar este aspecto, en la región del Pacífico Sur de México (Pacífico Transicional Mexicano) se perfilan, además de los robalos prieto (Centropomus nigrescens) y plateado (Centropomus viridis), otras especies con aptitud acuícola como el mero guasa (Epinephelus itajara), el guachinango (Lutjanus peru), el pámpano plateado (Trachinotus kennedyi) y la corvina blanca (Cynoscion albus) (Escárcega-Rodríguez, 2018).

Al manejar los procedimientos adecuados en la reproducción y crianza (ver figura 1) dichas cualidades permiten obtener crías a gran escala (decenas de millones por año) para los sistemas de engorda en sus distintos niveles (extensivo, semi-intensivo e intensivo) y para los sistemas de cultivo como estanques, jaulas, canales y encierros. En consecuencia, resulta posible consolidar nuevas cadenas de valor con especies que presentan un gran valor nutricional y una importante demanda en el mercado. Este es precisamente el propósito central del documento: dar a conocer una nueva forma de aumentar la producción actual de crías peces marinos a nivel comercial.

Figura 1. Momento culminante del desove en el sistema acoplado de desove e incubación (Escárcega, 2005).

Los retos para masificar la producción de crías

La oportunidad de masificar la producción de larvas de peces marinos en estadio de alimentación —cuando han agotado sus reservas e inician su alimentación natural— exige el perfeccionamiento de tecnologías para la larvicultura y la crianza capaces de garantizar el abasto de crías y juveniles requeridos en los sistemas de engorda.

Al respecto, en México se han aplicado técnicas para la reproducción inducida y la larvicultura de robalos, pargos (Lutjanidae) y otras especies a nivel piloto-experimental. De esta manera, en la Unidad Académica Sisal-unam, Yucatán, se realizado un importante trabajo con el robalo blanco del Atlántico (Centropomus undecimalis), la corvina pinta (Cynoscion nebulosus) y el pargo canané (Ocyurus chrysurus). En el ciad-Unidad Mazatlán se han hecho análisis con el pargo flamenco (Álvarez-Lajonchère et al., 2011; Abdo-de la Parra et al., 2015) y el botete diana (Abdo-de la Parra et al., 2013); y de manera reciente con el robalo plateado del Pacífico, Centropomus viridis (Ibarra-Castro et al., 2017). A partir de dichos estudios se han definido modelos experimentales para el cultivo de reproductores, desove inducido, así como para la larvicultura y la producción de crías en pequeños contenedores bajo esquemas de alto control (recirculación) con el suministro de alimento vivo, cultivado en paralelo también a nivel de laboratorio.

A pesar del indudable valor del conocimiento generado, los alcances logrados hasta el momento son limitados2 y distan aun de alcanzar la escala productiva necesaria para impactar en el mercado económico.

¿Cómo avanzar en la atención de este desafío?

Desde hace décadas, China ha desarrollado modelos productivos como el sistema acoplado de desove e incubación, el cual responde con eficacia al vasto potencial biológico de distintos peces de relevancia alimentaria y comercial, incrementando la productividad en el desove, la incubación y la producción de larvas (ver figura 2).

Figura 2. Esquema del funcionamiento del sistema acoplado de desove e incubación con paso automático del huevo por vasos comunicantes (Escárcega, 2005).

De igual manera, para la generación de crías a gran escala, se han desarrollado esquemas de cultivo larval en sistemas abiertos tales como los estanques, que permiten el manejo de grandes cantidades de larvas, con márgenes de sobrevivencia que alcanzan hasta 60% para la etapa de larva en estadio de alimentación a cría de 3 cm (Horváth, Tamás y Coche, 1986). En el caso de los peces marinos, países como Tailandia y Australia manejan con éxito esta alternativa para la producción comercial de crías del robalo del Indo pacífico, Lates calcarifer (Kungvankij et al., 1985).

Cultivo larval extensivo. El encuentro de dos rutas productivas

El problema con la eficacia del cultivo larval extensivo estriba en coordinar la preparación de los estanques de crianza con el momento en que las larvas se encuentran en estadio de alimentación, a las 48 horas de nacidas, pues en ese momento han agotado sus reservas y se encuentran aptas para comer pequeñas presas vivas. El estanque debe tener abundancia de rotíferos3 y menor proporción de copépodos4 y otros componentes del zooplancton que en esta etapa pueden ser depredadores o competidores alimentarios.

Fundamentos del modelo5

A partir de: El Robalo. Avances biotecnológicos para su crianza (Escárcega, 2005).

Cuando se emplean estanques de tierra para la larvicultura, sin importar el tipo de agua, las larvas se integran desde un inicio en la cadena alimentaria que se establece en ellos.

La fotosíntesis contribuye a la producción de materia vegetal en los estanques, que sirve de base para el desarrollo del zooplancton.

Así, las larvas de los peces se alimentan vorazmente de él, escogiendo aquellos organismos cuya talla se ajusta a las pequeñas dimensiones de su boca (ver figura 3), como algunos rotíferos y los nauplios.6

Figura 3. Tamaños adecuados en el zooplancton (rotíferos y nauplios) en la siembra inicial de larvas de peces marinos eurihalinos en estanques (Horváth, Tamás y Coche, 1986).

Preparación de la estanquería para la recepción de las larvas

De la misma forma en que se limpia la casa antes de que lleguen invitados, se necesita una preparación especial para alistar el ambiente para recibir a las larvas y asegurar una producción exitosa. Por supuesto, las cantidades se podrán calibrar en cada sitio conforme a los resultados que se vayan logrado en la proliferación del zooplancton. Los pasos son los siguientes:

1. Los estanques —relativamente pequeños (de 0.01 a 1.0 ha), con una profundidad media de 1.0 m— requieren pasar por un período de secado y exposición al sol.
2. Debe arrancarse toda la vegetación del fondo y quemarse. Luego se aplica cal viva (150 kg/ha) sobre el fondo del estanque para esterilizarlo y mejorar la estructura del suelo.
3. Se agrega fertilizante orgánico (estiércol de ganado vacuno o porcino, por ejemplo), 3-5 ton/ha, para asegurar un buen desarrollo de zooplancton, alimento de las larvas.
4. Posteriormente, el estanque debe ser llenado a la mitad de su capacidad.

Tratamiento selectivo opcional: el manejo de la sucesión natural del zooplancton

Una vez que el estanque se ha llenado a la mitad, se trata con el producto Crustabay7 (metrifonato 90%) a una dosis de 1.0 mg/L para eliminar selectivamente a los cladóceros y copépodos,8 que son competidores alimentarios o depredadores de las larvas de los peces, lo que favorece la proliferación de rotíferos. Conforme van reapareciendo, los cladóceros y copépodos dejan de ser problema para los peces y se vuelven una fuente de alimento.

En las primeras pruebas se podrán sembrar las larvas en los estanques a una tasa de 740,000 unidades/ha, como se hace en el cultivo larval extensivo con la corvina ocelada del Atlántico (Sciaenops ocellatus) (fao, 2005-2018).

Acoplamiento de fases: la clave del éxito

En la figura 4 se presenta un modelo de articulación de ambos procesos: la disponibilidad de larvas de 48 horas cuando se da la eclosión, la salida del embrión del huevo, con el momento de máxima abundancia de rotíferos. Como ha sido mencionado, basado las características de cada especie y del sitio, se deberán determinar los tiempos precisos para alcanzar los estadios señalados. Este esquema toma como ejemplo el caso del robalo, donde el punto de encuentro de las dos vías para la siembra de las larvas será en el séptimo día. Se puede apreciar que la esencia de esta ruta productiva recae en el dominio tecnológico de la reproducción de las especies objetivo, disponiendo de los lotes de larvas en estadio de alimentación de forma segura y en los momentos esperados.

Figura 4. Cronograma de acoplamiento de las fases para la siembra de las larvas de robalo en los estanques de crianza. Recuperado de Escárcega (2008).

Conclusiones y perspectivas

La piscicultura marina constituye una alternativa al deterioro que enfrentan distintas pesquerías en el planeta y a la necesidad creciente de impulsar opciones a fin de aumentar la oferta de alimentos y el desarrollo regional sustentable ante el crecimiento poblacional esperado a futuro. Los litorales de México, en su franja tropical, incluyen peces marinos de alto valor comercial con potencial acuícola, se destacan en este rubro los peces eurihalinos (Escárcega-Rodríguez, 2018).

En virtud de lo anterior, resulta indispensable atender uno de los aspectos sustantivos para potenciar su aprovechamiento: la producción de crías a escala comercial; por lo que se considera importante aplicar el modelo de producción alternativo que aquí se presenta, pues abre la posibilidad de poder manejar enormes cantidades de larvas con mayores márgenes de sobrevivencia.

Referencias

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Recepción: 08/01/2019. Aprobación: 24/07/2019.

Resumen

Los cnidarios son probablemente los organismos más bellos y excéntricos del océano. Desde hace millones de años, habitan todos los mares de la Tierra a diferentes profundidades y latitudes. Pero debido a que son venenosos y que el entrar en contacto con ellos puede producir ardor y dolor por un tiempo, pocas especies han sido consideradas de importancia médica para el ser humano.

Al igual que con otros animales venenosos, los científicos han estudiado sus toxinas para saber cómo funcionan y si podemos utilizarlas como agentes terapéuticos. Actualmente, existen trabajos de investigación que demuestran los efectos farmacológicos de algunas sustancias extraídas de su veneno, tales como combatir enfermedades virales, autoinmunes e, incluso, la gastritis. Por lo tanto, debemos luchar por la conservación de estos organismos no sólo debido a su potencial farmacológico, sino porque la gran mayoría se encuentran severamente amenazadas y representan la base de los ecosistemas marinos más biodiversos.
Palabras clave: cnidarios, veneno, toxinas, canales iónicos, terapéuticos.

Anemones, corals and jellyfishes: cnidarians and its medical importance

Abstract

Cnidarians are considered the most beautiful and eccentric organisms in the ocean. They have inhabited Earth’s seas for millions of years at many depths and latitudes. However, since they are venomous and contact with them might produce pain and burning sensation for a while, just a few species have been considered of medical importance for humans.

As with other venomous species, cnidarian toxins are studied in order to know their mechanisms of action and to find new therapeutic agents. Many research works describe some cnidarian compounds that have pharmacological properties against viral and autoimmune diseases, and even gastritis. Even more important, since many of this species are severely endangered, it is important to fight for its conservation, not only due to its pharmacological potential, but also because some species are the basis for marine ecosystems with greatest diversity.
Keywords: cnidarians, venom, toxins, ion channels, therapeutics.

Introducción

En 1901, el príncipe Alberto I de Mónaco, un apasionado estudioso del mar y fundador del Museo Oceanográfico de Mónaco, organizó un crucero científico a bordo del barco Princesa Alicia ii, al cual invitó a dos importantes científicos franceses, Paul Portier y Charles Robert Richet (Dworetzky, et al., 2002). Su objetivo era estudiar el contacto con los tentáculos de la fragata portuguesa, un organismo marino venenoso, para saber cómo causaba tanto dolor, parálisis, así como otros efectos patológicos en bañistas y buzos, que representaban un gran problema médico y afectaba el turismo de la zona.

Robert Richet se sintió bastante entusiasmado con el proyecto al que fue invitado por su afición al estudio de los venenos. Él aseguraba que, al igual que las vacunas de Pasteur, la inyección de pequeñas y repetidas dosis del veneno en perros y conejos podría generar inmunidad. Durante sus experimentos descubrió que al inyectar en sus perros una pequeña dosis no letal, ésta podía no tener ningún efecto o, si acaso, una comezón ligera y dificultad para respirar; pero que si pasado algún tiempo, alrededor de tres semanas después, les ponía una dosis aún menor, todos morían después de haber sufrido diversos síntomas. A este fenómeno se le dio el nombre de anafilaxia y después de diez años de intenso trabajo, el 11 de diciembre de 1913, Richet fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina. Sus resultados fueron el primer paso para el análisis de los venenos de unos organismos muy peculiares llamados cnidarios, que habitan en todos los mares del planeta.

La clasificación o filo Cnidaria es un grupo de animales que comprende organismos acuáticos (en su mayoría marinos) de cuerpo gelatinoso, tentaculados, principalmente carnívoros. Poseen una estructura muy simple con simetría radial, es decir, una distribución equilibrada del cuerpo alrededor de un eje central. Algunos investigadores consideran que aparecieron hace aproximadamente 1,000 millones de años, convirtiéndose en el segundo grupo más antiguo del reino animal, después de las esponjas. Existen casi 11,000 especies diferentes (Collins, 2009) y quizá se traten de los organismos más coloridos y excéntricos del ambiente marino (ver imagen 1).

Imagen 1. Algunos cnidarios representativos. A) Cassiopea xamachana o medusa invertida (7 cm), foto: Paolo Urbano Del Águila. B) Acropora palmata (un coral). C) Bunodosoma cavernatum, una anémona verdadera, compartiendo roca con una colonia de 4 cm de Zoanthus sociatus (zoantideo), foto: Francisco Ibarra Canales.

Dentro de este grupo podemos encontrar a las medusas, anémonas, corales, zoantideos, abanicos de mar, entre otros. Todos poseen tentáculos u otras estructuras cubiertas de células llamadas cnidocitos (de ahí el nombre cnidario que significa ortiga en griego), que secretan unos orgánulos urticantes muy curiosos llamados cnidocistos.

Los cnidocistos se clasifican en tres tipos: los nematocistos, presentes en todos los cnidarios; los espirocistos, sólo en los clasificados como Anthozoa; y los pticocistos, que pertenecen únicamente a los animales de la subclase Ceriantharia, nombrados también anémonas tubícolas. Los nematocistos son dispositivos en forma de cápsula con una especie de arpón que se dispara al tocar a una presa o depredador y penetra en él inyectando veneno (ver imagen 2). Todos los cnidarios poseen nematocistos y es lo que distingue al filo Cnidaria de todos los demás (Fautin, 2009).

Imagen 2. Los nematocistos son considerados las estructuras venenosas más complejas de la naturaleza. Su descarga es tan potente que puede penetrar profundamente la piel de una presa en menos de tres milisegundos, e inyectar el veneno para paralizar y matar en minutos o hasta en segundos. Escala= 20µm. Foto: Dr. Ricardo González Muñoz.

Dentro de los nematocistos se produce y almacena el veneno, una mezcla compleja de sustancias de naturaleza química muy variada, tales como péptidos, proteínas, fosfolipasas (enzimas capaces de degradar los fosfolípidos de las membranas de las células), glicoproteínas, esteroles, carbohidratos y aminas bioactivas, como la histamina y la serotonina. Ya que casi todos los cnidarios son venosos, representan una fuente muy amplia para el estudio de las toxinas de animales.

El contacto con los tentáculos de los cnidarios puede afectar, primero, a la piel produciendo edema, necrosis, dermatitis y urticaria. Posteriormente, el veneno viaja a través del sistema linfático y los vasos capilares, y puede afectar el corazón o el sistema nervioso central. En casos muy severos genera un dolor muy intenso, neuropatías, parálisis, dificultad respiratoria, síntomas oftalmológicos, mononeuritis múltiple y, en ocasiones, puede causar la muerte.

Los cnidarios también tienen la capacidad de almacenar sustancias tóxicas que no son producidas por ellos, sino por organismos con los que viven en simbiosis, una relación que les beneficia mutuamente. Tal vez el caso más conocido sea el de la palitoxina, la segunda toxina no proteínica más potente que se conoce en la Tierra, descubierta en 1971 en un tipo de cnidarios del orden Zoantidea (clase Anthozoa, género Palythoa). Su estructura química es tan complicada que no fue sino hasta once años después que se pudo elucidar (ver imagen 3). Los zoantideos son animales muy valiosos para los aficionados a los acuarios marinos, no en vano se reportan muchos casos de envenenamiento por contacto con ellos en la literatura médica.

Imagen 3. Estructura química de la palitoxina, una de las toxinas más potentes que se conocen y que fue descubierta en zoantideos del género Palythoa. Actualmente sabemos que la producen dinoflagelados simbiontes del género Ostreopsis.

¿Cómo se alimentan los cnidarios?

Los cnidarios son animales principalmente carnívoros, aunque también pueden ser considerados polífagos oportunistas, es decir, con ayuda de sus tentáculos atrapan crustáceos y peces, a los que les inyectan un veneno, paralizándolos al instante para luego llevarlos a su cavidad oral en donde secretan enzimas que inician el proceso de digestión. Sin embargo, muchos cnidarios han evolucionado en simbiosis con organismos unicelulares fotosintéticos llamados dinoflagelados, principalmente del género Symbiodinium. Esta relación provee a los dinoflagelados de un hogar seguro donde no pueden ser depredados, al interior de la epidermis de los cnidarios; a cambio de ello, fotosintetizan y ofrecen otra alternativa de alimentación al cnidario, dándoles los nutrientes necesarios para vivir.

Muchas medusas, anémonas y zoantideos tienen una asociación simbiótica, pero una de más conocidas y estudiadas es la de los corales. Los arrecifes de coral están formados por una clase de cnidarios llamados “corales escleractinios” (del griego scleros, piedra). Estos animales producen enormes cantidades de carbonato de calcio, que se agregan en los arrecifes de coral, considerados unos de los ecosistemas más ricos del planeta en términos de diversidad biológica. La relación coral-simbionte depende mucho de varios factores como la luz, la profundidad, el pH del agua y la temperatura del mar. Por ello, el calentamiento global ha afectado seriamente estos ecosistemas en todo el mundo, el aumento de la temperatura del agua ocasiona que los corales expulsen a los simbiontes de sus tejidos, quedándose sin alimento y ocasionando que mueran.

¿Cómo actúa el veneno de los cnidarios?

Como ya hemos mencionado, el veneno de estos animales consiste en una mezcla de varias sustancias con propiedades diferentes, de forma que cada una afecta de cierta manera al organismo y, en conjunto, logran intoxicar a la presa o depredador. Entre estas sustancias se encuentran comúnmente unas proteínas llamadas fosfolipasas, las cuales destruyen los lípidos de las membranas celulares de los primeros tejidos con los que entra en contacto el veneno, lo que abre paso a las neurotoxinas. Estas proteínas, más pequeñas que las fosfolipasas, dañan a otras moléculas insertadas en las membranas de las células, en este caso nerviosas, conocidas como canales iónicos.

A su vez, los canales iónicos son proteínas que atraviesan la membrana de algunas células y contienen poros llenos de agua que permiten el flujo de iones a través de ellas. Según la forma en la que se activan pueden ser: a) regulados por voltaje, es decir, requieren de un potencial de acción para activarse; b) activados por un ligando, que se abren o cierran cuando una molécula específica se une a ellos; o c) mecanosensibles, se activan por la acción de un estímulo mecánico.

Dichos canales participan en procesos fundamentales como la transmisión de las señales nerviosas, la secreción de hormonas y neurotransmisores, la regulación de la presión sanguínea, entre otros (Martínez-Rosas, 2004). Además, conducen iones de sodio (Na+), potasio (K+) y calcio (Ca2+). Cuando las neurotoxinas del veneno entran en contacto con los canales iónicos, los bloquean o provocan su activación prolongada. Esto significa que pueden impedir completamente el paso de ciertos iones u causar su entrada sin control en momentos cruciales para la célula. Las consecuencias pueden ser fatales, pues las señales nerviosas no llegan a los músculos, generando una parálisis que puede llevar a un paro respiratorio y/o daños en el corazón.

Son precisamente estas actividades biológicas, como romper células o interrumpir la entrada y salida de iones, lo que hace interesante el estudio de los componentes en el veneno de los cnidarios, puesto que si logramos controlar su efecto encontraremos la oportunidad de utilizarlas para combatir ciertos padecimientos.

Propiedades farmacológicas

Comparadas con las de los animales terrestres, como los escorpiones, arañas y serpientes, las sustancias que producen los cnidarios han sido poco estudiadas debido a la dificultad que representa recolectarlos y extraer sus toxinas. Las serpientes o las tarántulas pueden ordeñarse de forma relativamente fácil y es posible obtener una cantidad de veneno suficiente para su análisis. Esto es imposible con los cnidarios, lo cual ha limitado la investigación farmacológica con compuestos derivados de ellos. No obstante, existen varios estudios que han descubierto sustancias con aplicaciones farmacológicas de las que hablaremos brevemente. Comenzaremos por aquellas que presentan la actividad biológica más variada.

De todas las especies de cnidarios que se conocen hasta ahora, los corales blandos (clase Anthozoa, subclase Octocorallia, orden Alcyonacea) han sido la fuente de compuestos más diversa y relevante. Se les denomina así porque, a diferencia de los corales duros, no generan un esqueleto de carbonato de calcio, por tanto, no pueden formar arrecifes, aunque sí habitan en ellos (ver imagen 4). A partir de los corales blandos se han aislado terpenoides, compuestos con características antiinflamatorias, antitumorales, anti-virus de inmunodeficiencia humana (vih), antimaláricas, antituberculosas y contra úlcera gástrica (Rocha et al., 2011).

Sustancias con actividad antiinflamatoria como la pseudopterosina, la eleutherobina y la sarcodictina ya están en fase preclínica y podrían ser utilizadas como antipiréticos (capaces de bajar la fiebre) (Mariottini, G.L., 2017). Por otro lado, hay una mayor la variedad de compuestos terpénicos, los cuales tienen actividad contra líneas celulares cancerosas, como cáncer de mama y de pulmón. En algunos corales blandos y en medusas (clase Scyphozoa) también se han localizado sustancias que bloquean la entrada del vih a las células T, proporcionando una nueva fuente de antirretrovirales.

Imagen 4. Corales blandos. Se les denomina así porque no producen un esqueleto calcáreo y no pueden formar arrecifes, sin embargo, son parte importante de estos. En la imagen podemos apreciar un abanico de mar (gorgonáceo), que puede medir hasta 60 cm, organismos de los cuales se han aislado compuestos con actividad biológica importante contra varias enfermedades como el cáncer o la infección por VIH (foto: Dr. Israel Cruz Ortega).

Otro grupo de cnidarios ampliamente estudiado son las anémonas (Lazcano-Pérez et al., 2016). Sabemos que sintetizan péptidos de bajo peso molecular, que afectan sobre todo los canales iónicos de sodio y de potasio regulados por voltaje, pero recientemente se descubrió que, de igual modo, podrían afectar los canales de calcio (Lazcano-Pérez et al., 2016). Todos estos péptidos son toxinas letales cuando se administran a insectos, crustáceos o ciertos mamíferos como los ratones (ver imagen 5). Sin embargo, modificadas químicamente o en dosis adecuadas pueden emplearse con propósitos médicos. Por ejemplo, una toxina aislada de la anémona Stichodactyla helianthus bloquea los canales iónicos permeables a potasio KV1.3, implicados en la activación y proliferación de los linfocitos T humanos. Si mediante esta toxina es viable bloquear a estos linfocitos, entonces, se podría aprovechar para combatir enfermedades autoinmunes, por lo que ahora se encuentra en fase clínica para tratar la esclerosis múltiple (Chi et al., 2011).

Ya que los canales iónicos están implicados en muchos procesos fisiológicos, así como en enfermedades y padecimientos como la leucemia, la esclerosis múltiple, la obesidad o hasta la infertilidad, resulta factible decir que, al encontrar la molécula adecuada para regularlos, se avanzará en el diseño de nuevos medicamentos para tratar éstas y otras patologías.

Imagen 5. A) Palythoa caribaeorum, un zoantideo muy abundante en arrecifes mexicanos (foto: Dr. Ricardo González Muñoz). Las colonias alcanzan extensiones de varios metros cuadrados en un arrecife. B) Estructura química de una neurotoxina, aislada de P. caribaeorum, que afecta canales de sodio en neuronas de rata.

¿Qué hacer si nos pica una medusa?

Hay una muy baja probabilidad de que una persona se encuentre con una anémona o un coral, poca gente incursiona en los arrecifes. Aunque sí ocurren muchos casos de turistas que han tenido malos ratos al tocar los hermosos corales de fuego y las anémonas, para satisfacer su curiosidad. Asimismo, estos animales son organismos sésiles, crecen adheridos a un sustrato y nunca se desplazan, se refugian entre las rocas y pueden pasar desapercibidos.

Por otro lado, toparse con una medusa sucede frecuentemente, debido a que nadan en las mismas zonas que los turistas. Los cnidarios más populares por sus efectos nocivos sobre las personas son las medusas conocidas como aguamalas. Estas criaturas suelen rondar las playas, principalmente durante el verano, y el simple roce con sus tentáculos produce enrojecimiento en la piel, comezón y ardor intenso. Como muchas son transparentes, resulta casi imposible verlas mientras nadamos; sólo hasta que sentimos el ardor y vemos la dermatitis en la zona de contacto nos daremos cuenta que fuimos tocados por una. Existe la creencia de que al orinar sobre la zona dañada estos efectos disminuyen, mas esto aún no está comprobado. Lo que sí sabemos es que aplicar vinagre y después enjuagarse con agua de mar inactiva los nematocistos que no han sido descargados sobre la piel. Rara vez anticipamos picaduras de medusas, por lo que no es común contar con una botella de vinagre; en ese caso, el refresco de cola puede servir por su bajo pH. Tampoco se recomienda lavar la zona afectada con agua dulce antes de haber realizado el enjuague con agua marina, dado que el agua corriente puede activar los nematocistos que continúan adheridos a la piel. Los síntomas leves terminan después de varios minutos y si persisten, se puede utilizar una crema con hidrocortisona.

En México, no hay especies de medusas que impliquen un riesgo grave para la salud; sin embargo, en Australia y el sureste de Asia habitan especies que sí lo representan. Por ejemplo, la Avispa de mar (Chironex fleckeri), una medusa que abunda durante el verano en el norte de Australia, y que es considerada el animal más venenoso del mundo, puede matar a una persona en cuestión de minutos. También, el contacto con otras medusas produce el llamado “Síndrome Irukandji”, el cual consiste en síntomas muy severos como dolor fuerte en la espalda baja, calambres intensos en las extremidades, abdomen y pecho, sudoración, ansiedad, náusea, vómito, dolor de cabeza, hipertensión, edema pulmonar, etcétera, y en los casos más severos puede producir la muerte.

Debe señalarse que las medusas no son agresivas. Lo más probable es que ni siquiera les importe que estemos ahí, por tanto, si vemos una nadando cerca de nosotros, lo mejor será alejarnos de ella y evitarla, seguramente no tendrá ninguna intención de perseguirnos.

Conclusiones

No cabe duda que los cnidarios forman parte de los animales más curiosos y fascinantes del mar. Posiblemente la mayoría de los que hemos ido a la playa hemos tenido algún contacto con medusas o corales, desde simplemente observarlos, hasta haberlos tocado a propósito o accidentalmente, de forma que quizá hemos experimentado las dolorosas consecuencias. Aun así, no dejan de ser animales fascinantes y en los últimos años se ha vislumbrado que podrían ser la fuente de sustancias con propiedades terapéuticas novedosas como lo han sido muchos otros organismos venenosos. Aunado a esto, su estudio y conservación tienen una vital importancia, ya que los arrecifes coralinos son uno de los ecosistemas más diversos del planeta y están severamente amenazados por la acción del hombre.

Referencias

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Recepción: 26/09/2018. Aprobación: 14/11/2019