Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

Tecnologías para la comprensión lectora: estado actual y nuevos desarrollos

Verónica Rebolledo, Fernando Gutiérrez, Christian Soto, María Fernanda Rodríguez y Diego Palma Cita

Resumen

Este artículo presenta evidencia internacional sobre el impacto de la tecnología en el rendimiento de la lectura, y describe las características centrales de algunas tecnologías que ayudan a aprender y entrenar las habilidades de comprensión lectora. Posteriormente, se exponen las particularidades de los sistemas de tutoría inteligente. Esta nueva generación de programas tiene la capacidad de recopilar datos de registro del sistema que permiten el diseño y la construcción de un modelo de estudiante más preciso, y, en muchos casos, utiliza técnicas de lenguaje natural que ayudan a generar comentarios que se adaptan mejor a las necesidades individuales de cada estudiante.
Palabras clave: ambientes virtuales de aprendizaje, comprensión de textos, sistemas tutoriales, tecnología educativa, enseñanza individualizada.

Technologies for reading comprehension: Current status and new developments

Abstract

This article presents international evidence on the impact of technology on reading performance, and it describes the main features of some technologies that help learn and train comprehension skills. The characteristics of intelligent tutoring systems are detailed below. This new generation of programs have the ability to collect system log data that enables the design and construction of a more accurate student model, and, in many cases, uses natural language techniques, which help to generate comments that are better adapted to the needs of each student.
Keywords: virtual learning environment, text comprehension, tutoring systems, educational technology, individualized instruction.

Introducción

La comprensión lectora es una de las habilidades más importantes en el contexto escolar, ya que muchas actividades intelectuales que los estudiantes deben realizar, tanto en el colegio como fuera de éste, suponen un óptimo desarrollo de estas competencias.

Desafortunadamente, las pruebas de lectura muestran que en Latinoamérica los estudiantes no logran los resultados esperados y, en consecuencia, esto impacta negativamente la forma en que aprovechan las oportunidades de aprendizaje escolar (ocde, 2014).

Por lo anterior, la enseñanza de este tipo de habilidades no resulta una tarea sencilla, pues los educadores deben poseer conocimiento especializado sobre los procesos psicológicos de la comprensión, además de un conocimiento didáctico sobre cómo enseñar este tipo de estrategias, que habitualmente no son parte del bagaje pedagógico del profesor.

Los docentes requieren de herramientas computacionales que ofrezcan retroalimentación individualizada, y que también capturen las diferencias individuales de cada sujeto, puesto que existe una gran diversidad de estudiantes que necesitan apoyos diferenciados. Debido a ello, hay que fomentar nuevas formas de acompañamiento, que consoliden este tipo de aprendizaje mediante actividades prácticas y automatizadas, aplicables en el aula.

Algunas evidencias sobre el uso de tecnologías y el desempeño lector

San Martín, Jara, Preiss, Claro y Fariña (2012) realizaron una investigación que intentó valorar los aportes de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (tic) en los resultados pisa de lectura en Chile, Uruguay, España, Portugal y Suecia. Este estudio examinó los factores específicos que incidían en el desempeño lector de los estudiantes de países con diferente nivel de desarrollo.

Uno de los hallazgos más interesantes fue que el factor tic tuvo diferente peso sobre el desempeño en la prueba de lectura de la evaluación pisa, de acuerdo al país que se considere. En los países sudamericanos evaluados, la actividad de lectura en línea mostró contribuir a mejorar los rendimientos, lo que se traduce en una mayor influencia de la lectura en línea en dichos países, comparada con países como España y Portugal.

Las investigaciones parecen confirmar que cuando existen menores niveles de desempeño lector, la lectura a través de un computador (de diferente tipo de texto) ayuda a incrementar los rendimientos (San Martín et al., 2012; Johnson, Jacovina, Russell y Soto, 2016). Ello se debería a que el uso de contenidos en internet, que son presentados principalmente como texto escrito, promueve que los estudiantes lean más de lo que harían sin el computador.

Las conclusiones de Jackson, Von Eye, Biocca, Barbatsis, Zhao y Fitzgerald (2006) muestran hallazgos similares con estudiantes de Estados Unidos. Así, en cierta forma, se ratifica lo que planteó la ocde en el año 2010, cuando afirmó que los estudiantes que participan con frecuencia en actividades de lectura en línea son, en general, lectores más competentes.

Adicionalmente, cuando los estudiantes utilizan tecnología para realizar actividades online, entrenan sus habilidades lectoras a través de un soporte que resulta ser más atractivo, porque se suma el peso de factores motivacionales como una variable fundamental en el proceso lector (Crossley y McNamara, 2016).

Por tal razón, agregar tiempos de lectura mediante algún aparato tecnológico podría ser un primer camino para que los educandos practiquen sus habilidades de lectura, puesto que los estudiantes manifiestan una disposición y compromiso superiores con respecto a las prácticas tradicionales de lectura sobre papel.

Herramientas computacionales que ayudan a docentes y estudiantes en la comprensión de textos

Al generarse más oportunidades de lectura, los estudiantes activan y entrenan sus habilidades; sin embargo, el problema surge cuando su repertorio de destrezas es muy escaso. Incorporar nuevas estrategias supone un proceso en el que los estudiantes deben aprender e implementar nuevas formas de aproximarse al texto, en busca de un procesamiento más profundo al utilizar estrategias de comprensión.

En este contexto, comienzan a surgir nuevas herramientas computacionales para apoyar el aprendizaje de las estrategias de comprensión que ayudan a los docentes y a una gran diversidad de alumnos a entrenar estas habilidades tan fundamentales para el currículo escolar.

La tecnología educativa enfocada en comprensión lectora que posee la mayor cantidad de estudios y publicaciones, que dan cuenta de su eficacia, es istart (Interactive Strategies Training for Active Reading and Thinking) creada por Danielle McNamara y su equipo (McNamara, O’Reilly, Rowe, Boonthum y Levinstein, 2007; Snow, Jacovina, Jackson, y McNamara, 2016). El objetivo de istart es mejorar la comprensión lectora de estudiantes de secundaria a través de la enseñanza y entrenamiento de cinco estrategias: monitoreo, puente, predicción, elaboración y parafraseo. Los estudiantes deben leer partes de textos científicos y luego elaborar autoexplicaciones acerca de esas piezas de información, utilizando alguna de las estrategias aprendidas. Este programa también ha sido adaptado al español en su versión llamada istart-e. Dicha versión fue probada en estudiantes de Argentina y Chile, y los resultados en ambos estudios demuestran una mejora significativa en el desempeño en comprensión lectora de los participantes (McCarthy, Soto, Malibran, Fonesca, Simian y McNamara, 2018).

Dentro de los programas computacionales disponibles en español también se destacan tuinlec y comprende. tuinlec (Vidal-Abarca et al., 2014) está dirigido a estudiantes españoles de último curso de educación primaria y primer curso de secundaria. Busca mejorar la competencia lectora al enseñar cuatro estrategias enfocadas en: 1) cómo leer textos continuos y discontinuos, 2) cómo entender y responder preguntas, 3) cuándo decidir releer el texto para responder, y 4) cómo buscar en el texto para responder. El entrenamiento incluye de seis a ocho preguntas por texto, las cuales siguen los lineamientos de la prueba pisa. Por otro lado, comprende (Soto, Gutiérrez de Blume, Rodríguez, Asún, Figueroa, y Serrano, 2019) es una tecnología educativa diseñada para enseñar y entrenar estrategias de comprensión lectora en alumnos de 5° a 7° año de primaria. Para ello cuenta con dos fases: Lecciones y Entrenamiento. En la fase de Lecciones, un agente animado enseña a aplicar las estrategias de vocabulario contextual, inferencias puente, integración de ideas y comprensión global. Posteriormente, en la fase de Entrenamiento, el estudiante debe ejecutar diferentes tareas como responder preguntas de selección múltiple y abiertas, elaborar resúmenes de lo que se leyó, entre otras, mientras recibe retroalimentaciones, con enfoque metacognitivo, por parte del agente animado del programa. Las pruebas de validación de comprende evidencian que el programa es efectivo en la mayoría de los participantes; sin embargo, los alumnos que más se beneficiaron son los que presentan un desempeño lector inicial más bajo (Soto et al., 2019).

Los diversos programas que apoyan la comprensión actúan sobre el incremento de las oportunidades de lectura a través de prácticas recurrentes, al mismo tiempo que enseñan intencionadamente estrategias para que el estudiante mejore el nivel de procesamiento de los textos. No obstante, aún se requiere que este tipo de programas se focalice en las diferencias individuales de cada sujeto, para que estudiantes con alguna necesidad educativa especial (nee), como el trastorno del espectro autista (tea), puedan beneficiarse y desarrollar habilidades de comprensión. En este sentido, una propuesta innovadora es la presentada por el programa YaLeo (Rodríguez y Soto, 2020), cuyo contenido apunta a mejorar la comprensión lectora al atender a las necesidades específicas de la población con nee, tales como la enseñanza explícita de estrategias, apoyos visuales y uso del modelado. Por otra parte, la complejidad de los textos presentados va aumentando en forma paulatina: desde la comprensión de oraciones, textos narrativos, hasta el abordaje de textos expositivos.

Hasta el momento nos hemos enfocado en el importante peso de las estrategias sobre la mejora en la comprensión, al destacar la utilidad que podrían tener los métodos de entrenamiento automatizados. No obstante, no queremos terminar esta sección sin antes mencionar la importancia que tienen en este proceso las características del texto. Más allá de la diversidad de los géneros discursivos, la complejidad del texto en sí mismo puede darnos pistas importantes sobre la naturaleza de la dificultad con la que se encontrará el lector. Por tanto, es relevante determinar qué hace más complejo a un texto en una circunstancia determinada, y qué combinación de variables del texto debieran ser fundamentales para definir que es adecuado para el trabajo de escolares en diversos niveles educativos. Al utilizar indicadores lingüísticos del texto, tales como sus características sintácticas y semánticas, e integrarlos con la experiencia del docente, se ha demostrado que los índices relevantes en la comprensión lectora variarán dependiendo de los variados contextos que se hayan determinado (Palma y Soto, 2020). Por otro lado, para promover las investigaciones en torno a la complejidad de textos en español, es importante contar con herramientas y/o bibliotecas computacionales que permitan compartir criterios lingüísticos definidos, que sean posibles de reproducir por diversos profesionales e investigadores, como la biblioteca de código abierto trunajod 1 para análisis de complejidad textual.

Características fundamentales de las tecnologías que impactan sobre el aprendizaje de la comprensión

Las actuales tendencias en tecnologías para la comprensión giran en torno a programas que se perfeccionan en torno a versiones cada vez más complejas, incorporando nuevos desarrollos o ajustes específcos. Estas innovaciones permiten mejorar la eficacia, al mismo tiempo que posibilitan nuevos caminos para la investigación, como ocurre con istart, istart-me o istart 2. Jackson y McNamara (2013) plantean las ventajas de integrar inteligencia artificial y juegos a estos sistemas automatizados para incrementar la motivación de los estudiantes en torno a las tareas a realizar.

En la actualidad se está estudiando cómo el juego ayuda a mantener la motivación, el compromiso y la disposición del estudiante para proseguir con las tareas de aprendizaje. Por otro lado, un buen diseño de las actividades del programa, feedback significativos y refuerzos específicos, inciden sustancialmente en la disposición del estudiante para avanzar al siguiente paso en la adquisición de las habilidades.

Algunas características básicas que demuestran ser útiles en el diseño y uso de tecnologías para la comprensión.

Foco en estrategias
  • Los programas incluyen técnicas o procedimientos que ayudan al lector a implementar nuevas operaciones que tienden a establecer mejores conexiones en torno a las ideas del texto.
  • El aprendizaje de estrategias parece ser un pilar central en los programas de comprensión y resulta, por tanto, natural incorporarlo. Presentan una primera fase de lecciones centradas en presentar un número limitado de estrategias, en que el programa enseña a utilizarlas, para luego entrenarlas en una fase posterior del proceso (Snow et al., 2016).
Variados recursos y retroalimentación
  • Los programas ofrecen diferentes recursos para el estudiante que, en su conjunto, ayudarán a fortalecer y reforzar las habilidades de comprensión que han sido enseñadas previamente.
  • La retroalimentación y los refuerzos pueden ayudar a generar andamios relevantes, que direccionan los procesos de aprendizaje alcanzados, por lo que su buen diseño puede ayudar a mejorar el impacto de toda la herramienta (Gutiérrez y Atkinson, 2011).
Enfoque personalizado
  • Una tecnología que se adapte a las características individuales ayudará a estudiantes con y sin nee a mantener la motivación, y a que los recursos del programa sean más efectivos para cada sujeto.
  • Registrar el recorrido individual del sujeto ayuda a generar investigaciones que detecten variables y comportamientos críticos que están operando durante el uso del sistema (Crossley y McNamara, 2016).
Considera la motivación
  • La motivación incluye la disposición emocional y conductual de los estudiantes para animarse a utilizar este tipo de programas, continuar trabajando en el sistema e, incluso, aumentar la frecuencia con que lo utilizan.
  • La actual tendencia es incorporar minijuegos en los programas computacionales o generar ambientes que simulen juegos computacionales (istart, lector-Código UdeC, comprende).

Características que tendrán los futuros desarrollos en tecnologías para la comprensión

Uno de los caminos innovadores en torno a estos programas lo ofrecen los sistemas tutoriales inteligentes (sti). En general, estos sistemas son ambientes de aprendizaje basados en computadoras, que proporcionan a los estudiantes instrucción y práctica. Los sti han sido desarrollados para una amplia variedad de temas, que van desde la física a la comprensión de lectura (Graesser, McNamara, y VanLehn, 2005).

El desarrollo de los sti ha sido influido por numerosas disciplinas, tales como las ciencias del aprendizaje, la psicología, la informática, la lingüística y la inteligencia artificial. sti bien diseñados han demostrado ganancias en el aprendizaje similares a las generadas por tutores humanos, lo que demuestra su gran potencial (VanLehn, 2011).

Se consideran inteligentes porque adaptan su entrenamiento y retroalimentación de acuerdo con los desempeños individuales de los estudiantes. Esta adaptación funciona a través del registro de la información de los alumnos, ya que el sistema utiliza dichos datos para influir en el proceso mismo de entrenamiento.

Los investigadores pueden tener razones teóricas para predecir que ciertos comportamientos se relacionan, por ejemplo, con alguna nee, pero a menudo es necesario confirmar estas predicciones preguntando explícitamente a los sujetos, observando cómo usan el programa o tomando en cuenta otros comportamientos relacionados (Baker, D’Mello, Rodrigo, y Graesser, 2010). Todo este tipo de información en el sistema genera una especie de representación de las características del sujeto, al que se le denomina modelo del estudiante (VanLehn, 2006). Éste puede ser actualizado para reflejar los comportamientos sensibles que requieren ser identificados por el programa. El modelo del estudiante permite adaptar las propiedades y recursos del sistema de acuerdo con las características individuales de cada sujeto, contribuyendo así a un enfoque inclusivo.

Otros componentes de los STI para la comprensión lectora

Cabe destacar tres componentes en los sti que están jugando un rol importante en los desarrollos en tecnologías para la compresión lectora. El primero corresponde al procesamiento del lenguaje natural (pln), que basa su funcionamiento en el análisis automatizado de la producción, ya sea oral o escrita, del sujeto. Como señalan McNamara y su equipo (2007), estos algoritmos pueden proporcionar evaluaciones sumativas o formativas del trabajo escrito de los estudiantes, lo que responde a un análisis más adecuado para capturar diferencias individuales. Estos sistemas incorporan técnicas tan variadas como representación de conocimiento (Gutiérrez, Dou, Fickas y Griffiths, 2012) o conjuntos de textos (Foltz, Laham y Landauer, 1999) para poder determinar el contenido de las repuestas escritas de los estudiantes.

Al enfocarse en el contenido de las respuestas escritas, estas nuevas técnicas de análisis de textos pueden determinar si una oración esta fuera del contexto de la pregunta o si tiene errores lógicos. Aunque estos algoritmos no son perfectos, animan a los estudiantes a participar activamente en la generación de respuestas escritas, porque les entregan retroalimentación directa relacionada con dichas respuestas.

El segundo componente de los sti que se debe mencionar es la retroalimentación, la cual es crucial ya que proporciona información útil para que los estudiantes dominen con éxito las estrategias de comprensión lectora que están practicando (Ericsson, 2008). Han surgido nuevos desarrollos en el tema de la retroalimentación, lo que augura que a futuro los feedback serán cada vez más precisos. Por ejemplo, Gutiérrez y Atkinson (2011) han propuesto un método adaptativo basado en técnicas de inteligencia artificial, que integra las respuestas previas del estudiante y el tipo de error que ha cometido. Este método permite mejorar la estrategia de retroalimentación e induce al estudiante a ser más preciso en su respuesta y a cometer menos errores.

Finalmente, una manera cada vez más típica para mejorar la motivación es el uso de juegos y características similares al juego en todo el entorno de aprendizaje (Gee, 2005). Un buen desempeño en las actividades educativas puede ser recompensado con puntos, que permitan al estudiante jugar minijuegos o personalizar un avatar (Jackson y McNamara, 2013), lo que inducirá a comprometerse de mejor manera con la tarea.

Conclusiones

En los últimos años se han desarrollado programas específicos que enseñan y entrenan habilidades de comprensión lectora y que están demostrando interesantes evidencias de impacto positivo en la mejora del desempeño lector.

Los futuros desarrollos en este tipo de tecnologías requieren incorporar nuevos avances en inteligencia artificial para posibilitar una mejor adaptación del programa a las necesidades y características individuales del usuario (modelo del estudiante), generando así una respuesta educativa a la diversidad desde un enfoque inclusivo.

Dado que existe una apremiante necesidad de mejorar los desempeños en lectura en los países latinoamericanos, el uso de tecnologías para su comprensión, surge como una herramienta de apoyo muy prometedora para la educación en general; particularmente en el acompañamiento de escolares con necesidades educativas especiales, como los estudiantes con trastorno del espectro autista.

Los nuevos desarrollos en estas tecnologías ayudarán a obtener mejores resultados al generar herramientas de apoyo cada vez más eficaces en la tarea de potenciar una habilidad tan importante y compleja como es la comprensión lectora.

Agradecimiento

Este trabajo recibió el apoyo del proyecto fondef id 20I10290: “Literador: Un tutor inteligente que potencia las competencias en lectura y escritura” (anid, Chile).

Referencias

  • Baker, R., D’Mello, S, Rodrigo, M. y Graesser, A. (2010). Better to be frustrated than bored: The incidence, persistence, and impact of learners’ cognitive-affective states during interactions with three different computer-based learning environments. International Journal of Human-Computer Studies, 68,(4) 223–241. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2009.12.003.
  • Crossley, S. y McNamara, D. (2016). Adaptive educational technologies for literacy instruction. Taylor Francis.
  • Ericsson, K. (2008). Deliberate practice and acquisition of expert performance: A general overview. Academic Emergency Medicine, 15(11), 988-994. doi: https://doi.org/10.1111/j.1553-2712.2008.00227.x.
  • Foltz, P., Laham, D., y Landauer, T. (1999). Automated essay scoring: Applications to educational technology. En B. Collis y R. Oliver (Eds.), Proceedings of EDMedia ‘99 (pp. 939-944).
  • Gee, J. (2005). Why video games are good for your soul: Pleasure and learning. Common Ground Press.
  • Graesser, A., Mcnamara, D. y VanLehn, K. (2005). Scaffolding deep comprehension strategies through point query, AutoTutor, and istart. Educational Psychologist, 40(4), 225–234. doi: https://doi.org/10.1207/s15326985ep4004_4.
  • Gutiérrez, F. y Atkinson, J. (2011). Adaptive feedback selection for intelligent tutoring systems. Expert Systems with Applications, 38(5), 6146-6152. doi: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2010.11.058.
  • Gutiérrez, F., Dou, D., Fickas, S. y Griffiths G. (2012). Providing grades and feedback for student summaries by ontology-based information extraction. Proceedings of the 21st ACM International Conference on Information and Knowledge Management, 1722-1726. doi: https://www.doi.org/10.1145/2396761.2398505.
  • Jackson, G. y McNamara, D. (2013). Motivation and performance in a game-based intelligent tutoring system. Journal of Educational Psychology, 105(4), 1036–1049. doi: https://doi.org/10.1037/a0032580.
  • Jackson, L. A., von Eye, A., Biocca, F. A., Barbatsis, G., Zhao, Y. y Fitzgerald, H. E. (2006). Does home internet use influence the academic performance of low-income children? Developmental Psychology, 42(3), 429-435. doi: https://doi.org/10.1037/0012-1649.42.3.429.
  • Johnson, A., Jacovina, M., Rusell, D. y Soto, C. M. (2016). Challenges and solutions when using technologies in the classroom. En D. S. McNamara y S. A. Crossley (Eds.), Adaptive educational technologies for literacy instruction (pp. 13-29). Taylor Francis, Routledge.
  • McCarthy, K. S., Soto, C., de Blume, A. P. G., Palma, D., González, J., y McNamara, D. Improving reading comprehension in Spanish using istart-e: A pilot study. International Journal of Computer-Assisted Language Learning and Teaching (ijcallt; issn: 2155-7101), Special Issue: WorldCALL 2018: CALLing all the CALLers Worldwide. https://www.researchgate.net/profile/Antonio_Gutierrez_De_Blume/publication/340952008_Improving_Reading_Comprehension_in_Spanish_using_iSTART-E_A_Pilot_Study/links/5ea7117e299bf1125612f51b/Improving-Reading-Comprehension-in-Spanish-using-iSTART-E-A-Pilot-.
  • McCarthy, K. S., Soto, C., Malbrán, C., Fonseca, L., Simian, M., y McNamara, D. S. (2018). istart-e: Reading comprehension strategy training for Spanish speakers. En C. P. Rosé, R. Martinez-Maldonado, U. Hoppe, R. Luckin, M. Mavrikis, K. Porayska-Pomsta, B. McLaren y B. D. Boulay (Eds.), Artificial Intelligence in Education [19th International Conference, aied 2018, London, uk, June 27–30, 2018, Proceedings, Part ii], pp. 215-219. Springer.
  • McNamara, D., O’Reilly, T., Rowe, M., Boonthum, C. y Levinstein, I.B. (2007). istart: A web-based tutor that teaches self-explanation and metacognitive reading strategies. En D.S. McNamara (Ed.), Reading comprehension strategies: Theories, interventions, and technologies (pp. 397-420). Erlbaum.
  • McNamara, D., Boonthum, C., Levinstein, I. y Millis, K. (2007). Evaluating self-explanations in istart: Comparing word-based and lsa algorithms. En T. K. Landauer, D. S. McNamara, S. Dennis, y W. Kintsch (Eds.), Handbook of Latent Semantic Analysis (pp. 227–241). Erlbaum.
  • oecd. (2010). pisa 2009 Results: Learning to Learn–Student Engagement, Strategies and Practices (Volume iii). doi: http://dx.doi.org/10.1787/9789264083943-en.
  • oecd. (2014). pisa 2012 Results: What Students Know and Can Do – Student Performance in Mathematics, Reading and Science (Volume i, Revised edition, February 2014), pisa, oecd Publishing. doi: http://dx.doi.org/10.1787/9789264201118-en.
  • Palma, D., Soto, C., Veliz, M., Riffo, B., y Gutiérrez, A. (2019, agosto). A data-driven methodology to assess text complexity based on syntactic and semantic measurements. International Conference on Human Interaction and Emerging Technologies, 509-515 Springer, Cham.
  • Palma, D., Soto, C., Veliz, M., Riffo, B., Gutiérrez, A. (2020). A Data-Driven Methodology to Assess Text Complexity Based on Syntactic and Semantic Measurements. En Ahram T., Taiar R., Colson S., Choplin A. (Eds.), Human Interaction and Emerging Technologies. ihiet 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing (Vol. 1018). Springer, Cham. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-25629-6_79.
  • Rodríguez, F. y Soto, C. (2020). YaLeo: programa para mejorar el desempeño lector en estudiantes con Necesidades Educativas Especiales [anid, Proyecto fondef VIU18E0088].
  • San Martín, E., Jara, I., Preiss, D., Claro, M. y Fariña, P. (2012). ¿Cuán relevante es el aporte de diversos usos de tic para explicar el rendimiento lector en pisa? Modelando el aporte neto tic en Chile, Uruguay, España, Portugal y Suecia [informe de investigación Proyecto fonide N°: FE11124 mineduc, Chile].
  • Snow, E., Jacovina, M., Jackson, G.T., y McNamara, D. (2016). istart-2. A reading comprehension and strategy instruction tutor. En D. S. McNamara y S. A. Crossley (Eds.), Adaptive educational technologies for literacy instruction (pp. 104-121). Taylor Francis, Routledge.
  • Soto, C., de Blume, A. P. G., Rodríguez, M. F., Asún, R., Figueroa, M., y Serrano, M. (2019). Impact of bridging strategy and feeling of knowing judgments on reading comprehension using comprende: An educational technology. TechTrends, 63(5), 570-582. doi: http://dx.doi.org/10.1007/s11528-019-00383-5.
  • VanLehn, K. (2006). The behavior of tutoring systems. International Journal of Artificial Intelligence in Education, 16(3), 227-265.
  • VanLehn, K. (2011). The relative effectiveness of human tutoring, intelligent tutoring systems, and other tutoring systems. Educational Psychologist, 46(4), 197–221. doi: https://doi.org/10.1080/00461520.2011.611369.
  • Vidal-Abarca, E., Gilabert R., Ferrer, A., Avila V., Martínez, T., Maña, A., Llorens A., Gil, L., Cerdán R., Ramos, L. y Serrano, M. (2014). tuinlec, un tutor inteligente para mejorar la competencia lectora. Journal for the Study of Education and Development, Infancia y Aprendizaje, 37(1), 25–56.


Recepción: 25/01/2017. Aprobación: 03/08/2020.

Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

Experiencias de docencia, extensión e investigación para promover la lactancia y la donación de leche materna

Carla Estefanía Martin, Carina Lorena Fernández y Mara Cristina Romero Cita

Resumen

Actualmente las actividades de extensión ofrecen a los miembros de la comunidad universitaria vías de interacción con la sociedad, brindando herramientas y conocimientos que tienden a mejorar la realidad social en que sus actores despliegan sus prácticas. De esta manera, el objetivo de este artículo es presentar los resultados parciales de un trabajo que integra prácticas de extensión, docencia e investigación, en el marco de un Proyecto de Extensión Socio Comunitario (pesc), denominado “Lactancia materna y donación de leche Humana en la Unidad Médica Educativa de la Universidad Nacional del Chaco Austral”. Dicho trabajo se llevó a cabo durante el año 2018. Nuestra experiencia fue positiva y aún continua en ejecución, ya que generó nuevos proyectos de extensión que se están llevando a cabo actualmente, además de la creación de una nueva línea de investigación. Con este texto esperamos transmitir nuestra experiencia y logros obtenidos.
Palabras clave: actividades de extensión, lactancia materna, donación de leche humana, banco de leche humana, promoción de la salud.

Teaching, extension and research activities for promoting breastfeeding and breast milk donation

Abstract

Currently outreach extension activities offer members of the university ways of interacting with society, providing tools and knowledge that tend to improve the social reality in which its actors deploy their practices. Therefore, the objective of this article is to present the partial results of a work that integrates extension, teaching and research practices, within the framework of a Socio-Community Extension Project (pesc), named “Breastfeeding and Human Milk Donation in the Educational Medical Unit of the National University of Chaco Austral”. This work was carried out during 2018. Our experience was positive, and it is still ongoing, since it generated new extension projects that are being carried out, in addition to the creation of a new line of research. With this paper we hope to convey our experience and achievements.
Keywords: extension activities, breastfeeding, donation of human milk, human milk bank, health promotion.

Introducción

La información brindada desde la universidad contribuye al conocimiento de distintos temas y al bienestar de la comunidad, cumpliendo con uno de los compromisos sociales más importantes que es la promoción de la salud a través de prácticas voluntarias y solidarias. Es así que, desde hace ya algunos años, la extensión universitaria, también conocida como vinculación comunitaria, ha adquirido un rol muy importante en el ámbito universitario, permitiendo a la comunidad en su totalidad (docentes, no docentes, alumnos y graduados de distintas carreras) relacionarse entre sí (Ambrústolo, Migueles, Berardi y Zárate, 2018) e interactuar con quienes, en principio, volcarán sus conocimientos. Las problemáticas con las actividades de extensión deben buscarse junto con la comunidad destinataria y en su propio terreno, ya que, de otra manera, los sesgos de información pueden llevar a errores de identificación y malinterpretación de sus necesidades (Marín, 2016).

La extensión universitaria es una de las tres funciones sustantivas de la universidad, asociándose este concepto a cualquier actividad que, sin ser propiamente investigación o enseñanza curricular, se realice en vinculación con actores sociales no universitarios, como organismos estatales, empresas, organizaciones sociales y comunidades (Gezuraga, M., 2017; Cano Menoni y Castro Vilaboa, 2016). Esto lleva a que frecuentemente se considere que la extensión e investigación son actividades que están siempre separadas, cuando en realidad la integración de ambas, junto con la docencia, podría generar un enriquecimiento de todo el proceso de extensión. Esto se produciría ya que cada participante, desde su rol, aporta con sus conocimientos, y la asociación de éstos favorece el proceso, durante la realización y al momento de la retroalimentación. Por lo tanto, la extensión es uno de los factores dinamizadores de la misión universitaria y representa un modelo de proyección social que significa un beneficio para la comunidad y, además, una poderosa herramienta pedagógica para desarrollar actitudes solidarias y potenciar la virtud cívica entre los estudiantes (Marín, 2016).

Las actividades de extensión universitaria son muy frecuentes en carreras relacionadas al campo de la salud (López, 2016). Por ejemplo, en la Universidad Nacional del Chaco Austral (uncaus), en las carreras de Medicina y Nutrición, se aprovechan las prácticas de vinculación comunitaria para que sus alumnos puedan desarrollar experiencias que les permitan enriquecer las habilidades y conocimientos teóricos que poseen, al evaluar el estado de situación de procesos sociales y plantear soluciones posibles ante ciertos problemas de la comunidad. En este contexto surge el presente artículo, en el que se presentan los procesos y resultados parciales de un trabajo que integra prácticas de extensión, docencia e investigación, en el marco de un Proyecto de Extensión Socio Comunitario (pesc), denominado “Lactancia materna y donación de leche”, llevado a cabo durante el año 2018.

Si bien, en su inicio, el proyecto de partida buscó verificar el bajo nivel de conocimientos que poseen las madres respecto a la lactancia –para así concientizar a la población sobre la importancia de ésta y de la donación de leche para la alimentación y mantenimiento de la salud de infantes–, se indagó luego sobre las creencias respecto a la donación de leche a los Bancos de Leche Humana (blh), con miras a la implementación de un Banco de Leche Materna (blm) en la Unidad Médica Educativa de la Universidad Nacional del Chaco Austral. Docentes, estudiantes y graduados de las carreras de Medicina, Licenciatura en Nutrición e Ingeniería en Alimentos, que se dictan en esta casa de estudios, conforman el equipo de trabajo de los proyectos antes mencionados. En este artículo se presentarán algunos conceptos que sirvieron de base para el desarrollo del trabajo del pesc, la metodología elegida para las actividades de campo, los resultados obtenidos, y las experiencias de los estudiantes participantes.

Lactancia materna exclusiva y bancos de leche materna

La Lactancia Materna Exclusiva (lme) es la forma más segura de brindar un alimento ideal para el crecimiento y desarrollo sano de un ser humano. Se recomienda a nivel mundial que se realice de manera exclusiva hasta los seis meses de vida (oms/unicef, 2008). Esto significa que el lactante sólo debe recibir leche del pecho de su madre o de una nodriza, o bien a través del biberón con leche materna extraída del pecho, en los primeros meses de vida, y que esto se puede extender hasta los dos años de edad, complementando la leche con otro tipo de alimentos. No obstante, existen estudios que evidencian que, a pesar de que la mayoría de las madres conoce la necesidad de la lactancia materna hasta los dos años (Injante Injante, Álvarez Díaz, Gavilano Bernaola y Barriga, 2017; Aquino Rojas, 2018), la prevalencia de la misma es baja, por lo que se requiere de intervenciones tendientes a asegurar esta práctica. En nuestro país, en su informe del año 2015 el Ministerio de Salud de la Nación señaló una preocupante cantidad de niños destetados tempranamente, siendo muy pequeña la proporción de éstos que recibe lme hasta el sexto mes. El destete precoz suele ir asociado a factores socio-culturales, como prejuicios personales, falta de apoyo familiar, condiciones laborales que no brindan espacios para esta práctica, actitudes con respecto a amamantar en lugares públicos y también falta de apoyo por parte de los profesionales de la salud quienes muchas veces no se preocupan por enseñar técnicas sobre cómo hacerlo (Ministerio de Salud de la Nación, 2015; Hernández Pérez, Díaz-Gómez, Romero Manzano, Díaz Gómez, Rodríguez Pérez y Jiménez Sosa, 2018). Por otra parte, existen casos en que la lactancia materna no es posible (como por ejemplo por enfermedad de la madre o el bebé), por lo que se recomienda la leche proveniente de una nodriza sana para la adecuada alimentación del niño, sin la necesidad de recurrir a un sucedáneo de leche materna. En caso de no contar con una nodriza, o en casos de bebés prematuros, que en general nacen con muy bajo peso, o en el caso de niños con patologías del aparato digestivo, o que atraviesan un postquirúrgico (sin acceso a leche de su mamá), por lo que no pueden ser amamantados, la alternativa de alimentación más adecuada es la proporcionada por un blm, que es un centro especializado responsable, de la recolección, análisis, procesamiento, almacenamiento y distribución de leche humana donada a los pacientes que la necesiten, bajo prescripción médica, garantizando la calidad nutricional y la seguridad microbiológica y toxicológica de su consumo, encargándose además de actividades de promoción y apoyo a la lactancia materna, visualizada en nuestro país a través de la Ley Nacional N° 26.873, de Promoción y Concientización Pública sobre la Lactancia Materna (Flores Antón, Alonso Díaz y García Lara, 2015; Delgado Panta, 2011; Herrera, Berganza, Giménez, Cardozo, y Jiménez, 2013). Desde 2011 nuestro país cuenta con la Comisión Técnica Asesora en Bancos de Leche Materna, a partir de la cual se crearon blm en diferentes puntos estratégicos (Sager, 2018). Nuestra provincia, Chaco, cuenta con un blm situado en el Hospital Dr. Julio C. Perrando de la ciudad de Resistencia, y una extensión del mismo ubicada en el Hospital 4 de Junio de nuestra localidad (Presidencia Roque Sáenz Peña), cumpliendo funciones únicamente de lactario, es decir, las madres acuden allí para la extracción de leche que posteriormente es trasladada a Resistencia para su tratamiento y análisis; y luego, esta leche tratada regresa al lactario para poder ser suministrada a los recién nacidos. Si bien este sistema funciona, la principal desventaja que tiene es la distancia que separa a ambos centros de salud (160 Kilómetros) y que, por ende, recorre la red láctea, como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Distancia entre las ciudades de Presidencia Roque Sáenz Peña y Resistencia.
Fuente: http://www.argentinadistancia.com/distance/30008656-30001968.

El inconveniente de la distancia entre el lactario de nuestra localidad y el blm de la provincia ponen de manifiesto la necesidad y conveniencia de crear en nuestra región un blm. En este sentido, nuestra universidad cuenta con la Unidad Médica Educativa (ume), la cual a partir de 2019 ha puesto en funcionamiento un lactario con miras a la implementación de un blm propio, que servirá como unidad de apoyo clínico al Servicio de Neonatología que funciona en dicha unidad. La ume es un centro de salud ubicado en la planta baja de la Universidad, funciona como hospital–escuela y cuenta con salas comunes de internación, sala de terapia intermedia, unidad coronaria, servicio de neonatología y farmacia.

Además de la prestación del servicio de salud, la ume cuenta con un camión sanitario cuya misión es ofrecer atención en forma integral a personas carentes de recursos, intentando así llegar a zonas donde muchas veces es inaccesible el servicio de salud. El compromiso institucional con la formación de profesionales busca no solo la excelencia académica en los contenidos y metodología de enseñanza- aprendizaje, sino también en la conjunción de los objetivos académicos de las profesiones que intervienen en el proceso de salud-enfermedad-atención, con las necesidades de salud de la comunidad, entendiéndolos como un conjunto integrado e indisoluble. Es así que, cada salida del camión se organiza contemplando actividades en las que también participen los alumnos de las carreras del área de la salud (Farmacia, Licenciatura en Nutrición y Medicina); por ejemplo, los alumnos de los primeros años de Medicina, reciben a las personas y las derivan (dentro del camión) con el profesional correspondiente. Por su parte, los alumnos avanzados de Licenciatura en Nutrición, se encargan distribuir información sobre alimentación saludable y tomar las medidas antropométricas, para informar sobre índice de masa muscular y obesidad. Y de cualquiera de las dos carreras, revelan datos que puedan ser de interés sirviendo como de punto de partida para el diseño de estrategias de intervención en pos de la promoción de la salud.

Desarrollo

Las actividades que se describirán fueron realizadas durante los meses de marzo a noviembre del año 2018, integrando prácticas de extensión, docencia e investigación, en el marco de un Proyecto de Extensión Socio Comunitario (pesc) denominado “Lactancia materna y donación de leche”. Como se indicó en el apartado anterior, las carreras del área de salud de nuestra universidad contemplan actividades que fomentan el contacto con los problemas de la sociedad, como las salidas con el camión sanitario. Es justamente en esas salidas donde pudo evidenciarse la baja prevalencia de lactancia materna, ya que, es frecuente observar que, durante el tiempo que esperan las madres con sus niños para recibir la atención, los infantes son alimentados con biberón, incluso aquellos que están en edad de recibir lme. Este comportamiento también es observado en las salas de espera de la ume, lo que hizo suponer que era necesario realizar intervenciones informativas mostrando los beneficios de la lme, y la utilidad de ésta para los recién nacidos que no pueden recibirla, para lo cual, la donación de leche materna se vuelve indispensable.

Con base en lo anterior, se conformó un grupo de trabajo, constituido por docentes investigadores de la carrera de Ingeniería en Alimentos de la universidad; docentes profesionales (médicos y nutricionistas) de las carreras de Medicina y la Licenciatura en Nutrición y alumnos de las carreras de Medicina, Licenciatura en Nutrición e Ingeniería en Alimentos. La metodología seguida fue la conveniente para indagar sobre conocimientos referidos a lactancia materna y blm y realizar charlas informativas sobre estos mismos temas. En detalle, las actividades desarrolladas fueron las siguientes:

Identificación del problema

Como se indicó anteriormente, la baja prevalencia de lme fue observada en las diferentes actividades realizadas por los alumnos.

Figura 2. Folletos empleados durante las charlas realizadas en las salidas a terreno, a) Informativo sobre lactancia materna, b) informativo sobre donación y extracción de leche. Fuente: elaboración propia.

Asignación de tareas a cada integrante del grupo

Los docentes investigadores tuvieron a su cargo los aspectos metodológicos inherentes al diseño y validación del cuestionario destinado a indagar sobre los conocimientos y actitudes de la lactancia materna en madres, con la intención de identificar las causas de la baja prevalencia de leche materna. El cuestionario también incluyó preguntas que permitieron evaluar conocimientos y creencias respecto de la donación de leche materna y de la importancia de los bancos de leche humana. Los alumnos de las carreras involucradas tuvieron a su cargo la confección de material informativo (pósters, banners, folletos) y la recolección de datos. Los docentes de Medicina también se dedicaron a la recolección de datos (mediante el cuestionario mencionado anteriormente) aprovechando la asistencia a consulta.

Los docentes de Licenciatura en Nutrición supervisaron la confección del material educativo referido al problema de investigación, a partir del cual se elaboraron dos banners que también se imprimieron como folletos para su distribución en las salidas de campo. Uno de ellos presentaba información sobre los beneficios nutricionales e inmunológicos de la leche materna para el bebé, y también los beneficios para la madre, mostrando la influencia de la lactancia materna en el menor sangrado posparto y la rápida involución uterina posparto como se muestra en la figura 2 a) y b). Del mismo modo se elaboraron folletos con los mitos sobre la lactancia materna y donación de leche humana resaltando el interés de la misma, como se muestra en la figura 3. Los docentes de Licenciatura en Nutrición también tuvieron a su cargo la capacitación de los alumnos encargados de la recolección de datos y la realización de charlas informativas.

En estas charlas se brindó información complementaria a la de los folletos, se trabajó con pósteres y juegos sobre la posición correcta para amamantar, juegos de verdadero o falso para desvanecer mitos sobre lactancia materna, y se brindó información sobre cuidado de la mama y de la salud a través de una alimentación saludable. Para cerrar cada jornada, se realizó la promoción del Lactario y el blm que funcionará en la ume, remarcando que los blm son un servicio especializado, sin fines de lucro, responsable de la promoción, protección y apoyo a la lactancia materna y de la recolección, procesamiento y distribución de leche humana con calidad certificada. Al finalizar cada encuentro, se invitó a las asistentes a reflexionar sobre los conocimientos impartidos, para detectar errores en la intervención y establecer así acciones de mejora.

Selección de puntos de recolección de datos

La recolección de datos se realizó en tres ámbitos: las salidas del camión sanitario, las consultas médicas a los profesionales y las charlas informativas. En todos los casos la muestra fue por conveniencia, ya que se entrevistó a la totalidad de madres que estuvieron presentes en cada una de las instancias mencionadas durante todo el periodo de duración del proyecto. En este periodo se realizaron cuatro salidas del camión sanitario, veinte consultas médicas en consultorio y seis charlas informativas, las que se realizaron en seis Centros de Atención Primaria de Salud (caps) de nuestra ciudad.

Resultados

Respecto de los conocimientos sobre lme, sobre un total de 150 encuestas, el 92% de las madres reconoció la importancia de la lactancia materna para el desarrollo integral del niño, mientras que el 59% indicó que el término lme hace referencia a que lo único que puede ingerir el bebé es leche proveniente de la madre. Por otra parte, el 69% reconoció que la duración de la lme debe extenderse de forma exclusiva hasta los 6 meses, pero sólo el 23% manifestó saber que se puede extender hasta los 2 años. Respecto del horario entre tomas, el 76% de las entrevistadas indicó que ésta debe ser a libre demanda. Al ser cuestionadas sobre los beneficios brindados de la lme para el bebé, el 52% señaló que la lme sirve de protección contra diarrea y otras enfermedades, el 37% indicó la prevención de la obesidad y otras enfermedades crónicas en edad adulta como uno de los beneficios, mientras que el 52% indicó que el único beneficio de la lme es que ayuda al niño a crecer saludablemente, sin identificar de manera específica los beneficios individuales. Al evaluar las respuestas a preguntas que indagaban sobre donación de leche humana y blm, se detectó que el 81% de las madres conocían el hecho de poder donar leche materna, reconociendo el 43% que ésta es consumida por niños que nacen prematuros y que deben permanecer en el servicio de neonatología; resultó llamativo el alto porcentaje de madres (25%) que manifestó no saber quiénes son los beneficiarios de esta donación. Aunque, el 65% de las encuestadas estuvo familiarizada con el término blm o lactario, sólo el 27% supo de la existencia de uno en nuestra provincia. Un porcentaje similar (23%) indicó saber de la existencia del lactario que funciona en el hospital 4 de Junio como una extensión del blm del Hospital Perrando, señalando que fueron usuarias del servicio de neonatología del hospital o bien conocen a algún familiar o vecino que lo fue. Por último, el 95% de la población encuestada consideró importante la creación e implementación de un Banco de Leche Materna en nuestra ciudad.

Figura 3. Folleto informativo sobre lactancia materna.
Fuente elaboración propia.

Respecto de las experiencias de los estudiantes que participaron en las actividades, la mayoría destacaron las siguientes como ventajas de realizar este tipo de actividades, por ejemplo:

  • el conocimiento de las diferentes realidades sociales de la población local y de sus necesidades particulares,
  • la interacción con distintos profesionales de la salud, docentes e investigadores,
  • las oportunidades para mejorar y profundizar sus conocimientos en distintos temas,
  • la mejora de sus habilidades de observación y capacidades de transmisión de conocimientos a distintos actores sociales, y por ultimo,
  • la interacción y debate entre las prácticas y estrategias a utilizar, tanto con el equipo docente como con sus compañeros.

Sin embargo, y como era de esperarse, también surgieron algunos aspectos negativos durante las salidas a terreno, entre ellos, la desmotivación generada por las dificultades que se presentaron y la inconformidad al no poder implementar todas las propuestas o acciones a desarrollar y tiempo de duración de la práctica, al igual que lo relatado por Ambrústolo et al., (2018). Los resultados encontrados dieron origen a la propuesta de la puesta en marcha de un blm en la ume y a un proyecto de investigación en el que se evaluarán alternativas de conservación de la leche materna recibida de las donantes, por lo que se espera que el blm se convierta en un actor importante en materia de salud perinatal para las comunidades académico-científicas y sanitarias locales y nacionales.

Conclusiones

Los resultados obtenidos sugieren la necesidad de un mayor número de prácticas de intervención en pos de generar conciencia en la población sobre los temas tratados en este artículo. Además, se debe destacar que las actividades comunitarias realizadas, dieron origen a dos nuevos proyectos, uno de investigación y otro de extensión socio-comunitario, ambos iniciados a partir de marzo de 2019. Incrementar los conocimientos de la salud en la población es posible a través de la ejecución de jornadas o talleres informativos sobre lactancia materna, tanto para reforzar los conocimientos que ya la población posee como para corregir las carencias detectadas y prevenir el abandono de la misma. Esta intervención no debe estar destinada únicamente a las madres, ya que el acompañamiento del entorno familiar es de suma importancia durante el periodo de lactancia, siendo, de hecho, la falta de apoyo una de las causas frecuentes de abandono. Pudiéndose profundizar en conocimientos sobre donación de leche y funciones de un blm, ya que la cuestión geográfica ubica a nuestra localidad en un punto estratégico para la puesta en marcha de un centro de estas características. Con la continuidad de este tipo de prácticas, la universidad conseguiría generar responsabilidad social universitaria en todos los integrantes de los proyectos de extensión, buscando transformar la comunidad con acciones planificadas que incluyan en forma conjunta los aspectos académicos, la investigación, la intervención y el conjunto de saberes, habilidades y destrezas inherentes a la disciplina de la unidad académica en la que se generen los proyectos. Esto resulta especialmente importante para los alumnos, ya que la formación de los profesionales no debe limitarse únicamente a los saberes disciplinares, sino que también debe apuntar a una formación global como ser humano que integra una sociedad y que por lo tanto requiere cultivar su compromiso civil. Por otro lado, las problemáticas a abordar con dichos proyectos deben buscarse de manera conjunta con la comunidad destinataria y en su propio terreno, por lo que la comunidad podrá visualizar de manera directa el impacto de la universidad dentro de la sociedad, reconociendo el rol de la misma en la promoción de la salud.

Referencias



Recepción: 14/01/2020. Aprobación: 05/08/2020.

Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

La tabla periódica y sus patrones para la predicción del comportamiento fisicoquímico

Luis Hernández Adame, Pablo Luis Hernández-Adame, Jaime Ruiz-García y Héctor René Vega-Carrillo Cita

Resumen

Conocer las características fisicoquímicas de los elementos es muy importante, ya que éstas nos permiten estudiar sus propiedades, analizar su comportamiento y hasta sintetizar nuevos elementos. En este sentido, este trabajo pretende explorar, de un modo sencillo y didáctico, la estructura de la tabla periódica, la manera de interpretarla y cómo encontrar los patrones de predicción que describen el comportamiento fisicoquímico de los elementos. Este tema es de interés para los lectores con curiosidad por las ciencias y los ayudará a comprender el significado de toda esta valiosa información.
Palabras clave: elementos químicos, tabla periódica, predicción fisicoquímica.

The Periodic Table and its Patterns to Predict Physicochemical Behavior

Abstract

It is important to know the physicochemical characteristics of the elements, since they allow us to study their properties, analyze their behavior, and even synthesize new elements. In this sense, this work describes the periodic table, in a simple and didactic way, a method for its easy interpretation, and how we can find the prediction patterns that describe the physicochemical behavior of the elements. This topic is for curious readers who intend to study Science and it will help them understand the meaning of all this valuable information.
Keywords: Chemical Elements, Periodic Table, Physicochemical Prediction.

La tabla periódica y los elementos

La tabla periódica es una poderosa herramienta que representa de forma gráfica todos los símbolos de los elementos químicos que componen la materia que conocemos. Fue estructurada por dos científicos que trabajaban simultáneamente; uno de ellos fue el químico y médico alemán Julius Lothar Meyer, que en 1968 construyó una tabla que relacionaba el volumen y masa atómica de los elementos con su comportamiento químico. Sin embargo, su descubrimiento fue poco reconocido, ya que el químico ruso Dmitri Mendeléyev presentó una teoría muy similar en 1869 y se llevó casi todos los honores (Ramos, 2017). Mendeléyev propuso que todos los elementos conocidos hasta entonces seguían un patrón de comportamiento fisicoquímico conforme aumentaba la masa atómica del elemento; posteriormente, a este patrón se le dio el nombre de ley periódica. Años más tarde, en 1913, el físico Henry Moseley (estudiante del reconocido investigador Ernest Rutherford) realizó una serie de experimentos irradiando los elementos metálicos con rayos X, y descubrió que su estabilidad y comportamiento químico eran mejor representados siguiendo su número atómico, razón por la cual, decidió reordenar la tabla y estructurarla a la manera que actualmente la conocemos.

Como primer acercamiento, podemos decir que la tabla periódica está formada por una agrupación de cuadros que están ordenados en columnas conocidas como familias o grupos, y renglones llamados períodos, como se representa en la figura 1.

Figura 1. Representación esquemática de la tabla periódica, que muestra cada elemento, el bloque al que pertenecen, y su división en grupos y períodos.


Figura 2. Símbolo que representa los elementos químicos y sus principales datos en la tabla periódica.

Los cuadros de la tabla periódica almacenan la información perteneciente a cada uno de los elementos. Actualmente la componen 118 (Karol et al., 2016), los cuales, según el formato de la iupac (International Union of Pure and Applied Chemistry), están representados en el interior de cada cuadro por un símbolo químico de una o más letras que, en la mayoría de los casos, deriva de su nombre en inglés, por ejemplo, el oxígeno representado por la letra O (oxygen). O bien, se usan algunos otros símbolos que provienen de la raíz en otras lenguas, como el oro y la plata, representados por las letras Au y Ag, debido a que derivan de las palabras en latín aurum y argentum, respectivamente.

Asimismo, en la parte superior del símbolo, encontramos el número atómico, que nos indica el número de protones que contiene el núcleo de cada elemento; mientras que, en la parte inferior, está el nombre del elemento y su masa atómica, la masa promedio que tiene cada elemento en el núcleo (protones + neutrones), y que además considera sus isótopos y su abundancia porcentual en la naturaleza, como se indica en la figura 2.

Distribución de los elementos dentro de la tabla

La tabla periódica está dividida en diferentes bloques o series de elementos que comprenden uno o más grupos. Éstos contienen elementos con un comportamiento químico similar y están clasificados en metales, metaloides y no metales. Dentro del grupo de los metales, se encuentran los metales alcalinos, alcalinotérreos, lantánidos, actínidos y los metales de transición, que se caracterizan de manera general, y al contrario de los no metales, por tener un aspecto brillante, ser buenos conductores del calor y la electricidad, además de que según su número atómico podemos predecir si tienen baja o alta densidad, su grado de dureza y si son altamente reactivos. Por otra parte, en el grupo de los metaloides (también conocidos como semimetales) podemos encontrar los elementos que tienen un comportamiento intermedio entre los metales y los no metales, además de aquellos con muy baja reactividad química que comprenden los gases nobles pertenecientes al grupo 18 o también conocido como grupo viiiA según su antigua clasificación. Por último, mencionaremos a los transuránicos: los últimos elementos que se han descubierto (del 93 al 118); tienen un gran número atómico y casi todos han sido generados de manera artificial en investigaciones científicas; su comportamiento químico es extremadamente raro.

Interpretación de la tabla y patrones de comportamiento fisicoquímico

Una característica muy importante de la tabla periódica es que en ella es posible encontrar patrones que nos predicen con precisión algunas propiedades fisicoquímicas de cada elemento. Para esto, bastará con ubicar la posición y determinar el grupo y período al que pertenecen. Algunas de las propiedades que son fácilmente reconocibles son: la configuración electrónica de valencia, el radio atómico, el potencial de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad, entre algunas otras. Estas propiedades son muy importantes, ya que nos permiten relacionar a los elementos de acuerdo con su comportamiento, para generar nuevos elementos y materiales.

Para su interpretación, partiremos por leer la tabla periódica en orden creciente del número atómico. Para esto, recordemos que, en un átomo estable, conforme se incrementa el número de protones, lo hace también el número electrones en la misma cantidad. Así, al leer la tabla periódica de izquierda a derecha, y de arriba hacia abajo, notaremos un aumento en la densidad electrónica, además de que, todos los elementos pertenecientes al grupo 1 (iA) únicamente tendrán un electrón en su último orbital; los ubicados en el grupo 2 (iiA), dos electrones; y así sucesivamente con excepción de los grupos 3 (iiiB) al 12 (iiB), como se muestra en la figura 4, ya que éstos corresponden a los metales de transición y pueden tener múltiples estados de oxidación estables 1 (valencia), debido a la facilidad con la que pierden electrones de su orbital d (Scerri, 2007).

Figura 3. Representación del orden creciente del número atómico y la densidad electrónica. Cada punto alrededor del símbolo químico representa el número de electrones del último orbital, conocidos como electrones de valencia.

Esta característica en la configuración electrónica de valencia nos permite predecir la capacidad de ionización y la probabilidad de estos elementos para donar o recibir electrones durante las reacciones químicas; esto es, entre menos electrones tenga el orbital (elementos de la parte izquierda de la tabla), más fácil será compartirlos. En este sentido, podemos decir que si nos movemos en la tabla periódica de izquierda a derecha, aumentamos de forma gradual el número de electrones en el último orbital; así, por ejemplo, los elementos del grupo 17 (viiA), los que tienen un orbital de valencia más lleno (7 electrones), presentan una mayor tendencia a recibir electrones. Por otra parte, los elementos pertenecientes a los gases nobles son otro caso excepcional, ya que mantienen tendencia a no participar en reacciones químicas debido a que su octeto de electrones del último orbital se considera completo.

El período es otro factor importante que debemos entender en la tabla. Cada renglón representa un nivel energético ocupado por los electrones, es decir, los elementos ubicados en el período 1 tendrán distribuidos sus electrones en un solo nivel energético, los ubicados en el período 2 tendrán dos niveles energéticos y así sucesivamente, por lo que los elementos del período 7 son los de mayor densidad electrónica, distribuida en 7 orbitales.

Al tener en cuenta la información provista por los grupos y períodos, es posible predecir el incremento del radio atómico de los elementos, para el cual es necesario considerar dos factores: 1) el número de electrones y sus niveles energéticos, y 2) las fuerzas electromagnéticas de atracción que ejerce el núcleo sobre los electrones. Un esquema representativo se ilustra en la figura 3. Para explicar esto, debemos tener en mente que al aumentar el número de electrones, también lo hacen los protones, por lo cual, el radio atómico del elemento también incrementa debido a su distribución espacial. Como ejemplo podemos tomar dos elementos del grupo i, el hidrogeno (1H) y el cesio (55Cs). El primero es el elemento más simple, pertenece al período 1 y solamente tiene un electrón en un nivel electrónico; su radio atómico es de 1.10 ángstroms (Å), mientras que el segundo pertenece al período 6, tiene 55 electrones y seis niveles electrónicos; su radio atómico es de 3.43 Å. Aun a pesar de este incremento en el radio atómico del elemento, es importante notar que si nos movemos en la tabla de izquierda a derecha (grupos 2, 3, 4, etcétera), el radio atómico comienza a disminuir; esto debido a que el incremento del número de protones en el núcleo también ejerce una mayor atracción electromagnética sobre los electrones en los orbitales. Como ejemplo podemos tomar dos elementos del período 6, el 55Cs y el bismuto (83Bi). El primero, como se mencionó anteriormente, tiene 55 electrones distribuidos en sus seis orbitales y un radio atómico de 3.43 Å; mientras que el 83Bi, al pertenecer al grupo 15 (vA), tiene 83 electrones, es decir, 28 electrones y 28 protones más que el 55Cs, y su radio atómico disminuye a un valor de 2.07 Å. Con esto podemos predecir que el radio atómico de los elementos aumenta al leer la tabla de arriba hacia abajo, y de derecha a izquierda, por lo que el Francio (87Fr), del grupo 1, es el elemento con el mayor radio atómico, de 3.48 Å (Aldersey-Williams, 2011).

Figura 4. Representación esquemática de los patrones de predicción del comportamiento fisicoquímico de los elementos en la tabla periódica. Cada flecha representa el incremento del radio atómico, la energía de ionización, la afinidad electrónica y la electronegatividad de los elementos, de acuerdo con su posición en la tabla.

Otra propiedad predecible es el potencial de ionización, que se define como la cantidad de energía necesaria para arrancarle a un átomo, en su estado fundamental, el electrón más débilmente unido del último orbital. Asimismo, es importante señalar que la simetría en la configuración electrónica influye en la energía de ionización, por lo que los elementos del grupo 1 son a los que se les puede arrancar el electrón del orbital más alejado con la menor cantidad de energía. Para ejemplificar esta propiedad, podemos tomar dos elementos ubicados en los extremos de la tabla, el 87Fr y el helio (2He). El primero, como se describió anteriormente, pertenece al grupo 1 y período 7, es decir, tiene un único electrón en el séptimo orbital, muy lejos del núcleo, por lo que, con muy poca energía de ionización (380 kJˑmol-1) es posible arrancarlo. Por otra parte, el 2He, que pertenece al grupo 18 (viiiA) y período 1, tiene un único orbital que está completo con dos electrones muy cerca del núcleo, por lo cual, su energía de ionización es la más alta de la tabla con un valor de 2372.3 kJˑmol-1. Con esto es posible predecir el patrón de comportamiento para la energía de ionización, el cual es contrario al del radio atómico, o sea, la energía de ionización aumentará en los elementos que se encuentren más a la derecha y más arriba de la tabla.

La afinidad electrónica y la electronegatividad son otras dos propiedades que nos proporcionan información del comportamiento fisicoquímico de los elementos. Éstas no tienen un comportamiento regular a lo largo de la tabla, sin embargo, aún es posible observar una tendencia de predicción al incrementar la energía de atracción electromagnética del núcleo sobre los electrones. Podemos definir la afinidad electrónica como la energía liberada cuando un átomo gaseoso en su estado fundamental captura un electrón para convertirse en un anión (un ión con carga negativa), mientras que la electronegatividad es la capacidad que tienen los átomos para atraer a los electrones cuando forman un enlace químico. La característica principal, para ambos casos, es el incremento en la energía electromagnética de atracción en los elementos con orbitales más cercanos al núcleo, o bien, dicho de otro modo, la afinidad electrónica y la electronegatividad serán mayores en los elementos con un menor radio atómico. Como ejemplo podemos considerar dos elementos ubicados en los extremos de la tabla, el 87Fr y flúor (9F). El primero ya se tomó como ejemplo y sabemos que pertenece al grupo 1, período 7, y es el elemento con el mayor radio atómico (3.48 Å), y una alta densidad electrónica. El 9F pertenece al grupo 17 (viiA) y período 2, su radio atómico es menor (1.47 Å) y contiene 9 electrones. El 87Fr es un elemento con un radio atómico muy grande, además de que la alta densidad electrónica produce un apantallamiento y fuerzas de repulsión que evitan que otros electrones sientan la atracción del núcleo. Por otra parte, el 9F tiene un menor radio atómico, el núcleo ejerce una mayor atracción electromagnética sobre los electrones y debido a su configuración de valencia permite recibir un electrón más para completar su nivel y formar enlaces. Con esto es posible predecir el patrón de comportamiento para la afinidad electrónica y la electronegatividad, el cual aumentará de valor para los elementos que se encuentren más hacia la derecha y hacia arriba de la tabla periódica (Benfey y College, 2009).

Conclusión

La tabla periódica es una poderosa herramienta que organiza y clasifica los elementos de acuerdo con sus propiedades fisicoquímicas. Algunas de estas propiedades pueden predecirse por ciertos patrones, que están en función de la posición de los elementos. Una correcta interpretación de estos patrones ayudará, a los estudiantes y profesores, a comprender y relacionar la información contenida en la tabla, en vez de memorizarla.

Referencias

  • Aldersey-Williams, H. (2011). Periodic Tales: The Curious Lives of the Elements. Editorial Planeta, S. A.
  • Benfey, T., College, G., y the Chemical Heritage Foundation. (2009). The Biography of a Periodic Spiral: From Chemistry Magazine, Via Industry, to a Foucault Pendulum. Bulletin for the History of Chemistry, 34(2), 141-145.
  • Karol, P. J., Barber, R. C., Sherrill, B., Vardaci, E., Yamazaki, T. (2016). Discovery of the elements with atomic numbers Z = 113, 115 and 117 (iupac Technical Report). Pure and Applied Chemistry, 88(1-2), 139–153.
  • Ramos M. (2017). Julius Lothar Meyer, EcuRed. https://www.ecured.cu/index.php?title=Julius_Lothar_Meyer&oldid=3502780.
  • Scerri, E. R. (2007). The Periodic Table: Its Story and Its Significance. Journal of Chemical Education, 84(4), 598.


Recepción: 15/11/2019. Aprobación: 28/07/2020.

Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

Epigenética: candados y llaves durante la lectura del ADN

María Teresa Arceo-Martínez, Viviana Valadez-Graham y Zoraya Palomera-Sanchez Cita

Resumen

Hasta mediados del siglo pasado, se pensaba que el desarrollo y las características fenotípicas de los organismos dependían únicamente de la información comprendida en los genes. Asimismo, la propensión a enfermedades se atribuía únicamente a mutaciones en la secuencia de adn de los genes. No obstante, en las últimas décadas se ha puesto especial atención a un nuevo tipo de regulación genómica en la célula: la epigenética. Esta rama de la biología estudia cómo los factores externos de la célula regulan la expresión de los genes sin modificar su secuencia de nucleótidos. Dicha regulación se basa en cambios químicos que pueden actuar como llaves o candados para permitir o bloquear la expresión de un gen. De manera interesante, el ambiente constituye el principal modulador epigenético, ya que, dependiendo de las condiciones a las que esté expuesto el organismo, determinará cuáles genes se abren y cuáles se bloquean. Así, lo que comemos, lo que percibimos y el lugar en donde vivimos, regularán la forma en que se expresan nuestros genes a lo largo de nuestra vida.
Palabras clave: genética, epigenética, expresión de genes, ambiente, desarrollo, enfermedades.

Epigenetics: padlocks and keys during DNA reading

Abstract

Until the middle of the last century, we knew that the development and the phenotypic characteristics of organisms depended on the dna sequence of genes. Also, propensity/susceptibility to illness were only attributed to changes in the dna sequence. Nevertheless, in the last decades special attention has been paid to a new type of regulation in the cell: epigenetics. This branch of biology studies how the external factors regulate gene expression without affecting the nucleotide sequence. This regulation is based on the chemical groups that can act as keys or padlocks to open or block gene expression. Interestingly, the environment is the main epigenetic regulator, because external conditions influence which genes are locked or opened for expression. Therefore, the food we eat, things we perceive and where we live, regulate the way genes are expressed throughout our lives.
Keywords: genetic, epigenetic, gene expression, environment, development, illness.

Introducción

¿Te has preguntado alguna vez por qué los gemelos idénticos, a pesar de que tienen la misma información genética pueden ser diferentes entre ellos? Algunos difieren en la complexión, otros en el tono de piel o inclusive en la susceptibilidad a enfermedades.

Cada célula de nuestro cuerpo funciona a través de una serie de instrucciones que se guarda en forma de genes, muchos de los cuales dan origen a proteínas responsables de la estructura, color, función, etcétera, de los tejidos de los seres vivos. En los gemelos, este proceso es idéntico, por lo que conservan el mismo patrón de apagado y encendido de genes hasta el momento de nacer, cuando se enfrentan al ambiente. Conforme crecen y envejecen, se exponen a diversas condiciones ambientales, por lo que cada uno desarrolla diferentes patrones en la expresión de genes (Fraga et al., 2005).

En décadas pasadas, la respuesta a la pregunta de las diferencias físicas entre gemelos, si no también la propensión a enfermedades se había basado en la genética, es decir, que dichos cambios se explicaban debido a la acumulación de alteraciones (mutaciones) en la secuencia de adn, de cada uno de los hermanos a lo largo de la vida. No obstante, en los últimos años, se ha visto que existe otro fenómeno que altera la expresión de los genes sin modificar la secuencia de adn y que está modulado por las condiciones ambientales: se trata de un conjunto de eventos explicados por la epigenética. En un estudio de gemelos de la nasa, un gemelo vivió en el espacio por un año, y presentó cambios epigenéticos (en los patrones de metilación del adn), que modularon diferentes eventos celulares como el acortamiento en la longitud de los telómeros, cambios en la expresión de genes (del sistema inmune, metabólico, cardiovascular) y daño al adn; en comparación con el gemelo que permaneció en la tierra (Garrett-Bakelman et al., 2019; ver figura 1).

Figura 1. La epigenética explica las diferencias en el fenotipo de los gemelos idénticos. Estudios de la nasa con los gemelos idénticos Scott and Mark Kelly muestran cambios en el fenotipo después de que uno de ellos permaneció en el espacio por un año (Scott, derecha), mientras que el otro permaneció en la tierra como sujeto control (Mark, izquierda). Imagen tomada de https://www.nasa.gov/feature/nasa-twins-study-confirms-preliminary-findings.

La genética y la epigenética: la biblioteca celular

Pero… ¿qué es la epigenética? Esta palabra significa “sobre la genética” y fue utilizada por primera vez en 1942 por Conrad Waddintong, quien la definió, para explicar aspectos del desarrollo, como los cambios que se dan en el fenotipo, sin presentar cambios en el genotipo (Waddington, 1942). Actualmente se entiende como los cambios químicos que alteran la expresión genética, sin modificar la secuencia del adn (Allis et al., 2015).

Para entender mejor la diferencia entre genética y epigenética, podemos hacer una analogía entre la célula y una fábrica. Dentro de la célula, el núcleo contiene la cromatina, la cual es la plataforma constituida por la unión del adn, histonas y otras proteínas. Las histonas son proteínas sobre las que se enrolla el adn para organizarlo y compactarlo. El adn constituye los genes, que tienen una secuencia específica de nucleótidos, 1 la cual dicta las instrucciones para el funcionamiento celular (Allis et al., 2015). Volviendo a la analogía, dentro de la fábrica existe una biblioteca (núcleo celular), que contiene todas las instrucciones para su funcionamiento, y éstas se encuentran ordenadas en salas de lectura con plataformas que las sostienen (cromatina); dichas plataformas se organizan en estantes (histonas), los cuales tienen libros (adn-genes). Cada libro o gen contiene una secuencia de palabras que son leídas por operadores especializados (proteínas). Si la secuencia cambia (por ejemplo, por una mutación), el operador no entenderá las instrucciones o los leerá de manera errónea y el proceso no se llevará a cabo o se hará de forma incorrecta (figura 2).

Figura 2. El funcionamiento de la célula se asemeja al de una fábrica. Dentro de ella hay una biblioteca llena de libros que contiene todas las instrucciones necesarias para su funcionamiento. En la célula, el núcleo es quien almacena el adn donde se encuentra toda la información para el funcionamiento celular. Los símbolos de llaves y candados en las histonas y candados en el adn representan las modificaciones epigenéticas que regulan la actividad o el bloqueo de la expresión de secuencias de adn, como los genes.

En la organización de la biblioteca, hay salas de lectura que tienen acceso restringido y se localizan en los lugares más recónditos del edificio. También hay áreas especiales que se usan ocasionalmente o bajo circunstancias específicas. Finalmente, los libros que se requieren en el día a día están acomodados en las salas principales, las cuales son fácilmente accesibles para la mayoría de los consultores.

De igual forma sucede en el núcleo celular: dentro de la cromatina hay secuencias de adn que pueden ser letales para la estabilidad del genoma (como retrovirus insertados), por lo que se ubican en regiones muy compactas, de difícil acceso y ubicadas generalmente en la periferia nuclear (heterocromatina constitutiva); otras secuencias de adn o genes que se expresan ocasionalmente o bajo circunstancias específicas están en regiones medianamente compactas en el cuerpo del núcleo (heterocromatina facultativa). Finalmente, hay un grupo de genes ubicados en zonas de fácil acceso, con un empaquetamiento laxo que permite su expresión constante (eucromatina). Aquí se encuentran los genes que se expresan día con día para el funcionamiento básico de la célula (Allis et al., 2015; Allis y Jenuwein, 2016).

Adicionalmente, muchos libros de consulta temporal o prohibidos se encuentran acomodados dentro de apretados estantes que están bajo la llave de uno, dos y hasta tres candados; mientras que los libros de las zonas accesibles se localizan en estantes abiertos y espaciosos para consultarlos rápidamente. En la cromatina, para silenciar la expresión de una o varias secuencias de adn, la célula agrega un grupo químico (o candado) llamado metilo a las histonas donde se encuentra empaquetado; las histonas pueden metilarse una, dos o hasta tres veces para silenciar. Cabe mencionar que no sólo la metilación regula la compactación del adn con las histonas, sino que hay otros grupos químicos que pueden actuar como llaves maestras para abrir o dar mayor accesibilidad al adn. Entre ellos, se encuentran principalmente la acetilación y la fosforilación, las cuales relajan la cromatina y facilitan el acceso de la maquinaria de transcripción al adn, activando de esta manera la expresión de los genes. A todas estas modificaciones se les conoce como marcas o modificaciones epigenéticas (Allis et al., 2015; Zhang et al., 2015; Henikoff y Greally 2016; ver figura 3).

Siguiendo con el ejemplo de la biblioteca, hay libros específicos cuya información requiere ser leída únicamente en un momento determinado del funcionamiento de la fábrica, por lo que se le pone un candado adicional para que sólo el personal autorizado lo abra cuando es necesario. En la célula, a medida que avanza la diferenciación celular, existen genes que necesitan silenciarse permanentemente por lo que, además de la metilación en las histonas, presentan metilación en su secuencia de nucleótidos en el adn, lo cual impide que las moléculas operadoras puedan leerlo (Allis et al., 2015; Bogdanović, y Lister, 2017; ver figura 3). La metilación del adn puede considerarse también como un candado epigenético. Otro candado se da por la relocalización de estos genes a distintas regiones en el núcleo, generalmente a la compacta periferia nuclear, lo que favorece que se mantengan silenciados. Ahora bien, no todos los genes que se metilan se silencian permanentemente, existen genes que únicamente tendrán algunos candados, por lo que podrían expresarse en respuesta a factores externos como por ejemplo la dieta o el ejercicio. Finalmente, otro mecanismo epigenético, generalmente implicado en silenciamiento, es el usado por pequeñas moléculas de nucleótidos de arn (ácido ribonucleico), que no codifican proteínas, por ejemplo, micrornas, sirnas, lncrnas y que difieren en su tamaño y mecanismo de acción (Morris y Mattick, 2014).

Figura 3. Las marcas epigenéticas pueden activar o bloquear la función de un gen. Un gen se activa cuando tiene grupos acetil en las histonas o se bloquea si tiene grupos metil en el adn y en las histonas. La maquinaria de consulta del adn representa el proceso de transcripción en la cromatina para que un gen pueda formar arn mensajero que dará lugar a una proteína con una función específica (Li et al., 2007; Skalska et al., 2017; Gottesfeld, 2019).

El ambiente modula el encendido y apagado de los genes

Existen diferentes moduladores que pueden provocar cambios epigenéticos en los organismos, entre ellos, el uso de fármacos, la interacción con otros organismos (por ejemplo, la simbiosis dada entre los humanos con su microbiota intestinal, o entre plantas y las rhizobacterias que fijan el nitrógeno del suelo), la exposición crónica a contaminación ambiental, cigarro y drogas; y el estilo de vida como la alimentación y el ejercicio (Dawson y Kouzarides, 2012; Miro-Blanch y Yanes, 2019; Asgari, 2014; Rider y Carlsten, 2019; Lötsch et al., 2013; Gao et al., 2016; Reid et al., 2017; Fernandes et al., 2017; McGee, 2019; ver figura 4).

En la naturaleza se presentan numerosos ejemplos de regulación epigenética. En las abejas, la diferencia entre la abeja reina y las obreras radica en la fertilidad. A pesar de que ambas provienen de larvas genéticamente iguales, la larva que será la reina recibe otro tipo de alimentación, que se basa en jalea real. La jalea real proporciona agentes que bloquean a la proteína dnmt3 (dna metil-transferasa). Esta proteína se encarga de metilar (agregar grupos metilo) al adn y, por lo tanto, de silenciar los genes relacionados con la morfología reproductiva en las abejas obreras, lo que impide que se reproduzcan (Kucharski, Maleszka, Foret y Maleszka, 2008).

La vernalización es un proceso epigenético, en el cual las plantas presentan una mayor floración en primavera si se exponen previamente a un invierno muy frío o prolongado. En la planta modelo Arabidopsis thaliana, y en otras como la uva (Vitis vinífera), existe un gen llamado flc (Flowering Locus C) que codifica para una proteína represora de la floración. En inviernos prolongados, este gen se encuentra con las histonas acetiladas que le permiten expresarse y cumplir la función de reprimir la floración; a la par también se expresan arns no codificantes específicos para el gen flc. Cuando la temperatura asciende, estas secuencias no codificantes del gen activan un mecanismo que trimetila las histonas de flc, lo cual pone candados a su expresión y permite, de esta manera, una buena floración en primavera. Es decir, este gen se autorregula mediante mecanismos epigenéticos en respuesta a la temperatura (Swiezewski et al., 2009; Feil y Fraga 2012).

Las llaves y candados en el desarrollo de los organismos y en la aparición de enfermedades

La regulación epigenética es crucial en todos los procesos del desarrollo de los seres vivos, ya que modula la expresión de genes que participan en la diferenciación, migración y proliferación celular, el desarrollo embrionario, el crecimiento y la reproducción (Atlasi y Stunnenberg, 2017). Cuando esta regulación es errónea en genes esenciales, se puede dar lugar a una mayor susceptibilidad al desarrollo de enfermedades (ver figura 4).

Durante el desarrollo embrionario se ha visto la participación de las marcas epigenéticas, las cuales pueden afectar la expresión de genes durante toda la vida. En los humanos es reconocida la influencia del estilo de vida y de la salud materna sobre el feto. Por ejemplo, los hijos de las mujeres que sufrieron violencia doméstica durante el embarazo tienen alterado el perfil de metilación del gen que codifica al receptor de cortisol, la hormona del estrés, lo cual se relaciona con problemas sociales de estos niños, como ansiedad, depresión, insomnio y ataques de pánico, principalmente durante la adolescencia (Radtke, et al., 2011).

Los cambios epigenéticos también influyen en el riesgo del desarrollo de enfermedades como artritis, Alzheimer, diabetes y cáncer (Hammaker y Firestein 2018; Wood 2018; Sommese, et al., 2018; Baylin y Jones 2016; Vicente-Dueñas, et al., 2018). Por ejemplo, en el cáncer de mama se ha visto un incremento de marcas represivas de metilación en el adn del gen brca1 (Breast Cancer 1), el cual produce una proteína supresora de tumores (Paydar, et al., 2019). Por el contrario, en cáncer de próstata se presenta un incremento de marcas de apertura de fosforilación en las histonas de genes blanco del ar (receptor de andrógenos), implicados en la proliferación celular (Kim, et al., 2014).

Sin embargo, se ha observado que el estilo de vida como la dieta puede modificar el patrón de candados y llaves de genes que regulan la aparición o el desarrollo de estas enfermedades. Por ejemplo, en la aparición de enfermedades, estudios epidemiológicos han mostrado que la alta ingesta de vegetales verdes esta inversamente relacionado con la aparición de diferentes tipos de cáncer (Giovannucci, et al., 2003; Egner 2014; Gerhauser 2013; Bishop y Ferguson, 2015). Aunado a lo anterior, se sabe que los productos químicos (metilos o acetilos) de la digestión de estos vegetales pueden funcionar como candados o llaves que cierran o abren genes importantes para el buen funcionamiento celular (Reid, et al., 2017; Li et al., 2018). Por otro lado, en lo que se refiere al desarrollo o progresión de enfermedades, se sabe que diversos fitoquímicos presentes en los vegetales y las frutas tienen efectos anticarcinogénicos dependientes del patrón de candados y llaves epigenéticas, en diferentes tipos de cáncer (Shankar, et al., 2016; Carlos-Reyes, et al., 2019). Por ejemplo, en cáncer de próstata, un compuesto químico contenido en el brócoli y la col de Bruselas incrementa las marcas de metilación o candados, en las histonas de genes implicados en la reparación del adn, bloqueando así́ su expresión lo que trae como consecuencia un aumento del daño al adn en la célula cancerosa. (Palomera-Sanchez, et al., 2017., ver figura 4).

Figura 4. Los hábitos de vida y las condiciones ambientales modulan el desarrollo embrionario y la propensión a enfermedades, a través de las modificaciones epigenéticas. Por ejemplo, la alimentación durante la etapa larvaria de las abejas influye sobre su fertilidad; la temperatura ambiental influencia la floración de las plantas; el consumo de tabaco y drogas propicia el desarrollo de enfermedades; el ejercicio físico y la alimentación sana disminuyen la susceptibilidad a enfermedades como diabetes y cáncer. Todos estos procesos son regulados por las llaves (acetilaciones) y candados (metilaciones) que ponemos sobre nuestros genes.

Conclusiones

El estudio de los mecanismos epigenéticos nos ha permitido entender cómo el ambiente modula muchos fenómenos biológicos, por ejemplo, el fenotipo corporal y reproductivo, la floración y fruto de las plantas, el desarrollo embrionario, la aparición, desarrollo y prevención de enfermedades. De esta forma, a pesar de que no podemos cambiar nuestra secuencia de adn, sí podemos modificar la expresión génica mediante la dieta y el estilo de vida, gracias a que ahora contamos con una gran información, la de la epigenética, la cual puede influenciar positivamente la forma de regularla.

Referencias

  • Allis, D., Caparros, ML., Jenuwein, T. y Reinberg, D. (2015). Epigenetics (2a ed.). Cold Spring Harbor Laboratory Press.
  • Allis, D. y Jenuwein, T. (2016). The Molecular Hallmarks of Epigenetic Control. Nature Reviews Genetics, 17(8), 487-500. doi: https://doi.org/10.1038/nrg.2016.59.
  • Asgari S. (2014). Epigenetic modifications underlying symbiont-host interactions. Advances in genetics, 86, 253–276. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-800222-3.00010-3.
  • Atlasi, Y. y Stunnenberg, H. G. (2017). The interplay of epigenetic marks during stem cell differentiation and development. Nature Reviews Genetics, 18(11), 643-658. doi: https://doi.org/10.1038/nrg.2017.57.
  • Baylin, S.B. y Jones, P. A. (2016). Epigenetic Determinants of Cancer [review]. Cold Spring Harbor Perspectives in Biolology, 8, a019505. doi: https://doi.org/10.1101/cshperspect.a019505.
  • Bishop, K.S. y Ferguson, L.R. (2015). The Interaction between Epigenetics, Nutrition and the Development of Cancer. Nutrients, 7(2), 922-947. doi: https://doi.org/10.3390/nu7020922.
  • Bogdanović, O. y Lister, R. (2017). dna Methylation and the Preservation of Cell Identity. Curr Opin Genet Dev., 46, 9-14. doi: https://doi.org/10.1016/j.gde.2017.06.007.
  • Carlos-Reyes, A., López-González, J. S., Meneses-Flores, M., Gallardo-Rincón, D., Ruíz-García, E., Marchat, L. A. Astudillo-de la Vega, H., Hernández de la Cruz, O. N. y López-Camarillo, C. (2019). Dietary Compounds as Epigenetic Modulating Agents in Cancer. Front Genet, 10(79). doi: https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00079.
  • Dawson, M. A. y Kouzarides T. (2012). Cancer epigenetics: from mechanism to therapy. Cell, 150(1), 12-27. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.06.013.
  • Egner, P. E. (2014). Rapid and Sustainable Detoxication of Airborne Pollutants by Broccoli Sprout Beverage: Results of a Randomized Clinical Trial in China. Cancer Prevention Research, 7(8), 813-823. doi: https://doi.org/10.1158/1940-6207.CAPR-14-0103.
  • Fraga, M. F., Ballestar, E., Paz, M. F., Ropero, S., Setien, F., Ballestar, M. L., Heine-Suñer, D., Cigudosa, J. C., Urioste, M., Benitez, J., Boix-Chornet, M., Sanchez-Aguilera, A., Ling, C., Carlsson, E., Poulsen, P., Vaag, A., Stephan, Z., Spector, T. D., Wu, Y., Plass, C. y Esteller, M. (2005). Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins. pnas, 102(30), 10604-10609. doi: https://doi.org/10.1073/pnas.0500398102.
  • Feil, R. y Fraga, M. F. (2012). Epigenetics and the environment: emerging patterns and implications. Nature Reviews Genetics, 13, 97–109. doi: https://doi.org/10.1038/nrg3142.
  • Fernandes, J., Arida, R. M. y Gomez-Pinilla, F. (2017). Physical exercise as an epigenetic modulator of brain plasticity and cognition. Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 80, 443-456. doi: https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2017.06.012.
  • Gao, X., Zhang, Y., Breitling, L. P. y Brenner, H. (2016). Tobacco smoking and methylation of genes related to lung cancer development. Oncotarget, 7(37), 59017-59028. doi: https://doi.org/10.18632/oncotarget.10007.
  • Garrett-Bakelman, F. E., Darshi, M., Green, S. J., Gur, R.C., Lin, L., Macias, B. R., et al. (2019). The nasa Twins Study: A Multidimensional Analysis of a Year-Long Human Spaceflight. Science, 364(6436). doi: https://doi.org/10.1126/science.aau8650.
  • Gerhauser C. 2013. Epigenetic impact of dietary isothiocyanates in cancer chemoprevention. Curr Opin Clin Nutr Metab Care, 16(4), 405-10. doi: https://doi.org/10.1097/MCO.0b013e328362014e.
  • Giovannucci, E., Rimm, E. B., Liu, Y., Stampfer, M. J. y Willett, W. C. (2003). A prospective study of cruciferous vegetables and prostate cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev, 12, 1403-1409.
  • Gottesfeld, J. M. (2019). Milestones in Transcription and Chromatin Published in the Journal of Biological Chemistry. J Biol Chem, 294(5), 1652-1660. doi: https://doi.org/10.1074/jbc.TM118.004162.
  • Hammaker, D. y Firestein, G. S. (2018). Epigenetics of Inflammatory Arthritis. Current Opinion Rheumatology, 30(2), 188-196. doi: https://doi.org/10.1097/BOR.0000000000000471.
  • Henikoff, S. y Greally, J. M. (2016). Epigenetics, Cellular Memory and Gene Regulation. Current Biology, 26(14), R644-8. doi: https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.06.011.
  • Kim, J-Y., Banerjee, T., Vinckevicius, A., Luo, Q., Parkerm, J. B., Baker, M. R., Radhakrishnan, I., Wei, J. J., Barish, G. D. y Chakravarti, D. (2014). A Role for WDR5 in Integrating Threonine 11 Phosphorylation to Lysine 4 Methylation on Histone H3 During Androgen Signaling and in Prostate Cancer. Molecular Cell, 54(4), 613-25. doi: https://doi.org/10.1016/j.molcel.2014.03.043.
  • Kucharski, R., Maleszka, J., Foret, S. y Maleszka, R. (2008). Nutritional Control of Reproductive Status in Honeybees via dna Methylation. Science, 319(5871), 1827-1830. doi: https://doi.org/10.1126/science.1153069.
  • Li, B., Carey, M. y Workman, J. L. (2007). The Role of Chromatin During Transcription. Cell, 128(4), 707-19.
  • Li, X., Egervari G., Wang Y., Berger, S. L. y Lu, Z. (2018). Regulation of Chromatin and Gene Expression by Metabolic Enzymes and Metabolites. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 19(9), 563-578. doi: https://doi.org/10.1038/s41580-018-0029-7.
  • Lötsch, J., Schneider, G., Reker, D., Parnham, M. J., Schneider, P., Geisslinger, G. y Doehring, A. (2013). Common non-epigenetic drugs as epigenetic modulators. Trends in Molecular Medicine, 19(12), 742-53 doi: https://doi.org/10.1016/j.molmed.2013.08.006.
  • McGee, S. L. y Hargreaves, M. (2019). Epigenetics and Exercise. Endocrinol Metabolism, 30(9), 636-645. doi: https://doi.org/10.1016/j.tem.2019.06.002.
  • Miro-Blanch, J. y Yanes, O. (2019). Epigenetic Regulation at the Interplay Between Gut Microbiota and Host Metabolism. Frontiers in genetics10, 638. doi: https://doi.org/10.3389/fgene.2019.00638.
  • Morris, K. V. y Mattick, J. S. (2014). The rise of regulatory rnaNature Reviews Genetics15(6), 423–437. doi: https://doi.org/10.1038/nrg3722.
  • Palomera-Sanchez, Z., Watson, G. W., Wong, C. P., Beaver, L. M., Williams, D. E., Dashwood, R. H. y Ho, E. (2017). The Phytochemical 3,3’-diindolylmethane decreases expression of AR-controlled dna Damage Repair genes through repressive chromatin modifications and is associated with dna Damage in Prostate cancer cells. The Journal of Nutritional Biochemistry, 47, 113-119. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2017.05.005.
  • Paydar, P., Asadikaram, G., Nejad, H. Z., Akbari, H., Abolhassani, M., Moazed, V., Nematollahi, M. H, Ebrahimi, G. y Fallah, H. (2019). Epigenetic modulation of brca1 and mgmt genes, and histones H4 and H3 are associated with breast tumors. Journal of Cellular Biochemistry, 120(8), 13726-13736. doi: https://doi.org/10.1002/jcb.28645.
  • Radtke, K. M., Ruf, Gunter, H. M., Dohrmann, K., Schauer, M., Meyer, A. y Elbert, T. (2011). Transgenerational Impact of Intimate Partner Violence on Methylation in the Promoter of the Glucocorticoid Receptor. Translational Psychiatry, 1(7), e21. doi: https://doi.org/10.1038/tp.2011.21.
  • Reid, M. A., Dai, Z. y Locasale, J. W. (2017). The Impact of Cellular Metabolism on Chromatin Dynamics and Epigenetics. Nature Cell Biology, 19(11), 1298-1306. doi: https://doi.org/10.1038/ncb3629.
  • Rider, C. F. y Carlsten, C. (2019). Air pollution and dna methylation: effects of exposure in humans. Clinical Epigenetics, 11(1), 131. doi: https://doi.org/10.1186/s13148-019-0713-2.
  • Shankar, E., Kanwal, R., Candamo, M. y Gupta, S. (2016). Dietary phytochemicals as epigenetic modifiers in cancer: Promise and challenges. Seminars in Cancer Biology, 40-41, 82-99. doi: https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2016.04.002.
  • Skalska, L., Beltran-Nebot, M., Ule, J. y Jenner, R. G. (2017). Regulatory Feedback From Nascent rna to Chromatin and Transcription. Nature Reviews Molecular Cell Bioly, 18(5), 331-337. doi: https://doi.org/10.1038/nrm.2017.12.
  • Sommese, L., Benincasa, Lanza, M., Sorriento, A., Schiano, C., Lucchese, R., Alfano, R., Nicoletti, G. F. y Napolide, C. (2018). Novel Epigenetic-Sensitive Clinical Challenges Both in Type 1 and Type 2 Diabetes. Journal of Diabetes and its Complications, 32(11), 1076-1084. doi: https://doi.org/10.1016/j.jdiacomp.2018.08.012.
  • Swiezewski, S., Liu, F., Magusin, A. y Dean, C. (2009). Cold-induced silencing by long antisense transcripts of an Arabidopsis Polycomb target. Nature, 462, 799–802. doi: https://doi.org/10.1038/nature08618
  • Vicente-Dueñas, C., Hauer, J., Cobaleda, C., Borkhardt, A. y Sánchez-García, I. (2018). Epigenetic Priming in Cancer Initiation. Trends in Cancer, 4(6), 408-417. doi: https://doi.org/10.1016/j.trecan.2018.04.007.
  • Waddington, C. H. (1942). The epigenotype. Endeavour, 1, 18–20.
  • Waddington, C. H. (1942). Canalization of development and the inheritance of acquired characters. Nature, 150, 563–565.
  • Wood, I. C. (2018). The Contribution and Therapeutic Potential of Epigenetic Modifications in Alzheimer’s Disease. Frontiers in Neurosciences, 12, 649. doi: https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00649.
  • Zhang, T., Cooper S. y Brockdorff, N. (2015). The Interplay of Histone Modifications – Writers That Read. embo Reports, 16(11), 1467-81. doi: https://doi.org/10.15252/embr.201540945.


Recepción: 01/02/2020. Aprobación: 31/08/2020.

Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

Piscicultura marina tropical con peces diádromos: estrategia frente al cambio climático en México

Sergio Escárcega Rodríguez Cita

Resumen

Ante la fuerte evidencia del incremento en la intensidad de huracanes y tormentas tropicales derivados del calentamiento global antropogénico (producto de los seres humanos), se prevé que en el mediano y largo plazo los efectos de estos fenómenos se acentúen en los litorales de México. Por lo tanto, resulta imperativo definir escenarios de adaptación para la piscicultura marina que permitan el cultivo en otros ambientes de especies selectas con menor riesgo de afectación. Es aquí donde se destaca la opción del aprovechamiento sostenible de peces diádromos, en particular de los cuasi-catádromos, como los robalos (Centropomidae), que son especies que crecen en agua dulce y desovan en el mar en puntos cercanos a las desembocaduras de los ríos. Su tolerancia a distintos gradientes de salinidad permite, además de su crecimiento, la producción de biomasa a gran escala en el medio marino, salobre y en agua dulce. En este contexto, si se manejan las condiciones requeridas de salinidad en el desove, se podrían cultivar robalos, algunas corvinas (Sciaenidae), jureles (Carangidae) y pargos (Lutjanidae) en agua dulce dentro de espacios protegidos tierra adentro con un menor riesgo de afectación por fenómenos meteorológicos extremos, aparte de que se obtendrían beneficios como un mayor control y menores costos de operación.
Palabras clave: Piscicultura marina tropical, calentamiento global, peces diádromos, reconversión productiva, adaptación al cambio climático, Antropoceno.

Tropical marine fish farming with diadromous fish. An alternative to adaptation to climate change in Mexico

Abstract

Given the strong evidence of the increase in the intensity of hurricanes and tropical storms due to anthropogenic global warming, that is, produced by man, it is expected that in the medium and long term this situation will be enhanced on the coastlines of Mexico. It is imperative, therefore, to define adaptation scenarios for marine fish farming that allow the cultivation of selected species in other environments with less risk of affectation. It is here that the option of sustainable use of diadromous fish, particularly quasi-catadromes, such as robalos (Centropomidae), which are species that grow in fresh water and spawn in the sea at points close to river mouths. Its tolerance to different salinity gradients allows its growth and the production of large-scale biomass in the marine, brackish, and freshwater environments. In this context, several of them, handling the required conditions of salinity in spawning, could be grown in fresh water, such as robalos, some croaker (Sciaenidae), horse mackerel (Carangidae) and snapper (Lutjanidae), in protected areas, land inside, with a lower risk of affectation due to extreme weather events, lower management and lower operating costs.
Keywords: Tropical marine fish farming, global warming, diadromous fish, productive reconversion, adaptation to climate change, Anthropocene.

Piscicultura marina en México y escenarios futuros

El incremento en la oferta de alimentos para consumo humano en nuestro país es una necesidad impostergable en virtud de las proyecciones del crecimiento poblacional y de los imperativos que suponen la generación de riqueza, la creación de nuevas fuentes de empleo, el desarrollo regional y la conservación del capital natural de los mares de México.

Un nuevo derrotero en la producción acuícola en el país podría darse con el desarrollo y expansión de la piscicultura marina tropical basada en las especies eurihalinas 1 de litorales mexicanos debido a su alto valor comercial, vasto potencial biológico (pueden producir enormes cantidades de larvas y crías) y versatilidad para su cultivo. Estas características posibilitan la producción de biomasa a gran escala con fines alimentarios y comerciales en distintos ambientes.

Uno de los factores importantes para asegurar la viabilidad de los proyectos acuícolas en sistemas suspendidos en el mar, es el de disponer de espacios protegidos de fuertes corrientes y oleaje que también faciliten el manejo y aseguramiento de la infraestructura productiva. En el caso de México, los litorales en su franja tropical en las vertientes del Océano Pacífico, Golfo de México y Mar Caribe constituyen zonas de trayectoria frecuente de huracanes durante el verano (Figura 1).

Figura 1. Formación de huracanes en la vertiente del Pacífico de México.
Imagen tomada de: https://traficozmg.com/2018/05/comienza-temporada-de-huracanes-en-mexico/.

Ante el contundente incremento en la intensidad de estos fenómenos por el calentamiento global, es de esperarse que a mediano y largo plazo esta emergencia se agudice. Por ello, es necesario definir escenarios de adaptación a estos cambios; y la piscicultura marina tropical en México no debe ser la excepción.

A partir de estudios de factibilidad, es posible identificar y referenciar con el mayor grado de certidumbre zonas marinas propicias para el establecimiento de sistemas de engorda de peces en jaulas flotantes en las áreas con el menor riesgo de impacto por estos fenómenos. Además, porque habrá que considerar la normatividad vigente en materia de navegación, ordenamiento ecológico territorial y protección ambiental que le den la mayor infalibilidad al desarrollo de la actividad, se hace necesario perfilar opciones para el aprovechamiento de peces marinos en otros ambientes con un menor peligro de afectación.

Esta propuesta tiene por cometido presentar las ventajas que reúnen los peces diádromos tropicales ante el cambio climático global, así como las estrategias y acciones tangibles que se podrán implementar para el desarrollo y expansión de su cultivo en México.

¿Por qué pensar en peces diádromos?

Es aquí en donde destaca la alternativa del aprovechamiento sostenible en el ciclo completo de especies de peces diádromos 2 de los litorales de México dentro de su franja tropical. En particular hablamos de los cuasi-catádromos, como los robalos (Centropomidae), que son especies que crecen en agua dulce y desovan en el mar en zonas cercanas a las desembocaduras de los ríos (Cotto et al., 2010).

Su tolerancia a fluctuaciones en la salinidad permite su crecimiento en el medio marino, en el estuarino (desembocaduras de los ríos, lagunas costeras) y en el medio limnético. 3 En este contexto, si se manejan las condiciones requeridas de salinidad en el desove, se podrían cultivar robalos (Escárcega, 2010), algunas corvinas (Sciaenidae) (FAO, 2005-2018), jureles (Carangidae) (Allen et al., 2002) y pargos (Lutjanidae) (Smith, 1997) en agua dulce dentro de espacios protegidos tierra adentro con un menor riesgo de afectación en la infraestructura por fenómenos meteorológicos extremos, aparte de que se obtendrían beneficios como un un mejor control sobre los cultivos y menores costos de operación (Figura 2).

Figura 2. Cultivo de peces en jaulas flotantes en presas.
Imagen tomada de: https://panoramaacuicola.com/wp-content/uploads/2019/03/CUIDAMOS-Malpaso-47.jpg.

Las especies selectas

Por ejemplo, para el caso de región del Pacífico Sur de México, 4 que abarca los estados costeros de Jalisco a Chiapas (Figura 3), se realizó una preselección de especies eurihalinas de componente marino sobre tres precondiciones básicas: valor comercial, presencia de las mismas en sistemas lagunares y estuarinos, y talla (Escárcega-Rodríguez, 2018).

Figura 3. Pacífico Transicional Mexicano (conabio, 2020).
Imagen tomada de: https://www.biodiversidad.gob.mx/region/ecorregiones-marinas.

Como resultado de dicho estudio, los puntajes más altos pertenecen a los robalos prieto y plateado (Centropomus nigrescens y C. viridis, respectivamente), el mero guasa (Epinephelus itajara), los pargos (como Lutjanus peru y L. colorado), el pámpano (Trachinotus kennedyi) y la corvina (Cynoscion albus) (Figura 4). Se trata de especies selectas consideradas extraordinarias por su alto valor comercial y atributos biológicos para la producción de biomasa a escala masiva. Además, otra importante ventaja en cuanto a la conservación del capital natural de los mares de México y de la región oceánica del Pacífico Oriental Tropical (pot), es que una parte de la producción controlada de crías podría destinarse también para fortalecer el reclutamiento 5 en las poblaciones de estas especies en su hábitat natural.

La reconversión productiva como estrategia de adaptación

En el caso de México, y paralelo a los aprovechamientos en el ambiente marino que se puedan implementar a futuro en zonas protegidas de fuertes oleajes, se aprecian dos grandes vertientes en el marco de la reconversión productiva para poner en funcionamiento esta estrategia acuícola de adaptación en respuesta a la exacerbación de huracanes y tormentas tropicales.

La primera se trata de promover el cultivo de especies selectas en las numerosas Unidades de Producción Acuícola (upa) 6 que operan en la actualidad tierra adentro (en agua dulce y agua salobre) en las planicies costeras del país a elevaciones menores a los 500 msnm. Estas unidades se dedican principalmente a la producción de tilapia (Oreochromis spp.), bagre de canal (Ictalurus punctatus) e incluso de camarón (Penaeus vannamei), realizando una reconversión hacia la engorda de especies, como los robalos (Centropomus spp.), que son de alto potencial acuícola y mayor valor en el mercado. También se cuenta con la opción de incorporar en estanques a los robalos en la engorda de tilapia para el control de su reproducción, ya que así se aporta un valor agregado a los cultivos.

La segunda de estas vertientes, es sobre la disponibilidad de un importante número de presas de agua en México. La generación de electricidad en una presa es independiente de su elevación. No así el cultivo de las especies mencionadas, que si requieren de altitudes menores a los 500 msnm; sobre todo en las vertientes del Océano Pacífico y Golfo de México. 7 Estas construcciones abren espacios de gran dimensión a manera de espejos de agua y son propicios para el cultivo de peces diádromos en agua dulce. Estas prácticas traen consigo beneficios tanto para su manejo intensivo en jaulas flotantes con altos rendimientos productivos, así como a nivel extensivo por medio de resiembras periódicas de crías, y esto, a su vez, brinda un mayor valor a las pesquerías establecidas. En este sentido, se tendrían dos ventajas adicionales: la captura de tilapias de mayor talla y aprecio comercial como resultado del control de su reclutamiento natural con un depredador; y la generación de mayor derrama económica a través de la pesca deportiva con especies de alto aprecio en este rubro como los robalos. 8 Todo lo anterior deriva en una alternativa de alto beneficio socioeconómico potencial para distintas regiones del país (Figura 5).

Figura 5. Los robalos (Centropomus spp.) constituyen especies de gran atractivo en la pesca deportiva.
En: https://i.ytimg.com/vi/glAVLCWDlv4/maxresdefault.jpg.

Opciones para el abastecimiento de las crías

En cuanto al aprovisionamiento de crías para los sistemas de engorda, se cuenta con opciones tecnológicas que se podrán utilizar con peces marinos en los momentos de desove, fecundación y eclosión. 9 Se trata de los sistemas acoplados de desove e incubación para especies de huevo pelágico (flotante) de alta fecundidad, como las especies que nos ocupan, en los que se logra la cosecha automática del huevo y la producción masiva de larvas en estadio de alimentación (Escárcega-Rodríguez, 1996).

De igual manera, en cuanto a la etapa larval, con base en los resultados favorables logrados en otros países, como por ejemplo con el robalo del Indo-Pacífico (Lates calcarifer), será conveniente probar protocolos alternativos para el cultivo larval y la crianza en estanques rústicos en los que se acopla de manera sincrónica la siembra de larvas en fase de alimentación (aproximadamente 48 horas después de la eclosión) con la sucesión del zooplancton 10 que se presenta de manera natural en estanques preparados ex profeso (Escárcega-Rodríguez, 2020a). En estos protocolos aplicados en Australia con L. calcarifer se reportan índices de sobrevivencia en la crianza que varían del 20 al 40% bajo densidades de siembra de 900 000 larvas/ha. Esto, con una ventaja adicional de que se presenta un crecimiento más rápido y mayor vitalidad en las mismas con respecto a los resultados de sistemas intensivos de alto control en recirculación en pequeños contenedores (Rutledge y Rimmer, 1991; Barlow et al., 1996).

En una fase inicial, bajo la batuta del gobierno federal (conapesca), una Unidad demostrativa de este tipo se podría instalar en la costa en donde se aproveche y adapte infraestructura ya existente. De esta manera, se podrá conformar un capital semilla tecnológico para impulsar esta promisoria vertiente productiva y detonar nuevas y significativas cadenas de valor acuícola en México 11 como se ha hecho con otras especies.

Perspectivas

Es factible afirmar que un incremento sustancial en la producción acuícola en México podrá lograrse con el aprovechamiento de esta ventana de oportunidad si se considera la disponibilidad de más de 11 mil kilómetros de litorales (en el Océano Pacífico, Golfo de México y Mar Caribe), de un número importante de presas de gran extensión superficial y baja elevación, y de un elenco considerable de peces eurihalinos y diádromos con altos atributos para su cultivo. En este sentido, es preciso destacar que en México y América Latina (al) es poco lo que se ha avanzado en materia de cultivo de peces marinos tropicales en ciclo completo y el potencial de desarrollo de esta vertiente productiva se aprecia altamente significativo.

Se considera necesario, por tanto, focalizar la investigación sobre los peces diádromos (iniciando con especies como los robalos y corvinas) que reúnen los más altos atributos acuícolas (Escárcega-Rodríguez, 2018) para optimar la aplicación de los recursos que se canalizan para este propósito y facilitar el desarrollo de los paquetes tecnológicos para su aprovechamiento en ciclo completo. Así es como se puede avanzar en el marco del cambio climático en esta época del Antropoceno con estrategias que apuntan a la diversificación productiva, la seguridad alimentaria y el desarrollo regional sostenible en nuestro país y en la región de América Latina.

Referencias



Recepción: 20/01/2020. Aprobación: 29/07/2020.

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Revista Digital Universitaria Publicación bimestral Vol. 18, Núm. 6julio-agosto 2017 ISSN: 1607 - 6079