Vol. 21, núm. 5 septiembre-octubre 2020

La etapa universitaria y su relación con el sobrepeso y la obesidad

Andrea López Maupomé y Ma. de los Ángeles Vacio Muro Cita

Resumen

Para los estudiantes, adaptarse a la universidad no sólo consiste en responsabilizarse por sus estudios, sino también por tener un estilo de vida saludable, que promueva su bienestar físico. Sin embargo, se tiene evidencia de que los jóvenes que cursan la etapa universitaria establecen malos hábitos de alimentación y de salud, lo que propicia un aumento de peso corporal desde el primer año de estudios. Esto puede conducir al desarrollo de sobrepeso y obesidad, y otros problemas de salud en la edad adulta. Así, el objetivo de este artículo es el de analizar la relación que existe entre el aumento de peso corporal y los malos hábitos alimentarios de los jóvenes a lo largo de sus estudios universitarios.
Palabras clave: jóvenes, peso corporal, obesidad, hábitos alimentarios, estudios universitarios.

College Life and its Link to Overweight and Obesity

Abstract

For students, adapting to college does not only imply being responsible for their studies, but also to adopt a healthy lifestyle. However, evidence has shown that during their time at university, students stablish unhealthy habits such as a poor diet, little physical activity and poor sleeping schedules that, in conjunction, trigger body weight gain since freshman year. This might lead to major weight-related problems at the end of the university and further health problems during adulthood. The aim of this article is to analyze de relation between weight gain and student’s unhealthy habits during the college period.
Keywords: young people, weight, obesity, eating habits.

Introducción

El ingreso a la universidad es una etapa llena de retos. La experiencia universitaria implica un compromiso no sólo con los estudios, sino con la adaptación a una nueva fase. Para los jóvenes, el paso por la universidad resulta el primer acercamiento a la vida real, en donde las responsabilidades, la autonomía y la independencia en la toma de decisiones incrementan de manera importante (Bernardo et al., 2017; Moreno y del Barrio, 2005; Nelson et al., 2008). Frecuentemente, los cambios que demandan adaptarse a esta experiencia los conduce a olvidarse del cuidado en la alimentación, el sueño, la actividad física, entre otros hábitos de salud, lo que ocasiona que su peso corporal vaya incrementando paulatinamente. Entonces, ¿podría considerarse el paso por la universidad como un factor de riesgo para el desarrollo del sobrepeso y la obesidad? Este escrito tiene por objetivo analizar la relación que existe entre la vida universitaria y el aumento de peso corporal asociado con los malos hábitos alimentarios (ver imagen 1).

Imagen 1. Prácticas alimentarias de los estudiantes universitarios.

Jóvenes, estudiantes, sobrepeso y obesidad

El aumento en las prevalencias de sobrepeso y obesidad de la población a nivel internacional y nacional es preocupante. Resultados de la última Encuesta Nacional de Salud y Nutrición (enasut) (Instituto Nacional de Salud Pública, 2018) mostraron que 38.4% de la población adolescente, entre los 12 y los 19 años de edad, presentaba sobrepeso y obesidad. Para la población adulta de 20 años o más, estos padecimientos estaban presentes en más de 75.2% de la población. Otras investigaciones realizadas en Yucatán, Tlaxcala, Baja California y Ciudad de México han señalado que entre 29% y 49% de la población universitaria presenta sobrepeso y obesidad (Gutiérrez-Salmeán et al., 2013; Lorenzini et al., 2015; Ponce y Ponce de León et al., 2011). Las cifras reportadas en la población universitaria son similares a las reportadas por la ensanut para la población adolescente en general. Por ello, es posible que, cuando la población universitaria actual tenga una edad adulta, el porcentaje de quienes padecen sobrepeso y obesidad aumente.

Si se considera que la etapa universitaria regularmente comprende de los 18 a los 25 años de edad, podría preverse que habrá estudiantes con sobrepeso y obesidad al iniciar sus estudios universitarios y que, probablemente, la cifra llegue a duplicarse al finalizar sus estudios. Entonces, ¿podrían considerarse riesgosos los cuatro años del período universitario para el desarrollo del sobrepeso y la obesidad?

El paso por la universidad y el aumento de peso corporal

Como se mencionó anteriormente, diversos estudios han encontrado una fuerte relación entre la vida universitaria y el aumento de peso corporal (Mihalopoulos et al., 2008; Nelson et al., 2008). Incluso, en países desarrollados, le han nombrado Freshman 15 al fenómeno que se caracteriza por el aumento de 15 libras (6.8 kg) de peso corporal en estudiantes universitarios durante el primer año de sus estudios (Levitsky et al., 2004) (ver imagen 2). Aunque estudios han indicado que el aumento se da de 3 a 5 libras (1.36-2.26 kg) (Pope et al., 2016; Vella-Zarb y Elgar, 2009), es evidente que los jóvenes tienden a subir de peso y que ello está relacionado con los cambios asociados con la adaptación a la vida universitaria. Dicho aumento de peso puede ser tan acelerado que puede identificarse en los primeros tres meses de iniciar los estudios (de Vos, Hanck, Neisingh, Prak, Groen y Faas, 2015). No obstante, el aumento de peso no sólo ocurre al inicio de la universidad, sino que las cifras del aumento de peso corporal continúan a lo largo del período universitario.

Imagen 2. El Freshman 15.

Al respecto, Pope et al. (2017) realizaron una investigación en la que siguieron la trayectoria del peso corporal en los estudiantes universitarios y encontraron que la media del aumento de peso fue más de 4 kg, de los cuales casi 3 kg se adquirieron durante el primer año. También reportaron que 17% de los estudiantes tenía sobrepeso y obesidad al ingreso y que al finalizar el período universitario el porcentaje de estudiantes aumentó casi al doble (29.9%). Después de cuatro años, 41% de los jóvenes universitarios tenían sobrepeso y obesidad.

En México, las cifras de este fenómeno son similares. Un estudio realizado en la Universidad Veracruzana reportó que el aumento de peso en los primeros dos años de estudios universitarios fue de 3.1 kg en mujeres y 2.5 kg en hombres (Campos-Uscanga et al., 2017). Asimismo, Gutiérrez-Salmeán et al. (2013) encuestaron a estudiantes inscritos en diferentes semestres de estudio y encontraron que, a mayor edad, mayor fue el número de jóvenes con sobrepeso y obesidad. También detectaron que a la edad de 25 años casi la mitad de los estudiantes presentaban sobrepeso y obesidad. De igual manera, se ha encontrado que los jóvenes no sólo presentan alteraciones en el peso corporal, sino también otros padecimientos como hipertensión, diabetes, colesterol y triglicéridos altos, colitis y gastritis (Betanzos et al., 2011; Pulido Rull et al., 2011).

Los datos reportados anteriormente muestran que, independientemente del peso corporal con el que los estudiantes ingresen a la universidad, existe una tendencia de aumento de peso en la población y, con ello, una calidad de vida adulta deficiente en salud. Esto conduce a preguntarse por las razones asociadas al aumento de peso en los jóvenes universitarios.

La vida universitaria y los malos hábitos de salud

Los retos que implican estudiar una licenciatura deberían estar acompañados del compromiso por tener un óptimo estado de salud. Las prácticas alimentarias de los estudiantes involucran períodos largos sin consumir alimentos, un menor consumo de frutas, verduras y pescados, y un mayor consumo de comida rápida, snacks , refrescos y alcohol (Bernardo et al., 2017; Hilger et al., 2017; Ponce y Ponce de León et al., 2011; Pope et al., 2016). El alcohol es una de las bebidas que se consume con frecuencia y que pasa desapercibida al analizar la dieta (Gutiérrez-Salmeán et al., 2013; Lumbreras et al., 2009; Reguera-Torres et al., 2015) (ver imagen 3), a pesar de que aporta aproximadamente 15% de las calorías consumidas por día en la dieta de los universitarios (Pope et al. 2016). Con respecto a la actividad física, se ha encontrado que alrededor de 70% de los jóvenes no realiza ningun tipo de actividad física (Gutiérrez-Salmeán et al., 2013; Lumbreras et al., 2009; Reguera-Torres et al., 2015).

Imagen 3. Consumo de alcohol frecuente en universitarios.

Si bien, las características de la dieta y de la actividad física son resultado de las decisiones de los jóvenes, muchas veces están relacionadas con las condiciones en las que viven los universitarios, que dificultan mantener buenos hábitos en salud (Ashton et al., 2015; Greaney et al., 2009).

Greaney et al. (2009) explican que hay tres tipos de barreras que obstaculizan mantener un peso saludable en estudiantes universitarios: personales, sociales y ambientales. Las barreras personales están relacionadas con el no querer hacer ejercicio, la preferencia por la comida rápida poco saludable, estar aburrido y sufrir de estrés. A nivel social las principales barreras para mantener un peso adecuado son las convivencias sociales como salir a comer/cenar, fiestas y reuniones. En este sentido, la conducta alimentaria de otros (amigos o compañeros) influye sobre qué y cuánto comer, además de que en estas situaciones se tiende a consumir más alimentos poco saludables y bebidas alcohólicas. Por último, las barreras ambientales se relacionan con la falta de tiempo libre asociada con las exigencias universitarias, con no contar con establecimientos que ofrezcan alimentos saludables, y los costos elevados asociados con estilos de vida saludables.

En México, se realizó un estudio para explorar la cultura alimentaria y los estilos de vida de los estudiantes, y se encontraron coincidencias con las barreras de la alimentación saludable en estudiantes descritas por Greaney et al. (2009). Los autores encontraron que los principales factores que intervienen para una alimentación saludable son el tiempo y el poder adquisitivo, pues los estudiantes reportaron tener poco tiempo para comprar y preparar sus alimentos, comer adecuadamente, realizar ejercicio físico y dormir ocho horas diarias. Asimismo, cuentan con una cantidad de dinero limitada para incluir variedad de alimentos en su dieta, por lo que prefieren comer en establecimientos de comida corrida o en puestos ambulantes (Illescas et al., 2009).

A pesar de las barreras mencionadas, existen algunos estudiantes que tienen hábitos saludables que les facilitan mejorar o mantener un peso saludable, tales como interesarse por lo que comen, regular la cantidad y la calidad de sus alimentos, realizar una actividad física acompañado de amigos, y aprovechar los servicios alimentarios y de ejercicio que se ofrecen en los propios campus universitarios (Greaney et al., 2009).

Conclusión

La importancia de exponer y analizar la relación entre el aumento de peso en los estudiantes y sus malos hábitos alimentarios que se propician a lo largo de la vida universitaria radica en evidenciar que los jóvenes se encuentran en riesgo nutricional y que esto, posiblemente, derive en complicaciones de salud a lo largo de su vida si no se toman acciones a tiempo para contrarrestarlo. Es por ello que concientizar a los estudiantes acerca de sus hábitos de alimentación y de salud, y que monitoreen su peso y su Índice de Masa Corporal (imc) constantemente, debe ser prioridad para evitar el desarrollo de padecimientos como la obesidad, la diabetes y la hipertensión, ente otros.

Al visibilizar el problema se pueden tomar medidas tanto a nivel institucional, desde las universidades, como de manera individual, en la comunidad estudiantil. Las instituciones pueden minimizar las barreras ambientales llevando a cabo campañas de promoción a la salud e intervenciones nutricionales dirigidas a la población estudiantil, así como ofrecer establecimientos de alimentos saludables al alcance de los jóvenes. Finalmente, la recomendación para los estudiantes universitarios que inician, cursan o están por concluir sus estudios de licenciatura es que intenten equilibrar las exigencias académicas con la motivación de obtener y/o mantener un peso corporal saludable acercandose a los profesionales de la salud, evitar los excesos, animarse a emplear estrategias saludables, realizar ejercicio físico y, así, disfrutar con plenitud esta maravillosa etapa.

Sitios de interés

Para más información de cómo prevenir el aumento de peso durante la universidad, se invita a consultar:

Referencias

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Recepción: 07/08/2019. Aprobación: 20/05/2020.

Vol. 21, núm. 5 septiembre-octubre 2020

Las lágrimas y sus padecimientos

Anabel Socorro Sánchez Sánchez y Alejandro Rodriguez Mercado Cita

Resumen

Las lágrimas son un componente esencial para nuestra visión, son el primer punto de contacto con la luz que entra a los ojos. Sin embargo, resulta común vivir con uno o varios síntomas asociados con padecimientos lagrimales y estar tan acostumbrados a ellos que los pasamos por alto. Cualquier problema de este tipo afectará nuestra visión y la manera en la que percibimos el mundo. En este artículo, te hablaremos sobre qué son las lágrimas, también llamadas películas lagrimales, de qué están hechas y cómo podrías identificar si vives con algún problema en ellas.
Palabras clave: lágrima, visión, ojos, padecimientos.

Tears and its affections

Abstract

Tears are an essential component for our vision; they are the first contact of the light when it passes through our eyes. It is common to live with one or more symptoms associated to issues in the tears, overlooking that fact. Any tear-related problem compromises our vision and our world perception. In this article, we will talk about what tears are, which are their components and how you can assess yourself to identify if you are living with some problem in them.
Keywords: tears, vision, eyes, health condition.

Introducción

¿Te ha pasado que sientes que nadie merece tus lágrimas? O tal vez has imaginado como sería tu vida sin lágrimas, quizá porque el viento se las llevó o porque fueron derramadas en la sequedad o aspereza.

Quizá simplemente las has secado, sin considerar lo importantes que son para tus ojos, pasando por alto también la labor de las glándulas que intervienen en su formación. Las diferentes cualidades ópticas de las lágrimas hacen posible ver una imagen definida, además de cumplir funciones de lubricación y otras más de defensa ante agentes microbianos. A continuación, se dan a conocer más detalles.

Las lágrimas, lágrima o película lagrimal: una capa de capas

La lágrima o película lagrimal es una capa líquida muy delgada; tiene un espesor mínimo de 4 milésimas de milímetro (micrones, µ) y máximo de 40µ; se podría pensar en ella como un gel líquido compuesto de agua, grasa, moco y muchos nutrientes. Esta fina capa a su vez está formada por tres subcapas más delgadas, una de mucina, otra de agua y la última de lípidos o grasas, cada una con origen en glándulas diferentes, distribuidas en el aparato lagrimal. La acción mecánica del párpado combina estos 3 componentes, y forma, como tal, la película lagrimal (ver figura 1). Una definición más reciente, describe a la lágrima como un gel interactivo de mucina hidratada, con lípidos asociados a proteínas, distribuidos por todo el gel (Gayton, 2009).

Figura 1. Capas de la lágrima.
Fuente: elaboración propia.

Las lágrimas tienen muchas funciones: sirven como lente óptica, ya que son el primer punto de contacto que tiene la luz al entrar a nuestros ojos, son la principal fuente de oxígeno de la córnea, actúan como lubricante entre los párpados y la córnea, se encargan de la eliminación de cuerpos extraños y células muertas, además de prevenir infecciones por microorganismos.

Figura 2. Ubicación de las glándulas responsables de la producción de la película lagrimal.
Fuente: elaboración propia.

La subcapa de mucina es la más próxima a la superficie ocular, y se genera en las células de Globet y epiteliales, en las glándulas de Manz y de Moll, y en las criptas de Henle (ver figura 2). Está constituida principalmente de sulfomucina y sialomucina (Caffery, 1990), proteínas de alto peso molecular; encargadas de proteger la superficie ocular al actuar como barrera ante microorganismos. Ayuda a crear una superficie hidrófila lisa sobre las microvellosidades de la superficie corneal y con esto favorecer la adherencia de la lágrima sobre el ojo (ver figura 3).

Figura 3. Adherencia de la mucina.
Fuente: elaboración propia.

La subcapa acuosa se halla en la parte intermedia de la lágrima, y constituye la mayor parte de la película. Aunque su producción más grande procede de la glándula lagrimal principal, se complementa con la de las glándulas de Krause y Wolfring 1 (ver figura 2), células acinares, 2 vasos sanguíneos de la conjuntiva, epitelio corneal y conjuntival. Está integrada por un alto contenido de agua, proteínas y enzimas (amilasa, lizosima, lactoferrina, prealbúmina), glicoproteínas, inmunoglobulinas (IgA e IgG), sodio, cloro, urea, piruvato, glucosa, potasio, calcio, magnesio e, incluso algunos otros componentes que aún no se han descubierto. Se encarga principalmente en llevar oxígeno y nutrientes a la córnea; además de lubricar, eliminar tanto partículas como desechos metabólicos, y gracias a la presencia de inmunoglobulinas, enzimas y otras proteínas bacteriolíticas de evitar infecciones (Caffery, 1990; Kaufman y Alm, 2004).

La inervación 3 de la glándula lagrimal principal es regulada mayormente por el sistema nervioso involuntario, se conecta con la retina, la capa del ojo encargada de percibir la luz, y con el sistema límbico, el cual regula las emociones. Por este motivo podemos llorar en casos de deslumbramientos o por tristeza. Las concentraciones de electrolitos y proteínas de la subcapa acuosa variaran dependiendo del origen del estímulo (Kaufman y Alm, 2004).

Finalmente, la subcapa lipídica es la más externa, pues entra directamente en contacto con el aire. Proviene de las glándulas de Meibomio (ver figura 2) y se forma de la combinación de alcoholes con ácidos orgánicos (ésteres) y colesterol. Retrasa la evaporación de nuestras lágrimas, permitiendo que permanezcan por más tiempo sobre la superficie externa de nuestro ojo (Caffery, 1990; Kaufman y Alm, 2004).

Una vez que las lágrimas han cumplido su función…

En condiciones normales, se pierde entre 10% y 20% de la película lagrimal por evaporación. El parpadeo hace un efecto de sifón que bombea las lágrimas para su deshecho, iniciando con los puntos lagrimales en el borde interno de los párpados, continuando por los canales lagrimales y saco lagrimal hacia la nariz (Saraux, Lemasson, Offret, y Renard, 1985; ver figura 4).

Figura 4. Aparato lagrimal.
Fuente: elaboración propia.

Cuando las lágrimas tienen problemas se pueden presentar alteraciones

El síndrome de ojo seco es la más frecuente, aparece por deficiencias en uno o en varios componentes. Entre sus síntomas, puede presentar sensación de tener arena o algo en el ojo, comezón, ardor, sensibilidad a la luz, pesadez en los párpados y a veces hasta dolor.

¿Has tratado de enfocar y no puedes? Si la película lagrimal se vuelve irregular, cuando la luz pase a través de ella también tendrá anormalidades (llamadas microaberraciones), lo que suele ocasionar que mientras fijamos la mirada en un objeto no se vea completamente definido (aun usando lentes). A veces, durante esos momentos empezamos a parpadear buscando mejorar el enfoque, porque al hacerlo volvemos a distribuir la lágrima de manera uniforme y a lubricar la superficie ocular, pero como ésta desaparece rápidamente resurgen las imágenes borrosas o distorsionadas que disminuyen la nitidez, por lo tanto continuamos parpadeando.

Otras causas del síndrome del ojo seco pueden ser mecánicas o autoinmunes:

  • Mecánicas: los párpados laxos, el cierre incompleto del párpado o la disminución de la frecuencia del parpadeo propician un ojo seco pero funcional, ya que las capas de la lágrima se encuentran en una excelente condición de salud.
  • Autoinmunes (enfermedades donde nuestro propio sistema inmunológico ataca nuestros órganos sanos): síndrome Sjögren, 4 queratoconjuntivitis sicca, 5 desordenes de la glándula lagrimal, 6 entre otros.

El síndrome de ojo seco, de igual modo, tiende a manifestarse por problemas en el resto del aparato lagrimal, en los puntos y conductos que llevan a su drenaje (Paul-Riorda y Emmet, 2011).

  • Dacriocistitis: infección del saco lagrimal.
  • Dacrioadenitis: inflamación de glándulas lagrimales. Puede volverse crónica, cuya causa más común es el síndrome de Sjögren, o aguda, debido a virus, bacterias u hongos.
  • Epífora funcional u obstructiva: cuando el canal está obstruido por secreciones, lo que provoca lagrimeos excesivos.

Otros padecimientos…

  • Alácrima: carencia congénita de lagrimeo.
  • Lagrimación paradójica o lágrimas de cocodrilo: lagrimeo al comer.
  • Lágrimas sanguinolentas o hemolacria: la presencia de sangre puede estar asociada con conjuntivitis, golpes o tumores.

Evalúa si vives con un padecimiento lagrimal

La siguiente información será de utilidad para descubrir si se vive con un padecimiento debido a problemas lagrimales.

Primero te sugerimos una autoevaluación respondiendo un cuestionario. Existen varios cuestionarios para determinar los síntomas de la resequedad ocular, uno de los más usados es el de McMonnies y Ho (1987). Este cuestionario lo puedes utilizar para autoevaluarte y saber si vives con algún problema en tu lágrima que deba ser atendido por un especialista. Consiste en 13 preguntas de opción múltiple, al final cada respuesta corresponde a un puntaje, cuya suma dirá si tienes un problema o estás en riesgo de tenerlo. Recomendamos tener a la mano un lugar para anotar las respuestas. Comencemos.

El recurso no se encuentra disponible en este momento.

Métodos de diagnóstico

Los especialistas de la visión realizan diferentes métodos diagnósticos que van desde cuestionarios sobre los síntomas, los más conocidos son el de McMonnies y el osdi (Ocular Surface Disease Index), hasta pruebas especializadas de laboratorio. Los exámenes que generalmente se usan son: el test de Schirmer, el tbut por sus siglas en inglés Tear Break up Time (tiempo de ruptura lagrimal, ver figura 5), y otros como hilo fenol, tinción con verde de lisamina o rosa de bengala. Estas muestras evalúan el volumen de producción lagrimal, el tiempo que mantiene su uniformidad sobre la superficie ocular y si existe algún tipo de daño en estructuras anteriores del ojo, como la córnea y conjuntiva, por resequedad. Algunos otros métodos menos invasivos incluyen grabar un video que determine la cantidad de lágrima que hay entre el párpado inferior y la superficie ocular (menisco lagrimal, ver figura 6).

Muestra del tbut. A la izquierda se observa la tinción distribuida uniformemente en el inicio de la prueba; a la derecha aparecen las zonas obscuras señaladas con flechas rojas, secciones donde ya se evaporó la lágrima.
Fuente: elaboración propia.

Otras técnicas no invasivas estiman, a nivel laboratorio, la concentración de las distintas sustancias que componen la lágrima (osmolaridad) y también se ha popularizado el uso de un equipo llamado tearscope, diseñado por Guillon en 1986, que permite dar un diagnóstico de ojo seco en cuestión de segundos (The Vision Care Institute, s.f.).

Menisco lagrimal. En un ojo sano, la altura del menisco debe ser de al menos 100 micras (0.1 mm).
Fuente: elaboración propia.

Novedades en las investigaciones sobre la lágrima

Se estudia la posibilidad de medir los componentes de la lágrima para el seguimiento de diferentes enfermedades. Se ha desarrollado el prototipo de unos lentes con un biosensor para monitorear la glucosa en pacientes diabéticos, sin necesidad de pincharse el dedo. Así como de lentes de contacto que pueden medir el nivel de glucosa a través de la glucosa en las lágrimas (Anteojos que monitorean la diabetes, 2020; unam Global, 2018).

Datos importantes

Entre los factores que favorecen la aparición de deficiencias en la película lagrimal se encuentran el uso constante de dispositivos electrónicos y de aire acondicionado (el parpadeo disminuye, entonces, el ojo se reseca), una dieta deficiente en omega 3 y vitamina A, así como habitar en ciudades con altos índices de contaminación.

Conclusiones

Deficiencias en la producción o en las características de cualquiera de las capas de la película lagrimal pueden dar origen a padecimientos en los ojos que afecten nuestro rendimiento visual.

Los cuestionarios son útiles para distinguir algunos de los síntomas asociados con alteraciones de la película lagrimal; sin embargo, sólo un especialista de la visión podrá determinar el diagnóstico certero y tratamiento en cada caso. Por lo cual, si presentaste un puntaje de riesgo de ojo seco, será prudente acudas a una revisión detallada a fin de que recibas el tratamiento adecuado.

Los tratamientos para las deficiencias lagrimales son variados; algunos consisten en modificaciones en el medio ambiente y en la dieta, otros en el uso de geles, lágrimas artificiales, antiinflamatorios, antibióticos, tapones lagrimales, gafas de cámaras de humedad, lentes de contacto o procedimientos quirúrgicos. Pero cada una de estas opciones dependerá del origen de la afección.

Referencias



Recepción: 19/08/2019. Aprobación: 20/05/2020.

Vol. 21, núm. 5 septiembre-octubre 2020

¿Pueden los bosques tropicales resistir o recuperarse del impacto de los huracanes?

Georgina García-Méndez, Víctor J. Jaramillo, Angelina Martínez-Yrízar, Manuel Maass, José Sarukhán, Maribel Nava-Mendoza, Raúl Ahedo y Salvador Araiza Cita

Resumen

El estudio de largo plazo (35 años) sobre los procesos ecológicos funcionales del bosque tropical caducifolio en la región de Chamela, Jalisco, en la costa del Océano Pacífico, ha sido una herramienta científica muy útil para entender las propiedades del ecosistema y su variabilidad natural. Nos ha permitido documentar, por ejemplo, las alteraciones del bosque en términos de la pérdida de suelo por erosión, y la caída de hojas y árboles debido a huracanes originados tanto en la costa del Pacífico como en la costa Atlántica. Ahora sabemos que el bosque de Chamela tiene alta capacidad de recuperación ante el impacto de los huracanes, pero que dicha recuperación depende en gran medida de la cantidad de lluvia que cae de manera posterior a los mismos. Hemos podido documentar que existe una gran incertidumbre en la cantidad y en la distribución estacional de la lluvia, y cómo es que ésta determina si el bosque es capaz de recuperarse y con qué rapidez. Proponemos que es necesario incorporar dicha incertidumbre tanto en el diseño de estrategias para lograr su conservación, como en estrategias adaptativas y de manejo de ecosistemas que disminuyan la vulnerabilidad de los habitantes de las regiones del trópico estacionalmente seco, expuesto a los impactos de estos eventos.
Palabras clave: resiliencia, huracanes, variabilidad climática, bosque tropical caducifolio, Chamela, proyectos de largo plazo.

Can tropical forests resist or recover from hurricane impacts?

Abstract

The long-term study (35 years) on the functional ecological processes of the tropical deciduous forest of the Chamela region, Jalisco, on the Pacific coast of México, has been a very useful scientific tool for the understanding of the ecosystem processes and their natural variability. It has allowed us to document, for example, the degree of forest disruption in terms of soil loss due to erosion, and the loss of the canopy and tree fall due to hurricanes originating both in the Pacific and the Atlantic coasts. We now know that the Chamela forest has a high capacity to recover from the impact of hurricanes, but such recovery depends on the amount of precipitation occurring after their impact. We have been able to document that the uncertainties in the amount and seasonal distribution of rainfall determine whether and how fast the forest is capable of recovery after disturbance. We propose that there is a need to incorporate such uncertainty in the design of forest conservation, adaptive and management strategies, to reduce the vulnerability of the communities in seasonally dry tropical regions exposed to the impacts of these extreme events.
Keywords: resilience, hurricanes, climatic variability, tropical deciduous forest, Chamela, long-term projects.

Introducción

Antes de adentrarnos en el tema, es preciso explicar que la tendencia actual de calentamiento de la atmósfera del planeta está provocando también un aumento en la temperatura de los océanos, que es donde se originan los huracanes. Y como es bien sabido, a mayor temperatura, mayor es la energía disponible para su formación. Por ello, se predice que, con el calentamiento global, motor del cambio climático, los huracanes se volverán cada vez más intensos, con vientos más veloces y con mayor capacidad destructiva. Es por ello que el estudio del impacto de los huracanes, no sólo en nuestro país, sino en todo el mundo, se ha convertido en un tema de gran importancia desde las perspectivas biológica, ecológica, económica y social.

Nuestro país es vulnerable ante el cambio climático

México tiene características geográficas que lo colocan como uno de los países más vulnerables a los efectos del cambio climático (encc, 2013; pecc 2014-2018), entre los que se encuentran el aumento proyectado en la intensidad de los ciclones tropicales en años venideros (semarnatinecc, 2012). Su localización entre dos océanos, su latitud y relieve accidentado y montañoso, lo exponen a diferentes fenómenos hidrometeorológicos, como los huracanes (encc, 2013; pecc 2014-2018), que pueden presentarse tanto en los litorales del Golfo de México y del Océano Atlántico, como en el litoral del Océano Pacífico. Prueba de ello son los 22 huracanes de gran intensidad (categorías 3, 4 y 5 de la escala de vientos de Saffir-Simpson) que han hecho tierra en distintos puntos de las costas del país entre 1970 y 2017 (semarnat, 2018, ver Imagen 1). Ciertamente, los más afectados son los ecosistemas costeros y sus habitantes; sin embargo, sus efectos se extienden en ocasiones a muchas otras regiones del país situadas tierra adentro. Si la intensidad de los huracanes aumenta significa que diversos ecosistemas estarán expuestos a eventos cada vez más devastadores, poniendo en riesgo tanto a las especies de plantas y animales que los conforman como a los seres humanos que se proveen de los bienes y servicios que se derivan de sus funciones, como son la obtención de alimento, agua, suelo fértil, plantas medicinales, madera y leña.



Imagen 1. Incidencia de huracanes en México de acuerdo con semarnat, 2018. Fuente: Semarnat. Informe de la Situación del Medio Ambiente en México. Compendio de Estadísticas Ambientales. Indicadores Clave, de Desempeño Ambiental y de Crecimiento Verde. Edición 2015. Semarnat. México. 2016.

La resiliencia del bosque tropical caducifolio

La capacidad de los ecosistemas para recuperarse de perturbaciones naturales o causadas por los humanos, así como para permanecer en el tiempo se conoce como resiliencia. El estudio de esta característica ha recibido gran atención en la literatura científica, ya que es fundamental para entender cómo persisten los ecosistemas ante eventos extremos de perturbación.

Imagen 2. Bosque tropical caducifolio en época de sequía de diciembre a mayo. Foto de Víctor J. Jaramillo, junio de 2013.

Ubicado sobre la línea de costa del Pacífico mexicano y directamente expuesto al paso de huracanes se encuentra el bosque tropical caducifolio, así llamado porque la mayoría de los árboles tiran sus hojas en la época de sequía cada año (ver imágenes 2 y 3). En México, cubre grandes extensiones: desde el sur de Sonora y el suroeste de Chihuahua hasta Chiapas, e ingresa hacia el interior del país por las vertientes de los ríos Santiago y Balsas y hacia la Depresión Central de Chiapas, a través del Istmo de Tehuantepec. De acuerdo con el libro Vegetación de México de Rzedowski (1978), los árboles de estos bosques no son muy altos; generalmente alcanzan alturas de ocho a doce metros y coexisten con otras plantas de menor estatura como los arbustos o con plantas de troncos más delgados como las lianas o bejucos y con numerosas cactáceas y hierbas. El clima es cálido, con una temperatura que cambia muy poco a lo largo del año (de 22 °C en promedio en enero a 26 °C en julio-agosto), pero con lluvias anuales que sí pueden variar mucho, desde escasas (400-600 mm) hasta abundantes (1,000 -1,300 mm). La lluvia cae normalmente entre junio y noviembre, pero en años excepcionales, como en los que se presenta el fenómeno climático conocido como El Niño, se presentan lluvias durante los meses invernales, que suelen ser secos. Entonces el bosque responde al producir nuevo follaje que pronto, ante la falta de agua, se vuelve a tirar.

Imagen 3. Bosque tropical caducifolio en época de lluvias de junio a noviembre. Foto de Manuel Maass, agosto de 2011.

¿Y cuál es la importancia biológica del bosque tropical caducifolio en nuestro país? La respuesta es que este bosque tiene un gran número de especies, tanto de plantas, con más de 4,500 especies (por ejemplo, barcino, copal chino, copal santo, tepeguaje, bonote, tetechos y candelabros), como de animales (armadillo, mapache, comadreja, tejón, puma, venado cola blanca, ocelote, jaguarundi y chachalaca, ver imagen 4). Además, muchas de ellas sólo se encuentran en este tipo de bosque tropical (casi la mitad de las especies de plantas y un tercio de las especies de vertebrados), lo que se conoce como especies endémicas. Tal es el caso de la codorniz cresta dorada, la rata arrocera y el murciélago platanero (Ceballos y García, 1995).

Imagen 4. Chachalaca, ave representativa del bosque tropical caducifolio. Foto de Manuel Maass, febrero, 2012.

El ser humano ha mostrado su preferencia por ocupar estas áreas debido a la relativa facilidad para su aclareo, que es la remoción de los árboles con maquinaria o machete para darle un uso diferente a la tierra, por la fertilidad de los suelos y por su clima benigno. También, porque en estas zonas de clima seco la incidencia de enfermedades es menor cuando se le compara con las que se pueden contraer en las zonas de los bosques tropicales lluviosos. Todo esto ha provocado que exista una gran presión por parte de las comunidades que lo habitan para convertir el bosque a campos agrícolas y de pastoreo. Ello ha tenido como consecuencia que el bosque tropical caducifolio sea considerado un tipo de vegetación amenazado y altamente perturbado, tanto a nivel nacional como de manera global, donde se le conoce como bosque tropical seco.

Los huracanes en la costa de Jalisco

La transformación del ecosistema por acción humana, como la deforestación, no es la única amenaza a la integridad del bosque tropical caducifolio mexicano. La presencia de huracanes, como ya se mencionó, es un factor importante de perturbación porque llegan a causar una gran alteración no únicamente a los cultivos, a infraestructura de las comunidades y sus pobladores, sino a la vegetación nativa, dejando a su paso daños inmediatos visibles.

En octubre de 2011, la costa de Jalisco fue severamente afectada por el huracán Jova, de categoría 2, con vientos máximos sostenidos de 160 km por hora y rachas de hasta 195 km por hora (conagua, 2011; ver cuadro 1, imagen 5), causando daños considerables al bosque en el área de Chamela-Cuixmala, ya que por ahí tocó tierra. Este huracán depositó en dos días una lluvia equivalente a 213 litros de agua en cada metro cuadrado de terreno (213 mm), cantidad casi 2.5 veces mayor a la que llueve normalmente durante todo el mes en años sin huracán.

Imagen 5. Imagen de satélite del Huracán Jova en 2011. Fuente: Comisión Nacional para el conocimiento y uso de la biodiversidad, National Aeronautics and Space Administration- Earth Observing System (2011) Imagen de satélite MODIS, 12 de octubre 2011. Resolución 1 km, bandas 4,3,1. México, Conabio.

Nombre Año de incidencia Categoría máxima alcanzada Vientos máximos sostenidos Costa en la que se formó Período de ocurrencia Estados afectados directamente
Dean 2007 5 270 km/h, con rachas de 350 km/h Atlántico 13 al 23 de agosto Quintana Roo, Yucatán, Campeche, San Luis Potosí, Veracruz, Hidalgo, Tamaulipas, Tlaxcala, Querétaro, México, Nuevo León, Distrito Federal y alcanzó la costa de Jalisco
Jova 2011 3 205 km/h, con rachas de 250 km/h Pacífico 5 al 12 de octubre Michoacán, Colima, Jalisco y Nayarit
Patricia 2015 4 325 km/hora, con rachas de 400 km/h Pacífico 20 al 24 de octubre Nayarit, Jalisco, Colima y Michoacán

Cuadro 1. Fuente: conagua, s.f.

Tan solo cuatro años más tarde, en octubre de 2015, la zona fue nuevamente afectada por otro huracán, el huracán Patricia, considerado uno de los más intensos registrados en la historia moderna en el Pacífico (ver cuadro 1, imagen 6). Incluso, llegó a ser clasificado en la categoría 5, pero tocó tierra como categoría 4 en las costas de los municipios de la Huerta y Cihuatlán, en Jalisco. Los registros meteorológicos apuntaron a vientos máximos sostenidos, superiores a los del Jova, de 324 km por hora, con rachas de hasta 400 km por hora y lluvia muy copiosa, pero no tan abundante como la de Jova. Un fenómeno así no había ocurrido en la zona de Chamela-Cuixmala en más de 60 años y mucho menos dos en un lapso tan corto.

Imagen 6. Imagen de satélite del Huracán Patricia en el 2015. Fuente: Comisión Nacional para el conocimiento y uso de la biodiversidad, National Aeronautics and Space Administration- Earth Observing System (2015) Imagen de satélite MODIS, 23 de octubre 2015. Resolución 1 km, bandas 4,3,1. México, Conabio.

Las características de estos eventos hidrometeorológicos, como se les conoce a las tormentas tropicales y a los huracanes, en términos de la presencia de vientos de alta intensidad y de la cantidad de lluvia depositada en unos cuantos días, rebasaron la variabilidad considerada como normal para la región. Su ocurrencia y la notable alteración que causan a la estructura y el funcionamiento del ecosistema plantean, entonces, una pregunta: ¿qué capacidad de recuperación, como expresión de su resiliencia, tiene el bosque de Chamela ante estos eventos? En virtud de la posibilidad de que aumente la frecuencia de perturbaciones naturales asociadas al cambio climático, dicha capacidad adquirirá mayor relevancia, ya que de ella depende la provisión de un amplio conjunto de servicios para la sociedad entre los que se encuentran el suministro gratuito de madera, de leña y de productos no maderables, la conservación del suelo y de especies silvestres únicas de la región, así como la regulación del clima y de los ciclos de nutrientes.

El funcionamiento del bosque y los estudios de largo plazo

Las funciones que realiza el bosque están relacionadas con cuatro tipos de procesos ecológicos fundamentales: los del ciclo del agua, los ciclos de nutrientes, el flujo de energía y la dinámica de los grupos de organismos que viven juntos e interactúan entre sí en diferentes partes del bosque, conocidos como comunidades bióticas (conabio, 2019). Dichos procesos, todos interconectados, pueden cambiar drásticamente en respuesta a las perturbaciones causadas por los huracanes, que, como ya vimos, modifican significativamente la cantidad, la calidad y la temporalidad de la lluvia. La alteración se manifiesta en importantes procesos como la cantidad de agua que se infiltra en el suelo y la que escurre hacia las partes bajas del terreno, en las cantidades de nutrientes disueltos en ella o adheridos al suelo que se erosiona, en la productividad del ecosistema y en las variaciones en la composición de especies y su distribución en el paisaje.

Los estudios de largo plazo que analizan estos procesos ecológicos por décadas proveen una herramienta científica fundamental para entender no sólo la variabilidad natural, sino también las alteraciones causadas en los ecosistemas por los huracanes, y para determinar su resiliencia, ya que proveen de información de las condiciones del bosque antes del disturbio y posterior a cada evento. En la Reserva de la Biósfera Chamela-Cuixmala, particularmente en la Estación de Biología Chamela, estamos realizando un estudio de largo plazo, con una base sólida de conocimientos generada a lo largo de más de 35 años, en cinco pequeñas cuencas hidrográficas (12-28 hectáreas) cubiertas por bosque tropical caducifolio sin perturbación de origen humano, en las que ha sido posible cuantificar los cuatro tipos de procesos ecológicos fundamentales. Hemos analizado la variación temporal de las entradas de agua (midiendo la precipitación o lluvia), así como las salidas (midiendo la cantidad que escurre) en la parte baja de cada una de las cuencas. Con el análisis químico del agua, la de la lluvia y la que escurre, hemos podido medir los nutrientes que circulan en el ecosistema, adheridos a partículas de suelo y materia orgánica o en forma disuelta en el agua. Tenemos también registros de la abundancia, crecimiento y mortalidad de los árboles, así como de la productividad del ecosistema y de su variación año con año.

Parte de la información generada por el proyecto sobre el impacto de los huracanes ya ha sido publicada en la literatura científica (ver por ejemplo, el número especial coordinado por Álvarez-Yépiz, Martínez-Yrízar y Fredericksen, 2018) que ha recibido una gran atención internacional, pues se han mostrado por primera vez, para el bosque tropical caducifolio en el Pacífico de México, los patrones de respuesta y de recuperación de diferentes procesos ecológicos ante esta singular combinación de eventos climáticos extremos. La información recabada hasta la fecha indica que de los últimos 33 años el más húmedo fue el 2015, cuando impactó el huracán Patricia con una precipitación de 1,329 mm y que fue cuatro veces más húmedo que el año más seco de toda la serie, el 2005, con solo 340 mm (Maass et al., 2018). Es decir, la variación en la cantidad de lluvia que experimenta el bosque de Chamela puede ser muy grande. Esta alta variación también se debe a la mayor intensidad de la lluvia (la cantidad de agua por unidad de tiempo) y que curiosamente no la ha provocado, hasta ahora, un ciclón del Pacífico, sino uno originado en el Océano Atlántico: el huracán Dean. Este huracán depositó, en agosto de 2007, 236 mm de agua en menos de 24 horas, el equivalente a aproximadamente 12 garrafones de agua de 20 litros por cada metro cuadrado en un solo día. Se trata de una cantidad enorme de agua si consideramos que la lluvia producida por el huracán Patricia en un mismo período fue aproximadamente la mitad (115 mm). Que las lluvias generadas por Dean hayan alcanzado la costa del Pacífico habla de la vulnerabilidad y el riesgo al que está expuesto el país respecto a los huracanes, debido a la presencia de ambas costas y a la poca distancia que existe entre ellas en el centro y sur del territorio nacional. Este huracán ha sido considerado el más intenso registrado en la cuenca del Océano Atlántico, después del huracán Wilma, en el 2005.

Es importante señalar que, con las tormentas intensas, el agua que cae frecuentemente supera la capacidad del suelo para infiltrarla por lo que, al haber una pendiente, escurre sobre la superficie arrastrando material vegetal y sedimentos fuera del ecosistema. Estos procesos de escurrimiento se agravan durante los huracanes, que en el caso de Dean produjo en nuestras cuencas de estudio el mayor escurrimiento en el período de 33 años y también la mayor acumulación de sedimentos acarreados que fue casi seis veces superior a la producida por el huracán Patricia y nueve veces mayor a la de un año típico y sin la presencia de ciclones. Igualmente, la porción de nutrientes en solución que se movieron fuera de las cuencas, producto del escurrimiento asociado a los huracanes, fue también mayor, y en el caso del Jova, por ejemplo, duplicó las salidas de fósforo orgánico disuelto del ecosistema, en contraste con la cantidad que sale en años sin huracanes (Jaramillo et al., 2018). El fósforo orgánico representa uno de los constituyentes más importantes entre los nutrientes del suelo del bosque ya que es la forma en la que el fósforo puede ser aprovechado por los microorganismos del suelo y por las plantas. Entonces, su salida frecuente por eventos extremos como los ciclones puede representar una pérdida de fertilidad para el bosque a largo plazo. Esto habla del poder de los huracanes para alterar los procesos relacionados con los ciclos del agua y de los nutrientes en el bosque.

La actividad de los huracanes puede incorporar no sólo demasiada agua para el ecosistema, sino que se acompaña de fuertes vientos, los cuales causan la caída de material vegetal vivo al suelo y la muerte de árboles derribados por los vientos, como ocurrió con el huracán Patricia. El efecto instantáneo del viento de Jova y Patricia fue la caída masiva de hojas, ramitas, flores y frutos, conocidos en conjunto como hojarasca. La caída de hojarasca es un proceso clave del ecosistema, ya que representa una vía muy importante de transferencia de energía y nutrientes al suelo, al tiempo que es un indicador de la productividad primaria, la cual da soporte a las cadenas alimenticias del ecosistema. Nuestros estudios indican que este proceso fue fuertemente alterado por los dos huracanes. Las cantidades de hojarasca que cayeron durante los meses de octubre de 2011 y 2015, el mes del paso de los huracanes sobre la reserva de Chamela, superaron en casi cuatro y siete veces, respectivamente, el promedio de la hojarasca producida en el mismo mes en un período de 28 años previos a la entrada de estos dos huracanes (Martínez-Yrízar et al., 2018). Este pulso de caída de material vegetal tuvo un efecto en la cantidad de nutrientes que normalmente entran al suelo por esta vía. Por ejemplo, el nivel de nitrógeno y fósforo que regresó al suelo después del paso del huracán Patricia representó de dos a tres veces la cantidad total de dichos nutrientes que normalmente se reciben durante la temporada de lluvias completa (julio-octubre) en años sin huracán. De igual forma, las ramas y troncos derribados por los fuertes vientos de Patricia aumentaron la cantidad de material leñoso muerto, acumulado sobre la superficie del suelo del bosque en más de cincuenta toneladas por hectárea.

Lo anterior indica que los árboles del bosque de Chamela presentaron una baja resistencia a los fuertes vientos y a las grandes cantidades de lluvia provocadas por los huracanes, lo que cambió también de forma significativa la apariencia del bosque. Antes de Jova, el bosque medía 6.8 m de altura en promedio y era cerrado, con una muy baja fracción de claros (0.025 o 2.5%) o aperturas en las copas de los árboles. Después del paso del huracán, el bosque perdió altura (5.9 m), se abrieron las copas de los árboles y el porcentaje de claros subió a 37.5%. Cuatro años más tarde, después del huracán Patricia, el bosque disminuyó aún más en altura (3.5 m) y aumentó notablemente la fracción de claros a 65% por la caída de ramas grandes y de muchos árboles que fueron arrancados de raíz (Parker et al., 2018). Estas transformaciones aún son visibles en el paisaje (ver imagen 7).

Imagen 7. Daños inmediatos, visibles causados por los vientos del huracán Patricia en el bosque tropical caducifolio en Chamela, Jalisco. Otros daños ocurren en el suelo, se alteran los ciclos de nutrientes y del agua, y las consecuencias no se observan necesariamente de manera inmediata. Foto de Angelina Martínez Yrízar, enero de 2016.

Como lo mencionamos anteriormente, un proyecto de investigación de largo plazo (de décadas), como el que realizamos en el bosque de Chamela, tiene un valor científico único, pues permite documentar no sólo la resistencia, sino también la velocidad de recuperación del ecosistema posterior a la ocurrencia de eventos climáticos extremos como los huracanes. La información obtenida en los años posteriores a Jova mostró una recuperación rápida del bosque. Por ejemplo, la caída de hojarasca tuvo valores similares a los años previos al huracán (Martínez-Yrízar et al., 2018). Dicha respuesta se debió probablemente a que los árboles no sufrieron serios daños y tuvieron una mayor disponibilidad de agua al presentarse lluvias inusualmente copiosas en la estación seca, favoreciendo una nueva producción de hojas y la recuperación de la copa de los árboles. Igualmente, las concentraciones de nitrógeno y fósforo en la hojarasca mostraron valores similares a los períodos anteriores a Jova, lo que sugiere una resiliencia alta de los ciclos de nutrientes (Jaramillo et al., 2018). En contraste, el paso de Patricia, de mayor intensidad que Jova, fue seguido de un año muy seco, con una precipitación anual 20% por debajo del promedio, lo que redujo la producción de hojarasca relacionada con la que hubo en 2015, el año del huracán (Martínez-Yrízar et al., 2018). Esta información nos indica que la resiliencia de los ecosistemas estacionalmente secos, como el de Chamela, parece estar estrechamente relacionada con la disponibilidad de agua después del fenómeno de perturbación y que si se presenta una sequía por más tiempo ésta puede limitar su capacidad de recuperación en corto plazo y comprometer su resiliencia a eventos climáticos extremos futuros.

Los resultados de nuestro estudio de largo plazo en Chamela han mostrado que el bosque tropical caducifolio está expuesto a tormentas tropicales y huracanes originados en el Océano Pacífico o en el Atlántico, que son fuentes importantes de lluvias atípicas y de perturbación por viento. También nos ha permitido documentar que la resiliencia del bosque se encuentra menos en su resistencia a estas perturbaciones y más en su velocidad de recuperación después de los eventos. Sin embargo, dicha recuperación depende fuertemente de la disponibilidad de agua en los períodos posteriores al paso de los ciclones. Con la información de largo plazo hemos podido mostrar que la incertidumbre en la cantidad y en la distribución estacional de la lluvia determinan lo que sucede y cómo sucede en este bosque. Reconocer esta incertidumbre e incorporarla en la toma de decisiones resulta esencial para establecer no sólo estrategias de conservación del bosque, sino también estrategias adaptativas y de manejo que disminuyan la vulnerabilidad de los habitantes de las regiones del trópico estacionalmente seco, en particular de los agricultores que dependen de los sistemas de producción agrícola de temporal. Es importante que gobernantes, líderes y la sociedad en general conozcan el valor de los bosques, estén conscientes de las amenazas asociadas a los huracanes y que estén preparados para responder ante tales contingencias.

Referencias

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  • Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (semarnat). (2018). Informe de la Situación del Medio Ambiente en México. Compendio de Estadísticas Ambientales. Indicadores Clave, de Desempeño Ambiental y de Crecimiento Verde. Semarnat.

Financiamiento

El proyecto recibió financiamiento de papiit-dgapa-unam, PROYECTO No. IN209117, “Resiliencia del bosque tropical seco de Chamela ante el impacto de eventos climáticos extremos” y del conacyt, Proyecto 174094, “Respuesta del socio-ecosistema del bosque tropical seco de la región de Chamela al Huracán Jova: un evento catastrófico infrecuente”.



Recepción: 30/07/2019. Aprobación: 20/05/2020.

Vol. 21, núm. 5 septiembre-octubre 2020

Quitosano: una alternativa sustentable para el empaque de alimentos

César Eulogio Ortega Cardona y Xochitl Aparicio Fernández Cita

Resumen

Las películas y recubrimientos comestibles (prc) se elaboran a partir de biopolímeros naturales y comestibles, como lípidos, polisacáridos y proteínas. Después de la celulosa, la quitina es uno de los biopolímeros más abundantes en la naturaleza, de la cual se obtiene el quitosano por un proceso de desacetilación, que consiste en la eliminación de grupos acetilo (-CO-CH3), generalmente por tratamientos con hidróxidos a altas temperaturas, y la formación de grupos amino (NH2). El quitosano es altamente biodegradable y tiene propiedades de formación de películas, por lo que en años recientes ha sido bastante utilizado en el desarrollo de prc, lo que representa una reducción importante en la contaminación ambiental. Su uso y aplicación se ha centrado en alimentos mínimamente procesados, con la característica de ser muy perecederos, como frutas, verduras, carnes, etcétera. Los últimos desarrollos involucran la adición de productos naturales que les otorga un carácter polifuncional, como antimicrobiano, antioxidante e, incluso, mejoran su calidad organoléptica y nutricional.
Palabras clave: quitosano, películas comestibles, recubrimientos comestibles, envasado activo, calidad de alimentos.

Chitosan, a sustainable alternative for food packaging

Abstract

Edible films and coatings are made from natural and edible biopolymers, such as lipids, polysaccharides, and proteins. After cellulose, chitin is one of the most abundant biopolymers in nature, from which chitosan is obtained by a deacetylation process, which consists in the elimination of acetyl groups (-CO-CH3), generally by treatments with hydroxides at high temperatures, and the formation of amino groups (NH2). Chitosan is highly biodegradable and has film-forming properties, so in recent years it has been widely used in the development of edible films and coatings, which represents a significant reduction in environmental pollution. Its use and application have focused mainly on highly perishable, minimally processed, foods such as fruits, vegetables, meats, etc. The latest developments involve the addition of natural products that give them a polyfunctional character, such as antimicrobial, antioxidant and even that improve their organoleptic and nutritional quality.
Keywords: chitosan, edible films, edible coatings, active packaging, food quality.

Introducción

La sustentabilidad ha impactado en casi en todos los sectores, y la industria de materiales de empaque no ha sido la excepción, motivada principalmente por la exigencia y necesidad de los consumidores de preservar y cuidar el medio ambiente. En la búsqueda para reducir el impacto generado por la fabricación, uso y disposición de los materiales plásticos derivados del petróleo, el desarrollo de películas y recubrimientos comestibles (prc) ha surgido como respuesta para satisfacer esta necesidad. Algunas de las funciones que deben cumplir dichas prc son: proteger el producto de daños mecánicos, físicos, químicos y microbiológicos; y mantener su calidad sensorial y comercial por más tiempo. Su uso se ha centrado en alimentos altamente perecederos y/o mínimamente procesados.

La principal ventaja de las prc sobre los empaques sintéticos tradicionales es que pueden ser consumidas con los productos envasados, e, incluso si las películas no se consumieran, no representan un problema de contaminación ambiental. Todos los alimentos, especialmente las frutas, hortalizas y carnes, son susceptibles a la descomposición; cada año hasta un tercio de ellos se estropea (Food and Agriculture Organization of the United Nations [fao], 2012), lo que representa grandes pérdidas económicas para la industria alimentaria. El desarrollo de prc a base de quitosano se considera una alternativa práctica y eficiente para disminuir el deterioro de los alimentos. El objetivo de la presente revisión es difundir la información sobre la producción, aplicaciones y beneficios de las prc basadas en quitosano, debido a sus características de buena formación de película, su carácter no tóxico, su alta biodegradabilidad, sus propiedades mecánicas y de barrera para la protección del alimento y su carácter antimicrobiano (Chillo et al., 2008),

Quitina y quitosano

La quitina es uno de los biopolímeros naturales más abundantes, se encuentra como componente estructural en el exoesqueleto de los crustáceos, en paredes celulares de hongos y en otros materiales biológicos; su abundancia y carácter natural lo hacen muy atractivo, por lo que ha sido objeto de varios estudios científicos. Cada año, se producen 100 billones de toneladas de quitina por moluscos, crustáceos, insectos, hongos y algas (Muxika et al., 2017). Los residuos de conchas de crustáceos son una fuente importante de contaminación en áreas costeras y representan una alternativa económicamente viable para la producción de quitosano, especialmente si se incluye la recuperación de carotenoides (Dutta et al., 2004). Su estructura química consiste en una cadena lineal de unidades N-acetil-D-glucosamina unidas por enlaces glicosídicos β-1,4; por sus características químicas es insoluble en todos los solventes comunes, incluyendo el agua y solventes orgánicos (ver imagen 1).

Imagen 1. Estructura de la quitina y quitosano . Fuente: elaboración propia, basado en Muxika et al., 2017.

Una reacción de desacetilación alcalina al 50, 60% o más convierte a la quitina en quitosano. Esta reacción consiste en la eliminación del grupo acetilo de la cadena lineal y la formación de un grupo amino, que origina dos unidades distintas: la D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina. Dicha modificación en la estructura genera un compuesto soluble en soluciones acuosas ácidas. El quitosano es biodegradable, no tóxico, tiene propiedades antimicrobianas (antibacterial y antifúngico), antioxidantes y está altamente disponible de manera comercial. El quitosano tiene varias aplicaciones en el tratamiento de aguas residuales, agricultura, biomedicina, industria farmacéutica, cosmética, alimentaria, entre otras.

Imagen 2. Funciones de las películas y recubrimientos comestibles.

Películas y recubrimientos comestibles

El envasado activo de alimentos consiste en la incorporación de compuestos activos (antimicrobianos, antioxidantes) en los materiales de envasado, que generalmente se utilizan como películas o recubrimientos. Se denomina recubrimiento comestible (rc) a la capa delgada de material que se coloca sobre un alimento y es seguro para ser consumido. La principal diferencia entre películas y recubrimientos comestibles se basa en su forma de aplicación; las películas comestibles (pc) se forman por separado del alimento para posteriormente ser utilizadas para recubrir el mismo, mientras que los rc se forman directamente sobre la superficie del alimento. Ambos se elaboran a partir de polímeros comestibles como componente principal, tales como lípidos, polisacáridos y proteínas (Montalvo et al., 2012); cumplen funciones similares a las de los envases sintéticos convencionales, al proteger el producto de daños mecánicos, físicos, químicos y microbiológicos; y actúan como barreras contra el vapor de agua y gases, mejoran la integridad estructural y las propiedades de manipulación mecánica de los alimentos (Cordeiro de Azeredo, 2012, ver imagen 2).

Su uso en aplicaciones alimentarias y especialmente en productos altamente perecederos (frutas, hortalizas y carnes) se basa en algunas propiedades particulares, tales como bajo costo, disponibilidad, atributos funcionales, propiedades mecánicas (flexibilidad, tensión), propiedades ópticas (brillo y opacidad), reducción de transporte de gases (CO y CO2), resistencia estructural al agua y microorganismos, y su aceptabilidad sensorial (Falguera et al., 2011).

Elaboración de películas y recubrimientos comestibles

Para la creación de pc y rc se requieren los siguientes componentes: un biopolímero formador de película, un plastificante y, opcionalmente, aditivos; éstos se agregan a un disolvente adecuado para preparar la suspensión formadora de película (sfp, ver imagen 3).

Imagen 3. Composición de las películas y recubrimientos comestibles.

Las prc pueden ser desarrollados a partir de un solo biopolímero estructural o de una mezcla de ellos, los cuales forman películas por múltiples mecanismos, incluyendo enlaces covalentes, interacciones electrostáticas, hidrofóbicas, iónicas y puentes de hidrógeno (Suput y Popović, 2015). La estructura continua formada puede ser cristalina o amorfa, y actúa a manera de barrera para proteger al alimento (Cruz-Morfin et al., 2013) y prolongar su vida útil.

Las prc basadas en polisacáridos tienen una buena resistencia mecánica, moderadas propiedades de barrera a los gases, son comestibles y fácilmente degradables, sin embargo, son muy frágiles e hidrofílicas (da Rocha et al., 2018). Las prc basadas en proteínas son hidrófilas por naturaleza por lo que ofrecen poca resistencia al agua y poca resistencia mecánica, lo que limita su aplicación en el envasado de alimentos, sus propiedades se ven influenciadas principalmente por la composición y estructura de la proteína. Las prc elaboradas a base de lípidos tienen propiedades de barrera contra el oxígeno limitadas; sin embargo, presentan buenas propiedades de barrera contra el vapor de agua y son poco flexibles (Ciolacu et al., 2013); por su naturaleza hidrofóbica generalmente se formulan en combinación con polisacáridos y proteínas. Los últimos desarrollos en prc combinan estos biopolímeros estructurales con la inclusión de aditivos alimentarios de carácter natural, para mejorar su funcionalidad y propiedades y aporten algún beneficio al ser consumidos.

El mecanismo de formación de películas basadas en polisacáridos es el rompimiento del polímero en segmentos y la regeneración de la cadena del polímero al interior de la matriz de la película. Esto es usualmente logrado por evaporación del solvente, creando enlaces hidrofílicos con hidrógeno, enlaces iónicos y/o reticulación electrolítica e iónica (Butler et al., 1996). Las cadenas se asocian entre sí por enlaces de hidrógeno muy fuertes entre los grupos amida y grupos carbonilo de las cadenas cercanas; lo que además también les permite interactuar con otras moléculas adicionadas (Kardas et al., 2012).

Las tecnologías existentes para la aplicación de las prc se basan en los métodos de moldeo, recubrimiento e inmersión (casting, coating, dipping, en inglés). El moldeo se emplea para la formación de pc; la sfp se vierte en un molde y es sometida a un proceso de secado que da origen a la pc propiamente dicha (ver figura 4).

Imagen 4. Ejemplo de películas comestibles a base de quitosano.

Los métodos de recubrimiento e inmersión originan rc. En el método de recubrimiento, la sfp se aplica directamente en la superficie de los alimentos con apoyo de herramientas, tales como brochas, espátulas o rociadores; mientras que en el método de inmersión el alimento se sumerge en la sfp (ver imagen 5). En ambos casos el alimento recubierto se somete a secado para lograr la formación de la pc en la superficie del alimento (ver imagen 6). La formación de una buena prc depende en gran medida de la capacidad de humectación efectiva de la superficie del alimento, el tiempo de procesamiento y el tiempo de secado (Wang et al., 2018).

Aplicación de películas y recubrimientos basados en quitosano


Imagen 5. Aplicación de un recubrimiento comestible.

Diversos investigadores han evaluado las propiedades de las películas elaboradas a base de quitosano, los estudios afirman que los recubrimientos y películas a base de quitosano funcionan de manera adecuada para prolongar la vida útil de los alimentos; presentando buenas propiedades ópticas (color, brillo, resistencia a la luz uv), propiedades de barrera (resistencia al agua y al vapor de agua), así como buenas propiedades mecánicas, incluyendo resistencia a la tracción, a la elongación y a la rotura (Leceta et. al., 2015).

En algunos estudios se ha modificado el porcentaje de agente plastificante (Pereda et al., 2008), lo que mejora las propiedades mecánicas y aumenta la deformabilidad de las películas producidas. Asimismo, al comparar los recubrimientos de quitosano con los producidos con otras matrices, por ejemplo, prc basados en goma arabiga, los primeros presentan mejores propiedades para inhibir reacciones enzimaticas y mantener la calidad sensorial de frutos poscosecha (Gol et al., 2015). Incluso películas y recubrimientos preparadas con quitosano-ácido poliláctico mantienen estas buenas propiedades mecánicas, de barrera y antimicrobianas, y mejoran la vida útil de camarones durante el almacenamiento en frío (Fathima et al., 2018).


Imagen 6. Fresas con aplicación de recubrimiento comestible.

La adición de componentes como compuestos fitoquímicos, antioxidantes y antimicrobianos a prc basados en quitosano se ha realizado como una estrategia de mejora en el almacenamiento postcosecha de frutas y verduras.

La adición de extractos de bayas de maqui se traduce en buenas propiedades antioxidantes y antibacteriales (Genskowsky et al., 2015); la de extractos de bayas azules y negras ha servido para indicar variaciones en el valor de pH del alimento (Kurek et al., 2018); con la adición de polvo de cáscara de manzana no sólo se mejoraron los atributos visuales de guayabas, sino que también se mantuvieron los parámetros nutricionales al lograr retardar la tasa de respiración y, por lo tanto, retrasar la senescencia (Nair, Saxena, y Kaur, 2018); con el aceite de ajo se observó un efecto antioxidante sobre los lípidos del camarón, lo cual se tradujo en un incremento en su vida útil (Asik y Candogan, 2014).

Asimismo, las prc de quitosano se han utilizado para recubrir alimentos altamente perecederos, como pescado y aves con muy buenos resultados (Ojagh, Rezaei, Razavi, y Hosseini, 2010).

Conclusión

La buena capacidad de formación de película del quitosano, su carácter biodegradable, antimicrobiano y su versatilidad para la combinación con aditivos, principalmente de carácter natural, lo convierten en un elemento central para investigaciones en el desarrollo de empaques sustentables y funcionales. Las prc a base de quitosano han demostrado tener buenas propiedades mecánicas y de barrera que pueden ayudar a mantener la vida útil y mejorar la calidad nutrimental de alimentos mínimamente procesados. La adición de componentes de origen natural puede mejorar las propiedades específicas de las prc de quitosano. Es importante continuar con la investigación en la adición de elementos naturales para mejorar las propiedades y fomentar el uso de prc a base de quitosano en la industria de alimentos.

Referencias

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Recepción: 07/05/2019. Aprobación: 20/05/2020.

Vol. 21, núm. 5 septiembre-octubre 2020

¿Influyeron la cultura y el aprendizaje en la evolución humana?

Julio César Urbina Orantes Cita

Resumen

La civilización actual, con todo su avance científico y tecnológico, es la punta de un largo proceso de desarrollo que se remonta hasta el origen mismo de la especie humana. Damos por hecho que la evolución ha conducido al surgimiento de la cultura, puesto que ha determinado el crecimiento de las capacidades cerebrales de los homínidos. Pero también es posible que las manifestaciones culturales que gradualmente surgieron como frutos del avance de la inteligencia —tales como la fabricación y uso de herramientas, el dominio del fuego, el surgimiento de la agricultura y el nacimiento del lenguaje, entre otras— pudieran haber influido en las transformaciones evolutivas de los homínidos. El aprendizaje se inserta como una pieza clave, pero no está claro cómo acomodarlo en este complejo rompecabezas.
Palabras clave: evolución humana, cultura, aprendizaje, homínidos, cerebro.

Did culture and learning influence human evolution?

Abstract

Today’s civilization, with all its scientific and technological advancement, is the tip from a long process of development that goes back to the very origin of humankind. We assume that evolution has led to the emergence of culture because it shaped the brain’s capacities of hominids. But it is also possible that cultural manifestations that gradually emerged due to the increase of intelligence —like the making of tools, use of fire, emergence of agriculture, and the birth of language— might have influenced the evolutionary transformations of hominids. Learning is a key piece, but it is unclear how it fits in this complex puzzle.
Keywords: human evolution, culture, learning, hominids, brain.

Introducción

La civilización actual nos ofrece innumerables comodidades, muchas de las cuales son consecuencia de los avances científicos y del desarrollo de tecnología logrados por la humanidad. Pero la civilización es joven, si recordamos nuestros cursos de historia, los pueblos más antiguos que nos han dejado vestigios de su vida en comunidad apenas tendrán unos diez mil años. Sin embargo, el camino hacia la civilización comenzó mucho antes, de alguna forma paralela a la evolución de la especie. Recordemos que el ser humano, gracias al desarrollo de su inteligencia, ha modificado su entorno para protegerse y satisfacer sus necesidades. Esto ha conducido al florecimiento de la cultura, pues encontramos aquí una estrecha relación entre ésta y el desarrollo evolutivo de la especie. Una variable se añade a dicha ecuación: la extraordinaria facultad que tenemos los seres humanos de aprender. Aunque no sabemos bien cómo se ha establecido este trinomio, tal vez un poco de historia ayude a aclarar el panorama.

Figura 1. Trinomio que muestra la interrelación entre evolución, cultura y aprendizaje. La evolución biológica ha determinado nuestras capacidades para aprender y para desarrollar la cultura, mediante las facultades cognitivas del cerebro. Las flechas continuas indican que la evidencia es sólida; las líneas discontinuas, posibles influencias.

El amanecer de la humanidad

Si examinamos el desarrollo evolutivo del género humano, podemos apreciar, en las reconstrucciones de los fósiles de los ancestros más primitivos, cambios paulatinos en diversos rasgos anatómicos, tales como la columna vertebral, que facilitó mantener la posición erguida del cuerpo o el aumento gradual del volumen del cráneo. También descubriremos que el incremento de la capacidad cerebral parece haber conducido al desarrollo de la cultura. Pero vayamos paso a paso. El origen de la humanidad se remonta a hace seis millones de años aproximadamente, cuando la evolución de los primates dio lugar a dos linajes: por un lado, a los homínidos y, por el otro, a los simios africanos a los que en la actualidad pertenencen el chimpancé y el gorila (Leaky, 2002). Resultado de esa divergencia, surgieron las primeras especies relacionadas evolutivamente con el ser humano: los géneros Ardipithecus y Australopitecus. Se aprecian cambios marcados en la anatomía de los australopitecinos que los separan definitivamente de los simios, como la posición erecta del cuerpo, que permitía a esos ejemplares caminar en dos piernas, y el tamaño de cráneo, mayor en proporción al de los simios. A partir de estos ancestros, hace alrededor de 2.5 millones de años surgió el género Homo. Los antepasados más cercanos al hombre moderno pertenecen a este género (Gore, 2002).

Figura 2. Árbol que reconstruye el origen del hombre. Recuperado de Wikimedia Commons.

Los primeros homínidos tenían una capacidad encefálica equivalente a la mitad del promedio del ser humano actual. La presencia de herramientas de piedra indica que los ancestros del hombre tuvieron una incipiente actividad inteligente. Explico: usar herramientas es un comportamiento que se ha observado en primates, pero idear y construir una para determinado fin significa que ha habido actividad racional, pues cuando se construyen artefactos —por sencillos que éstos sean, como las primitivas hachas de mano—, se hacen con la intención de utilizarlos para cortar y desgarrar piel, carne y huesos. ¿Qué implica esto? Primero, que hay una necesidad, que puede resolverse si se cuenta con determinado instrumento; segundo, se imagina la herramienta y se planea cómo construirla; y tercero, se fabrica y se utiliza. La abundancia de hallazgos hacen pensar que esta tecnología —se considera así porque se modifican objetos naturales para uso humano— fue ampliamente conocida por diversas comunidades. El uso de instrumentos de piedra por el hombre primitivo y sus antecesores se sitúa como una de las primeras manifestaciones de cultura, pues hay evidencia material de esa actividad, como es el caso de restos de herramientas en los vestigios fósiles. De ahí que muchos antropólogos consideren que el desarrollo cognitivo está asociado con el uso de herramientas (Ember, 2007).

El desarrollo de la inteligencia


Figura 3. Construcción de herramientas de piedra. Recuperado de Wikimedia Commons.

El proceso de encefalización, como se denomina al aumento gradual del tamaño del cerebro, se dio bajo las condiciones climáticas adversas que prevalecieron durante la evolución de los homínidos, con una marcada la alternancia de períodos de frío y calor, humedad y sequía, en los últimos millones de años. Esto sugiere que la variabilidad ambiental ejerció presiones de selección natural. Las poblaciones de homínidos que tenían capacidad para enfrentar de forma versátil las inclemencias del clima sobrevivieron. Podemos suponer, entonces, que este proceso de evolución del cerebro homínido tuvo lugar en la medida que confiriera ventajas adaptativas. En otras palabras, si el cerebro, al incrementar su complejidad, fuera capaz de resolver problemas importantes para la supervivencia, la encefalización continuaría por ser exitosa para la especie. Si este cerebro capaz de resolver nuevos problemas también estuviera dotado para aprender, sería más ventajoso, porque podría almacenar y manejar información, así como compartirla con otros miembros de la comunidad.

Y si le añadimos flexibilidad para ejecutar dichas funciones (almacenar y manejar información) a su capacidad para responder en circunstancias de fuertes fluctuaciones ambientales, tendría efecto positivo para la supervivencia de la especie.

Con la aparición del Homo sapiens hace alrededor de 200 mil años, 1 se desarrolló un comportamiento con mayor capacidad para planear y comunicar ideas, lo que dio como resultado un incremento en la diversidad cultural e innovación técnica (Potts, 2012). La correlación que se observa entre el tamaño del cerebro —deducido por las dimensiones de los cráneos fósiles encontrados en las diversas especies prehumanas— y la tecnología desarrollada por estas poblaciones, cada vez más elaborada y diversa, nos dice, sin duda, que el incremento de la capacidad cerebral y de la inteligencia fueron construyendo los cimientos del portentoso edificio de la cultura.

Figura 4. Utensilios de piedra. Recuperado de Akhilan, Wikimedia Commons.

Las ventajas de la vida en comunidad

La evolución humana no se limita a modificaciones anatómicas y fisiológicas, pues incluye el desarrollo de aptitudes sociales y de conducta. La historia paleontológica del hombre muestra que el bipedalismo —andar erguido sobre dos extremidades— antecedió a la construcción de herramientas y armas, es decir, el que los homínidos caminaran en dos piernas permitió el libre uso de las manos. El incremento gradual de capacidades cognitivas favoreció que otras habilidades se desarrollaran, incluyendo, por supuesto, un comportamiento social más complejo. Cooperar para obtener el alimento dio a los ancestros del hombre oportunidades para sobrevivir incluso en los períodos de mayor severidad climática. Los hallazgos de restos de animales grandes que presumiblemente fueron conducidos hacia trampas letales por hombres, que trabajaron coordinadamente para cazarlos, nos hablan de un comportamiento cooperativo eficaz.

Figura 5. Cooperación en la cacería. Recuperado de Ninara, Wikimedia Commons.

Los homínidos —grupo taxonómico que incluye a distintas especies, como Homo habilis, Homo erectus, Homo sapiens y otras emparentadas— encontraron ventajas al vivir en comunidad, o sea, en formar grupos que pronto acumularon conocimientos y crearon herramientas para sobrevivir.


Figura 6. Los albores de la civilización: escena del hombre primitivo en el período Cuaternario, según la visión creativa del pintor mexicano José María Velasco (1840-1912). Recuperado de Wikimedia Commons.

Es cierto que como especie hemos heredado una gran capacidad de aprender del otro, lo que constituye una ventaja en términos de economía de la experiencia, pues es menos costoso, energéticamente hablando, aprender del experimentado que adquirir la experiencia por uno mismo (Boyd, 2011).

Aun con esta enorme capacidad para el aprendizaje, el individuo no podría por sí solo dominar las técnicas y conocimientos de la comunidad más elemental.

La habilidad de aprender ha permitido a los grupos humanos acumular información y experiencias, es decir, crear cultura, que a su vez ha proporcionado ventajas para resolver problemas y mejorar técnicas.

La cultura es vista como una contribución colectiva que puede compartirse y otorga ventajas con posible valor adaptativo. Por lo anterior, se ha propuesto que la evolución biológica y la cultural han corrido en paralelo (Boyd, 2011; Garson, 2015).

Cultura y transformación

La cultura es todo lo que pertenece al ámbito humano, comprende las creaciones materiales y espirituales que han acompañado a los pueblos a lo largo de la historia, y que se han ido transformando y transmitiendo de generación en generación hasta nuestros días (Altieri, 2001). La cultura es resultado de la inteligencia humana, su desarrollo y crecimiento ha facilitado la supervivencia de la especie, por lo cual se ha considerado como una ventaja adaptativa ante variaciones del medio ambiente (Richerson, 2005). Recordemos que en la Prehistoria sobrevivir a las fluctuaciones climáticas y competir por el alimento requería de ventajas. La constitución física de hombre prehistórico, aun cuando se tratara de cuerpos fornidos, no era suficiente. La única posibilidad de sobrevivir en circunstancias tan adversas era contar con habilidades para resolver situaciones complicadas y desafíos que no podrían ser superados sólo por los instintos, se requería, pues, de creatividad e ingenio.

Figura 7. Arte rupestre. Recuperado de Yvon Fruneau, Wikimedia Commons.

El ser humano es considerado como una especie exitosa, pero cuya supervivencia y expansión no alcanza a entenderse sólo con el desarrollo de una inteligencia avanzada. Los individuos no podrían llegar a dominar los conocimientos suficientes para sobrevivir en determinadas condiciones (Boyd, 2011). Si pensamos en la cantidad de información que maneja una comunidad, incluso una muy elemental, tendríamos que considerar que el conocimiento se incrementa con el paso del tiempo, de suerte tal que en algún momento rebasaría la posibilidad de que todo ese saber pueda ser abarcado por cada individuo, por lo que resulta conveniente dividirlo entre los miembros del grupo, como si éste se repartiera entre la población. Así ocurre con la división del trabajo, cada miembro se orienta hacia determinada ocupación.

La posesión de un bagaje cultural podría haber contribuido favorablemente a la supervivencia de grupos humanos. Adaptar el medio a las necesidades de los pobladores fue posible gracias a que gradualmente la inteligencia comunitaria —la suma de los intelectos de un grupo social— desarrolló técnicas y conocimientos para mejorar sus condiciones de vida y transmitirlas a las generaciones venideras a través de la educación. El enfoque de la coevolución biológica y cultural, propuesta por Richerson y Boyd (2005) y otros autores, postula que la cultura surgió como un sistema que permite adaptarse con mayor versatilidad a condiciones cambiantes del medio ambiente. Este “sistema” es producto de la biología humana, ha sido modelado por la selección natural y si ha persistido es porque con toda seguridad ha proporcionado a las poblaciones humanas y prehumanas ventajas adaptativas. Varios autores conciben a la cultura como un sistema de información que puede adquirirse como resultado de la experiencia, el aprendizaje o la imitación. Esta información se almacena en el cerebro y tiene efecto sobre el comportamiento. La cultura permite de una manera eficaz e inmediata responder a los desafíos que plantea la supervivencia en entornos variables. La objeción a esta tesis es que le falta explicar cómo se relacionaría una ventaja cultural en términos genéticos, es decir, cómo la actividad cultural podría influir en el proceso evolutivo, ya que tendría que afectar la información contenida en los genes (Garson, 2015)

¿Y el aprendizaje?

El desarrollo de habilidades culturales, tales como la capacidad de aprender del otro y de acumular conocimientos, ha sido determinante en el desarrollo de la cooperación como una forma de interacción humana, que confirió ventajas adaptativas. También las emociones y sentimientos han sido de gran importancia para la vida humana, no sólo por su participación en los procesos cognitivos, el aprendizaje y las manifestaciones culturales, sino porque posiblemente desempeñaron un papel relevante en la evolución de la especie.

Si bien el cerebro reúne grandes cualidades, éstas no son propiedad exclusiva del órgano, sino del individuo como un sistema integral (Nieto, 2011). La presencia de elementos culturales ha permitido a las comunidades adecuarse a diversos entornos (Boyd, 2009). Así, frente a condiciones cambiantes del medio ambiente, como las que han caracterizado el tiempo en que las distintas especies de homínidos han poblado la Tierra, éstas sobrevivieron gracias a su capacidad de adaptación. El Homo sapiens, en tanto única especie de los homínidos que no se ha extinguido, debe su supervivencia y expansión geográfica a una gran adaptabilidad largamente labrada (Potts, 2012). No puede dejar de mencionarse que el hombre moderno apareció miles de años antes que las primeras civilizaciones. Esto parece indicarnos que el tránsito desde fabricar herramientas de piedra hasta construir ciudades requirió de un prolongado proceso de incubación. El paso fue gigantesco, el tiempo que tardó en darse fue largo.

Figura 8. Ruinas de Stonehenge. Recuperado de Wikimedia Commons.

Podemos conjeturar que la selección natural ha favorecido a un cerebro que nos faculta para aprender flexiblemente, lo que se traduce en la capacidad de cambiar nuestro comportamiento, pues incorporamos tanto la experiencia como lo aprendido. Esto reduce lo que ha tenido que invertirse en información heredable, pues de otro modo se tendría que determinar genéticamente cada comportamiento (Bartra, 2014). Hoy sabemos a ciencia cierta que el encéfalo está diseñado conforme con un programa genético que ha determinado sus propiedades innatas, es decir, aquellas con las cuales nacemos. También hay un control denominado epigenético, según el cual el ambiente y las condiciones de vida influyen en el desarrollo y funcionamiento (Purves, 2008). El aprendizaje puede ser visto como un agente externo que, de algún modo, “moldea” al cerebro. ¿Cómo lo hace? Las evidencias confirman que el aprendizaje produce cambios en este órgano (Miall, 2013), pues se han detectado zonas específicas que crecen cuando se desarrollan ciertas habilidades, que se pueden adquirir por experiencia o aprendizaje. Por ejemplo, se ha detectado que músicos profesionales presentan mayor volumen y espesor de materia gris en la corteza cerebral auditiva que los músicos amateurs o personas que no se dedican a este arte (Schneider et al., 2002). También hay indicios de que las prácticas y entornos culturales influyen directamente tanto en el comportamiento como en la morfología y actividad cerebral. Asimismo, hay conductas y expresiones culturales que pueden ser determinadas por la carga genética del individuo (Han, 2015).

Figura 9. Cerebro humano. Dibujo cedido al autor por la estudiante Alejandra Gabriela Jiménez Reyes.

Modelo para armar

Recapitulemos. El registro fósil muestra que en los últimos dos millones de años se incrementó el tamaño del cerebro. En este período, entre 800 mil y 200 mil años antes de nuestra era, se dio el mayor crecimiento del cerebro, que trajo como consecuencia mayor capacidad de memoria y de procesamiento de información. Así, el incremento de las habilidades cognitivas posibilitó el avance cultural de la humanidad (Tomasello, 2005). Por su parte, los acervos culturales que las comunidades fueron construyendo parecen haber influido en el desarrollo evolutivo de la especie, aunque no está claro cómo.

Consideramos la posibilidad de que la creación de la cultura facilitara la supervivencia, porque ayudaba a superar problemas. También parece razonable asumir que el conocimiento se ha expandido desde sus orígenes gracias a la notable capacidad de aprendizaje de la especie. Pero lo que todavía se plantea como suposición es considerar que la aparición de manifestaciones culturales como el manejo de herramientas, el uso del fuego y el surgimiento del lenguaje pudieran propiciar condiciones para que la selección natural favoreciera comportamientos que nos permitieran aprender del otro y que ampliaran el camino hacia la adquisición de conocimientos (Boyd, 2011). Incluso, se ha sugerido que el desarrollo del lenguaje proporcionó a los ancestros del hombre alguna ventaja evolutiva, quizá porque facilitó la cooperación. Aunque compartir información podría parecer desventajoso para el individuo (si pensamos que en un entorno de competencia por la supervivencia puede otorgarle la ventaja al competidor), a la postre pudo favorecer el desenvolvimiento social (Ulbaek, 1998).

En suma, el modelo para comprender la evolución de nuestra especie tiene que contemplar todas las variables que de algún modo intervinieron en el proceso y definir cuáles fueron determinantes para el desarrollo de la humanidad, incluyendo el peso específico con que pudieron haber contribuido nuestras capacidades de aprender y crear cultura.

Figura 10. El Dr. Richard Potts explica la evolución humana a visitantes del Museo Smithsoniano, en los E.U.A. Recuperado de https://humanorigins.si.edu/.

Sitios de interés

Referencias

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Recepción: 20/06/2018. Aprobación: 20/05/2020.

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