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.

Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

La historia es de quien la trabaja. Documentos indígenas: una ventana al pasado

Leonardo Abraham González Morales Cita

Resumen

La opinión de la historia como materia aburrida puede ser distinta si se usan diversas posibilidades para conocer el pasado. Precisamente para romper esta tendencia, podríamos preguntarnos cómo podemos motivar el gusto por la historia. El presente texto explora una respuesta a esta interrogante mediante el estudio de los títulos primordiales de los pueblos indígenas. El artículo parte de un episodio poco conocido sobre la historia de Emiliano Zapata, en el que, antes de ser revolucionario, se aventuró a descifrar los títulos primordiales del pueblo de Anenecuilco. El ahondar en los títulos primordiales representan una valiosa oportunidad para explorar la memoria indígena como un cuerpo de creencias vivas y en contante transformación, muestra de que hay otras formas mirar la historia.
Palabras clave: títulos primordiales, indígena, códice, Zapata, derechos.

History belongs to those who work it. Indigenous documents: a window to the past

Abstract

The view of history as a boring class can change if other possibilities are explored in order to know the past. To break this trend, we could ask ourselves how we can motivate people to like history. This paper explores one answer to this question, through the study of primary titles of indigenous towns. The article begins with a little-known episode of Emiliano Zapata, in which, before becoming a revolutionary, he ventured to research the meaning of primary titles of Anenecuilco town. In this way, primary titles are a valuable opportunity to explore indigenous memory as a body of living beliefs in constant transformation, showing that there are other ways to look at history.
Keywords: primary titles, indigenous people, codex, rights, Zapata.

“Y ciertas cosas que no deberían haber sido olvidadas se perdieron. La historia se convirtió en leyenda, la leyenda se convirtió en mito”

J. R. R. Tolkien, El señor de los anillos

¿Para qué enseñamos historia?

La respuesta a esta pregunta ha inspirado tesis, libros y artículos para justificar la obligatoriedad de la materia en el mapa curricular, aunque sólo los necios dudan sobre la necesidad de su enseñanza. La problemática no es el para qué, sino el cómo la enseñamos. En teoría, el conocimiento histórico tiene nuevas opciones con la era digital y las nuevas pedagogías; sin embargo, aún hay quienes siguen enseñando de forma enciclopédica y memorística.

Por esta razón, me atrevo a proponer otro escenario para la enseñanza de la historia. Imaginemos una clase donde los alumnos se sientan comisionados de paz, con la tarea de diseñar estrategias para llegar a un acuerdo en un conflicto agrario. Así, en vez de rellenar páginas y páginas de un libro de texto, les indicamos que cada parte cuenta con sus títulos primordiales y, por lo tanto, la comisión debe estudiarlos. Seguramente se preguntarán: ¿qué es un título primordial? Se brindará la respuesta más adelante.

La curiosidad en los alumnos puede detonarse si los títulos primordiales tienen códices, ya que suelen atrapar la atención por su belleza y composición policromática. De esta forma, la formulación de estrategias de paz los lleva a estudiar los documentos. Es una oportunidad para poner en juego la creatividad y el análisis crítico, así como el conocimiento de un pasado, sin lugar a duda, poco estudiado en nuestro país.

En México, cientos de pueblos se encuentran en serios conflictos agrarios que requieren el estudio de la historia por varias razones. Una de ellas es la importancia que tienen los títulos primordiales como testimonios de sus derechos agrarios. Emiliano Zapata, Caudillo del sur y líder revolucionario del Ejército del sur, lo vivió en carne propia.



Imagen 1. Códice Azcatitlan, fol. 29. 37 folios. Papel europeo, 21 x 28 cm. 1530. Biblioteca Nacional de Francia. Biblioteca Digital Mundial. Recuperado de https://www.wdl.org/es/item/15280/ (Recursos Educativos Abiertos de la unesco desde 2012).

Los pobladores de Anenecuilco, su pueblo natal, vivieron una serie de profundos cambios políticos, legales, económicos, sociales y culturales después de la Independencia de México. Sin embargo, el más difícil fue hacia el último tercio del siglo xix, cuando los gobiernos liberales en colusión con hacendados cañeros comenzaron un acoso sistemático para apoderarse de las tierras comunales. Para hacer frente a los abusos causados por la corrupción, los pobladores decidieron organizarse y renovar su oposición, al depositar el espíritu de lucha en los más jóvenes. Uno de ellos fue Emiliano Zapata, nombrado albacea de los títulos primordiales del pueblo.

La búsqueda de Zapata para descifrar el significado de los títulos se cuenta en la primera parte de este artículo. Después, se retoma la influencia de su lucha en la restitución de tierras de la Reforma agraria y la problemática emergente. El texto cierra con un catálogo sobre los títulos primordiales y su revaloración como fuentes de la historia, a partir de los estudios multidisciplinarios de finales del siglo xx. De esta forma, se intentará mostrar otra mirada hacia el pasado a través de la memoria indígena.

I. Los títulos primordiales

Cuando Emiliano Zapata fue nombrado albacea de los títulos primordiales de Anenecuilco, recibió un juego de documentos viejos, algunos mucho más que otros. Entre esos documentos había manuscritos en español y un mapa muy pintoresco con leyendas en idioma azteca, algo parecido a los jeroglíficos. ¿Por qué algunas veces se referían a ellos como jeroglíficos en idioma azteca? Porque su composición estética contiene pictografías, es decir, una forma de escritura que emplea representaciones simbólicas como figuras y dibujos. Uno de los ejemplos más bellos es el Códice Azcatitlán (Imagen 1), fuente colonial que desde tiempo inmemorial ha motivado el estudio y comprensión del pasado de los pueblos indígenas.


Imagen 2. Códice del Marquesado del Valle, página 33. 28 hojas sueltas de gran formato, con pinturas y texto en náhuatl escrito con caracteres latinos. 1550 – 1560 Biblioteca Nacional de Francia. Biblioteca Digital Mundial. Recuperado de https://www.wdl.org/es/item/9681/view/1/33/ (Recursos Educativos Abiertos de la unesco desde 2012).

Los documentos de Anenecuilco aún se mantienen en secreto y su exposición digital no parece tener fecha; sin embargo, algunos investigadores se han acercado a ellos para estudiar la lucha del Caudillo del sur (Hernández, 1993). Posiblemente, estos documentos comparten características visuales con el Códice del Marquesado del Valle (Imagen 2), tales como la mezcla de elementos pictográficos con caracteres latinos para expresar palabras en español o náhuatl. Además, este códice también fue empleado por algunos pueblos del actual estado Morelos contra la usurpación de tierras e ingenios cañeros desde el siglo xvi.

La necesidad de conocer el significado de dichos documentos motivó a Zapata a peregrinar por Morelos, ya que en el pueblo ese conocimiento se había olvidado. Visitó varios lugares donde aún se hablaba náhuatl, aunque el resultado fue poco alentador. Finalmente, sólo encontró a un cura que le ayudó a identificar algunos nombres (Krause, 1987).

El regreso de este peregrinaje estuvo marcado por el aumento de las tensiones entre los pobladores de la región: hacendados y autoridades gubernamentales, que detonaron la violencia. Ante ello, Zapata y sus allegados iniciaron un movimiento revolucionario que interrumpió la búsqueda del significado de los títulos. Un siglo ha transcurrido y aún sabemos poco de esos documentos. Sin embargo, la inquietud de Zapata es algo que podemos plantearnos en estas preguntas: ¿qué son los títulos primordiales?, ¿quiénes los hacían?, ¿cómo se heredaban? y ¿por qué se fue olvidando su significado?

A finales del siglo xix, un número importante de pueblos aún hablaba náhuatl dentro de México. En la mayoría de ellos, la lengua continuó en su tradición oral, adaptándose a los profundos procesos de cambio como la Conquista, la Colonia española, la Independencia y la modernización. Sin embargo, la escritura del náhuatl y la pintura de códices habían quedado en el olvido desde mucho tiempo atrás.

El arte de pintar códices se remonta a la época prehispánica y sólo se enseñaba a una élite. Como la mayoría de las pinturas estaban relacionadas con las creencias y prácticas religiosas, al concluir la Conquista, los españoles y la iglesia católica condenaron e intentaron eliminar todo rastro de ellas. Hacia finales del siglo xvi, casi todos los libros de pinturas habían sido quemados y los sabios-artistas prácticamente se habían extinguido.

Algunos aprendices sobrevivientes, herederos de la élite de las familias gobernantes, así como frailes, intentaron rescatar algunas tradiciones mediante negociaciones culturales. La pintura de códices fue una de ellas, aunque la mezcla de elementos prehispánicos y españoles fue inevitable. Al principio, algunos pueblos aprovecharon el intercambio cultural e intentaron defender sus derechos de tierras mediante testimonios orales. Después, agregaron documentos donde adaptaron la mezcla de elementos prehispánicos y españoles.

Catalogamos el resultado como documentos coloniales híbridos, porque mezclan varios elementos lingüísticos y jurídicos. Ejemplo de ellos son códices, mapas, planos, narrativas en español y en lenguas locales con letras del latín, líneas genealógicas, íconos cristianos, colores, firmas y sellos. Algunos trabajos fueron elaborados por tlacuilos. 1

Los pueblos conservaron estos documentos porque las autoridades reales o eclesiásticas los aceptaron como testimonios de sus derechos. Desde entonces, los custodiaron como títulos primordiales, es decir, los primeros títulos escritos en los que constan sus derechos. Los documentos podían ser custodiados por la iglesia local, el palacio del gobierno local o mediante albaceas.

La custodia continuó por siglos, aunque la comprensión de los documentos se fue olvidando. Dos de las causas fueron la extinción de los tlacuilos y la adopción del español como lengua principal o “civilizatoria”. Por ello, la generación de Zapata desconocía las leyendas aztecas. Cabe mencionar que algunos aficionados, historiadores, anticuarios e intelectuales modernos, intentaron estudiar los “jeroglíficos mexicanos”, aunque su mirada y esfuerzo estaban encaminados al campo académico y el coleccionismo.

II. La caja de Pandora

Inició la Reforma agraria, impulsada por los gobiernos de los caudillos revolucionarios. En el discurso político, la reforma representaba el triunfo de la lucha armada y los ecos de la justicia social. Uno de ellos fue la restitución de tierras, tema fundamental en la lucha revolucionaria, que quedó plasmado en el artículo 27 de la Constitución de 1917. Una victoria pírrica para el Ejército del sur.

La implementación de la reforma tuvo varios mecanismos de reparación de “justicia”. Por ejemplo, se creó la colectivización de la tierra, el sistema ejidal y la organización de instituciones crediticias para el campo. Sin embargo, entre 1930 y 1970, estos procesos demostraron ser sumamente complejos y no estuvieron exentos de polémicas sobre favoritismos, clientelismo político, corrupción o proselitismo.

La restitución de tierras fue un tema aparte. Consistía en la revaloración de los derechos de un pueblo para devolverle aquello de lo que fue despojado de forma “injusta” hasta antes de la lucha armada. Por supuesto que la cantidad de injusticias cometidas habían sido incalculables, por lo tanto, se pidió el soporte documental necesario para reparar el daño. Es entonces que los pueblos sacaron sus títulos primordiales y comenzaron otra lucha: la de los tribunales.

La cantidad de casos desbordó la capacidad de los tribuales, pues no contaban con los recursos necesarios para interpretar los títulos primordiales. Se pidió ayuda a académicos, bibliotecarios y archiveros, pero la cantidad y la variedad de documentos hizo imposible la tarea. El resultado fue una problemática que avivó viejos y creó nuevos conflictos agrarios. Fue como abrir la caja de Pandora. 2

¿Cómo es que los títulos primordiales contienen los derechos de un pueblo?

El contenido de los títulos primordiales es muy variado y su legitimidad depende de múltiples factores. En general, un documento es legítimo cuando un gobierno lo expide o lo acepta como testimonio y lo valida mediante firmas, sellos, marcas de autenticidad, etcétera.

Sin embargo, el caso de México es complejo porque el proceso de Independencia y las constantes guerras en el siglo xix causaron estragos en los archivos coloniales. Muchos documentos se perdieron o terminaron presas de saqueos o en colecciones privadas o en el extranjero. Por lo tanto, sólo se cuenta con copias o referencias secundarias.

Además, las grandes áreas del territorio mexicano que fueron sometidas a la modernización político-económica sufrieron transformaciones profundas, al pasar de paisajes de tierras comunales a fincas, haciendas, fábricas, vías de comunicación, tiraderos o drenajes. De esta forma, la dinámica capitalista desplazó a la vieja economía colonial y las leyes modernas socavaron la validez de los documentos coloniales híbridos, en gran medida porque sus jeroglíficos (códices) no se podían descifrar o eran inconmensurables con el sistema métrico decimal (Vera y García, 2011).

A pesar de ello, los pobladores de Anenecuilco, como muchos pueblos y barrios de origen indígena, transmitieron, mediante la tradición oral, la creencia de que sus derechos se encontraban depositados en los títulos primordiales. Además, durante siglos rememoraron sus derechos mediante prácticas agrarias, el marcaje de límites territoriales, la organización del riego, fiestas patronales, ritos religiosos y mayordomías. Por estas razones, la restitución de tierras representaba una valiosa oportunidad de refrendar derechos inmemoriales, es decir, de tiempos muy antiguos. La problemática y la falta de recursos llevaron a simplificar el reconocimiento de títulos primordiales: se catalogaron conforme al conflicto, se recogieron y enviaron a un archivo gubernamental, se registró la querella y la resolución del conflicto se dejó en manos de los técnicos, quienes intentaron hacer repartos de tierras “equitativos”.

La restitución se convirtió en un discurso político lejos de la realidad agraria, pues para jueces y legistas resultaba imposible trasladar o traducir los títulos e interpretarlos en el marco de la ley moderna. Tal vez, esta sea la razón por la que este episodio no viene en los libros de historia, pues representa un fracaso revolucionario o una medida contraproducente.

III. Una nueva esperanza

Entre el siglo xix y el xx, algunos códices fueron estudiados y descifrados desde la historia del arte. Sin embargo, esta misma curiosidad estética que despertaron entre intelectuales fue la causa principal de su peregrinaje a destinos desconocidos: incluso algunos aún se encuentran “desaparecidos”. Por esta razón, hay títulos primordiales en colecciones privadas y en el extranjero (Noguez, 2017).

El gobierno mexicano custodia aquellos títulos que fueron enviados a los archivos, aunque, están desperdigados en varias dependencias. Algunos se encuentran en el Archivo General de la Nación, otros en el Archivo Histórico del Agua o en el Archivo de la Reforma Agraria. Otro problema es que no todos están catalogados, lo que dificulta su localización. Tal vez, en un futuro no muy lejano, se pueda acceder a ellos en plataformas como la Biblioteca Digital Mundial, la Biblioteca Digital Mexicana o el Archivo de Indias de Sevilla.

Aunque la presentación de títulos primordiales a tribunales tiene siglos, la encomienda de descifrar su significado e interpretar su contenido en el marco de las leyes modernas comenzó a finales del siglo xx, gracias a un grupo de expertos que retomó los conflictos agrarios mediante estudios multidisciplinarios (Mohar, 1994; Oudijk y Romero, 2003; Ruiz, Barrera y Barrera, 2012).

El significado del contenido de los títulos primordiales requiere de disciplinas como la historia, la jurisprudencia, la arqueología, la antropología, la etnología, la lingüística, la matemática, la cartografía, por mencionar algunas. También necesita de técnicas como la paleografía y la traductología, entre otras.

Asimismo, deben considerarse la peregrinación y los propósitos. La peregrinación es el recorrido que un título ha tenido, desde su elaboración hasta su localización actual. Algunos se mantuvieron en el mismo lugar, aunque su contenido sufrió modificaciones. Otros cambiaron de propósito, por ejemplo, hay documentos coloniales híbridos que se adaptaron a las Relaciones Geográficas enviadas a la corona española (Mundy, 2000). Por estas razones, el significado, la peregrinación y los propósitos de los títulos primordiales muestran la capacidad de la memoria indígena para adaptarse a los cambios. Podemos llamar a este fenómeno la circulación metamórfica del significado en la memoria de los pueblos.

La nueva ola de investigaciones multidisciplinarias renovó el interés en los títulos primordiales, convirtiéndolos en una valiosa, y poco explorada hasta ahora, fuente para el estudio de la historia. Además, estos estudios han impulsado la revisión y la conformación de comisiones de paz para los conflictos agrarios. A continuación se proporciona un breve catálogo de documentos coloniales híbridos que pueden formar parte de los títulos primordiales de un pueblo.

Catálogo de documentos coloniales híbridos que pueden formar parte de los títulos primordiales.

Imagen 3. Códice Vergara, fol. 97. Papel europeo 22 x 31 cm. Año: circa 1539. Biblioteca Nacional de Francia. Fuente: Biblioteca Digital Mundial, https://www.wdl.org/es/item/15278/ (Recursos Educativos Abiertos de la unesco desde 2012).

Códices jurídicos. Se trata de documentos con pictografías del arte de la tlacuilloli –escritura de tradición mesoamericana–, mezcladas con textos en español o alguna lengua indígena escrita con caracteres latinos. Se elaboraron y presentaron en tribunales de justicia desde el siglo xvi.

Imagen 4. Mapa de Amoltepec, 1 hoja. Papel europeo 30 x 32 cm. Año: 1580. Biblioteca de Austin Universidad. Biblioteca Digital Mexicana A. C. Recuperado de http://bdmx.mx/documento/galeria/mapa-relacion-geografica-amoltepec-1580 (Recursos Educativos Abiertos de la unesco desde 2012).

Mapas. Son representaciones del espacio que mezclan las formas coloridas del arte tlacuilloli y la proyección paisajística europea, que ya era una combinación previa del dibujo renacentista y la ciencia cosmográfica. Algunos los llaman cartografía de tradición hispanoindígena o mapas códices.

Imagen 5. Mapa de Culhuacán, 1 hoja, 1 folio, papel europeo 70 x 54 cm. Año: 1580. Biblioteca de la Universidad de Texas. Biblioteca Digital Mundial Recuperado de https://www.wdl.org/es/item/457/view/1/1/ (Recursos Educativos Abiertos de la unesco desde 2012).

Relaciones geográficas. En un principio fueron representaciones geográficas y descripciones escritas del territorio colonial en América, elaboradas para el Rey Felipe ii, en la segunda mitad del siglo xvi. En su hechura participaron algunos indígenas. Con el paso del tiempo, ciertos pueblos convirtieron las relaciones en testimonios legales.

Imagen 6. Códice Techialoyan de Cuajimalpa, foja 23. Libro cosido de 26 fojas y un frontispicio. La primera y la última foja presentan faltantes. Circa 1680-1700. Archivo General de la Nación. Biblioteca Digital Mundial. Recuperado de https://www.wdl.org/es/item/9682/ (Recursos Educativos Abiertos de la unesco desde 2012).

Techialoyan. Son un conjunto de códices producidos de forma genérica por un grupo de artesanos que conservaron algunas técnicas de la vieja tolacuillli, a finales del siglo xvii y a lo largo del xviii. La mayoría fueron elaborados en el centro de México y, a diferencia de otras tradiciones, es clara su intención por representar los linderos y la posesión de tierras. Además, contienen amplia información escrita en español, náhuatl u otras lenguas, con breves pasajes de historia, genealogías y heráldicas. También cuentan con firmas como elementos de autenticidad.

Imagen 7. Lienzo del pueblo de Santo Tomás Ajusco, 1 pieza en piel de venado. Circa 1890-1910. Recuperado de https://books.openedition.org/cemca/docannexe/image/3350/img-16.jpg.

Apócrifos. Son imitaciones modernas de las tradiciones artísticas indígenas. Se caracterizan por los rasgos toscos y las contradicciones en elementos como la temporalidad, los personajes, la historicidad, entre otros. Resalta el caso de Manuel Ramírez Arellano, un conocido falsificador y estafador dedicado a elaborar títulos apócrifos. Las falsificaciones fueron identificadas por Tomás Alarcón, jefe de paleografía de la Comisión Nacional Agraria. Entre los documentos apócrifos de Manuel Ramírez está el Lienzo del Pueblo de Santo Tomás Ajusco (Tlalpan, Ciudad de México).

IV. Memoria Viva

A manera de reflexión final quisiera exponer tres puntos. Primero, los títulos primordiales son una valiosa oportunidad para conocer y dialogar con la memoria de los pueblos. Son otra ventana para explorar el pasado y plantear nuevas interrogantes a realidades que necesitamos comprender.

Segundo, el movimiento revolucionario encabezado por Emiliano Zapata motivó una reparación de justicia hacia los pueblos del país, primordialmente, mediante la restitución de tierras. Aunque esta preocupación llegó a ser parte de la Constitución de 1917 y de los mecanismos de reparación de justicia de la Reforma agraria, su implementación se convirtió en una caja de Pandora, ya que detonó numerosos conflictos agrarios y porque hicieron falta recursos para un mejor trabajo en los tribunales.

Tercero, después de siglos, los títulos primordiales fueron revalorados en el marco de sus tradiciones lingüísticas, gracias al trabajo multidisciplinario de varios expertos. A partir de entonces se estudian como nuevas fuentes para la historia. Uno de los descubrimientos más notables es el reconocimiento a la capacidad que tienen los pueblos para adaptarse a los cambios mediante el trabajo de su memoria.

Por estas razones, me atrevo a decir que la memoria de los pueblos de origen indígena es una memoria viva, opuesta a la historia oficial donde el pasado es inerte, lineal y “lejano”, porque se trata de una memoria que nos enseña a explorar el pasado para defender el presente.

Referencias

  • Acosta, V. y Vera, H. (cords.) (2011). Metros, leguas y mecates. Historia de los sistemas de medición. ciesas-cidesi.
  • González M., L. (2005). Los tlacuilos y la construcción del espacio novohispano en el siglo xvi. Revista Digital Universitaria, 16(4). http://www.revista.unam.mx/vol.16/num4/art29/index.html.
  • Hernández, C. A. (1993). Anenecuilco memoria y vida de un pueblo. Fondo de Cultural Económica.
  • Hinojosa H., Laura. (2014). Quince códices en la memoria de un convento. Los códices de Tlaquiltenango. inah.
  • Johansson, K. P. (2004). La palabra, la imagen y el manuscrito. Lecturas indígenas de un texto pictórico en el siglo xvi. unam.
  • Krauze, E. (1987). Emiliano Zapata. El amor por la tierra. Fondo de Cultura Económica.
  • León Portilla, M. (2013). Derechos, tierras y visión del mundo de los pueblos indígenas: en la cartografía e ilustraciones novohispanas del siglo xvi al siglo xviii. Cámara de Diputados, lxi Legislatura.
  • Montes de Oca Vega, M., Raby, D., Reyes Equiguas, S. y Sellen, A. T. (2003). Cartografía de tradición hispanoindígena. Mapas de mercedes de tierras, siglos xvi y xvii. unam, 2 vols.
  • Noguez, X. (coord.) (2017). Códices. Secretaría de Cultura.
  • Oudijk, M. R. y Romero, A. M. (2003) Los títulos primordiales. Un género de tradición mesoamericana del mundo prehispánico al siglo xxi. Relaciones, xxiv(95), 18-48.
  • Ruiz, E., Barrera, C. y Barrera F. (2012). La lucha por la tierra. Los títulos primordiales y los pueblos indios en México, siglos xix y xx. Fondo de Cultura Económica.
  • Tolkien, J. R. R. (1954). El señor de los anillos (Lluis Doménech y Matilde Horne, trads.). Planeta.
  • Valbuena Briones, A. (1989). El mito de Pandora en Calderón. Thesaurus: Boletín del instituto Caro y Cuervo, 44(1), 64-82.
  • Womack, J. (2017). Zapata y la Revolución mexicana (Francisco González Aramburo, trad.). Fondo de Cultura Económica.


Recepción: 29/08/2019. Aprobación: 24/07/2020.

Vol. 21, núm. 6 noviembre-diciembre 2020

Adecuación de la ley de Gutenberg–Richter al contexto mexicano

Ana Elena Posada Sánchez, Edgar Iram Villagrán Arroyo y Juan Pablo Hidalgo Toxqui Cita

Resumen

En nuestro país los sismos son uno de los fenómenos naturales que despiertan mayor atención, por lo que su estudio requiere contar con un adecuado monitoreo y sistemas de alerta, entre los que el teléfono inteligente parece una buena opción. En este trabajo se presenta un estudio, soportado en la base de datos del Servicio Sismológico Nacional y en la ley de distribución de magnitudes sísmicas propuesta por Gutenberg y Richter –único modelo aceptado a nivel mundial–, para explicar la probabilidad de ocurrencia de eventos sísmicos y sus magnitudes, de acuerdo con las regiones que presentan mayor cantidad de registros.
Palabras clave: sismo, magnitud, probabilidad de ocurrencia.

Adequacy of Gutenberg-Richter’s Law to the Mexican context

Abstract

In our country earthquakes are one of the natural phenomena that arises great interest, so their study requires adequate monitoring and alert systems, among which the smartphone seems as a good option. This work presents a study, supported by the National Seismological Service database and the seismic magnitudes distribution law proposed by Gutenberg and Richter –the only model accepted worldwide–, to explain the probability of occurrence of seismic events, as well as their magnitudes, according to the regions with the highest number of records.
Keywords: earthquake, magnitude, probability of occurrence.

Introducción

Los sismos son uno de los fenómenos que más afectan a la República mexicana, particularmente porque el país se ubica en una región en la que se perciben con gran intensidad, como ocurrió con los eventos del 8 y 19 de septiembre de 2017 (ssn, 2017a, 2017b) y, más recientemente, el 23 de junio de 2020 (ssn, 2020). Aunque mucho hemos avanzado en materia de prevención, lo cierto es que, hasta este momento, nadie puede decir cuándo ni a qué hora sucederá el próximo terremoto. Esta incertidumbre nos hace temer por el bienestar de nuestras familias y el propio, lo que nos lleva a buscar cualquier medio que nos permita estar un paso adelante de la contingencia.

En el presente trabajo encontrarás una estimación matemática de la probabilidad de ocurrencia de eventos de pequeña, mediana y gran magnitud, en función de los datos estadísticos recopilados hasta la fecha, que pretende responder a la pregunta: ¿cómo responde la sismicidad de México a la ley de Gutenberg-Richter?

Antecedentes

Ya desde el año 1944, los sismólogos Beno Gutenberg y Charles Francis Richter (g-r, Gutenberg y Richter, 1944) propusieron un modelo matemático que relaciona la magnitud de un evento sísmico con la ocurrencia de dicha magnitud en un intervalo de varios años –ver ecuación (1)–. A pesar de su simplicidad, el modelo ha demostrado ser muy acertado, independientemente de la región o del tiempo. Estrictamente hablando, los valores sí dependen de la región cuando ésta es relativamente pequeña, pero su variación no es muy significativa.

log10 N = a + b * M —————- (1) 1

Figura 1. Representación gráfica del modelo Gutenberg-Richter. . Como se puede observar, existe una cantidad mucho mayor de eventos de magnitud 1 que de magnitud 2 y mayor cantidad de eventos de magnitud 7 que de magnitud 8, pero la proporción entre una diferencia y la otra se reduce considerablemente cuando avanzamos hacia magnitudes mayores en la gráfica.

En la expresión (1), n es el número de sismos que se espera se produzcan con magnitud m. a representa la actividad sísmica de la región en estudio y b la proporción logarítmica 2 entre sismos grandes y sismos pequeños. La figura 1 presenta cualitativamente la curva que se genera al aplicar el modelo, en donde el eje vertical representa el número de eventos n y el eje horizontal corresponde a su magnitud. De acuerdo con cada región, los valores de a y b pueden variar y son, precisamente ellos, los que caracterizan el comportamiento de cada región.

La magnitud de un sismo es, en resumidas cuentas, una medida de la energía que se libera al romperse las placas tectónicas (Significados, 2019), cuando chocan o rozan (ver figura 2). La forma en que este valor se mide ha variado con el tiempo, actualmente se cuenta con un procedimiento estandarizado para su cálculo y es al que nos referimos en este artículo, si estás interesado en conocer las distintas formas de cuantificar la magnitud, lo puedes hacer aquí. (ssn, 2019a)

Figura 2. Placas tectónicas en el mundo (tomado de usgs, 2019). Recuperado de Wikimedia Commons.

El hecho de que el término izquierdo de la ecuación (1) sea logarítmico tiene una interpretación física importante y es que el cambio de un entero en magnitud implica una energía liberada 32 veces mayor. Aclaremos esto mediante la analogía de la tabla 1. Si equiparamos la cantidad de energía necesaria para generar un sismo de magnitud 1 con el precio en pesos mexicanos, ésta equivaldría al costo de un dulce o 1 peso. La cantidad de energía para un sismo de magnitud 2 sería equiparable al precio de 6 viajes en metro, o 32 pesos, etcétera. Siguiendo esta lógica, un evento de magnitud 7 correspondería al presupuesto anual para la infraestructura de Ciudad Juárez, Chihuahua, y este no es el valor máximo de la escala.

Analogía entre magnitud sísmica y unidades monetarias.

Magnitud Producto equivalente Precio en pesos mexicanos
1 1 dulce 1
2 6 viajes en el metro 32
3 2 pares de zapatos 1,024
4 Enganche para un auto económico 32,768
5 1 departamento sencillo 1,048,576
6 Un fraccionamiento pequeño 33,554,432
7 Presupuesto anual estimado para infraestructura en Ciudad Juárez, Chih. (Olmos, 2019) 1,073,741,824
8 Presupuesto anual estimado para infraestructura en la CDMX (Cantera, 2019) 34,359,738,368
9 7.2 veces el presupuesto original para la construcción del Tren Maya (Celis, 2019) 1,090,000,000,000

Sismos en México

En México se cuenta con bases de datos de eventos medidos por el Servicio Sismológico Nacional (ssn, 2019). Seleccionamos los estados en los que se genera la mayor cantidad de sismos, más no los estados en los que son percibidos, incluso con gran intensidad. Por lo tanto, no se considera a la Ciudad de México, pues no es zona de generación de sismos de gran magnitud. Al revisar la información publicada, se pudo apreciar que los eventos con magnitud inferior a 3 son escasos en cuanto a número de registros se refiere, lo que indica que o no se registran todos o no se reportan, debido a que son prácticamente imperceptibles para nosotros.

Para este análisis, se tomaron en cuenta los eventos con magnitudes entre 3 y 8, ya que, de acuerdo con los registros del Servicio Sismológico Nacional, no se ha registrado algún evento de magnitud igual o mayor a 9 en el país.

Como lo indica Amador (2016), existe una relación lineal entre el logaritmo base diez del número de eventos y su magnitud; por lo tanto, es posible emplear el método de regresión por mínimos cuadrados 3 para calcular los parámetros a y b de cada región.

Figura 3. Distribución de magnitudes por cada 1000 eventos. Se observa que la cantidad de eventos registrados de magnitud 3 es considerablemente superior a los de magnitud 4, la cantidad de eventos de magnitud 4 es mayor que los de magnitud 5, pero en menor proporción, y así sucesivamente. La variación no es exactamente igual para todos los estados, pero los comportamientos de las diferentes curvas son muy similares.

Una vez realizada la correlación matemática correspondiente a cada estado (cálculo de los valores de a y b), se encontró que la forma de la curva que corresponde a la ley de Gutenberg-Richter para los estados analizados es la que se presenta en la figura 3.

Como se puede observar, la ley de Gutenberg-Richter representa con gran precisión la relación entre magnitud y número de eventos para los estados seleccionados. Los parámetros a y b para cada estado oscilan entre 5.95 y 7.75 para el valor de a, mientras que van de -0.743 y -0.971 para el valor de b.

La figura 3 muestra la distribución de los eventos según estos parámetros, mismos que fueron ajustados para 1000 eventos y no de forma temporal como sugieren Gutenberg y Richter, sin embargo, y como se aprecia, este número es suficiente para observar la tendencia.

Aplicando la ley

Plantearemos una segunda pregunta, ¿cuántos sismos de magnitud menor a 3 y cuántos de magnitud 9 o superior se podrían esperar dadas las mediciones realizadas? Para resolver la pregunta se emplearon los valores de a y b del paso anterior para conocer la distribución de probabilidades, no solamente de lo registrado, sino también de lo que no, es decir, sismos “pequeños”, menores a 3, y “muy grandes”, iguales o mayores a 9. Al mismo tiempo, se ajustaron los valores de tal manera que apareciera por lo menos un evento de magnitud 9. A este procedimiento se le conoce como extrapolación. La tabla 2 muestra esta variación.

Proporción entre eventos de diferentes magnitudes respecto de uno con magnitud 9 o superior.

Estados

Magnitud Baja California Chiapas Guerrero Michoacán Oaxaca
1 3,527,246 9,712,500 4,036,145 881,113 58,976,255
2 535,804 1,299,914 602,866 159,185 6,300,029
3 81,391 173,980 90,048 28,759 672,989
4 12,364 23,285 13,450 5,196 71,891
5 1,878 3,116 2,009 939 7,680
6 285 417 300 170 820
7 43 56 45 31 88
8 7 7 7 6 9
9 1 1 1 1 1
Porcentaje de eventos de la base analizada 3% 18% 16% 4% 38%

En la tabla 2 se presentan los porcentajes por estado con respecto al total de eventos de la base de datos, que es de 166,488 temblores, registrados a partir del año 1900 hasta mayo de 2019.

La última fila suma 79%, ya que no incluye los eventos registrados en los estados no considerados, ni aquellos cuya magnitud fue no calculable, por presentar una sismicidad muy pequeña.

La tabla 2 puede crear alguna confusión al hacer una comparación simple de los valores. En primer lugar, no significa que, por ejemplo, en Oaxaca por cada 59 millones de temblores de magnitud 1, sucedan 820 de magnitud 6 o 9 de magnitud 8. Tampoco significa que hay que contar 88 sismos de magnitud 7 para que suceda uno de magnitud 9. Lo que nos dice la ley de Gutenberg-Richter es que es más probable que se generen sismos de baja magnitud a lo largo del tiempo (en realidad muchos años), a que se presenten eventos muy destructivos para nosotros; sin embargo, el que sean poco probables no los convierte en imposibles.

Tampoco se debe pensar que Guerrero requiere menos sismos de magnitud 7 que Chiapas para tener una probabilidad de un evento magnitud 9. Lo que debe interpretarse es que en Guerrero se registran menos movimientos telúricos que en Chiapas para el mismo intervalo de tiempo, lo que significa que en Guerrero se requieren más años para tener la misma probabilidad.

Para aclarar lo anterior, supongamos que se lanza una moneda y se cuenta el número de águilas y de soles. La probabilidad indica que, con el suficiente número de lanzamientos, el porcentaje de unas y otros será del 50%. Esto no significa que en el proceso no puedan salir, por ejemplo, cuatro águilas seguidas. La naturaleza de los sismos es similar, sólo que su moneda tiene 9 caras (y sus fracciones), y está cargada hacia los valores menores.

Otro punto importante es que la división geopolítica de México poco tiene que ver con los mecanismos de generación de terremotos. Una división geográfica más adecuada para comprender la sismicidad consistiría en generar una gran región que abarcara todos aquellos sitios en los que la sismicidad es alta, por ejemplo, Chiapas-Michoacán. Con esto se tendría que la variación de los valores a y b, mencionados al inicio, tienen que ver más con una división arbitraria del territorio que con la sismicidad.

Consideramos ahora los últimos 10 años de reportes del ssn y los presentamos en la tabla 3 (ssn, 2019).

Eventos reportados cada año por el ssn en la última década.

Año Número de sismos reportados
2009 2301
2010 3462
2011 4272
2012 5244
2013 5361
2014 7608
2015 10946
2016 15547
2017 26363
2018 30193

Nuevamente alertamos sobre la interpretación simple de los números. La tabla 3 no indica que el número de sismos sea cada vez mayor, la verdadera razón de este incremento obedece a que hay más y mejores equipos cada año (y con ello más trabajo), lo que habla muy bien del ssn. Sin embargo, el hecho de que empecemos a medir algún fenómeno no significa que acaba de iniciar. Tratar de acoplarnos al conteo es muy complicado porque empezó hace millones de años, pero se espera que, con el tiempo, el número de sismos registrados anualmente se llegue a estabilizar alrededor de una cifra, por lo que los valores de a y b tenderán a tener menor variación.

El Sistema de Alerta Sísmica Mexicano (sasmex) y algunas aplicaciones para dispositivos móviles son hasta ahora la mejor opción que se tiene para mitigar los efectos negativos que puede generar un evento sísmico de gran magnitud sobre la población. Es conveniente conocer las restricciones con las que cuenta cada una de estas aplicaciones, por ejemplo, los segundos previos al arribo de las ondas generadas por un sismo que acaba de ocurrir en un sitio distante.

Conclusión

La apuesta “a que tiembla mañana” es casi segura, siempre y cuando no se establezca ni el epicentro ni la magnitud, puesto que, como podemos ver en la tabla 3, en 2018 se registraron casi 100 sismos por día, en promedio. El conocimiento de la probabilidad de ocurrencia sólo nos permite describir la forma en que el fenómeno se presenta estadísticamente para la república Mexicana y para algunos estados; sin embargo, sigue sin poder considerarse como una herramienta de predicción. Por lo anterior, la mejor recomendación que puede hacerse con respecto a la probable ocurrencia de sismos de gran magnitud es estar alerta y contar con planes de contingencia que incluyan el qué hacer antes, durante y después de un sismo de mediana o gran magnitud (unam, 2020).

Referencias



Recepción: 01/07/2019. Aprobación: 30/06/2020.

Show Buttons
Hide Buttons

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