Revista Nuestra Ciencia No. 10 by Santiago Avila

N煤mero

Q u i t o, M a y o 2 0 0 8

Pontificia Universidad Cat贸lica del Ecuador Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Ac t u a l i d a d

Ci e n t í f i c a

3 ¿Desarrollo lento … o desarrollo rápido? Eugenia M. del Pino

6 Las pérdidas dobles: mi estrategia actual para buscar genes de cáncer Paola E. Leone

9 Genes de predisposición al cáncer de próstata en la población ecuatoriana César Paz-y-Miño, Tania Wite

12 Los virus: campeones de la evolución Jean-Louis Zeddam, Betty Yangari, Katerine Orbe

16 Cuando los científicos y las comunidades andinas unen sus esfuerzos para luchar en contra de una plaga invasora Olivier Dangles, Carlos Carpio

20 Colección de Levaduras Quito Católica (CLQCA): una plataforma de explotación biotencnológica Javier Carvajal

24 Calcio: duro y suave de entender Dr. Carlos A. Soria

28 Tormentas en la balsa de los sapos Diego Almeida-Reinoso

31 En pos de los cóndores del mar Friedemann Koester

Cu r i o s i d a d e s

Ci e n t í f ic as

36 Los Bosques olvidados de los Andes

Katya Romoleroux, Daisy Cárate, Ralf Erler, Hugo Navarrete

40 Historia de la extraordinaria Myriocolea irrorata Susana León-Yánez

42 Hortalizas y condimentos andinos una delicia al paladar Omar Vacas Cruz

46 La Rinconada, un refugio de vida silvestre que merece ser protegido Miryan Rivera y Karina Paredes

51 Cuarenta y dos años de investigación de la historia natural del gavilán de Galápagos Tjitte de Vries

54 Las polillas también afectan la producción forestal. Datos biológicos de Gaujonia arbosioides (Lepidoptera: Noctuidae) Tania Romero y Diego Guevara

57 Rhodnius ecuadoriensis: su importancia en la transmisión de la enfermedad de chagas Anita Villacís, Mario J. Grijalva Cobo

61 Química Cuántica: de lo macroscópico a lo microscópico

Lorena Meneses Olmedo

65 La belleza oculta de la porcelana Sandra Faieta

68 Notas sobre el apareamiento humano: cuesta si te acuestas Pablo JarrínV.

F o t o

r e p o r t a j e

72 Amplexus Texto y fotos: Luis A. Coloma

G e n t e

q u e

h a c e

h i s t o r ia

74 Mario J. Grijalva: un pionero en la investigación de la enfermedad de chagas en el ecuador

Por Alberto Rengifo A.

N o t i c i e n c i a 77 Bichos al poder

Rafael E. Cárdenas, Martín R. Bustamante

79 Cumplimiento del plan estratégico (2001) de la Escuela de Ciencias Biológicas Laura Arcos Terán

AUTORIDADES Dra. Laura Arcos Terán Decana

Lic. Mercedes Rodríguez R. Directora de la Escuela de Ciencias Biológicas

Máster Wendy Heredia R. Directora de la Escuela de Ciencias Químicas

Lic. Galo Raza D. Director de la Escuela de Ciencias Físicas y Matemática

CONSEJO EDITORIAL Dra. Laura Arcos Terán Decana

Dr. Luis A. Coloma R. Profesor de la Escuela de Ciencias Biológicas

Dra. Eugenia del Pino V. Profesora de la Escuela de Ciencias Biológicas

EDITOR Dr. Alberto Rengifo A. Profesor de la Escuela de Ciencias Biológicas

COLABORARON EN ESTE NÚMERO Dr. Diego Almeida (Museo de Zoología. Área de Herpetología),

Lic. Santiago Burneo (Laboratorio de Mastozoología),

Alejandra Camacho (Laboratorio de Mastozoología),

M.Sc. Javier Carvajal (Laboratorio de Bioquímica),

Dra. Eugenia del Pino (Laboratorio de Biología del Desarrollo),

Dr. Tjitte de Vries (Laboratorio de Zoología),

Dr. Mario Grijalva

(LIEI, Escuela de Ciencias Biológicas. Departamento de Ciencias Biomédicas, Universidad de Ohio, USA),

M. Sc. Pablo Jarrín (Departament of Biology, Boston University),

Dra. Paola Leone

(Laboratorio de Genética molecular y Citogenética humana),

Dr. Hugo Navarrete (Herbario QCA),

Lic. Katty Orbe

(Laboratorio de Entomología),

Lic. Sofía Ocaña

(Laboratorio de Investigación en Enfermedades Infecciosas),

Dr. César Paz y Miño

(Laboratorio de Genética molecular y Citogenética humana),

Lic. Óscar Pérez

(Laboratorio de Biología del Desarrollo),

Paolo Piedrahita

(Laboratorio de Zoología),

Dr. Alberto Rengifo

(Escuela de Ciencias Biológicas),

Dr. Carlos Soria

(Laboratorio de Bioquímica),

Elicio Tapia Lic. Omar Vacas Dr. Renato Valencia (Herbario QCA),

Juan Manuel Vieira

(Laboratorio de Entomología),

M.Sc. Betty Yangari

(Laboratorio de Entomología),

Dr. Jean-Louis Zeddam (Laboratorio de Entomología),

ISSN: 1390-1893 Diseño Gráfico: Santiago Ávila Sandoval sanavila@panchored.net Todo bien hecho en Imprenta Hojas y Signos ph@hojasysignos.com Los artículos publicados son responsabilidad exclusiva de sus autores y no comprometen a la Revista, al editor, ni a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la PUCE.

Por Rafael E. Cárdenas

NUESTRA CIENCIA n.º 10 Quito, mayo de 2008 Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Editorial

Actualidad Científica

¿Desarrollo lento …o…desarrollo Por Eugenia M. del Pino (edelpino@puce.edu.ec)

Actualidad Científica

laevis, que está en este otro acuario, mide al menos 10 cm de largo. Le expuse que el tamaño del adulto a veces está relacionado con las estrategias de vida de cada una de las ranas. La rana X. laevis, por ejemplo, deposita en el agua miles de pequeños huevos con desarrollo extremadamente rápido. En cambio, las ranas dendrobátidas, como la Epipedobates machalilla, depositan entre 10 a 15 huevos en nidos te-

más lento que el de la rana X. laevis. Al respecto ya hemos dialogado en otras oportunidades —recordó mi amigo y añadió: Recuerdo claramente que la protección dentro de la bolsa materna brindado por la rana marsupial Gastrotheca riobambae está asociado con un tamaño de huevo, que es incluso más grande y con desarrollo muy lento. Le respondí que en efecto es Por Eugenia del Pino

n esa tarde llovió copiosamente y, unido a la humedad, hacía frío. Para mi sorpresa en medio del aguacero llegó mi amigo, el artista, cuyos juicios siempre provocan una discusión sobre el desarrollo embrionario. El lector conoce a este artista, pues ya lo he presentado anteriormente. Sus comentarios nos permiten un importante intercambio de ideas, sobre las cuales siempre me quedo pensando y a veces trato de resumirlas para los lectores de “Nuestra Ciencia”. En esa oportunidad, para protegerse de las inclemencias del clima, mi amigo llevaba un gran paraguas multicolor y en su cuello una gruesa bufanda. Con una sonrisa que iluminó su rostro me saludó, dejó a un lado su paraguas y su bufanda. Procedí a brindarle una taza de café reconfortante y dialogamos sobre el desarrollo embrionario de las diferentes ranas. Desde sus terrarios, las ranitas dendrobátidas con su fuerte croar brindaban un fondo “musical” a nuestra plática. Mi amigo se dirigió a uno de los terrarios y miró a las pequeñas ranas y dijo: —Tus ranas son muy pequeñas en comparación con la rana Xenopus. Estimo que esta rana debe medir máximo unos dos centímetros de longitud, en cambio Xenopus

rápido?

Figura 1. Nido de espuma de Engystomops coloradorum. Los huevos están camuflados en la blanca espuma.

rrestres, brindan cuidado parental a los embriones en desarrollo y, al momento de la eclosión, el padre, en este caso, transporta a los renacuajos al agua. Este modo de reproducción está asociado con huevos de mayor tamaño y con un ritmo del desarrollo que es sensiblemente

así y que los huevos de las ranas y la estrategia reproductiva están íntimamente relacionados con importantes cambios en el desarrollo embrionario. Le conté que además con la colaboración de nuestro estudiante Andrés Romero analizamos el desarrollo embrionario de dos es3

Por Eugenia del Pino

Fígura 2. Vista interna de la gástrula media de Engystomops coloradorum, su apariencia es similar a la gástrula de Xenopus laevis. Trabajo realizado por Andrés Romero Carvajal

pecies de ranas del género Eng ystomops, las cuales fabrican nidos de espuma a partir de la gelatina del huevo, y que los huevos, camuflados en dicha espuma, flotan sobre el agua. Una vez que los renacuajos eclosionan, caen al agua subyacente. Su rostro brillaba y con gran interés y me pidió que prosiga. Así que continué con mi explicación. Le expuse que la gastrulación es un estadio muy importante del desarrollo embrionario temprano, pues en el mismo se diferencian las tres capas germinales: el ectodermo, el mesodermo y el endodermo, y se inician los movimientos celulares denominados “movimientos morfogenéticos”; es decir, movimientos que determinan la adquisición de la forma del cuerpo del embrión. Le expliqué que para nosotros es de interés determinar si es que existen diferencias en la gastrulación entre diferentes ranas. 4 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Con una gran sonrisa mi amigo sacó de su portafolio un libro de texto de Biología del Desarrollo y exclamó: ¡Ya sé al respecto! Durante la gastrulación se dan los movimientos de involución, que permiten que las células de la superficie del embrión ingresen al interior del mismo. Muy bien —le respondí y le pedí que continúe. Ves —me dijo—, hay otros movimientos que permiten que se forme una gran cavidad dentro del embrión, la misma se denomina “arquenterón”. ¿Sabes que significa arquenterón? —Le pregunté. Ante su respuesta negativa le expuse que este término significa “intestino primitivo”. ¡Qué interesante! —respondió y continúo—. En la gástrula media hay otro evento, cual es el inicio del alargamiento del notocordio. Sí —le dije—. El alargamiento

del notocordio es un evento muy importante debido a que la forma esférica del huevo se cambia lentamente a la forma alargada del embrión y la extensión del notocordio marca el inicio de este alargamiento del cuerpo. Mi amigo esbozó una sonrisa y exclamó: ¡Cómo puede pasar el embrión de una forma esférica a una forma alargada! Me pidió que le explicara al respecto. Le expuse que dicho alargamiento ocurre debido a los movimientos morfogenéticos de “convergencia y extensión dorsales”, los cuales concentran a las células en la región dorsal de la gástrula por los movimientos de “convergencia dorsal”, los que son seguidos por la “extensión dorsal”, la cual alarga no solamente el notocordio sino también al ectodermo y al arquenterón de la rana. La convergencia y extensión dorsales se inician justamente en la gástrula media de X. laevis. Le expuse que en nuestro laboratorio nos preguntamos si es que en otras ranas existe variación en estos eventos morfogenéticos. Hice una comparación del tiempo de desarrollo de X. laevis con otras ranas y le expliqué que los huevos de X. laevis se desarrollan muy rápidamente en el agua y 14 horas después de la fecundación se completa el proceso de la gastrulación. En cambio, los huevos de la rana con nidos de espuma, Eng ystomops randi, requieren 24 horas, los de E. machalilla 4 días y los lentos huevos de la rana marsupial G. riobambae se demoran 14 días desde la fecundación hasta terminar la gastrulación. Mi amigo exclamó: ¡Qué diferencias tan grandes, de 14 horas a 14 días para realizar el mismo proceso! Comparto tu admiración —le dije—. Y añadí que esas grandes diferencias de tiempo nos han permitido analizar si es que el alarActualidad Científica

Actualidad Científica

Por Eugenia del Pino

gamiento del arquenterón y del notocordio ocurren de modo simultáneo en la gástrula media de las diferentes ranas. ¡Qué interesante! Fue su respuesta, y como ha ocurrido en otras oportunidades me miró con ojos inquisitivos. Así que decidí continuar con la explicación de nuestros avances. De acuerdo a tus lecturas —le dije—, conoces que los movimientos de involución y el alargamiento del notocordio y del arquenterón ocurren simultáneamente en la gástrula media de X. laevis. En cambio, el arquenterón de la rana dendrobátida ecuatoriana C. machalilla presenta un modesto alargamiento durante la gastrulación y el notocordio inicia su extensión una vez que la gastrulación termina; es decir, el cerramiento del blastoporo ha concluido. Mayor diferencia encontramos en la rana marsupial G. riobambae, cuyos embriones alargan tanto el arquenterón como el notocordio después del cerramiento del blastoporo. Como puedes darte cuenta, estas diferencias ocurren en embriones cuyo desarrollo es más lento que el desarrollo de X. laevis. Por el contrario, en las ranas que producen nidos de espuma, cuya velocidad del desarrollo se asemeja a X. laevis, el patrón de gastrulación es también similar a esta rana. ¿Cuál es el significado de tales diferencias? —preguntó mi amigo. Le expuse nuestra interpretación: la comparación entre diferentes especies de ranas permite determinar que los eventos de involución, convergencia y extensión dorsales y alargamiento del arquenterón se realizan simultáneamente en X. laevis y en las ranas con nidos de espuma, Eng ystomops, debido a que estas ranas tienen ritmos acelerados de desarrollo. En cambio, en las ranas de desarrollo

Figura 3. Comparación de los modos de gastrulación de diferentes ranas (de acuerdo a del Pino et al., 2007).

más lento los eventos de la gastrulación se han espaciado en el tiempo. Lo cual indica que la gastrulación de las ranas procede mediante módulos del desarrollo, los cuales pueden estar solapados o separados en el tiempo. El aspecto fundamental de la gastrulación consiste en la involución que permite la internalización de las células. Otros aspectos como son la convergencia y extensión dorsales, con el concomitante alargamiento del notocordio y con el alargamiento del arquenterón, son eventos que pueden estar disociados de la gastrulación. Como pasa con el cambiante cielo de Quito, una vez que la intensa lluvia cesó, la tarde se iluminó con unos débiles rayos solares. Mi amigo se incorporó y con una sonrisa en sus labios preguntó: ¿Desarrollo lento…o…desarrollo rápido? ¡Qué fascinante es pensar en las estrategias del desarrollo que están implicadas! Le invité para que nos visite en otra oportunidad en la que mis estudiantes, Michael Venegas,

Natalia Sáenz, Andrés Romero y Paola Montenegro, puedan explicarle sobre sus investigaciones. Quedamos de acuerdo en continuar nuestra conversación en otra oportunidad. Literatura consultada del Pino, E. M., Venegas-Ferrín, M., Romero-Carvajal A., Montenegro-Larrea P., Sáenz-Ponce N., Moya I. M., Alarcón I., Sudou N., Yamamoto S., Taira, M. 2007 A comparative analysis of frog early development. Proceedings of the National Academy of Sciences, U. S. A. 104: 11882-11888. Gilbert, S. E. 2006 Developmental Biology. Octava Edición. Sinauer Associates, Inc., Sunderland, Massachussetts. Moya, I. M., Alarcón, I. y del Pino, E. M. 2007 Gastrulation of Gastrotheca riobambae in comparison with other frogs. Developmental Biology 304: 467-478. Wolpert, L., Jessell, T., Lawrence, P., Meyerowitz, E., Roberson, E., Smith, J. 2007 Principles of development. Tercera Edición. Oxford University Press, Oxford, UK.

Actualidad Científica

Las pérdidas dobles:

mi estrategia actual para

buscar genes de Por Paola E. Leone (paola.leone@icr.ac.uk)

iempre una pérdida tiene su efecto, imagínese dos ... El estudio de algún tipo de cáncer en un laboratorio de genética tiene como finalidad identificar alteraciones genéticas frecuentes en ese cáncer comparado con población control que carece de la enfermedad. La caracterización de cada tipo de tumor por sus daños genéticos ha sido importante en la clasificación y en el tratamiento de algunos cánceres. Hace unos años con la citogenética convencional se identificaron ganancias y/o pérdidas cromosómicas que evidenciaban zonas importantes para la instauración de un cáncer, posteriormente técnicas como “Southern blot” definieron regiones cromosómicas específicas que plantearían la existencia de genes en las zonas afectadas con su posterior caracterización por medio de la secuenciación y actualmente con sondas de FISH específicas para algunos genes son empleadas en el diagnóstico rutinario. Todas estas técnicas nos han ayudado a conocer el comportamiento de un tipo de gen de cáncer, los genes supresores de tumor (GST). Su oficio es la de controlar la función de otros genes como la división y/o diferenciación celular que de forma descontrolada originarían un tumor. Para que los GST se inactiven necesitan sufrir dos eventos de alteración uno en

6 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

cáncer

cada alelo, el paterno y el materno, esta teoría fue planteada en 1971 por Knudson. Frecuentemente, el primer alelo puede estar delecionado y el segundo puede sufrir de algún evento que cause su inactivación como mutación y/o metilación, y menos frecuente, la deleción. La detección de ambos eventos ha implicado la utilización de diversas técnicas por tratarse de diferentes alteraciones. Actualmente con los arrays de mapeo genético basados en SNPs (ver Nuestra Ciencia 9), de alta resolución se puede detectar la pérdida de las dos formas o alelos de un gen (Figura 1). La pérdida de ambos alelos o deleción homocigótica (DH) en términos biológicos es muy significativa ya que la célula al carecer de ambas formas del gen no posee el producto proteico de ese gen y por lo tanto, no existe su función. Caracterizar deleciones homocigóticas puede significar la identificación de genes supresores de tumor localizados en estas regiones. Con el objetivo de entender la biología del mieloma múltiple (un cáncer de células plasmáticas) analizamos 73 pacientes al momento del diagnóstico con los arrays de SNPs. El análisis de los datos de forma manual identificó un número muy grande de regiones con DH, lo que generó el desarrollo de programas informáticos para la identificación correcta. Después de comparar los resultados de los primeros análisis considerando los mismos criterios con los sistemas

manual e informático, decidimos continuar el análisis completo con el sistema informático. Cambios en el mapeo genético con NC<1.0 Inicialmente con un enfoque altamente sensible para no perder alguna potencial región de pérdida, consideramos todas las regiones con un número de copia cromosómico (NC) menor a uno, en al menos 4 SNPs adyacentes. Así, identificamos 30.891 deleciones homocigóticas posibles involucrando a 10.560 genes. Analizamos detalladamente el perfil de todos los cromosomas y encontramos que las regiones de DH no están distribuidas aleatoriamente. Las regiones más frecuentes con DH incluyen a 1p, 6q, 8p, 12p, 13q, 14q, 16q, 20 y 22q, las cuales son también las regiones más afectadas por pérdidas de heterocigocidad (LOH). Estos arrays son muy sensibles pudiendo detectar pérdidas en un rango de 25 bases a 8,9 Mb. Un ejemplo de los genes afectados por DH fue p18 en el cromosoma 1p32.3 (Figura 1). De los 73 casos, 61 tuvieron al menos una DH con una mediana de 110 deleciones (rango, 1-985). Para reducir la complejidad de los datos generados, decidimos descartar las pérdidas que se encontraron solo en un caso, con lo cual nos quedamos con un número de 1.739 genes. Actualidad Científica

Por Paola E. Leone

Figura 1. Análisis de alta resolución de DH en 1p32.3. Se muestra el número de copia cromosómica para cada uno de los 6 casos con deleción de 1p32.3 debajo de la posición física del cromosoma 1.

50 de los 73 casos (69%) y la distribución de DH fue uniforme en los diferentes grupos moleculares de mieloma. El efecto de la DH en el gen p18 se muestra en la Figura 2. Los primeros 50 genes involucrados en deleciones homocigóticas Aunque el número inicial de genes se había reducido a 361, nos enfocamos en los genes que estuvieron presentes en al menos el 5% de los casos. Esto nos dejó un número de 50 genes. Las regiones en las cuales se localizan estos 50 genes coinciden

nuevamente con las regiones comúnmente delecionadas de forma hemicigótica, 1p, 6q, 8p, 13q, 16q, 20 y 22q (Figura 3). Los resultados de la estrategia empleada para identificar el número mínimo de deleciones homocigóticas se presenta en la Tabla 1. Validación de las deleciones homocigóticas por q-PCR Una selección de genes encontrados en regiones con DH fueron validados mediante PCR cuantitativa en un termociclador de tiempo real. Los casos con DH tuvieron un número de copias cromosómicos Por Paola E. Leone

Los genes identificados fueron filtrados utilizando los arrays de expresión Los genes con pérdidas de ambos alelos no deberían tener valores de expresión de mRNA (que es lo cuantificable en estos arrays) puesto que al no existir el gen, este no puede transcribirse a RNA. Con este principio se aplicó como filtro que la media del nivel de expresión de los casos DH fuera inferior a la expresión media de otros casos. Así, de los 1.739 genes solo 361 genes pasaron el filtro de expresión. Las deleciones homocigóticas afectando la expresión se vieron en

Figura 2. Nivel de expresión de los genes involucrados en DH. (A) Gen p18. (B) Gen PPP2R2A. Los puntos muestran el nivel de expresión en casos con DH (número 1 en el eje Y) y en casos sin DH (número 2 en el eje Y).

Actualidad Científica

tos repetitivos y presencia de sitios frágiles comunes. El poder de esta tecnología mejora en combinación con los arrays de expresión. Así, pudimos concentrarnos en los genes que fueron afectados en su expresión y que posiblemente estuvieran asociados con la patogénesis del mieloma. Describimos varias regiones con deleciones homocigóticas que frecuentemente son las regiones de LOH. Finalmente, validamos la estrategia al analizar el número de copias por PCR cuantitativa,

lo que mostró que los genes están ciertamente delecionados. ¿Ya ve el efecto de dos pérdidas? Ahora estoy comenzando el trabajo con cada uno de los genes ..., hasta el próximo número de Nuestra Ciencia. Literatura consultada Leone PE, Walker BA, Dickens NJ, Jenner MW, Johnson DC, Ross FM, Davies FE, Morgan GJ. Screening of Homozygous Deletions identifies key deregulated genes and pathways in Multiple Myeloma. Blood 110 (11), 2474 (2007).

Por Paola E. Leone

cercanos a cero (Figura 4). Volviendo al inicio, sobre el efecto de las pérdidas, las deleciones homocigóticas son relevantes indudablemente en la patogénesis de un cáncer. Sin embargo, su identificación representa un problema técnico importante. Una característica notable de los arrays de mapeo genómico es su habilidad de identificar DH. Aunque la identificación de DH no siempre es relevante debido a deleciones de regiones intergénicas, regiones de escasos genes, elemen-

Por Paola E. Leone

Figura 3. Distribución de los primeros 50 genes involucrados en DH. La línea roja indica la localización de regiones con DH.

Por Paola E. Leone

Figura 4. Número de copias por q-PCR. (A) Gen p18. (B) Gen STK24. El número de copia cromosómico fue normalizado por el número de copias del control 1.

Número

Número total de deleciones detectadas

30.891

Número total de genes únicos

‘10.560

Genes con deleciones en > 2 casos

1.739

Genes con deleciones y expresión < mediana

361

Genes en > 5% de casos

Tabla 1. Resumen de la estrategia de búsqueda de genes por arrays de SNPs y expresión.

8 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Actualidad Científica

Genes de predisposición

al cáncer de próstata en la población

l cáncer es considerado como una de las principales enfermedades del siglo XXI ya que afecta a gran parte de la población. Es complejo hablar de cáncer debido a que quedan aún muchas interrogantes por descubrir sobre su origen, desarrollo y progresión; sin embargo, se sabe que éste se puede desarrollar en la mayoría de tejidos y en todo tipo de células somáticas1. Existen varios tipos de cáncer, los cuales se denominan de acuerdo al órgano en donde se desarrolle. El de próstata se origina en la glándula prostática debido a la presencia de alteraciones celulares y al crecimiento descontrolado de las mismas. En cuanto a sus agentes causales tres son los factores claramente establecidos que desencadenan la aparición de este cáncer: edad, grupo étnico y antecedentes familiares2. A diferencia de algunos tipos de cáncer se nota un incremento exponencial en cuanto a la edad, siendo poco común en los hombres menores de 40 años, y elevándose al doble a partir de los 50 años. Además, el número de hombres diagnosticados con cáncer de próstata no es similar entre los distintos grupos étnicos; pues, se presentan con mayor frecuencia en indiviActualidad Científica

ecuatoriana Por César Paz y Miño (cpazymino@puce.edu.ec) y Tania Witte (tanjawg@hotmail.com)

duos afroamericanos y poco en individuos asiáticos. En cuanto a antecedentes familiares, se ha determinado que los parientes en primer grado de los individuos con cáncer de próstata, tienen un riesgo de dos a tres veces mayor de presentar la enfermedad, comparados con la población que no presenta historia familiar relacionada a este cáncer. Asimismo, se han postulado otras causas potenciales de riesgo para la aparición de este cáncer como por ejemplo: factores nutricionales, hormonales, actividad física, tamaño corporal, consumo de tabaco y bebidas alcohólicas, comportamiento sexual, exposiciones ocupacionales y polimorfismos genéticos . En relación a los componentes nutricionales que pueden incrementar el riesgo de presentar cáncer de próstata, se incluyen el consumo excesivo de grasa, carne y productos lácteos. Por otro lado, una dieta rica en licopeno, vitamina D y E, selenio, pescado y productos de soya ha sido asociada con una reducción en el riesgo a desarrollar la enfermedad. Para determinar el estado actual del cáncer de próstata en el Ecuador se investigó el rol de dos agentes etiológicos que presentan diversos comportamientos en las distintas poblaciones: factores hormonales y polimorfismos ge-

néticos. Al ser la próstata un órgano cuyo metabolismo depende de las hormonas masculinas o andrógenos, alteraciones en las vías funcionales y metabólicas de los mismos podrían conducir a la aparición del cáncer. Dentro de los genes relacionados con los andrógenos, el gen SRD5A2 tiene una función primordial en el crecimiento y desarrollo normal de la próstata; por lo tanto, una alteración en su actividad debido a polimorfismos genéticos en el mismo podría afectar el riesgo a desarrollar cáncer de próstata. Los polimorfismos genéticos se definen como una variación en la secuencia de un lugar determinado del ADN entre los individuos de una población, estos polimorfismos pueden tener consecuencias funcionales afectando al fenotipo de los individuos, mientras que otros no derivan en consecuencias visibles. La función del gen SRD5A2 es catalizar, mediante la acción de la enzima esteroide 5α-reductasa tipo II, la reducción irreversible de más del 90% de la testosterona libre, en el andrógeno más activo, la 5α-dihidrotestosterona (DHT)4. Alteraciones en algún paso de la vía metabólica que concierne a la transformación de testosterona a dihidrotestosterona, pueden conllevar al inicio de un proceso carcinogénico (Fig. 1). Dentro del gen SRD5A2 se 9

Modificado de Abrahamsson y Bostwick, 20004.

Figura 1. Diagrama simplificado de la biosíntesis de la testosterona (T) y su conversión a dihidrotestosterona (DHT).

controles. Una vez recolectadas las muestras, se inició el análisis con la extracción del ADN con técnicas estándares internacionales. Posteriormente se realizó la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), con el fin de amplificar la secuencia del gen SRD5A2 que contenía los polimorfismos implicados en el estudio. Final-

Modificado de Simard et al., 20038 y Makridakis et al., 20006.

han registrado más de 22 mutaciones, incluyendo 10 sustituciones de un solo aminoácido, que hacen que la proteína resultante no tenga sentido para el funcionamiento celular. Entre estas se encuentran cuatro polimorfismos de importancia, de los cuales dos fueron seleccionados para el estudio que realizamos: los polimorfismos A49T y V89L, que se presumen relacionados de distintas formas con la predisposición, riesgo y aparición del cáncer de próstata (Fig. 2). El polimorfismo A49T resultante de la transición de guanina por adenina en el codón 49 del exón 1 del gen SRD5A2, produce un cambio del aminoácido alanina por threonina (Ala49Thr), mientras que el polimorfismo V89L una sustitución de valina por leucina en el codón 89 (Val89Leu), resulta de la transversión del aminoácido guanina a citosina en el exón 1 del gen SRD5A2. La población de estudio fue de 258 hombres ecuatorianos no relacionados; de los cuales, 114 tenían previo diagnóstico de adenocarcinoma prostático y 144 eran individuos con sanos

Figura2. Estructura del gen SRD5A2

10 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

mente, se procedió a realizar la técnica PCR-RFLP (Fragmentos de Restricción de Longitud Polimórfica) donde los amplificados fueron sometidos a digestión con enzimas de restricción, para así determinar el genotipo de cada individuo. Una vez obtenidos los genotipos, se procedió a realizar análisis estadísticos para establecer correlaciones entre los polimorfismos y el cáncer. Se encontró que en los individuos que presentaban al menos un alelo V del polimorfismo V89L (heterocigotos y homocigotos), el riesgo de presentar cáncer de próstata se incrementaba tres veces, en comparación con los individuos con el genotipo LL (homocigotos), el cual es más frecuente en los individuos sanos, sugiriendo un posible rol de protección frente a esta patología. De igual forma se encontró que el genotipo TT (homocigotos) del polimorfismo A49T confiere riesgo de presentar la enfermedad a los individuos que lo porten. Estos resultados son ratificados al Actualidad Científica

Polimorfismo

Genotipo

Efecto

Mayor Riesgo

Protección

Mayor Riesgo

V89L

A49T

Figura 3. Asociación de riesgo y protección de los polimorfismos V89L y A49T con relación al cáncer de próstata en la población Ecuatoriana

hallarse este genotipo solo en los individuos con cáncer de próstata y no en los individuos sanos. Además, las frecuencias alélicas para el polimorfismo A49T encontradas en la población ecuatoriana son las más altas a nivel mundial, esto podría estar relacionado con la elevada incidencia de este cáncer en Ecuador, pues ocupa la segunda causa de morbimortalidad en varones. Además, este hallazgo resalta la importancia de la variabilidad genética en

Genotipo A/A A49T

A/T T/T V/V V/L

V89L

L/L

Casos (n = 114) 33 (29%) 60 (53%) 21 (18%) 46 (40%) 64 (56%) 4 (4%)

cada población y la necesidad de hacer estudios acordes al comportamiento poblacional de cada país (Tabla 1) (Fig. 3). La identificación de variantes genéticas en genes que controlan la biosíntesis o metabolismo de los andrógenos tiene importantes implicaciones como entender la biología del cáncer prostático, identificar hombres en riesgo antes del aparecimiento de sintomatología y desarrollar estrategias de quimio-prevención.

Controles (n = 144) 50 (35%)

Frecuencias Alélicas Casos

Controles

0.55

0.67

0 (0%)

0.45

0.33

22 (15%)

0.68

0.47

0.32

0.53

94 (65%)

Literatura consultada Paz-y-Miño et al., 2002. Genética Toxicológica y Carcinogénesis. Edición del Laboratorio de Genética Molecular y Citogenética Humana, Quito, Ecuador.Luque, J., Herráez, A. 2001. Biología Molecular e Ingeniería Genética. Harcout, Madrid, España. Verhage, B.A.J., Kiemeney, L.A.L. 2003. Genetic susceptibility to prostate cancer: A review. Familial Cancer 2: 57–67. Hsing, A.W. et al., 2001. Polymorphic markers in the SRD5A2 gene and prostate cancer risk. Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention 10: 1077–1082. Paz-y-Miño, C., Leone, P.E. 2000. Three novel somatic mutations in the NF2 tumor suppressor gene (g816T>A; g1159A>G; gIVS11-1G>T). Human Mutation 15(5): 487. Simard, J., et al., 2003. Prostate cancer susceptibility genes: lessons learned and challenges posed. Endocrine-Related Cancer 10: 225–259.

91 (63%) 31 (22%)

Tabla 1. Distribución de los genotipos y frecuencias alélicas de los polimorfismos V89L y A49T del gen SRD5A2

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Los virus:

campeones de la evolución

urante la primera fase de la evolución de biósfera, la única forma de r e pr o ducc ión de los organismos vivos fue sin duda la reproducción asexuada. Por lo que hoy en día, como la gran mayoría de las especies se reproducen sexualmente, se podría pensar que tienen una importante ventaja sobre los organismos asexuales que son genéticamente más conservados. La fecundación es un fenómeno innovador a nivel genético, por el hecho de ser una fuente de variabilidad generada por mezclas inter e intra-cromosómicas y por mutaciones. Para los virus, la reproducción asexual es el único tipo de reproducción que les ha sido exitosa, que les ha permitido ser abundantes y permanecer en la Tierra desde hace centenares de millones de años, ocupando todos los nichos ecológicos. Dado que éste no es el único aspecto sorprendente de tan particulares entidades biológicas, vale la pena hacer un recorrido por su historia evolutiva. ¿De dónde vienen los virus? El origen de los virus ha sido objeto de muchas especulaciones, pues la carencia de fósiles ha entorpecido durante mucho tiempo

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la posibilidad de validar o descartar las hipótesis generadas. En la actualidad, gracias a la reciente acumulación de datos moleculares ha sido posible obtener información esencial sobre los virus. Desde inicios del siglo XX se han formulado tres teorías: la primera considera a los virus como parásitos intracelulares degenerados, pero la ausencia de formas intermediarias, hace que en estos días esta teoría no tenga mucho sustento. La segunda plantea que los virus son reliquias de la vida pre-celular, pues algunos virus de ARN pudieron aparecer en el mundo pre-biótico (se conoce ahora que las moléculas de ARN pueden tener funciones de tipo enzimático); sin embargo, el hecho que los virus necesitan células de un hospedero para multiplicarse debilita esta hipótesis. La tercera, y más aceptada, es que los virus (al menos los que tienen un genoma de ADN de tamaño grande) serían genes o grupos de genes que se escaparon de diferentes células, los mismos que, luego de la fusión de los módulos funcionales, dieron origen a ancestros quiméricos. Gran parte de la evolución de la vida sobre la tierra ocurrió en los océanos, por esta razón es de esperarse que los virus que infectan hoy los grandes grupos de organismos (bacterias, arqueobacterias, hongos, plantas y animales)

Por Jean-Louis Zeddam, Betty Yangari, Katerine Orbe (jlzeddam@puce.edu.ec) (bettyferye@gmail.com) (kasuov@yahoo.com)

evolucionaron inicialmente en este medio, y junto a sus hospederos fueron colonizando la tierra. La presencia o ausencia de similitudes que existen entre los virus que infectan a los diferentes grupos de hospederos, justifica la larga historia evolutiva de los mismos; por esta razón, no se han encontrado virus que infecten tanto a procariontes como a eucariontes. Sin embargo, se han encontrado grandes similitudes entre los virus que infectan plantas y vertebrados; existen similitudes aún más fuertes entre los virus que infectan artrópodos y vertebrados. Estos datos parecen indicar que ciertos linajes de virus evolucionaron durante mucho tiempo en los grupos de hospederos en los cuales aparecieron. Por otra parte, las semejanzas en la estructura de la cápside, el mecanismo de replicación y la organización genómica entre virus de arqueobacterias y virus de ADN de eucariontes así como, entre estos últimos y bacteriófagos, implican que los virus se encontraban en los ancestros comunes de estos grupos de hospederos. Los estudios de las secuencias genómicas virales apuntan a que los virus tengan un origen polifilético. Para complicar el cuadro, hay que mencionar que, a veces, varios genes de un mismo virus pueden tener orígenes diferentes. Actualidad Científica

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riantes de genes existentes sino, también, crear nuevos genes en los otros cuadros de lectura (“Open Reading Frame” en la terminología anglosajona) de los genes virales ya existentes. 2. Las recombinaciones La recombinación es uno de los mecanismos más frecuente en los virus de ARN, la cual implica un cambio de matriz (“template switching”). En algún momento, la ARN polimerasa del virus deja de copiar la cadena del ARN matriz para moverse hacia otra, generando así una molécula mosaico, cuya secuencia viene de parte de dos diferentes ARNs. Como la diversidad no es una palabra sin sentido en el mundo de los virus, existen otras formas de recombinación, tales como una reacción de clivaje y ligación (“cleavage/ligation”) entre dos moléculas de ARN. Este fenómeno puede ocurrir no solo entre diferentes cepas virales o especies virales sino también entre secuencias de origen viral y del hospedero (aprovechando los ARN mensajeros de este último).

Por Jean-Louis Zeddam

Modalidades de evolución de los virus A pesar de no reproducirse sexualmente, los virus son capaces de evolucionar y más rápidamente que cualquier organismo vivo. En ellos se han observado diferentes fuentes de variabilidad y dado su larga historia, no es sorprendente que los virus sean muy diversos. Entre los mecanismos que generan variabilidad en los virus, destacan los siguientes: 1. Las mutaciones De manera general, una mutación corresponde a la modificación brusca y duradera de la secuencia del ácido nucleico. Esta puede ser puntual o abarcar varios nucleótidos (cambio, eliminación o inserción). En los genomas virales constituidos de ARN, las tasas de mutación durante la replicación son de 1 000 a 10 000 veces más elevadas que durante la replicación del ADN en eucariontes y procariontes, lo que permite a los virus generar un gran número de variantes en cada ciclo de replicación. Por ejemplo, si consideramos que en una célula infectada con el poliovirus (el virus de ARN causante de la poliomielitis) se pueden encontrar 100 000 partículas virales, es fácil imaginar el número de variantes que se puede generar en un solo hospedero (Figura 1). Debido a su velocidad de replicación, es decir, el número de generaciones que se pueden producir durante un cierto tiempo, los virus exhiben tasas de mutación millones de veces más rápidas que las de eucariontes. Esta capacidad se debe a la ausencia de sistemas de reparaciones de errores de la replicasa en los virus de ARN. Si esta característica se conservó, es probable que sea ventajosa para los virus, ya que no solo permite generar va-

Figura 1: Microscopía electrónica de transmisión de una célula infectada por un virus isométrico de 30 nm de diámetro. Se evidencia el alto número de partículas virales (PV) en una sola célula.

3. Las reagrupaciones La reagrupación (Figura 1), llamada “reassortment” en inglés, es frecuente en los virus con genomas segmentados; es decir, conformados por varios segmentos de ácidos nucleicos. La diferencia entre este mecanismo y la recombinación es que el segmento se mueve en bloque como una única pieza, mientras que en la recombinación pueden fusionarse partes de diferentes segmentos. Actualmente, se teme el aparecimiento de una posible pandemia humana, pues en cerdos bi-infectados se podrían reagrupar segmentos del virus de la gripe aviar con segmentos del virus de la gripe humana, para dar origen a un virus “híbrido” muy virulento para el ser humano. Aunque gran parte de los cambios que se generan durante la replicación tienen efectos deletéreos, en algunos casos se le confiere al nuevo genoma viral recombinante una ventaja competitiva. Poniendo el panorama más complejo, hay que resaltar que los diferentes genes en ocasiones evolucionan a velocidades diferentes (Evolución modular). Abundancia de los virus y acción sobre la evolución de los ecosistemas Los virus, entidades descubiertas apenas en el siglo XIX, son, sin embargo, extremadamente abundantes en todos los ecosistemas. De acuerdo a estudios recientes, los virus están presentes también en el medio acuático. Se estima que existen allí centenares de millares de especies. Sorprendentemente, en un litro de agua marina, hay un número de partículas virales (PV) 15 veces mayor al número de todos los seres humanos que habitan la Tierra. Los cálculos 13

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Por K. Orbe

de las concentraciones de PV en el océano profundo son de 104106 PV/ml y en las zonas costeras son de 106-108 PV/ml. Cabe señalar que generalmente estas concentraciones son aún mayores en las zonas de agua dulce, mientras que en los hielos del Ártico y en los sedimentos puede haber varios millones de PV por gramo. Los virus juegan un rol importante en el clima e indirectamente sobre los organismos vivos. En los medios acuáticos se identificó que los virus (parásitos celulares obligados) son los principales factores limitantes del crecimiento bacteriano y planctónico en los mares, siendo responsables de la masiva mortalidad de las poblaciones bacterianas (procariontes) y micro-algas (eucariontes) del fitoplancton. Las infecciones virales influyen en la dinámica de estas poblaciones y son agentes controladores de la biodiversidad microbiana, porque impiden que se multiplique al infinito una población de hospederos, cuando se encuentran en condiciones medioambientales favorables. Al mismo tiempo, la destrucción de las bacterias heterótrofas y fotosintéticas contribuyen a incrementar la cantidad de materia orgánica disuelta. Los virus destruyen entre el 10 y 50 % de la biomasa bacteriana acuática producida diariamente. De esta manera, se limitan las emisiones de gas carbónico (CO2) que liberan las bacterias heterótrofas a la atmósfera. Un ejemplo de esto, es el caso del alga unicelular denominada Emiliana huxley. Cuando muere por infecciones virales, este organismo libera sulfuro de dimetil que, en la atmósfera, se transforma en aerosol sulfurado favoreciendo la condensación del agua; así, contribuye a la formación de nubes que limitan el efecto invernadero.

Figura 2: Esquema de la reagrupación entre fragmentos de ARN homólogos, dentro de una célula infectada por dos variantes virales.

Generación de biodiversidad gracias a los virus No solo los virus evolucionan sino que son parte de la evolución y tienen un efecto acelerador; ya sobre ella que transportan constantemente pedazos de ADN que pueden llevar funciones nuevas y ventajosas. Desde hace tiempo, se ha puesto en evidencia que los bacteriófagos son vectores importantes que transfieren porciones de ADN de una bacteria a otra. Se ha observado que estos genes bacterianos captados por los virus eran funcionales en su nuevo entorno y podían ser usados para beneficio propio (transferencia horizontal de genes de células a virus). Esta capacidad incrementa la biodiversidad global tanto de los bacteriófagos como de sus hospederos procariontes. Estos fenómenos también se dan en el caso de células eucariontes infectadas por virus. De forma similar, existe transferencia horizontal de genes de virus a células. Se trata de un mecanismo muy importante, a través del cual aparecen nuevas funciones. Por ejemplo, sobre la base de datos moleculares concordantes

se planteó la siguiente hipótesis: el núcleo de las células eucariotes tiene como origen una estructura que viene de una relación simbiótica que se estableció entre una arqueobacteria ancestral y un virus emparentado a los actuales poxvirus. La envoltura nuclear sería el resto de la envoltura viral. En varias plantas y animales (incluido el ser humano), la mayoría del ADN genómico proviene de inserciones hechas a través de este proceso. Un ejemplo de ello, es el desarrollo del sistema inmune en ciertos vertebrados que se produjo gracias a una inserción ocurrida probablemente hace 400 millones de años. Diferentes proteínas implicadas en la replicación y el metabolismo del ADN revelaron relaciones evolutivas entre los virus y sus hospederos. Así, la transferencia de genes entre virus y células constituye una importante fuente de innovación genética, por esto los virus deben ser considerados como actores mayores en la evolución de los genomas celulares. Un caso muy particular se encuentra en los retrovirus endógenos (ERV) cuyo genoma tiene Actualidad Científica

la capacidad de integrarse dentro de los cromosomas de las células hospederas. En el 2004, cuando culminó la secuenciación del genoma humano, una de las grandes sorpresas encontradas por los científicos fue que una fracción muy significativa (8%) de las secuencias que no codifican por proteínas, correspondían en su mayoría a secuencias de ERV. Estas secuencias virales de diferentes tamaños no eran funcionales. Finalmente, el genoma humano apareció como un mosaico compuesto por ADN de diferentes orígenes, todos muy intricados. Varias preguntas surgen ante este nuevo panorama: ¿desde cuándo están estas secuencias virales en nuestro genoma? Por ser tan abundantes en un organismo perfectamente funcional y no enfermo, ¿tendrán estas secuencias algún papel? Sin duda, todavía se desconocen todas las respuestas, pero al menos tenemos algunas pistas sobre ello. La antigüedad de estas secuencias en el genoma humano deja suponer que una parte de ellas entraron en el genoma de nuestros alejados antecesores. Se estableció que unos pedazos de este ADN originalmente exógeno, sirven como espaciadores y tienen un rol importante en la regulación de la expresión de los genes. Conociendo la función que tienen estos fenómenos de regulación en la especiación, podemos inferir que los virus participaron en la evolución tanto del ser humano como de otras especies que también tienen secuencias de ERV. Los ERV tienen como principal característica producir varias copias que pueden integrarse en el ADN del hospedero, creando secuencias cortas repetidas en el sitio de inserción. De esta forma, los ERV están implicados en la Actualidad Científica

diversidad alélica, polimorfismos, fenómenos de recombinación y duplicación de genes. Estos procesos probablemente han sido usados para favorecer la diversidad en genes polimórficos, como los del sistema del complejo mayor de histocompatibilidad, en el cual se nota la presencia de varios ERV y sus secuencias derivadas. Los ERV estarían también implicados en la inmunosupresión transitoria, la cual ocurre durante la etapa precoz de la gestación, evitando que el embrión sea rechazado por el sistema inmune de la madre que tiene un perfil genético distinto. De esta forma, se originó una nueva visión acerca de los virus, en la que no se los considera únicamente como patógenos de todos los grupos biológicos existentes, sino como también contribuyentes al desarrollo del genoma de muchas especies. Efecto sobre la evolución de las poblaciones Muchas de las infecciones virales tienen un efecto drástico sobre la supervivencia de los hospederos, y de allí se afecta su evolución. Es conocido que la selección natural es influenciada por los patógenos y en particular por los virus, pues la supervivencia de un linaje de individuos depende en gran parte de la capacidad de adaptación de su sistema inmunitario. Por otro lado, los mecanismos de resistencia de los hospederos obligan a que los virus se adapten continuamente, para lograr infectar a sus hospederos con la finalidad de reproducirse. Así, existe una coevolución entre los virus y sus hospederos, en la cual la virulencia de unos o la resistencia de otros, puede ser suficientemente fuerte para eliminar a uno de los actores.

Por el contrario, una población hospedera puede obtener beneficios al ser infectada por un virus; en particular, cuando éste no produce síntomas graves. Últimamente, se ha demostrado que ratones infectados crónicamente por virus, del grupo del herpes, resisten mejor a infecciones bacterianas tales como las producidas por Yersinia pestis (bacilo de la peste) o Listeria monocytogenes (agente de la listeriosis que produce meningitis y septicemia). El efecto protector inducido por la infección viral latente estimula la actividad del sistema inmunitario del hospedero, lo que limita la mortalidad del mismo durante la subinfección bacteriana. Tanto el ratón como el virus (que podrá multiplicarse sobre un mayor número de individuos) sacan una ventaja de esta situación. Debemos poner en perspectiva este descubrimiento y el hecho que alrededor de 85% de la población humana mundial es portadora de virus del herpes. Conclusión Considerando estos diferentes aspectos, podemos decir que los virus son mucho más que entes perjudiciales y dañinos. Pese a su sencilla organización han tenido un tremendo éxito evolutivo y han sido parte de la evolución de los demás organismos. Por ser entidades tan abundantes que interactúan directa y estrechamente con sus hospederos, ya que sin ellos no se pueden replicar, los virus tienen un rol esencial en la ecología y evolución de la biósfera. Literatura consultada Esteban Domingo, Robert Webster, John Holland. 1999. Origin and evolution of viruses. Academic Press, Londres, Inglaterra.

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Cuando los científicos y las

comunidades andinas unen esfuerzos para luchar en contra de una plaga invasora

Por Olivier Dangles (odangles@puce.edu.ec) y Carlos Carpio (fccarpio@yahoo.com)

sus

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Por Olivier Dangles

n los últimos 10 años se ha observado un incremento en el número de los programas de conservación, los cuales, han involucrado a la gente nativa de una comunidad; con el objeto de ayudarles a cubrir sus necesidades básicas, mientras que se protege la estructura y función del medio ambiente del cual ellos dependen. Dentro de este tipo de investigaciones direccionadas a un grupo de personas nativas, podemos nombrar algunos ejemplos como el monitoreo de la calidad del agua en Filipinas, el testeo en los métodos de pesca para proteger al pescado en Benin y finalmente el monitoreo a nivel mundial de la biodiversidad de arrecifes en áreas protegidas. Estas estrategias de conservación han sido particularmente exitosas en países en vías de desarrollo, donde el manejo de los recursos biológicos está mayormente enfocado a los sectores pobres y rurales, en donde los gobiernos locales no disponen de los fondos necesarios para operar. La investigación participativa exige una estrecha colaboración entre la comunidad y los científicos. A diferencia de las clásicas investigaciones, este tipo de estudio está basado en la comunidad e involucra directamente la participación de diferentes grupos que están interesados en aplicar los resultados

Polilla Guatemalteca (Tecia Solanivora)

obtenidos para su propio beneficio y por ende para el mejoramiento en su calidad de vida. Investigación participativa y las especies invasoras La investigación participativa se ha expandido en los últimos años, tal como lo confirman muchos documentos que tratan sobre el manejo de los recursos naturales. Aunque sorprendentemente no se ha dado el suficiente énfasis a una de las mayores amenazas a la biodiversidad y al desarrollo sustentable, como son las especies invasoras. Cabe recalcar que se han desarrollado diferentes estrategias para el manejo de especies invasoras y con muy buenos resultados especialmente en los países del norte, opuestamente a lo que sucede en los países en vías de desarrollo, al no disponer de herramientas para poder enfrentar este tipo de problemas. Es así que estas especies

han contribuido a exacerbar la vulnerabilidad de las comunidades locales y en algunos casos a limitar su calidad de vida u opciones de desarrollo, especialmente cuando la seguridad de su alimentación está en riesgo. En este contexto, los programas de monitoreo deberían ser un importante componente del manejo del medio ambiente por parte de las instituciones gubernamentales, ya que solo mediante este medio se podrá identificar y direccionar nuevas amenazas (plagas en expansión). A continuación presentamos un ejemplo de un programa de investigación en plagas invasoras (polilla de la papa) realizado conjuntamente con la comunidad. El caso de la polilla de la papa En las regiones altas del Ecuador, la papa es el principal alimento, es así que más de 90.000 agricultores poseen sembríos que llegan a ocupar extensiones de Actualidad Científica

hasta 60.000 hectáreas. En los últimos 30 años, tres especies de polillas de papa (Phthorimaea operculella, Tecia solanivora y Symmetrischema tangolias) se han encontrado en los campos ubicados al Norte de los Andes incluyendo los territorios de Venezuela, Colombia, Ecuador, Perú y Bolivia indistintamente. En Ecuador, las tres especies fueron introducidas y se expandieron en toda la región andina del país, principalmente, debido a los diferentes intercambios comerciales. En los últimos años, este complejo de tres especies representó uno de los mayores problemas en cuanto a plagas que tienen los papicultores de la sierra; principalmente en la región central en donde están las provincias más pobres del Ecuador. Es así que frente a este serio problema que hizo que declinara la producción de papa, diferentes agricultores estuvieron dispuestos a involucrarse en el estudio de estas plagas. Aquí se evidencia la importancia de la creación de un programa de monitoreo participativo que ayude a los agricultores locales y a los científicos a poder cuantificar el nivel de los riesgos asociados con la polilla, especialmente en las áreas mas remotas del Ecuador. Pero, ¿dónde empezaron los estudios e investigaciones? Se realizó un estudio piloto de monitoreo participativo en la parroquia de Simiatug localizada en la Provincia de Bolívar (Figura 1). Esta parroquia está comprendida por 45 comunidades quichuas que viven aisladas de los principales centros urbanos entre los 2.800 m y 4.250 m de altitud. Actualmente cerca de 25.000 personas subsisten de la agricultura. Siendo los principales cultivos de la zona: el de papas (variedades: tulca, uvilla y Gabriela), el de cereales (avena, cebada), y el de hortalizas (ajo, ceboActualidad Científica

Figura 1. Mapa de la región de Simiatug (Bolívar, Ecuador) mostrando la localización de las 13 comunidades (puntos azules) que estuvieron involucradas en el monitoreo participativo. La figura también presenta las vías (líneas negras) y el uso de la tierra (páramos y cultivos de ciclo corto como la papa).

lla), así como también se puede encontrar ganadería (ovejas y vacas). En el año 2005 solo el 2,9 % de la producción de papas fue comercializada fuera de Simiatug, esta pudo haber sido una de las causas para que se haya limitado potencialmente la propagación de las polillas en el valle. La deteriorada vía, así como, la configuración del paisaje y los apretados páramos, al parecer protegieron en gran medida a la comunidad de Simiatug de la invasión de esta plaga (ver Figura 1). Pero en el 2006, al realizarse la rehabilitación de la carretera desde Guaranda hacia el norte de Salinas de Bolívar, los intercambios comerciales se incrementaron y por ende el riesgo de la propagación de la polilla. Por esta razón es de gran interés para los agricultores cuantificar la densidad de las especies de la polilla en Simiatug, aprender sobre los riesgos que esta implica y más que todo saber cómo controlarla. Para asegurarnos que la investigación cumpliera con los intereses y expectativas de los participantes,

los objetivos de la investigación fueron desarrollados conjuntamente con los agricultores de Simiatug. Por esto, entre los principales objetivos identificados por los agricultores e investigadores, a mediano plazo, fueron el de monitorear y analizar la abundancia y distribución de la pollilla en las papas infestadas mientras se encuentran almacenadas, además de proponer y obtener soluciones efectivas para el control. Mientras que el objetivo a largo plazo fue principalmente el de fortalecer la economía local a través del manejo integrado de la polilla y así evitar y minimizar el riesgo de que la producción de la papa colapse. El monitoreo empezó en el Colegio Técnico Agrícola de Simiatug con 13 jóvenes pertenecientes a 13 diferentes comunidades quichuas localizadas a diferentes altitudes y distancias de Simiatug. Las sesiones de entrenamiento se basaron especialmente en explicar a los participantes algunos fundamentos de la invasión biológica y el manejo de la plaga. Adicionalmente, nos centramos en describir la biología de la plaga presentando diferentes claves morfológicas para que así ellos pudieran diferenciar las tres especies de polillas (T. solanivora, P. operculella y la S. tangolias). A cada agricultor se le proveyó de diferentes materiales (frascos de plástico, feromonas específicas para cada especie, alambre y un termómetro) con el objeto de que cada uno construyera tres trampas, una para cada especie (Figura 2A). Posteriormente, cada agricultor regresó a su comunidad, armó las trampas sobre palos de madera y las colocó en su campo de papa tres meses antes de la siembra. Se les pidió que registraran el número de polillas que caía en las trampas y la temperatura cada 8 días. Con todas estas recomendaciones el monitoreo comenzó en octubre del 2006. 17

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Por Olivier Dangles

Interpretación de los datos obtenidos, parte esencial de la investigación En diciembre del 2006, nos reunimos con los participantes con el objeto de recopilar y analizar los datos obtenidos por los agricultores. La propuesta fue la de dividir a las comunidades y capacitadores en grupos para recopilar, graficar y discutir sobre lo que observaron en el campo. Posterior a la recopilación de datos, se identificó con estéreo microscopios la especie de cada una de las polillas recolectadas en las trampas (Figura 2B) y se verificó la información traída del campo; teniendo que recalcar que la especie de mayor abundancia fue S. tangolia, mientras que P. operculella fue solo encontrada en tres comunidades de las trece monitoreadas. Adicionalmente se localizó con gran precisión en el mapa de la región los lugares monitoreados con el fin de permitirnos adquirir una dimensión espacial de la distribución de la plaga en las diferentes altitudes de la región (Figura 2B). Una vez obtenidos los datos, proseguimos con las recomendaciones para el manejo y control de las polillas. Entre las cuales, estuvieron la de mantener la limpieza en los lugares de almacenamiento, usar costales ralos, proteger la cosecha, exponer las semillas al sol para que se verdeen y realizar aporque alto (el aporque es una labor agronómica que consiste en cubrir con tierra el cuello de las plantas de papa). Un aspecto que ayudó mucho al éxito de la investigación es que entre los agricultores y científicos se dio un ambiente de mutua confianza, haciendo que la comunidad se encuentre altamente motivada y con un gran nivel de compromiso en el monitoreo. Causas que hicieron que se obtengan mejores resultados, ya que todos los agricultores reconocieron que no estaban conscientes de los riesgos causados por la poli-

Figura 2. Una fotografia del monitoreo participativo realizado por los miembros de las comunidades Quechuas en el valle de Simiatug. A. Los miembros de la comunidad con el material usado en el monitoreo. B. Los miembros de la comunidad chequeando a las polillas adultas con el estéreo microscopio (izq.) y localizando en el mapa sus sitios de estudios en la región (der.).

lla antes de su participación en esta actividad. Las comunidades, recurso fundamental Un sistema de monitoreo participativo asociado con la infestación de plagas invasoras se espera que sea exitoso sólo si los participantes locales están dispuestos a involucrarse y a reconocer que tendrán una mejora en su calidad de vida. A través de varios estudios se han reportado problemas cuando se trata de involucrar a la población en este tipo de investigaciones participativas, pero en cuanto a nuestra experiencia con las comunidades de Simiatug, se demostró todo lo contrario, puesto que todos los miembros desplegaron un alto nivel de compromiso en el programa, haciéndonos pensar que esta situación se debe a tres importantes razones: primera los miembros de la comunidad están conscientes de que depen-

den de los recursos naturales para su sobrevivencia, en este caso, la papa; segunda el programa de monitoreo que desarrollamos fue muy simple y requirió de un mínimo de entrenamiento; tercera el equipo utilizado, el tiempo y los recursos financieros, estuvieron a su alcance. Consecuentemente todos ellos manifestaron que se sentían capaces de implementar y manejar las técnicas del monitoreo en sus campos. Adicionalmente, pensamos que los datos obtenidos de las trampas ubicadas en los campos de papas claramente nos advierten sobre la necesidad de controlar la plaga antes de que ésta sea demasiado numerosa y ocasione una infestación que origine que la producción de papas colapse. Como uno de los logros más importantes de esta investigación señalamos el hecho que los participantes expresaron su interés por continuar con el monitoreo de plagas en la parroquia y alrededores. Ya que esta información les iba a permitir predecir con más efectividad las potenciales amenazas a sus semillas. Sin embargo, asegurarse de que el monitoreo se mantenga entre la comunidad no va a ser una tarea fácil, ya que básicamente va a depender del grado de participación que tengan, ya que únicamente así se podrán incrementar los beneficios que obtengan. Igualmente, con o sin monitoreo, seria de gran ayuda medir los beneficios del mismo a largo plazo. Conclusión final de nuestro estudio El monitoreo es una parte fundamental de la ciencia, y a lo largo del tiempo los datos son particularmente cruciales para la documentación y sobre todo para predecir la expansión de especies exóticas. Las investigaciones participativas con la comunidad en el contexto Actualidad Científica

del manejo de especies invasivas sa que el riesgo de la invasión de posible erradicación de una especie pueden ser una propuesta prome- especies se incrementará especial- de plaga emergente, se la comprotedora, especialmente, en países en mente en Sudamérica. Finalmente, mete a contribuir en los procesos vías de desarrollo donde los fondos se ha verificado la gran importan- del monitoreo y entender la dináy capacidades administrativas son cia que tiene la interrelación entre mica de las especies invasoras. limitadas. Específicamente en el las comunidades locales y los ciencaso del Ecuador, este estudio de tíficos. En efecto, en este estudio Agradecimiento monitoreo participativo de espe- si nosotros los investigadores, no Los autores agradecen a Lenin cies invasivas ha sido el primero hubiéramos tenido el apoyo y cola- Lara por haber brindado las facilique se ha desarrollado en el país. boración de las comunidades loca- dades para el monitoreo en el coLa experiencia con Simiatug en la les no hubiéramos sido capaces de legio de Simiatug. También agrarecolección de datos mediante la estudiar la dinámica de las pobla- decen a todos los participantes del utilización de trampas fue una pro- ciones invasivas al no poder llegar monitoreo de la polilla de la papa y puesta útil, ya que pudimos mante- a lugares tan remotos. Igualmente a Mercy Villares (INIAP) y Belén nernos continuamente informados las comunidades no hubieran po- Liger (PUCE) por su ayuda técnidel manejo del monitoreo teniendo dido detectar los riesgos asociados ca. a los diferentes participantes vi- con la polilla de la papa sin la colaEsta investigación fue parte del viendo en el lugar de estudio, re- boración de los científicos. A gran proyecto: “Desarrollo de un bioplaguigiones especialmente remotas y de escala, el monitoreo de las especies cida y difusión del manejo integrado de la difícil acceso. Entonces, es de suma invasivas puede llegar a ser una polilla de la papa para reforzar la seguimportancia presentar propuestas propuesta muy fructífera, no sólo ridad alimentaria en los Andes Ecuatosimilares en otras regiones con el porque ayuda a que los científicos rianos” financiado por la Fundación objeto de monitorear la presencia den el oportuno soporte a las co- McKnight. de las tres especies de polillas y de munidades en el manejo de plagas; esta manera reducir los riesgos de sino también porque, a la par que Literatura consultada daño; por ello, hemos expandido se prepara a la comunidad para una Borgerhoff Mulder, M. and Coppolillo, P. este tipo de investigación a la (2005) Conservation: Linking Ecoprovincia de Chimborazo y a logy, Economics, and Culture, Prinotras regiones de la provincia ceton University Press, 440. de Bolívar, con exitosos resulDanielsen F., Mendoza M.M., Altados. Los datos adquiridos viola P., Balete D.S., Enghoff M., con la ayuda de las comuniPoulsen M.K. and Jensen A.E. 2003. dades nos sirvieron para deBiodiversity monitoring in develosarrollar modelos predictivos ping countries: what are we trying de la abundancia de las tres to achieve? Oryx 37: 407–409. especies de polillas en funJacobson, S.K., McDuff, M. and ción de la altura de los sitios Monroe, M.C. (2006) Conservation (Figura 3). education and outreach techniques, Cabe recalcar que para los Techniques in Ecology and Conserpaíses andinos ha sido difícil y vation Series, OUP, 480p. crítico invertir en programas Scheffer, M., Westley, F., Brock, Figura 3. Gráfico Ternario de las relativas de cooperación para poder teW.A. and Holmgren, M. (2002) Dyabundancias de las tres especies de la polilla (P. ner una visión más completa namic interaction of societies and operculella, T. solanivora, and S. tangolias) en funde las especies invasoras. La ecosystems-Linking theories from ción de la altura en 42 sitios de la región central pobreza, la falta de equidad ecology, economy and sociology. In del Ecuador. Varios datos de este gráfico fueron colectados dentro de un monitoreo participativo en los mercados y el escaso Panarchy (eds Gunderson L.H. and con las comunidades. Ejemplos de la proyección acceso a la tecnología hacen Holling, C.S.), 195-239, Island Press, de las coordinadas dadas en cada sitio, en los tres que los programas de monitoWhashington. ejes del triángulo está insertada en el triangulo reo de plagas sean desafiantes Stoecker, R. (2002) Practices and gris. Los puntos negros presentan los datos de campo medidos. La elevación en el modelo de para los países en vías de dechallenges of community-based realturas fue llevado a cabo usando la interpolación sarrollo. Con la globalización search. Journal of Public Affairs, 6, “nearest neighbour”. Colores indican alturas de y el incremento de los mo219-239. los sitios como descrito en la leyenda. vimientos humanos se pienActualidad Científica

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Colección de Levaduras Quito Católica una

plataforma de explotación biotecnológica Por Javier Carvajal (ejcarvajal@puce.edu.ec)

los amables lectores de esta revista de difusión científica, que por cierto, cumple 10 años de labor continua, quizás les suene ya un poco conocido el tema de las levaduras. Decir que las levaduras constituyen un importante y variado grupo de hongos microscópicos unicelulares con variados metabolismos o “habilidades para alimentarse” de diferentes sustancias, puede sonar algo repetitivo y cansino. Siempre que pensamos en levaduras la imaginación nos remite al pan, el vino o la cerveza. Sí, todo esto ya es conocido, pues es un bagaje cultural con más de 5000 años de antigüedad, cuando el hombre de la Mesopotamia “domesticó” especies silvestres de levaduras que resultarían ser compañeras inseparables de la civilización humana. Tal como las moscas domésticas o como los gatos y los perros, una de estas especies de levaduras fue dispersándose desde la Media Luna de las Tierras Fértiles, cuna de la biotecnología y de la civilización, hacia todas las direcciones donde los Sumerios colonizaban o comercializaba. Es de entenderse que estas especies de levaduras poblaron el planeta muchísimo antes que el hombre y, por lo tanto, su distribución ya era amplia en diversos hábitats. Sin embargo, es de notar que las técnicas de

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Yo he preferido hablar de cosas “imposibles”, porque de lo posible se sabe demasiado. Silvio Rodríguez elaboración de pan, cerveza y vino se concentraron especialmente entre el sur de Europa, Norte de África y el Medio Oriente; zonas donde el perfeccionamiento de técnicas de elaboración y el manejo de las fermentaciones, junto con la práctica de la agricultura, fueron los motores de la civilización. En los años 1860, Louis Pasteur, padre de la microbiología actual, pudo comprobar que las levaduras eran las causantes de la fermentación alcohólica. Entonces descubrió para la ciencia la célebre especie que denominarían como Saccharomyces cerevisiae (del latín saccharo: azúcar y del griego myces: hongo; del latín cerevisiae: de cerveza) que entre sus más destacados galardones ostenta el título de ser el primer microorganismo domesticado por el hombre: el primer eucarionte (células con núcleo organizado) en haberse secuenciado completamente; ser usado como mo-

delo en investigaciones moleculares y biotecnológicas; y, hoy por hoy, ser el principal productor de bioetanol en el planeta, entre otras muchas distinciones. En la actualidad se conocen más de 1000 especies de levaduras diferentes a Saccharomyces cerevisiae, algunas de ellas con características asombrosas y muy útiles en procesos productivos. A pesar de que cada vez más y más investigadores se dedican a la prospección de estos diminutos seres en busca de nuevas y originales maneras de transformar la materia, se piensa que apenas conocemos el 1% de las posibles especies sobre el planeta. La mayor parte de levaduras descritas fueron colectadas en Europa, Norteamérica y Japón. Tan solo una mínima parte de las especies, fue colectada en las zonas tropicales y, hasta el mes de julio de 2007, no se había registrado ninguna cepa ni especie nueva de levadura colectada en Ecuador. Esto está cambiando gracias a la Colección de Levaduras Quito Católica, que mantiene levaduras vivas de diferentes regiones del país en condiciones que permiten preservar esta diversidad microbiológica almacenada en nuestros congeladores con un tiempo de vida media de 80 años. En nuestro trabajo de identificación y asesoría técnica tenemos como socio a la Colección Nacional de Cultivos de Levaduras del Reino Unido (NCYC), por sus siglas en inglés. Actualidad Científica

Por lo dicho antes, la CLQCA más que una colección científica de organismos vivos, es una plataforma de explotación biotecnológica donde en la actualidad se realizan proyectos en el ámbito científico, tecnológico, histórico y cultural. Es en sí un banco de genomas que permite hacer propio nuestro patrimonio genético por medio del conocimiento, descubrimiento y explotación de nuestros recursos microbiológicos. Biocombustibles Como ha sido ampliamente difundido y es de conocimiento mundial, el incremento en los niveles de CO2 en la atmósfera está generando el calentamiento global con impredecibles consecuencias para la vida en el planeta. El pasado 17 de enero de 2008, el Sr. Christopher Flavin, Presidente del Worldwatch Institute, con sede en Washington D.C., en el Marco de la Central European Biomass Conference, que se realizó en Graz, Austria, inició su alocución con un anuncio realmente espeluznante: “… damas y caballeros, estamos al borde de una catástrofe planetaria de grandes proporciones por efecto del calentamiento global. Esta catástrofe podría ser inevitable y desconocemos cuándo o dónde empezaría a tener lugar. Por tanto, ¡es mandatario que cambiemos la estructura energética sobre la que se sustenta la economía del mundo!, de otro modo estaríamos condenados a enfrentar desafíos inimaginables para la supervivencia de gran parte de la población humana…” En septiembre de 2006, como Laboratorio de Bioquímica y Microbiología Molecular, y más tarde, como CLQCA, nuestro empeño fue Actualidad Científica

involucrarnos en proyectos de aprovechamiento de la energía contenida en desechos agrícolas, como el desecho generado en una planta industrial de palmito. Hasta el momento se han encontrado varias posibilidades de aprovechamiento de este desecho, entre ellas: la producción de etanol lignocelulósico (procedente de la fibra vegetal); producción de biogás para cogeneración eléctrica o energía térmica; obtención de enzimas y moléculas de interés industrial; entre otras. Gracias al hallazgo de una nueva especie de levaduras en la zona de la planta de palmito, se investiga sobre la posibilidad de emplear este microorganismo en el tratamiento de las aguas residuales de la misma industria, para evitar impacto negativo en el ambiente por la descarga de efluentes en ríos de la zona. En la actualidad trabajamos como consultores en proyectos de energía renovable en el sector privado y estatal para desarrollar tecnología en base al uso de levaduras y otros microorganismos que intervienen en las transformaciones de la materia. En nuestro Laboratorio de Fermentaciones Industriales, adscrito a la CLQCA, se trabaja en el proyecto CELULOL (Celulosa para Etanol) que emplea el papel reciclado en la Universidad, enfocándonos en el perfeccionamiento de la tecnología de etanol de segunda generación para futuras aplicaciones.

En este tema nos hemos ocupado especialmente por establecer relaciones con universidades y centros de investigación en Europa y Latinoamérica, con los que intercambiamos soporte científico y técnico especialmente en aspectos de bioetanol y biogás. Agro-empresas nacionales se benefician de nuestra investigación y también nuestros estudiantes de la carrera de Ciencias Biológicas, aprenden en el laboratorio y en la teoría los principios y aplicaciones inherentes a los combustibles de segunda generación. Recientemente, tendimos un puente de cooperación con la Universidad del Estado de Carolina del Norte, con la que próximamente firmaremos un convenio de cooperación especialmente en el área de biocombustibles. En el futuro mediato nuestro objetivo es convertirnos en el primer centro de investigación en el Ecuador, relacionado con la biomasa y sus aplicaciones dentro de un contexto de sustentabilidad y equilibrio con la naturaleza y sus ciclos. Historia natural y cultura En enero del 2007 en nuestra colección hicimos un hallazgo sin precedentes en la Bioarqueología. Después de muchos intentos, finalmente recuperamos algunas levaduras que permanecieron en estado de dormancia durante más de 1500 años en los fondos de vasijas de barro que contuvieron chicha, halladas en tumbas pertenecientes a la cultura Sierra Norte, un grupo humano que habitó la zona comprendida entre Latacunga y Pasto, entre el 100 y el 1.560 de nuestra era. Estos hallazgos corresponden a la necrópolis de La Florida, al Noroccidente de Quito. A la fecha, se han podido recuperar 21

hasta 8 diferentes especies de levaduras que estuvieron involucradas en la fermentación de la chicha de los antiguos habitantes de Quito, de ellas, hemos identificado a 5 especies y continuamos en la tarea de identificación de nuevas cepas que van siendo resucitadas por nuestros investigadores. El trabajo de resucitación y proliferación de levaduras de tal antigüedad supone el desarrollo de técnicas especiales, por lo que recuperar una colonia de cada una de estas levaduras se convirtió en un reto para la habilidad y conocimiento microbiológico y molecular del equipo de CLQCA. Desarrollamos nuevos medios de cultivo especiales para la reconstrucción de membranas y paredes celulares, así como también un método muy estricto de muestreo para evitar contaminaciones con levaduras del ambiente actual. Estos métodos ahora están protegidos como Secreto Industrial en el IEPI (Instituto Ecuatoriano de la Propiedad Intelectual). La pertenencia de este conocimiento es de la PUCE y los investigadores de la CLQCA. Nuestros métodos de muestreo se basan en técnicas aplicadas en estudios de ADN antiguo y han sido verificados y aprobados tanto en la Colección Británica de Levaduras, así como por un reconocido experto en recuperación de ADN antiguo y medicina forense de la Facultad de Medicina de la Universidad Louis Pasteur, en Estrasburgo, Francia. La PUCE, en el año 2008 financia el proyecto Bioarqueología, que se encarga de develar alrededor de 2000 años de historia de las bebidas fermentadas producidas en Quito. Este proyecto persigue recrear parte de la diversidad de la microflora original de levaduras que existía en la zona del valle de Quito y sus alrede22 Nuestra Ciencia

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dores y reconstruir los sabores de la chicha basándonos en las fermentaciones producidas por levaduras milenarias, acercamiento que ya lo hicimos en el año 2007, cuando por primera vez en 1560 años, en la CLQCA, se pudo fabricar y degustar la chicha como la que consumía la antigua cultura Sierra Norte, gracias a la investigación realizada junto con un equipo del FONSAL y nuestros investigadores. Gracias a este trabajo multidisciplinario, tenemos acceso a las piezas arqueológicas, que en muchos casos ya están datadas por el método del C14, que nos permite conocer la antigüedad de las levaduras que resucitamos en el laboratorio. Nuestros resultados hasta el momento apuntan hacia la reedición de la historia que se escribió con el descubrimiento de Pasteur en 1865, ya que en épocas remotas y en nuestro Código Vasija

Datación

Especies

% coincidencia con cepas tipo

005-13

100 a.C.

Cryptococcus albidosimilis or Cryptococcus diffluens

99,338% *

005-13

100 a.C.

Rhodotorula slooffidae or Rhodotorula minuta

97,7% and 97,6% **

006-7

n/a

Candida parapsilosis

100%

009-2

540 a.C.

Pichia guilliermondii

100%

009-6

600 a.C.

Pichia guilliermondii

99,70%

009-6

600 a.C.

Pichia guilliermondii

100%

009-6

600 a.C.

Candida tropicalis

100%

009-7

100 a.C.

Pichia guilliermondii

100%

009-7

100 a.C.

Candida tropicalis

100%

Tabla 1. Especies de levaduras halladas en vasijas de chicha de La Florida. (*) Posible nueva especie con una similitud igual a las dos especies más cercanas. (**) Nueva especie con diferentes porcentajes de similitud con sus dos más cercanas especies. Se considera nueva especie siempre que difiera en más del 1% de la especie conocida más cercana.

territorio americano, las levaduras de Pasteur (Saccharomyces cerevisiae) parecen haber estado ausentes, por lo que se domesticaron otras especies de las que tenemos registros en nuestra colección. Esto, indudablemente, es una gran oportunidad para entender la relación de nuestros ancestros con su entorno, sus alimentos y sus hechos culturales. Alimentación humana y animal Es conocido que las levaduras son un excelente suplemento alimenticio, por ser fuente de vitaminas y de oligosacáridos que elevan la respuesta del sistema inmunológico, así como también reducen el riesgo de desarrollar tumores, y confieren fortaleza y al sistema digestivo. Sin embargo, muy poco se ha estudiado especies no convencionales que pueden ser fuente de moléculas de alto valor nutricional y comercial, como por ejemplo pigmentos y ácidos grasos poliinsaturados. En la CLQCA, se han aislado varias especies de levaduras pigmentadas que pueden ofrecer una fuente relativamente barata de pigmentos del tipo de los carotenoides (muy similares a los pigmentos vegetales). Estas especies son del género Rhodotorula spp. taxón particularmente abundante en los bosques de las estribaciones del masivo montañoso del Pichincha. Gracias a colectas realizadas en ambientes naturales, ahora contamos con varias cepas de estas levaduras a las que estudiantes de licenciatura están analizando para establecer sus condiciones óptimas de crecimiento y productividad, con miras a una futura producción industrial. En este proyecto se encuentra involucrada una importante empresa avícola que apoya esta investigación, ya que estas levaduras pueden ayudar a mejorar el color de la yema de los huevos de gaActualidad Científica

El futuro La CLQCA está estableciendo nuevas relaciones internacionales, así como también está becando parcialmente, a través de sus proyectos, a sus integrantes para que se especialicen en universidades extranjeras. Nuestro propósito a mediano plazo es convertirnos en un grupo multidisciplinario capaz de desarrollar nuevos proyectos biotecnológicos que involucren el uso de levaduras con aplicaciones industriales, para lo cual estamos preparando gente en el ámbito de la Ingeniería Ambiental, Microbiología, Biología Molecular Identificación de especies y en otras áreas de interés. Estamos Ecuador es un país de alta ditambién instalando un laboratorio versidad en relación a las levaduras. de análisis cromatográfico, que será Nuestro trabajo es identificar las de mucha ayuda en nuestras investiespecies representadas en distintas gaciones. Así, potenciamos nuestra zonas y descubrir nuevas especies colección como una plataforma de para la ciencia. A la fecha sabemos explotación biotecnológica; en la pleque 6 de nuestras levaduras son na convicción de que la ciencia que nuevas especies para la ciencia. Las promovemos tiene como principal identificaciones son logradas por objetivo al hombre dentro de un conmétodos moleculares efectuados texto de armonía con el ambiente. en Inglaterra. Para finalizar este artículo, he de Una fecha importante para agradecer a la revista Nuestra Ciencia nuestra colección es el viernes 6 por realizar este trabajo de difusión de julio de 2007, cuando trabajábacientífica, necesario para que nuesmos en la identificación tros esfuerzos tengan eco molecular de levaduras en la sociedad, puesto que, colectadas en Ecuador, sin quitar el enorme valor durante una estancia en que tienen publicaciones la Colección Británica en revistas especializadas, de Levaduras. “You una revista de difusión might feel happy Jacomo ésta abre puertas en vier, you’ve found the medios donde otras publifirst Ecuadorian new caciones no acceden. yeast species ever reEntonces festejemos gistered…” fueron las los 10 primeros años de palabras del experto vida de Nuestra Ciencia cuen identificación moleyos interesantes artículos cular, Dr. Steve James. han llegado a lugares muy Desde entonces no nos diversos y distantes denhemos detenido en el tro y fuera del Ecuador, hallazgo de especies y promocionando a nuestra creemos que hay trabaFacultad y a nuestra Unijo para muchas generaversidad. ciones de biólogos en ¡Sigamos adelante haFig. 2. Colonias de levaduras pigmentadas sobre medio de cultivo. este campo de la invescia los siguientes 10 años Exhiben alto potencial para uso en alimentación. tigación científica. de producción! llina y también pigmentar la piel de cierta variedad de pollos pálidos, que tienen poca salida en el mercado. Gracias al apoyo de la empresa privada y de la PUCE, tenemos investigación en ingeniería genética de levaduras, para elevar la producción de aminoácidos como valina, leucina e isoleucina, con miras a un posible uso en alimentación de animales. Este tema, aunque controversial, es abordado dentro de nuestro grupo como parte de nuestro arsenal de conocimientos que se puedan aplicar a futuro.

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A la fecha contamos con más de 400 cepas de levaduras ecuatorianas a las que mantenemos y preservamos gracias al proyecto CLQCA, financiado con fondos privados y de la PUCE. Esta es una colección nueva, sin embargo, está creciendo rápidamente, gracias al trabajo de investigadores y estudiantes de nuestra escuela. Es muy importante el apoyo internacional de nuestros socios británicos en este tema. Por ello, está en nuestros planes enviar estudiantes de tesis interesados en continuar sus estudios en levaduras a pasantías en los laboratorios del Reino Unido. Aún cuando no todas las levaduras que descubrimos o que colectamos en el campo puedan tener una aplicación biotecnológica inmediata o mediata, el aporte al conocimiento de la diversidad de levaduras que pueblan distintos tipos de hábitat en el Ecuador a futuro podrá emplearse en estudios ecológicos, relacionados con polinizadores que transportan levaduras que recogen en las flores donde se alimentan. Entonces, las levaduras podrían ser pruebas de interacciones entre especies.

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Calcio: duro y

suave de entender

Por Carlos A. Soria (casoria@puce.edu.ec.)

Algo que todos sabemos

El metabolismo del Calcio Lo que hemos relatado, en los primeros párrafos de este artículo, está relacionado con el metabolismo del calcio; en efecto, los huesos en formación son el resultado de varios procesos, entre ellos, la 24 Nuestra Ciencia

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Por Óscar Champertiz

–¡Q

ué bueno que le esté dando de lactar al bebé! La leche materna es puro calcio para los huesos que están creciendo, y además tiene defensas contra las primeras infecciones –dicen las vecinas a la madre primeriza. –¡No puedes tomar demasiadas gaseosas mientras estás creciendo porque te quitan el calcio! Mejor toma leche y come queso, huevos, carne, legumbres y cereales; el calcio de estos alimentos hará que tus dientes y huesos sean duros como el acero. Y si te ejercitas, el calcio hará que tus músculos crezcan y se pongan fuertes –aconsejan papá y mamá a los hijos adolescentes. –Señora Clemencia, los resultados indican una osteopenia con tendencia a la osteoporosis –exclama el médico preocupado, a la señora madura que acude a su consulta–. Además de alimentarse con una buena dieta, va a tomar estas tabletas de calcio con vitamina D por un buen tiempo, para evitar las fracturas continuas de sus huesos.

Cultivo de palma africana.

transformación de los cartílagos epificiarios que se calcifican por infiltración de sales cálcicas, las cuales en asociación con el fósforo, forman el hidróxido de calcio fosfato o hidroxiapatita, que en los humanos puede llegar a hacer el 65% del peso de los huesos secos. En otras palabras, si en la composición de la hidroxiapatita, el 40% es calcio, entonces el peso del calcio en los huesos adultos humanos correspondería al 26%. El 99% del calcio total forma parte de huesos y dientes mientras que el 1% restante se encuentra en los espacios intra y extracelulares y es este calcio funcional el que interviene en el metabolismo celular, en la

transmisión nerviosa, en el funcionamiento cardíaco y muscular y en la coagulación sanguínea. La homeostasis del calcio, su movilización o depósito En la sangre, el calcio se encuentra como cloruro de calcio, equivalente a 2.5 mM de Ca2+, valor que no cambia significativamente, aún ingiriendo dietas ricas en este elemento. Y no cambia porque las células principales de la glándula paratiroidea secretan hormonas, cuya función, en presencia de la vitamina D hormona calcitriol, es mantener el nivel del calcio alrededor de 10 mg por 100 ml de sangre. Otra hormona, Actualidad Científica

Actualidad Científica

Por Óscar Champertiz

la tirocalcitonina, producida en las células parafoliculares de la tiroides, impide en forma similar su acumulamiento en la sangre. En el músculo, el calcio se deposita en los sarcómeros fibrilares. La contracción muscular está regulada por la interacción de la actina y la miosina que responden a comandos nerviosos. Esta regulación a su vez, está mediada por la tropomiosina y la troponina, dos proteínas asociadas con la actina, las cuales, físicamente impiden la unión de la cabeza fibrilar de la miosina con la actina. Durante el impulso nervioso la troponina atrapa el Ca2+ liberado de los sarcómeros, causando un cambio estructural en el complejo tropomiosina –troponina, lo que expone en la actina un sitio de unión que ancla la cabeza de la miosina a la actina. Esta unión permite el estiramiento o la contracción muscular con gasto de energía en forma de ATP. En las neuronas, en la parte más distal del axón, se encuentran los denominados canales voltaicos, dependientes de la concentración del calcio. Cuando la membrana se despolariza, estos canales se abren y el calcio externo entra al citoplasma neuronal, lo que estimula el flujo de la acetilcolina por el puente sináptico, con lo que se transmite el mensaje neuronal de una neurona a la siguiente. El páncreas secreta insulina o glucagon en respuesta a la concentración de glucosa en la sangre. Cuando aumenta la concentración de glucosa, inmediatamente se convierte en glucosa-6-fosfato, para su remoción a través de la glicólisis citoplasmática. Pero este proceso va acompañado de salida de potasio citoplásmico y entrada de calcio y glucosa a través de las bombas de calcio, las cuales son motorizadas por hidrólisis de ATP.

Cultivos de frutilla, tomate riñon y maracuyá.

¿De dónde viene entonces este calcio tan importante que se encuentra en la leche, queso, carne y legumbres? Todo se inicia en las rocas calcáreas, que lentamente se disuelven en el agua de los ríos y del mar. Con el tiempo, el calcio se depositará en el suelo en forma de iones o sales solubles, y será absorbido y procesado por microorganismos y especialmente por las plantas; luego se moverá hacia los animales. En las plantas, el calcio forma parte de los pectatos cálcicos o cementos, que unen una célula con otra, brindan protección mecánica y auspician la comunicación entre células. Por lo tanto, una planta con paredes celulares fuertes ofrece resistencia a las infecciones que se propagan a través de raíces, tallos u hojas débiles. Parte del calcio vegetal también se presenta como sulfatos o cloruros solubles citoplasmáticos o como sales insolubles de fosfato, carbonato u oxalatos cálcicos en organelos secuestrantes, de los que se liberarán lentamente como iones solubles. El desarrollo radicular ocurre porque el calcio regula la absorción del nitrógeno, promueve la translo-

cación de las proteínas e hidratos de carbono, activa enzimas como la amilasa y la fosfolipasa, y neutraliza ácidos tóxicos como el ácido oxálico. De forma similar, interviene en la formación de los microtúbulos y en el acarreo de nutrientes, especialmente en células en plena división celular, por ejemplo, en activo crecimiento apical y cuajado de frutos. Por último, promueve en las leguminosas la formación de nódulos fijadores de nitrógeno. Los iones, sales, quelatos o coloides cálcicos, se difunden hacia la raíz, pero para que ocurra una transferencia neta por difusión en una gradiente de concentración, la raíz debe operar como un depósito y bomba de succión de los nutrientes que se liberan del suelo por convección. Sin embargo, una acumulación de iones en la superficie de la raíz, como en el caso del calcio, cambia substancialmente la difusión y absorción de otros iones en el vecindario molecular. Esto también dependerá de la genética vegetal; por ejemplo, la velocidad de absorción es mayor en las plantas dicotiledóneas que en las monocotiledóneas, por lo tanto los gradientes minerales serán diferentes en estas plantas. La alta concentración de hidrógenos en el suelo también reduce considerablemente la absorción de los cationes. Por ejemplo, el calcio a pH ácido, compite con el hidrógeno y favorece la absorción de otros iones como el potasio. Pero este estímulo del calcio no se presenta cuando el pH está cercano al neutro. En cambio, la continua presencia de calcio induce a deficiencias en la absorción del aluminio en cultivos como trigo, cebada y soja. Pero cuando el calcio y el magnesio están presentes en concentraciones similares, el incremento de uno de los dos disminuye la absorción del manganeso, aunque en la caña de azúcar su 25

captación podría ser lineal, inclusive rápida al estar en presencia de calcio. El encorvamiento, enrollamiento o arrugamiento de las hojas que terminan con puntas y brotes cercanos a la marchitez, indican deficiencias en la absorción del calcio. También cuando las raíces carecen de pelos absorbentes abundantes y fuertes, o por la presencia de tallos raquíticos o con flores o frutos carentes de firmeza, propensos a la caída o marchitez prematura. Complicado, ¿verdad? Con estos juegos iónicos que resultan complicados y peligrosos para el buen aprovechamiento de los suelos, la alternativa para administrar minerales es el uso de quelatos que protegen y neutralizan a los iones, cuya movilidad se incrementa marcando diferencias positivas en la química y en la fertilidad de los suelos. En presencia de más de un agente quelante, el que forma el complejo más estable formará un quelato con el ión más metálico. (Entiéndase que estabilidad no necesariamente es lo que se requiere). El calcio compite por el quelante EDTA más ávidamente que el hierro, el cobre o el zinc, pero cuando el quelante resulta ser citrato, éste es más afín por el magnesio que por el calcio. Y esto es un ejemplo de competencia química que se toma en cuenta cuando formulamos para proteger, estabilizar y liberar a los iones por administrar o para extraer y remover sales insolubles del suelo, volviéndolas aprovechables para las plantas. Administrar calcio vía foliar es una alternativa cuando hay incapacidad de absorción desde el suelo debido a problemas de pH alcalinos o incompatibilidad con excesos de nitrógeno, de potasio o de hierro. Y es un camino interesante, especialmente cuando es administrado 26 Nuestra Ciencia

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con quelantes Frutilla (variedad Oso) no convencioPeso g/u Cierre nales y noveColoración (c) (b) (a) dosos como el gluconato de Mejor Rojiza Experimental 17.8 calcio, 100 g por L (Calybor, Regular Obscura Control 15.2 Labitech, Cia. Ltda., Quito), Tabla 1. Variaciones en el peso, cierre y coloración de la frutilla después de 3 aplicaciones semanales de gluconato cálcico a punto acompañado de de goteo, comparado con plantas control sin tratamiento. boro y dextrosas. El gluconato de calcio es la sal cálcica orgánica rre del fruto y dos días después de más soluble y la que mejor y más rá- la cosecha adquirían una coloración pidamente se absorbe. No es tóxica roja obscura (Tabla 1). y es completamente degradable y a) peso unitario en gramos, promeutilizada por los sistemas vivos, al dio de 50 frutos. contrario de otros quelantes como b) Cierre que forma el cuerpo cóniel EDTA, muy utilizado, pero que co del fruto. una vez libre del ión, no le sirve a c) Coloración del fruto observado 2 la planta. días después de la cosecha. La dextrosa abre las estomatas para facilitar el transporte y la inLa pudrición del ombligo del corporación del quelato de boro, un tomate riñón es otra sintomatoimportante acarreador de azúcares, logía típica por carencia de calcio. necesario en la formación de pare- Con la administración de gluconato des celulares y síntesis de lignina. cálcico (aproximadamente 400 mg Calybor no parece presentar por planta), se logró evitar la caítoxicidad para peces, abejas ni para da prematura del fruto, mejorar el plantas tratadas varias veces cada 7 rendimiento en un 10 % (Tabla 2), días por aspersión hasta punto de logrando también una mejor pregoteo a una concentración de 1 L sentación del fruto. por tanque de 200 L por aplicación.

Tomate riñón

Pero se observaron Pudrición (a) resultados Experimental 0/100 interesantes como los siguientes Control 10/100 La frutilla (varieTabla 2. Pudrición del ombligo del tomate riñón. Se hicieron 2 dad Oso) en producaplicaciones de gluconato cálcico en plantas experimentales ción, tratada con 3 a punto de goteo y a 7 días intervalo. Los controles no recibieron tratamiento. aplicaciones a punto de goteo (120 mg de gluconato de calcio por planta), a) El porcentaje de pudrición presentó un aumento significativo del ombligo del tomate en la en el peso del fruto, un mejor cie- unión del pedúnculo con la fruta rre que contribuyó a darle una for- fue contabilizado 4 días después mación cónica a los frutos, los que de la última aplicación. mantenían una coloración rojiza brillante después de la cosecha. Los La administración de 750 mg frutos control, en cambio, eran de de gluconato de calcio por planta menor peso, tenían fallas en el cie- adulta de maracuyá, aumentó sigActualidad Científica

nificativamente la floración, Palma africana comparado con cultivos a Literatura consultada los que no se había adminisLanou, A.J., et al. 2005. ¨Calcium, Hoja encorvada (a) trado calcio. Hubo mucha Dairy Products and Bone Health flor caída en el grupo control in Children and Young Adults: a Experimental Ausente y un poco en el experimenReevaluation of the Evidence”. Petal (Tabla 3), pero esta caída diatrics, 115: 736-43. Control Presente en el grupo experimental y Tabla 4. Resultados después del tratamiento de palma parte en el control se debió Liqun, D., Poovaiah, B.W. 2005. africana adulta con hojas bajeras convexas. Se hicieron 3 a la presencia de insectos an¨Ca<sup>2+</sup>/ Calmodulin aplicaciones de 10 cc de Calybor en 2 L de agua por planta, tes que a la falta de calcio. is Critical for Brassinosteroid Biosaplicados a la flecha a 30 días de intervalo. Los controles Otros resultados indicaron ynthesis and Plant Growth¨. Science, no recibieron tratamiento. que los frutos del maracuyá, 437 (7059): 741-45. que habían recibido calcio además de otros tratamientos, eran más a) Presencia o ausencia de hojas McCord, H., McVeigh, G. 2003. ¨Fracturegrandes, más pesados y poseían encorvadas convexas 75 días Proof your Bones¨. Prevention, 55: 65. cortezas más resistentes. después de la primera aplicación. Mortvedt, J., et al. 1983. Micronutrientes en

Maracuyá

Terminamos Y así, este calcio, que % de floración (a) ocupa un modesto lugar en la tabla periódica de Experimental 80 los elementos naturales, adquiere gran importanControl 45 cia cuando se envuelve Tabla 3. Resultados en la floración del maracuyá en en la vida. No existe esproducción. Se hicieron 3 aplicaciones de gluconato tructura o función que de calcio a punto de goteo y a 30 días intervalo. Los directa o indirectamencontroles no recibieron tratamiento. te no necesite de alguna forma de calcio. Y todo debería a) Los porcentajes de floración explicarse a través de su número fueron contabilizados 75 días atómico 20 y su masa 40. Pero después de la primera aplica- como hemos visto, su ambiente ción. electrónico se complica al momento que se junta con o se sepaLa movilidad del calcio es pesa- ra de otros iones , especialmente da y lenta en las hojas, especialmen- cuando interacciona como ligante en árboles de altura como la pal- do entre membranas, enzimas y ma. Más aún cuando la absorción hormonas, en el metabolismo cese ha convertido en un problema lular. de manejo químico del suelo. El Termino este estudio explicancalcio de las hojas bajeras sube len- do algo sobre el calcio, pero detamente hacia las hojas más jóve- jando mucho de qué hablar en el nes, por ende las bajeras se quedan futuro. Como diría algún poeta de sin suficiente calcio y se encorvan. la bioquímica: de la mano de la kiPara contrarrestar este problema, nasa, en las lagunas rodopsínicas se administraron, directamente a de tus ojos, atrapé la luz durante la flecha, de 3 a 4 g de gluconato milisegundos y la cal arrastró a la de calcio diluido, observándose una acetilcolina por la membrana pofranca recuperación (Tabla 4) en larizada de la neurona. Y reconocí hojas cuyos tejidos no habían sufri- tu nombre: palabra. do demasiado daño metabólico. Actualidad Científica

agricultura, pp. 129-180, 193-221. 1ra edición. AGT editor, S.A., México. Navarro, G. 2000. Química agrícola, pp. 295-308. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid. Nehring, J.A., et al. 2007. “Lithocholic Acid Can Carry out In Vivo Functions of Vitamin D”. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (24): 1000609. Nelson, D., Cox, M. 2005. Lehninger Principles of Biochemistry, pp. 185-86, 400-01, 427-28, 889-903. 4th edition. W. H. Freeman and Co., N. Y.

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Tormentas en la balsa de los sapos Diego Almeida-Reinoso

28 Nuestra Ciencia

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Por Luis A. Coloma

an pasado dos años desde que el Museo de Zoología inició el megaproyecto Balsa de los Sapos, el cual contempla, entre otros programas, la cría de ranas y sapos en peligro de extinción. Para ello estamos implementando un centro piloto adecuado con la capacidad tecnológica necesaria (figura 1). Las ranas que abordan la balsa requieren las condiciones óptimas para cumplir con nuestro objetivo de reproducirlas y de mantener poblaciones genéticamente viables. El reproducirlas podría parecer una tarea relativamente simple. Esto es verdad en el caso de algunas especies, en especial de aquellas que lo hacen sin mayores exigencias u otras para las cuales ya existen las tecnologías desarrolladas, o de las cuales se conocen aspectos de su ecología, historia natural, comportamiento, etc. No obstante, y como el lector lo sospechará, un mar de desconocimiento envuelve a muchas especies que habitan nuestro pequeño País Megadiverso. Lo cierto es que de las 464 especies de anfibios ecuatorianos descritas hasta el momento y de las aproximadamente 250-300 que restarían por describir lo que por ahora conocemos es muy limitado. A este panorama desalentador se añade la inminente extinción de muchas es-

Figura 1. Instalaciones de la Balsa de los Sapos

pecies de ranas y sapos, la cual es el preludio del acelerado colapso del ecosistema global. En esta carrera contra el tiempo, hemos navegado la balsa con mares tormentosos. La balsa nos exige un trabajo intenso y simultáneo que conjuga la investigación in situ y el trabajo de laboratorio. Sobre la marcha, y a veces a la deriva, estamos aprendiendo sobre el mantenimiento y reproducción de 15 especies que han abordado la balsa, y de algunas de ellas también sobre la ecología, historia natural, comportamiento, etc. Nuestro centro piloto alberga especies de anfibios únicas en el mundo, las cuales podrían desaparecer de la faz del planeta. Ranas

arlequín, jambatos, ranas marsupiales, ranas nodrizas, ranas venenosas, sapos bocones, etc (Atelopus exiguus, A. spumarius, A. sp. y A. palmatus (figura 2), Gastrotheca riobambae, G. pseustes, G. litonedis, G. testudinea. Hyloxalus vertebralis, H. Jacobuspetersi, Ameerega erythromus, Centrolene buckleyi y Ceratophrys stolzmanni ) son

algunos de nuestros navegantes Hasta hoy la balsa flota con relativo éxito, pues a pesar de que hemos logrado mantener y reproducir unas especies, hay otras que no han tolerado sus nuevos hogares (terrarios) o no se reproducen pese a que hemos tratado de recrear sus habitas naturales y condiciones favorables de reproducción. Actualidad Científica

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fueron útiles para estimular su actividad reproductiva. Para ello colocamos grabaciones con coros de sus cantos, tal como se escucha en las noches lluviosas en los bosques secos de la Costa Ecuatoriana. Para nuestra satisfacción las ranas se amplexaron; después de varios amplexus fallidos. por un periodo de 2 meses. La mañana del 4 de julio del 2007 ocurre un nuevo amplexus que deriva en una puesta de huevos el 5 de julio. Al parecer, el aumento de agua, el cambio drástico de temperatura del agua (de 28ºC a 25ºC) y la estimulación producida por el canto de las ranas bullangueras contribuyó al desove. Es la primera vez que se conocen los renacuajos de esta especie, los cuales todavía no han sido descritos para la ciencia. Los renacuajos crecen rápidamente y su metamorfosis se completa en aproximadamente un mes. Debido a que su dieta es carnívora, es importante no mantenerlos juntos pues tienden a comerse entre ellos cuando falta alimento, por lo que es recomendable criarlos individualizados o en pequeños grupos. A los renacuajos se les alimenta con SAR tipo II (súper alimento de renacuajos). Esta dieta (tipo II) tiene un alto contenido proteico y esta siendo desarrollada en nuestro laboratorio con excelentes resultados para la cría de renacuajos de esta especie. Ahora los juveniles son mantenidos en la balsa, en terrarios individuales y alimentados con grillos y larvas de coleópteros. La otra especie con la cual realizamos ensayos de reproducción Por David Salazar

A continuación cabe destacar lo más relevante de nuestro viaje y navegantes. El jambato de Mazán (Atelopus exiguus) (figura 3) es tal vez nuestro invitado más preciado pues se trata del último jambato de los páramos andinos en el Neotrópico. Los Figura 2. Macho adulto de Atelopus palmatus únicos 3 ejemplares sobrevivientes fueron encon- completa de esta especie en el Amtrados en Quimsacocha y Mazán phibiaWebEcuador (http://www. (provincia de Azuay). Una hembra puce.edu.ec/zoologia/vertebraadulta fue encontrada el 29 de di- dos/amphibiawebec/anfibiosecuaciembre del 2006 y dos subadultos dor/ceratophryidae.html). Su vida colectados el 6 de septiembre del es casi una incógnita, pues hasta el 2007. Habitan en terrarios indivi- 2006 se conocían sólo un puñado duales con un sistema abierto de de ejemplares preservados en los entrada y salida de agua (el agua museos. Su redescubrimiento fue ingresa filtrada, libre de cloro, ar- una gran noticia y sorpresa pues sénico y patógenos; cae en forma se encontraron varios individuos de lluvia o neblina en el terrario). que nos han permitido iniciar un El exceso de agua sale a través programa de investigación y ensade un sifón, y es recogido en un yos de reproducción. En la natusistema de desague que evacua el raleza aparentemente pasa oculta agua. Sobreviven hasta hoy a una bajo la tierra casi todo el año, y temperatura promedio de 14ºC únicamente sale a la superficie por y humedad relativa del 85%. Son un corto período de lluvias para alimentados tres veces a la semana alimentarse y reproducirse. Esta con grillos, colémbolas, gorgojos y peculiar característica sumada a la moscas de la fruta. Esperamos que fragilidad de los bosques secos y a a futuro podamos encontrar otros la pérdida acelerada de su habitat individuos en la naturaleza para hace que sea un animal raro. incorporarlos a nuestro programa Iniciamos los ensayos de rede conservación e iniciar ensayos producción con dos hembras y dos de reproducción. Mientras tanto machos para lo cual preparamos lo haremos con la hembra y futu- un terrario de vidrio de 90 x 40x ros adultos disponibles. 50 cm de alto. Se inundó el terraActualmente realizamos ensa- rio hasta cubrir el sustrato (piedras yos de reproducción con dos es- pequeñas) colocado de manera pecies. El primero y exitoso es inclinada en la base, la parte más con el Sapo Bocón de la Costa. profunda tiene 10 cm de agua. La (Ceratophrys stolzmanni). Esta es una temperatura del agua dentro del especie exclusiva de los bosques terrario es de 27,1ºC y el pH es de secos de la costa Ecuatoriana y 6,28. Los cantos de ranitas bullannorte de Perú (vésase información gueras (Engystomops spp.) al parecer

Por Luis A. Coloma

valiosa, en cuanto a la postura de los huevos, tamaño y longitud de la puesta, tamaño y número de los huevos. La puesta contuvo 1 636 huevos, el cual es un número nunca antes registrado para una especie de Atelopus, las cuales en promedio ponen 400 huevos.. Como se ha visto, hay tormentas y algunos aspectos tecnológicos que requieren resolverse para lograr éxito en la reproducción y mantenimiento de las especies. No obstante, nuestra balsa es sólida y seguirá a flote porque la tripulación navega con la convicción de que es indispensable hacer hasta lo imposible para tratar de salvar a los anfibios de su inminente extinción. El no hacer nada no es nuestra opción.

Figura 3. Hembra adulta del Jambato de Mazán (Atelopus palmatus)

30 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

reproducción en el cual controlamos la humedad relativa y lluvia, simulando las condiciones ambientales naturales en época reproductiva de la especie, además controlamos el caudal del riachuelo, temperatura y en general factores físicos y químicos del agua como pH, fósforo, nitritos y nitratos que pudieren ser un impedimento para que las hembras desoven. Un primer intento fallido ocurrió el 8 de agosto del 2007, cuando se obtuvo una puesta que lamentablemente no resultó viable. Pese a ello, la información que obtuvimos ha sido

Literatura consultada

Por Luis A. Coloma

es el Wampucrum o Jambato de Limón (Atelopus sp.) (figura 4), una especie prima de los jambados de páramo, la cual fue descubierta por primera vez en el 2000 en el sur oriente de Ecuador. Esta es una de las pocas especies del género Atelopus que todavía sobreviven a la catastrófica extinción de sus congéneres. Catorce machos adultos fueron colectados el 29 de diciembre del 2006. Dos hembras adultas fueron donadas por el Zoológico Amaru de la Ciudad de Cuenca en mayo del 2007 y otras dos hembras adultas fueron colectadas el 12 de julio del 2007. Además ingresaron a la Balsa 30 renacuajos. Todos ellos provienen de la quebrada del Río Napinaza cerca del poblado de Limón (General Plaza), Provincia de Morona Santiago. Esta población actualmente está infectada por la Quitridiomicosis, una enfermedad causada por el hongo Batrachochytrim dendrobatidis BD. Esta especie mostró ser de difícil mantenimiento, por lo cual sobreviven dos juveniles y seis adultos (tres machos y tres hembras). Nuestros cuatro intentos para reproducir a esta especie todavía no han logrado ser exitosos. Se construyó un terrario especial de

Almeida – Reinoso Diego. 2007. La balsa de los sapos se llena de grillos. Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la PUCE, Nuestra Ciencia, Quito, Ecuador. 9:57. Coloma L. A., S. Lötters y A. Salas, 2000. Taxonomy of the Atelopus ignescens complex (Anura: Bufonidae): designation of a neotype of Atelopus ignescens and recognition of Atelopus exiguus. Herpetologica 56(3):303-324. Poole, V.2006. Panamian Goleen Frog. Husbandry Manuan. Nacional Aquarium in Baltimore. Second edition. Peña-Loyola, P. 2007. Períodos de actividad, comunicación y aspectos de historia natural de una de las últimas ranas arlequín (Bufonidae: Atelopus) del sur oriente del Ecuador. Tesis de Licenciatura, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador.

Figura 4. Hembra adulta de Atelopus sp. (Limón),

Actualidad Científica

pos de los

Por Friedemann Koester

cóndores del mar

Petreles Gigantes y la PUCE en la Antártida ¿Cómo así, una expedición a la Antártida? l 20 de septiembre de 2006 encontré el siguiente mensaje en mi buzón del correo electrónico de nuestra Universidad:

Estimado Doctor. Saludos cordiales de parte del Instituto Antártico Ecuatoriano. Mil disculpas por la forma directa en que voy a expresarme: Lo hemos postulado para que nos acompañe en la Expedición a la Antártida a celebrarse inmediatamente después de la Navidad de este año. Hemos propuesto para esta campaña el proyecto “Aves” para lo cual le anexo una breve descripción de la actividad, a la que en la brevedad posible se mejorará en virtud de las necesidades que el investigador tenga. A la vez le ruego nos ayude a llenar una ficha personal, la cual le pediría nos la haga llegar mañana antes de las dos de la tarde… ¿Habrá alguien entre mis colegas biólogos, que NO habría aceptado tal invitación? Y cuando en el siguiente mensaje, dicho instituto puso a mi disposición …un cupo para una persona más, para que colabore con usted, preferentemente le sugerimos que sea un estudiante…, me dije las cosas no podían ser más perfectas. Invité a Paolo Piedrahita, joven ornitólogo a punto de egresar como Licenciado en Biología de nuestra Facultad y con quien hacía pocas semanas, allá en lo profundo de las selvas amazónicas, había estado observando aves en la vecindad de la Actualidad Científica

Estación Científica Yasuní; de esta forma ya eramos dos los que en representación de la PUCE estabamos listos para emprender un inolvidable viaje al continente blanco. Nuestra misión, según el Instituto Antártico Ecuatoriano, era la siguiente: La conservación de las aves de Punta Fort Williams es un tema de permanente preocupación, de manera que en estudios previos se han establecido seis sitios de anidación del Petrel Gigante del Sur (Macronectes giganteus)… que se acoplan al esquema de la formación de los cordones rocosos… Es necesario continuar con el monitoreo iniciado en expediciones previas a fin de reducir los impactos que eventualmente la Estación podría generar sobre la colonia de aves, o establecer si el aumento o reducción en número se puede deber a otros factores. Objetivo: Levantar nuevos registros y evaluación de cambios con respecto a estudios de temporadas anteriores. Lugar: Punta Fort Williams (Isla Greenwich / Islas Shetland del Sur / Antártida) 7 000 km a vuelo de pájaro Salimos de Quito en la mañana del sábado 20 de enero de 2007 y, después de un largo vuelo vía Guayaquil, Lima y Santiago, aterrizábamos a medio día del domingo en el aeropuerto de Punta Arenas, ciudad y puerto austral de Chile, desde donde la mayoría de las expedicio-

nes a la Antártida salen con rumbo aún más al sur. Es aquí, alojados y amontonados con nuestros demás compañeros expedicionarios en un pequeño hostal, cuando nos dimos cuenta de las enormes dificultades logísticas que, aún hoy en día, van mano a mano con una expedición como la nuestra. Pasamos allí un total de seis días en permanente compás de espera, equipaje en mano y estrenando nuestros llamativos trajes antárticos, entre esperanzados “Ya mismo nos vamos” en las madrugadas, y frustrados: “No hubo cómo” en las tardes; y con el valor agregado del “Tal vez mañana”, como no podía ser de otra manera. Oímos de vuelos cancelados debido a súbitos cambios de buen a mal clima en la Antártida, y de pilotos temerarios que a pesar de las malas noticias se lanzaron no más, y los que después de casi tres horas de vuelo, y ya llegando a su destino, tuvieron que abortar la misión y regresar. Por fin, por fin, como no hay pena que dure cien años, las condiciones climáticas mejoraron y una C-130 Hércules de la Fuerza Aérea del Uruguay nos dio el aventón esperado; faltaban entonces unos 1.200km todavía, para llegar a nuestro lugar de trabajo en la Isla Greenwich. Dos horas y media volamos, cruzando primero sobre Tierra del Fuego y luego el largo trecho sobre el mar entre Cabo de Hornos y las Islas Shetland del Sur; desde Punta Arenas hasta el aeropuerto chileno de Base Frei en la Isla Rey Jorge, dónde 31

Fig. 1. Desde a bordo del rompehielos chileno “Almirante Oscar Viel” se distingue la Punta Fort Williams con su llamativo “León Dormido”, ubicación de la Estación Científica Pedro Vicente Maldonado.

Fig. 2. Petrel Gigante del Sur sobrevolando el área de Pta. Fort Williams; la Estación P. V. Maldonado al fondo; los containers en la orilla sirven para el bodegaje de lanchas, motores fuera de borda, etc.

una vez que ya nos habían adoptado nuestros anfitriones Uruguayos, nos acomodaron en su Estación Artigas para pasar la noche. El tramo restante de nuestro viaje, unas ocho horas a través del mar, lo debíamos hacer a bordo del buque chileno “Almirante Oscar Viel”, un veterano rompehielos de 6.500 t con un pasado de guardacostas canadiense, adquirido en 1994 por la Armada de Chile para fines logísticos en estas aguas antárticas. El día lunes 29 de enero de 2007, a eso del medio día y a unos 7.000 kilómetros a vuelo de pájaro desde donde emprendimos nuestro viaje hacía ocho días atrás, llegamos finalmente a la tierra prometida y a su Estación Científica, ubicada a 62º 26’ 57.1” Latitud Sur y a 59º 44’ 28.5” Longitud Oeste.

compartir nuestras vidas y trabajo en este puesto de avanzada del Ecuador en la Antártida durante los próximos once días.

La Estación Científica Pedro Vicente Maldonado Situada en la Isla Greenwich, la Estación Científica Pedro Vicente Maldonado es una estación de verano que puede alojar unas veinte personas, y permite realizar proyectos de investigación en las áreas de Ciencias de la Vida, Geociencias y Ciencias Físicas, en el marco nacional e internacional de la Ciencia Antártica. Fue inaugurada en el verano austral 1989-1990 bajo el auspicio del Programa Antártico Ecuatroriano, creado a su vez el 1.° de agosto de 1988 mediante el Acuerdo n.° 1.508 del Ministerio de Defensa Nacional. Con nuestra llegada eramos un total de veintiuno, entre científicos y personal de la Estación: dieciséis ecuatorianos, tres malasios y dos alemanes. Todos dispuestos a

32 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Los Cóndores del Mar El 30 de enero de 2007, arropados con el tal “Conjunto Antártico” que en Punta Arenas nos fue proporcionado por el Instituto Antártico Ecuatoriano, es decir dotados de nuestra vestimenta especial compuesta por ropa micropolar interior, un overol y un anorak de colores rojo intenso, un gorro de igual color, botas antárticas y guantes térmicos, emprendimos nuestra primera excursión en estas lejanas tierras. A poca distancia de la Estación ya descubrimos una pequeña colonia de Petreles Gigantes del Sur (Macronectes giganteus), abarcando tranquilamente sus polluelos en un montículo rocoso cubierto de nieve. A pesar del viento helado que nos golpeaba y de los torbellinos de nieve que nos congelaba las caras,los observamos claramente: casi del tamaño de un albatros, de pico gigantesco, ganchudo y filudo; de plumaje color marón moteado con gris oscuro, uno de entre ellos enteramente blanco; serenos y tranquilos, simplemente mirándonos. Atónitos, les hubiésemos querido preguntar: ¿y ustedes, qué hacen aquí, en este clima feroz, en éstas rocas gélidas y tan expuestos al viento? ¿Y sus polluelos, qué?, ¿no morirán congelados en este viento, en este frío? Pero estábamos errados con esta visión de las cosas, pues ellos se encontraban en la época mejor del año: precisamente, cuando la Antártida pasa por su verano austral; es decir,

Fig. 3. Un pedazo del Ecuador en la Antárida; con caldo de pata en la mesa, y un Guayasamín en la pared!

su temporada más calurosa; cuando el termómetro en las Islas Shetland del Sur se mantiene justo por encima del punto de congelación, en vez de a muchos grados bajo cero. Es entre los meses de octubre a marzo entonces, que las aves de estos mares gélidos, incluidos los Petreles Gigantes del Sur, están en su período reproductivo. En efecto, durante seis meses del año llevan una vida pelágica sobre los mares que rodean a la Antártida, volando distancias enormes, para regresar únicamente a sus colonias natales en la primavera austral. Y es entonces cuando al desaparecer la gruesa capa de nieve, que durante el invierno austral cubrió los cordones rocosos que caracterizan el área de la Punta Fort Williams en la Isla Greenwich por ejemplo, vuelven a ocupar o construir los bajos

Fig. 4. El “León Dormido” de la Pta. Fort Williams, y un compañero expedicionario indeciso hacía dónde dirigirse.

montoncitos de cascajo apilado que son sus nidos, y en una leve depresión central de las mismas pondrán su único huevo. Al cabo de 55 a 66 días de incubación el huevo eclosiona, y el polluelo de aprox. 200 g es abarcado por sus padres durante unas tres semanas nada más, después de las cuales ya alcanza un peso y tamaño suficientes para poderse defender de los embates del clima sin el calor de Actualidad Científica

Fig. 5. Petrel Gigante del Sur, incubando en pleno calor antártico del verano austral.

sus padres, de los que, sin embargo, dependerá con su alimentación durante los próximos meses, hasta dejar su nido y su lugar natal a principios de mayo. Luego vagará por los océanos circundantes de la Antártida hasta alcanzar su madurez a unos seis o siete años; se alimentará, prácticamente, de todo animal muerto que encuentre en alta mar o en sus orillas. Sobre todo le atrae la carroña de Lobos Marinos, Elefantes Marinos y varias especies de focas y ballenas. Ataca a los pingüinos y a otras aves en sus colonias; las captura vivas y las mata a picotazos. Por sus hábitos carroñeros, entonces, bien podríamos considerar a los Petreles Gigantes del Sur como los Cóndores del Mar.

¿Y cuántos son? Se estima que la población mundial de Macronectes giganteus,

unos 60.000 individuos, ha sufrido una reducción de al menos 20% durante los sesenta años pasados (M.giganteus ASPA.pdf ) (siehe auch Antrag Esp. Protect Sp.) Entre las razones para aquello se mencionan la pesca con palangre (el ave atrapa la carnada y se engancha en los anzuelos), la disminución de los Elefantes Marinos (ya no hay tanta carroña de esta especie) y la molestia que en parte de sus sitios de anidación les causan la visita de turistas y/o la presencia de estaciones científicas. En lo que sigue, realizo una sinopsis de nuestras actividades y sus resultados respecto al censo y monitoreo de los Petreles Gigantes en la Punta Fort Williams, Isla Greenwich, entre los días 30 de enero a 5 de febrero de 2007. 30 de enero de 2007

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Fig. 6. Petrel Gigante del Sur, anillo “Avise Bird Band - Write Washington DC USA 818-06256”, con su polluelo de pocas semanas.

Durante la mañana de este día de vientos implacables y un intenso frío, hemos encontrado los primeros cinco lugares con nidos de Petreles Gigantes, al oeste y a poca distancia de la Estación Pedro Vicente Maldonado. Según el plan, hemos “georeferenciado” a estas mini-colonias de entre 1 a 10 nidos mediante el sistema GPS, asignádoles los códigos de 1 MAC a 5 MAC, y las hemos marcado a cada una individualmente con una pequeña piedra pintada de color naranja, para su fácil ubicación en lo posterior. Hemos podido observar un total de 10 polluelos, cada uno acompañado por al menos uno de sus padres. Ya que a cada polluelo corresponden dos padres, cada nido con polluelo equivale a 3 individuos de Petrel Gigante; esto significa, a su vez, que los 10 polluelos encontrados en este día, indican 30 Petreles Gigantes pertenecientes a esta área. Al medio día el clima se hizo tan inaguantable, que un tanto derrotados tuvimos que regresar a la Estación. 31 de enero de 2007 Este día, más familiarizados con el área y menos tensionados frente a los asaltos del clima antártico, hemos fijado los sitios de anidación desde 6 a 10 MAC al este, sur y norte de la Estación. También los hemos marcado a cada uno con una piedra color naranja; se encontraron un total de 33 polluelos en sus nidos, lo que entre polluelos y adultos significa que 99 Petreles Gigantes pertenecen a esta zona. 1 de febrero de 2007 Hoy hemos marcado y “georeferenciado” los puntos 11 MAC a 18

MAC, más distantes y al sur-este de la Estación, en los que pudimos observar un total de 36 polluelos en sus nidos. Al determinar el punto 18 MAC y el número de polluelos presentes en él, prácticamente ya hemos concluido con el primero de los dos censos de polluelos de Petreles Gigantes que pensábamos llevar a cabo en la Punta Fort Williams. Como hallazgo de gran interés, en 11 MAC y junto a su polluelo, hemos encontrado un Petrel Gigante adulto con un anillo metálico: “Avise Bird Band-Write Washington DC USA 818-06256”. (Ya de regreso en la PUCE, compilando y analizando los datos de nuestras observaciones, supimos que este individuo había sido anillado hacía 15 años atrás, como polluelo en las cercanías del “Copacabana Field Camp” de EEUU en la Bahía Almirantazgo de la Isla Rey Jorge, o sea a unos 70 km en línea recta de la Punta Fort Williams en la Isla Greewich. Nunca antes, al parecer, un Petrel Gigante del Sur fue reportado anidando tan lejos de su colonia natal). 2 de febrero de 2007 Hemos dedicado la mañana de este día a la observación del comportamiento de los Petreles Gigantes en la Punta Orión, catalogada como nuestro 10 MAC. Soplaba un viento fuerte y helado; nuevamente nos llamó la atención la fuerza que tienen sus polluelos –algunos todavía muy tiernos– para resistir condiciones climáticas tan severas como éstas, solos y sin la protección de sus padres. Es más, por lo que vimos, estaban muy a gusto en estas temperaturas del verano austral; quién sabe si hasta un tanto aburridos: echados en sus cunas pedregosas, y las ráfagas del viento amenazando con arrebatarles su blanco y denso plumón, movían y removían con sus picos rosados las piedras y piedrecitas del centro de sus nidos hacia las afueras de los mismos, y luego, viceversa; y con sus pequeñas patas provistas de membranas natatorias, rasgaban furiosamente el piso del nido de vez en cuando en un afán, al parecer, de ahondarlo. En este día, en el sitio 5 33

MAC e incubando su huevo, hemos encontrado un segundo Petrel Gigante con un anillo metálico. A diferencia del anillo encontrado el día anterior, en el que su origen estaba claramente indicado, éste llevaba nada más que el número 01218 01218; lo cual, lastimosamente, nos impidió saber su procedencia y, en lo posterior, averiguar más datos acerca de este individuo.

3 de febrero de 2007, en la Isla Barrientos Aprovechando el tiempo que la rápida conclusión del primer censo en la Pta. Fort Williams nos permitió, y para en lo posible extender nuestro monitoreo de los Petreles Gigantes hacia islas aledañas a la Isla Greenwich, decidimos ir con nuestros compañeros expedicionarios del proyecto “Carga Turismo E0407” en su visita a la Isla Barrientos, la que a unas tres millas náuticas al norte de la Estación Maldonado forma parte del grupo de pequeñas islas cartografiadas y bautizadas por el Hydrographic Office de la Armada del Reino Unido en 1935; conocidas desde entonces como “Aitcho” por las iniciales H.O. de dicha oficina. Aunque ya supimos que durante los pocos meses del verano austral esta pequeña isla se convierte en una atracción turística de primer orden, y veníamos preparados para confrontar esta realidad, no esperábamos lo que ya desde lejos, y mucho antes de desembarcar, vimos en sus orillas: muchísimos pingüinos y ningún turista. Al haber cumplido el primer censo de los Petreles Gigantes en la Isla Barrientos; es decir, “georeferenciados” los lugares de anidación 20 MAC a 26 MAC, y contabilizados un total de 18 polluelos, decidimos quedarnos un tiempo más. Sentados en la cima de la isla, a pocos metros de una pequeña colonia de estas aves, quisimos descansar y contemplar el paisaje antártico y el frecuente ir y venir de estas aves. Cuando en tierra no pasaba más que esto, por los aires surcaban los padres; ni bien los veíamos llegar, ya habían pasado por encima nuestro en una fracción de segundos; con 34 Nuestra Ciencia

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Fig. 7. Isla Barrientos; polluelos de Pingüino Papúa (Pygoscelis papua) en la playa y partes más bajas, colonias de Pingüino Barbija (Pygoscelis antarcticus) en las lomas rocosas.

su envergadura de casi dos metros, de alas angostas y vuelo rasante, son los reyes de los cielos antártidos indudablemente.

5 de febrero de 2007 Si bien nuestro trabajo de “georeferenciar” a todos los lugares de anidación de los Petreles Gigantes en la Punta Fort Williams había terminado, y habíamos culminado el censo de sus polluelos para por medio de él poder establecer un estimativo de la población reproductiva de estas aves en esta área, nos quedó una duda: debido a que algunos Petreles Gigantes seguían echados en sus nidos, mientras trabajábamos a nada más que unos pocos pasos de ellos, nos llegó la sospecha de que, muy posiblemente, debajo de cada uno de estos individuos había o un huevo o un polluelo tierno, todavía incapaz de soportar a la intemperie solo; y a estos polluelos, por el mal tiempo reinante durante los días del primer censo hacía unos días atrás, ¡no les habíamos contabilizado! De modo que, siendo este día uno de clima más favorable, decidímos repetir, de una sola, el censo de estas aves en la Pta. Fort Williams; esperando que esta vez los polluelos antes escondidos debajo de sus padres estarían a la vista. El censo de este día, entonces, corroboró nuestra sospecha: descubrimos un número mayor de polluelos; esta vez, un 25% más que durante el primer censo, lo que elevó a 109 el número total de polluelos del Petrel Gigante contabilizados en la Punta Fort Williams, lo que implica la presencia de 218 individuos adultos en etapa de reproducción, y un total de 327 aves de esta especie presentes en esta área durante nues-

Fig. 8 Encuentro cercano con un jóven Pingüino Papúa (Pygoscelis papua) en la Isla Barrientos.¿Quién habría esperado tanta curiosidad?

tra estadía. 6 de febrero de 2007 Mal clima todo el día; una neblina densa y entremezclada con aguanieve, nos obligó a quedarnos en la seguridad y el calor de la Estación.

7 de febrero de 2007 Nuevamente en la Isla Barrientos. Nos faltó censar la colonia de Petreles Gigantes en la punta rocosa del sur-este de la isla.

El Paso Drake Al cabo de once días de intenso trabajo de campo en un ambiente y clima difíciles, cargados de experiencias únicas, inolvidables e invaluables, tuvimos que regresar. El violento bregar contra la fuerza bruta del oleaje cruzado, y la frecuente escora de hasta 40 grados hacia ambos lados, hicieron que la mayoría de nuestros compañeros de viaje se escondiera en sus camarotes… ¡Claro que también había pingüinos en la Antártida! Pero esto será un cuento de otro cantar; una vez que estemos de regreso de la próxima Expedición del Instituto Antártico Ecuatoriano a su Estación Científica Pedro Vicente Maldonado, allá en la lejana Isla Greenwich en el continente blanco, prevista para enero y febrero del año 2008…

Actualidad Científica

Curiosidades Científicas

Los Bosques

olvidados de los

Andes

Por Katya Romoleroux, Pontificia Universidad Católica del Ecuador (PUCE); Daisy Cárate, PUCE; Ralf Erler, Colegio Alemán, Quito; Hugo Navarrete, PUCE.

L Introducción

os altos Andes de Sudamérica presentan una flora única caracterizada por un elevado endemismo y diversidad. Al comparar con los estudios florísticos realizados en las tierras bajas neotropicales, la biota de los bosques alto-andinos y páramos ha recibido poca atención entre los botánicos. La biogeografía y el origen evolutivo de la flora alto-andina es particularmente interesante, considerando el origen geológico relativamente reciente (Plio-pleistoceno) de estos hábitats. El género Polylepis Ruiz & Pavón (Rosaceae) es un elemento endémico y vital de los Andes sudamericanos; crece en las zonas alto andinas desde Venezuela hasta Argentina central. Algunas especies crecen hasta los 5.000 m, lo cual es probablemente lo más alto que puede crecer una angiosperma leñosa en el mundo (Simpson, 1979). En el pasado, posiblemente estos bosques cubrieron áreas más extensas, pero la tala y quema indiscriminada han reducido el tamaño de estos bosques a parches aislados o casi escondidos que actualmente están delimitados, en su mayoría, por hierbas y arbustos de páramo (Lægaard 1992; Kessler 1995). Curiosidades Científicas

Fig. 1. Hábitat de Polylepis pauta

Polylepis abarca árboles o arbustos, caracterizados por su corteza que se desprende en láminas papiráceas, (de donde viene su nombre: poli = muchas, lepis= escamas), sus hojas son compuestas y sus inflorescencias racimos pendulares (Fig. 1). El número de especies reconocidas para el género varía entre 15 (Simpson, 1979) hasta 33 (Bitter, 1911). La publicación más reciente (Kessler, 2006) propone 26 especies. Bolivia, Perú y Ecuador son el centro diversificación del género ya que en esta zona se encuentra el mayor número de especies. En el Ecuador, crecen siete especies nativas de Polylepis distribuidas en la cordillera occidental y oriental, entre Carchi y Loja, desde 2.800 hasta 4.350 m.s.n.m. (Romoleroux 1996).

Distribución actual y potencial de Polylepis en el Ecuador Mediante los datos obtenidos de las salidas al campo y la revisión del material depositado en varios herbarios, se ha realizado una base de datos completa del género, para presentar una información más actualizada sobre la distribución de Polylepis en el Ecuador (Tabla 1). Al comparar la distribución de las especies con el Sistema de Nacional de Áreas Protegidas (SNAP) (Fig. 2), se observa que muchos bosques de Polylepis se encuentran fuera de esta zonas protegidas. Además, se ha utilizado esta información para diseñar mapas potenciales de distribución de Polylepis en el Ecuador (Fig. 3), el área actual solo ocupa un porcentaje reducido del área potencial. 35

Especie

Provincia

Altitud

Cordilleras

Distribución total

P. incana

Azuay, Bolívar, Carchi, Chimborazo, Cotopaxi, Imbabura, Loja, Napo, Pichincha, Tungurahua

27004300m

Occidental y Oriental

Ecuador y Perú

P. lanuginosa

Azuay, Bolívar, Cañar, Chimborazo

28003250m

Occidental

Endémica de Ecuador

P. microphylla

Chimborazo

35004100m

Occidental

Ecuador y Perú

P. pauta

Carchi, Cotopaxi, Imbabura, Napo, Pichincha

38004200m

Oriental

Ecuador y Perú

P. reticulata

Azuay, Cañar, Carchi, Chimborazo, Cotopaxi, Imbabura, Loja, Pichincha, Tungurahua

27504300m

Occidental y Oriental

Ecuador y Perú

P. sericea

Azuay, Cañar, Carchi, Chimborazo, Cotopaxi, Imbabura, Loja-El Oro, Loja, Napo, Pichincha

35004140m

Occidental y Oriental

Venezuela hasta Perú

P. weberbaueri

Azuay, Cañar

35004100m

Occidental

Ecuador y Perú

Tabla 1. Distribución de las especies nativas de Polylepis en el Ecuador.

Principales amenazas que enfrentan los bosques de Polylepis Entre las principales amenazas se encuentran las siguientes: la tala y quema del bosque que apa-

rentemente se hacía desde antes del tiempo de la colonia (Kessler 1995), la hibridación, que es un evento que ocurre en otros géneros de Rosaceae y que probablemente ocurre entre especies de Polylepis ya que en

Fig. 2. Distribución de las especies de Polylepis en el Ecuador y el Sistema de Áreas Protegidas.

36 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Ecuador se han registrado individuos con características morfológicas intermedias entre dos o más especies simpátricas (Romoleroux 1996), la introducción de especies exóticas no solo de otras familias sino incluso de especies del mismo género como es el caso de la especie peruana P. racemosa, que está siendo introducida para reforestación, y la contaminación a la que están expuestas varias poblaciones de Polylepis. Estudios sobre Polylepis en el Ecuador Se han realizado algunos estudios sobre Polylepis en el Ecuador; principalmente ecológicos, taxonómicos y moleculares; sin embargo, aún no se conoce la extensión real de los bosques y su flora asociada. Al momento se está desarrollando un proyecto en el Herbario QCA de la PUCE, sobre la extensión de los bosque de Polylepis en la zona de Oyacachi (provincia del Napo). A continuación se presentará algunos resultados preliminares de este estudio.

Fig. 3. Distribución potencial de las especies de Polylepis en el Ecuador.

Curiosidades Científicas

Familias

nº de especies

Asteraceae

Apiaceae

Caryophyllaceae

Ericaceae

Elaphoglossaceae

Grammitidaceae

Grossulariaceae

Melastomataceae

Poaceae

Polypodiaceae

Rosaceae

Scrophulariaceae

Tabla 2. Familias de plantas vasculares con mayor número de especies en los bosque de Polylepis estudiados en Oyacachi.

Extension de los bosques de Polylepis en Oyacachi y su flora asociada Los objetivos del estudio son los siguientes: Conocer la extensión real de los bosques de Polylepis en Oyacachi y realizar mapas actualizados basados principalmente en georeferenciación. Documentar la diversidad florística de los bosques de Polylepis y publicar una guía de plantas vasculares asociadas a los bosques de Polylepis en Oyacachi. Continuar estos estudios de extensión y flora asociada en todos los bosques de Polylepis existentes en Ecuador. Proporcionar una base de investigación sólida y actualizada que pueda ser aplicada en futuros programas de conservación de los bosques de Polylepis ecuatorianos. El área de estudio está comprendida entre Oyacachi y Termas de Papallacta, en la franja altitudinal 3500-4300 msnm, de la reserva ecológica Cayambe Coca, Provincia del Napo. Curiosidades Científicas

Medición de los Parches La medición de los parches de bosques de Polylepis en Oyacachi se realiza utilizando dos metodologías: primera: tomando coordenadas con GPS siguiendo el límite exterior de los parches y en los puntos más salientes o entrantes de Figura 4. Parche de Polylepis en Oyacachi estos perímetros. Segunda: estimando el área de dos primeros parches de este estulos parches de bosques mediante dio se ha realizado el mapa prelifotografías aéreas y tomas satelitales. minar (Figura 5) donde se puede Este método se usa especialmente apreciar la localización exacta de cuando los parches de bosque cu- estos fragmentos de bosque en bren áreas extensas sobre montañas Oyacachi, la extensión aproximay barrancos. da y el relieve topográfico. Al momento solo se ha usado el primer método. Flora Vascular Asociada a los Para estudiar la flora vascular Bosques de Polylepis asociada se trazan transectos de 50Mediante 357 especímenes re100 x 1-2 m. Además, se exploran los gistrados en los parches estudiafragmentos de bosque que están se- dos, se han identificado un total de parados de un fragmento grande por 167 especies, 30 pteridofitas, en 8 la carretera, rocas o accidentes geo- familias y 137 angiospermas en 32 gráficos pequeños como riachuelos; familias. El número de especies de en estos casos, se dividen en subpar- plantas vasculares en cada transecches a los parches de mayor área. to varia de 35 a 56 especies. (FiDentro de cada parche se registran gura 6) todas las especies de plantas vasculares que se encuentran a lo largo del En conclusión transecto, se recolectan las especies Flora asociada: aunque los reque tengan flores y aquellas cuya sultados son aún preliminares, identificación es difícil en el campo, coinciden en parte con otros esde cada colección se anota su coorde- tudios similares sobre biodiversinada y altitud. Los especímenes re- dad de flora asociada a bosques colectados se identifican y depositan de Polylepis realizados en Bolivia (Fernández & Ståhl, 2002) y Perú en el Herbario QCA de la PUCE. (Palomino & Samochullpa, 2006), tanto en número de especies como Resultados preliminares en composición florística. En el caso de los helechos nuestros tranParches estudiados En ocho salidas de campo se sectos presentan un mayor número han visitado cuatro parches de bos- de especies, lo que puede deberse a que de Polylepis, ubicados aleatoria- la alta humedad de los bosques en mente dentro de la Reserva Oyaca- Oyacachi. El análisis fitogeográfichi; dos parches han sido mapeados co de las especies está en proceso completamente, y uno, parcialmen- pero se podría afirmar que la mayoría de la flora asociada es de orite. (Figura 4) Con los datos obtenidos en los gen andino. 37

las ha catalogado como áreas ecológicamente estables para estos bosques (Kessler, 1995). Estas regiones como Oyacachi y otros bosques ecuatorianos, deberían ser consideradas en programas de conservación y uso de la tierra no sólo porque son refugios de las especies de Polylepis sino por la biodiversidad que sustentan. Agradecimientos A g radecemos a Santiago Burneo (PUCE) y Zoe Figura 5. Mapa preliminar de los parches 1, 2 y 3. Pearson por la Extensión, Distribución y Conrealización de los servación: Los parches más exten- mapas de Polylepis a Hugo Arnal sos de Polylepis se encuentran ge- (American Bird Conservancy) por neralmente en sitios con bastante su ayuda e interés en la conservaneblina, cerca a riachuelos y entre ción de los bosques de Polylepis. Un crestas de las montañas, esto difi- especial agradecimiento a la gente culta la medición exacta. Similares de Oyacachi por su colaboración preferencias de hábitas se han regis- y valiosa ayuda en el trabajo de trado en en los bosques de Polylepis campo. de Perú y Bolivia; a estas zonas se Polypodium monosorum Desv. Pernettya prostrata (Cav.) DC Oxalis lotoides Kunth Hesperomeles obstusifolia var. microphylla (Weed.) Romoleroux Rubus coriaceus Poir. Sibthorpia repens (Mutis ex L.f.) Kuntze Valeriana mycrophylla Kunth

Bomarea lutea, Alstroemeriaceae, hierba trepadora en bosque de Polylepis

Literatura consultada Fernández Terrasas, E. & Ståhl, B. 2002. Diversity and Phytogeography of the vascular flora of the Polylepis forests of the cordillera de Cochabamba, Bolivia. Ecotropica 8: 163-182. Kessler, M. 1995. Present and Potential Distribution of Polylepis (Rosaceae) Forest in Bolivia. Pages 281-294 in Churchill, S.P., Balslev, H., Forero, E. & Luteyn, J.L. (eds.), Biodiversity and Conservation of Neotropical Montane Forests. The New York Botanical Garden, New York. Lægaard, S. 1992. Influence of Fire in the Grass: Páramo Vegetation of Ecuador. Pages 151-170 in Balslev, H. & Luteyn, J.L. (eds.), Páramo. An Andean ecosystem under human influence. Academic Press, London. Palomino Condori, W. & Samochuallpa Solís, E. 2006. Distribución y Composición Florística de los Bosques de Polylepis del Sur de los Conchucos, Huaraz, Perú. Libro de Resúmenes II Congreso Internacional de Ecología y Conservación de Bosques de Polylepis. Cusco-Perú. p. 57. Romoleroux, K. 1996. Rosaceae. In: Harling, G., Anderson, L. (Eds.) Flora of Ecuador 56, 1 – 152. Gotenburg, Sweden.

Figura 6. Especies de plantas vasculares más distribuidas en los parches estudiados de Polylepis en Oyacachi. Los números indican en cuántos parches han sido registradas estas especies.

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Curiosidades Científicas

Historia

de la

extraordinaria Myriocolea irrorata Por Susana León-Yánez (scleon@puce.edu.ec)

a historia escrita de Myriocolea irrorata comienza el 26 de junio del año de 1857, cuando el explorador y botánico inglés Richard Spruce la descubrió y colectó en el río Topo, cerca de su unión con el Pastaza, en las cercanías de la ciudad de Baños. En su libro, Notas de un Botánico por el Amazonas y los Andes, editado y publicado por Alfred Rusell Wallace en 1802, Spruce narra los pormenores de su paso por la zona, donde debió permanecer durante varios días ya que el río Topo estaba tan crecido que no les permitía pasar: “... adelante el terreno era casi plano hasta llegar al Topo, río que alcanzamos en una hora más. Aquí se cumplieron nuestros peores temores. Hasta dónde la mirada podía seguir río arriba y río abajo hasta su desembocadura en el Pastaza, el Topo era una torrentosa masa líquida que avanzaba produciendo un estrépito al chocar contra las rocas de tal forma que el suelo temblaba incluso a cierta distancia de las orillas. Quizá el Topo es el más grande tributario del Pastaza que desemboca desde el norte; su curso es mucho más corto que el del Bobonaza, pero parece que su caudal es mucho más copioso. Su nacimiento es en las montañas nevadas del Llanganati –el fabuloso dorado de los quiteños ... el Topo Curiosidades Científicas

Myriocolea irrorata Spruce

Busto de Richard Spruce en Río Verde, Baños. Richard Spruce realizó los mayores aportes para el conocimiento de la flora de hepáticas y antoceros del Ecuador.

nunca está lo suficientemente bajo como para poderlo vadear a pie”. Para cruzar el río Topo, en ese entonces, había que construir cuatro puentes de bambú entre las rocas del río, los cuales no duraban más que unos días, pues desaparecían con las crecidas. El caudal del río Topo es tan variable, que sus aguas suben y bajan dramáticamente en unas pocas horas causando inundaciones frecuentes. Myriocolea irrorata es una hepática y junto con los musgos y antoceros pertenece a las briofitas, grupo de plantas que fue el primero en aparecer sobre la tierra y que se caracteriza por carecer de vasos conductores. Después de su descubrimiento, no se volvió a tener noticias de esta planta y los botánicos estudiosos de briofitas llegaron a considerarla extinta; sin embargo, en el año 2001, es decir como 150 años después de su descubrimiento, el botánico Robbert Gradstein nos dio la grata noticia de que la había encontrado nuevamente. En el ya mencionado libro de Spruce se anota: “ Las hepáticas más preciosas suelen ser como sabemos todos, muy diminutas; para encontrarlas se necesita una investigación cuidadosa y tranquila. Pese a ello, Spruce encontró algunas novedades como la especie Myriocolea irrorata que crecía en arbustos regados con aguas del Topo y que probablemente fue el descubrimiento más interesante de toda su expedición”. 39

Por lo limitado de su disespeciales del cauce del río tribución, está restringida Topo, su régimen torrentocasi totalmente a unos pocos so y constantemente variable y la pureza de sus aguas cientos de metros a lo largo del espectacular río Topo, son indispensables para la que nace en los Llanganaexistencia de Myriocolea. Si tes, y a unos pocos metros el nivel del agua bajase dráscuadrados en el aledaño río ticamente al construirse la Zuñac; esta planta se consirepresa, estas plantas no obdera en “Peligro Crítico de tendrían la humedad necesaExtinción” según los parária para su supervivencia. La metros de Unión Mundial liberación de sólidos desde para la Conservación de la el suelo hacia el agua del río Río Topo cerca de su unión con el Pastaza. El río Topo Naturaleza. durante el proceso de consnace en los Llanganates y corre hacía el sur hasta Como si esto fuera poco, trucción de la represa, altedesembocar en el Pastaza. la situación de Myriocolea irroraría la calidad del agua del río, cuya pureza, como deirrorata crece únicamente en el río rata se ha visto agravada por los planes existentes para construir Topo, entre los 1 200 y 1 700 me- muestran los estudios realizados, es una represa en el río Topo, precisa- tros y en una zona limitada a poco una cualidad indispensable para la mente en la zona de crecimiento de más de un metro cuadrado del cau- existencia de esta especie. Al reprece del río Zuñac. Es una epífita; es sar las aguas del río se alteraría la esta especie. Santiago Yandún, estudiante de decir, crece adherida a la superficie cantidad de oxígeno disuelto, otro la Escuela de Biología de la PUCE, de otra planta de la familia de las de las factores determinantes para preocupado por el futuro de esta lythráceas cuyo nombre es Cuphea el crecimiento de Myriocolea irrorata. especie y animado por el Dr. Ro- bombonasae. Muy ocasionalmente, se Ahora que conocemos un poco más bbert Gradstein, redescubridor de la ha encontrado también sobre una sobre ella, es fácil entender cómo la Myriocolea irrorata, decidió realizar asterácea denominada Liabum kin- construcción de una represa hidrosu investigación de grado sobre la guii. Cuphea bombonasae y su epífita eléctrica en el río Topo afectaría a ecología y estado de la población de Myriocolea irrorata crecen al margen esta especie. del río en un ambiente muy húmeesta especie. El futuro del río Topo aún no Myriocolea irrorata es una planta do, pues son bañadas constante- está decidido. Algunos sectores de muy rara en ambos sentidos de la mente por las aguas que salpica el la población de la zona apoyan la acepción de esta palabra; es decir, torrentoso y variable río Topo, que- construcción de la represa y otros tanto por su escasez como por su dando por momentos sumergidas. están luchando para que ésta no Las observaciones ecológicas se realice. Al parecer, el futuro de peculiaridad. Esta es la única especie del género Myriocolea y su morfo- de Santiago Yandún y los análisis Myriocolea irrorata, así como el de logía es muy característica y llama- físicos y químicos de las aguas del muchas otras especies, está, como tiva para una hepática; dice Spruce: río nos indican que las condiciones siempre, en manos del ser humano. “El hábito de esta planta es muy peculiar y diferente de cualquier Literatura consultada otra hepática”, sobresalen entre Spruce, R. 1908. Notas de un botánico estas características peculiares en el Amazonas y en los Andes. Edisu tamaño, pues es muy grande y tado y condensado por Alfred Russell ramificada tratándose de una heWallace, 1908. Traducción Ediciones pática, y sus numerosas estrucAbya-Yala, 1996. Ecuador. turas reproductoras. Esta última Gradstein, S. R. & N. Noske. 2002. característica probablemente le The extraordinary hepatic Myriocolea es útil en el medio tan hostil en irrorata rediscovered. Bryol. Times el que habita para aprovechar 107: 16. todo buen momento para reproSpruce, R. 1884-1885. Hepaticae Amaducirse. zonicae et Andinae. Trans. & Pro. Bot. Población de Myriocolea irrorata creciendo sobre los tallos de Cuphea bombonasae. La investigación realizada Soc. Edinburgh 15: 1-588. por Yandún indica que Myriocolea 40 Nuestra Ciencia

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Curiosidades Científicas

Hortalizas y

condimentos andinos una delicia al paladar Por Omar Vacas Cruz (omarvacas@yahoo.com)

E Introducción

l propósito que me animó a escribir durante diez años consecutivos (19992008) sobre los “Cultivos Andinos” fue el de analizar la situación presente y las perspectivas de mejora de algunos cultivos tradicionales domesticados en la Región Andina, cuya importancia fue mayor en otras épocas; mientras que en la actualidad se encuentran por completo olvidados o desempeñan sólo un papel marginal. Considero que hemos realizado una breve revisión de estos cultivos, los cuales fueron agrupados en raíces, tubérculos, granos, leguminosas, frutas, plantas medicinales, plantas ornamentales y fibras naturales; sin duda, que existen otros cultivos que se deberían abordar en los siguientes años, especialmente de aquellas especies promisorias de importancia local y regional que son cultivadas por los pueblos indígenas del Ecuador, y cuyos conocimientos ancestrales han constituido la base de la Etnobotánica en nuestro país. Las repercusiones del descubrimiento de América en 1492 fueron significativas sobre los recursos naturales y formas de vida de todo el mundo, la investigación realizada sobre las hortalizas y condimentos andinos confirma los cambios significativos que se dieron especialmente en las artes culinarias de Curiosidades Científicas

todo el planeta; por ejemplo, el mestizaje de la cocina andina, sin duda se benefició de la introducción de alimentos, especias y condimentos de otros continentes. Los conocimientos de las tradiciones gastronómicas o culinarias andinas se encuentran dispersos en las crónicas y noticias como las del cronista Cieza de León, quien recorrió la Región Andina en 1547; las obras del padre Acosta de 1590; del Inca Garcilaso de la Vega (1991 [1609]) y posteriormente las del padre Cobo, quien escribió a mediados del siglo XVII. Olivas Weston (1999) recoge la información de varias fuentes históricas y las proyecta a nuestros días, pudiendo confirmar que después de cinco siglos aún prevalecen en el país tradiciones cotidianas, celebraciones y comidas que existían en las culturas precolombinas ecuatorianas y en el Imperio de los Incas, así como de recetas criollas que datan desde la época de la Colonia (1534-1822) y que han pasado oralmente de generación en

generación, razón por lo cual han desaparecido. Los pueblos indígenas de la Región Andina mantuvieron manifestaciones culturales propias, se caracterizaron por la manera de cultivar, procesar y comercializar las especies vegetales y, especialmente, por cómo preparaban y servían los alimentos; estos pueblos tenían como parte de su dieta alimentaria productos básicos tales como el maíz (Zea mays) y la papa (Solanum tuberosum andigenum) que incluyó en ambos casos a diferentes especies y variedades en cultivo, los cuales fueron acompañados en la gastronomía andina por el ají (Capsicum sp.) y el achiote (Bixa orellana), sea como parte de la dieta o de la sacralidad que estos cultivos tenían en las culturas precolombinas. A estos productos, se añade en la alimentación la carne de cuy (Cavia porcellus) y una bebida alcohólica, la chicha. Para varios países del trópico americano, el ají representa la hortaliza de mayor importancia económica después del tomate (Solanum lycopersicum), y es de las primeras especias que los Conquistadores encontraron al llegar a América, en particular en las regiones agrícolas más avanzadas como México y Perú. El ají y el achiote, se encuentran entre las principales especies alimentarias consumidas por 10 nacionalidades indígenas y una población rural de colonos mestizos del Ecuador. 41

Hortalizas y condimentos andinos Las plantas andinas utilizadas hoy en día como condimentos son relativamente pocas. Sus usos, aunque ancestrales, son prácticamente locales y casi no se conocen fuera de la región andina. Las hortalizas más usadas son el ají y el sacha culantro (Eryngium foetidum) y algunas especies de Cucurbitas (calabaza y sambo). Las especies que sirven de Ajíes Nombre botánico: Capsicum sp. Clasificación: Solanaceae Nombres comunes: Chile (México); ají (Suramérica); rocoto (Ecuador y Perú); uchu (Perú y Bolivia); guindilla (España); pepper (USA); piment (Francia); pimienta (Portugal). Las especies del género Capsicum incluye todas las variedades de ají, tanto dulces (pimiento) como picantes (rocoto). Historia A la llegada de Cristóbal Colón a las Américas (1492), varias especies de este género de hortalizas productoras de frutos picantes ya se habían domesticado en toda América. Los registros arqueológicos evidencian que la especie Capsicum baccatum fue común a lo largo de la costa peruana entre las culturas Mochica (1-800 d.C.) y Nazca (100-700 d.C.). Por otro lado, en el Ecuador, de la cultura Kitu-Chaupicruz período Integración (400-1532 d.C.), en el sitio de La Florida, en las laderas del Pichincha del norte de la ciudad de Quito, se localizaron varias tumbas en un pozo entre 12 y 15 metros de profundidad, que contenían un número variado de enterramientos de personajes de un estatus alto a juzgar por la riqueza de los ajuares funerarios. Además de los cadáveres se encontró 42 Nuestra Ciencia

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condimento son el achiote (Bixa orellana) y el huacatay (Tagetes minuta). En Ecuador se utilizan plantas con propiedades medicinales como condimento: la muña (Minthostachys spp.) y el paico (Chenopodium ambrosoides). A continuación, se presenta una recopilación de especies que se usan en Ecuador, Perú y Bolivia como condimento: Ageratina

Buddleja spp., Canna edulis, Carica papaya, Clinopodium spp., Drimys granadensis, Escobedia grandiflora, Hedyosmum spp., Myrcianthes hallii, Ocotea quixos, Opuntia spp., Porophyllum ruderale, Schinus molle, Tropaeolum spp., y Cinchona officinalis .

De estas especies, me permito describir a los ajíes y al achiote, ya que son las de mayor importancia económica del Ecuador.

azangaroensis, Amaranthus caudatus,

distribución entre los 0 y 3 000 m de altitud (Capsicum annuum, Capsicum dimorphum, Capsicum lycianthoides, Capsicum pubescens y Capsicum rhomboideum),

junto a ellos una variedad de recipientes con restos de comida de maíz, cuy, venado (Odocoileus peruvianus), churos (Strombus sp.) y otros productos como sal, ají, coca (Erythroxylum coca) y algodón (Gossypium hirsutum). Origen y distribución Los ajíes son originarios y domesticados en América, tienen su mayor área de diversidad en la región Andina y Amazónica de América del Sur (Bolivia y el sur de Brasil); en el Ecuador, existen 9 especies (Capsicum annuum, Capsicum baccatum, Capsicum chinense, Capsicum dimorphum, Capsicum galapagoense, Capsicum hookerianum, Capsicum lycianthoides, Capsicum pubescens y Capsicum rhomboideum) y

más de 60 variedades tradicionales en cultivo (C. Tapia, com. pers. 2008) de acuerdo al Departamento Nacional de Recursos Fitogenéticos DENAREF, siendo Capsicum galapagoense la única especie endémica. Cinco especies tienen un rango de

las colecciones botánicas provienen de las provincias de Azuay, Chimborazo, Cotopaxi, Imbabura, Loja, Pichincha y Tungurahua. En toda América existen más de 20 especies, siendo Capsicum annuum originaria de México, y la más difundida en todo el mundo (incluye las variedades chiles, pimiento, paprika, jalapeño, cayena, entre otros). Las especies Capsicum baccatum, C. chivense, C. frutescens y C. pubescens fueron originarias de América del Sur (Brasil). Descripción botánica Plantas herbáceas de diferente porte y tamaño, con un período de vida generalmente menor a un año. Crecimiento simpodial: los tallos y ramas se forman de sectores en cuyo nudo superior hay, por lo general, yemas floríferas y dos ramillas que forman un dicasio, una de ellas más desarrollada que la opuesta. La rama más grande continúa el crecimiento y en su nudo superior se repite la norma de inflorescencia y ramas. Hojas generalmente elípticas, con el ápice agudo y la base asimétrica con variaciones entre especies. Presenta dos flores por nudo, rara vez una flor, con pedicelos erectos o doblados en la antesis. El cáliz es cupular, glabro, con los dientes muy Curiosidades Científicas

cortos y prominentes. La corola es amarillo verdosa, ocasionalmente entre blanco lechoso o morado y las anteras azules. El cáliz de los frutos maduros generalmente presenta una constricción anular en la unión con el pedicelo; márgenes doblados hacia arriba. El fruto es de pulpa firme, rojo o amarillo, a veces, blanco. Usos tradicionales El ají en sus variedades picantes, posee vitamina C y pro vitamina A; los frutos rojos contienen abundante cantidad de vitaminas B1, B2 y sales minerales. El uso más común en los Andes, sigue siendo como condimento indispensable para las comidas tanto en forma seca como en salsa o aderezos. Generalmente se asocia las especies del género Capsicum con propiedades estimulantes, tonificantes, laxantes, espasmódicas, diaforéticas, antisépticas y rubefacientes. Se ha usado para mejorar la circulación periférica, aliviar la flatulencia y los cólicos; además, se le atribuyen acciones estimulantes de la digestión. Se le utiliza también para gargarismos en

tratamiento de laringitis, así como ungüento para el dolor y rigidez muscular y del lumbago. La medicina tradicional practicada por varios grupos étnicos ecuatorianos ha documentado el uso del ají como elemento esencial del tratamiento de una serie de afecciones como cicatrizante, analgésico, antiinflamatorio y antimicótico; así por ejemplo, se ha reportado en la comunidad de Pompeya (Provincia de Sucumbíos) que las semillas se muelen y se las coloca en las hojas de la misma planta, se asan al fuego y se aplican en el ombligo del bebé presionándole con un trapo para aliviar el dolor de estomago. En la nacionalidad Chachi, utilizan las hojas de la planta, a las que hierven en agua, luego de lo cual con éstas se friegan las manos y pies afectados por hongos. Se utiliza además el ají en rituales shamánicos. Comercialización externa De acuerdo a los datos del Banco Central del Ecuador, las exportaciones al año 2007 (período enero-diciembre) de frutos del género Capsicum frescos o refrigerados (en la

Curiosidades Científicas

Fotoquímica El fruto de la mayoría de las especies de Capsicum contiene un alcaloide cristalino capsaicina, que tiene la propiedad anestésica para aliviar el dolor crónico o agudo, por ejemplo se aplican a las pacientes inyecciones epidurales durante las labores de parto. Farmacología La capsaicina tiene muchos efectos farmacológicos, entre los que se incluyen efectos antibióticos sobre algunos microorganismos, efectos sobre el sistema circulatorio, específicamente sobre los músculos lisos y regulación de la temperatura corporal. Desensibiliza las terminales nerviosas a los estímulos dolorosos al modular la peroxidación de lípidos (LPO). Origen y distribución Es una especie nativa del Brasil, pero introducida en las zonas tropicales de casi todo el mundo; es una planta que tiene un rango de distribución desde México hasta Bolivia; en el Ecuador, existen 4 especies nativas

Achiote Nombre botánico: Bixa orellana L. Clasificación: Bixaceae Nombres comunes: Achiote, urucu (Bolivia y Chile); urucú, azafrán de la tierra, tintórea en la Bahía, uru-uva (Brasil); achote, uñane, paipai (Colombia); achiote, color, ipiacu (Ecuador); achiote, aciote (Panamá); bija, caituco, onotillo, piatu (Venezuela). Historia Las culturas Chorrera período Formativo Tardío (1600-400 a.C.) y Guangala (200 a.C.-1150 d.C.) crearon figurillas en cerámica, con peinados en forma de casco y en otras en donde el pelo fue pintado con pasta de achiote. En la actualidad los grupos ét-

partida arancelaria 0709600000 se incluye a la pimienta) fueron de 260,64 toneladas con un valor FOB de USD 201 mil dólares, los mercados más importantes fueron Estados Unidos, Reino Unido, Alemania, Bélgica, Japón, entre otros.

Bixa arborea, Bixa orellana, Bixa platycarpa y Bixa urucurana.

nicos A´i Cofán se pintan el cuerpo con color rojo extraído del achiote y otras fibras extraídas de vegetales; en cambio, los hombres Tsachila llevan el pelo con un corte redondo sobre las orejas y untado con color rojo extraído del achiote.

Existe amplia divergencia de criterios en cuanto a su origen, algunos autores la consideran naturalizada pantropicalmente pero no nativa. En Ecuador tiene un rango de distribución entre los 0 y 1 500 m de altitud (Bixa orellana), las colecciones botánicas provienen de las provincias de Bolívar, Carchi, Chimborazo, Cotopaxi, El Oro, Galápagos, Guayas, Los Ríos, Morona Santiago, Napo, Pastaza y Pichincha. 43

Descripción botánica Árboles o arbustos de mediana altura, de 5-9 m, de tronco corto y generalmente con copa densa redondeada. Hojas alternas, elípticas, cordadas en la base, enteras, glabras. Flores grandes, corola con cinco pétalos de color blanco o rosado, estambres morados y muy numerosos. Fruto, una cápsula ovoide o cónica, de 3 cm de largo, color café y completamente cubierta con espinas blandas café-rojizas; semillas numerosas, pequeñas, cubiertas por abundante pulpa rojo-anaranjada. Usos tradicionales El uso más común es como condimento y colorante para las comidas; también se lo utiliza para colorear telas, dar color a los barnices, aceites y grasas animales. Las semillas del achiote se utilizan en medicina como cicatrizante, antidisentérico, afrodisiaco y digestivo; las hojas se emplean en decocción para curar las enfermedades del hígado; finalmente es utilizado por algunos pueblos indígenas con fines cosméticos (adorno del cuerpo), repelente de insectos (embadurnado el cuerpo con pasta de achiote) y para ser parte de los rituales shamánicos, religiosos y otros, ya que es conocido que cuando una persona está pintado de rojo se parece al “diablo” y se llena de sus poderes, por lo que, en las guerras, así lo hieran no se desmaya o se muere. La medicina tradicional practicada por algunas nacionalidades indígenas ecuatorianas ha documentado el uso del achiote como depurativo, tonificante, antirreumático, cicatrizante y oftálmico; así por ejemplo, en la nacionalidad Quechua se la utiliza de las siguientes maneras: 1) se hierven en agua las hojas de la planta de achiote y esta bebida toman las mujeres ocho días después del parto; 2) se cocina las hojas en agua y el enfermo se baña para aliviar los dolores de las reumas y 3) se parte el 44 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

tallo de la planta en dos trozos, se los pone en un recipiente con agua, se los deja en reposo toda la noche y en la mañana se pone una gota en cada ojo. Se ha reportado en la población de Nanegalito (Provincia de Pichincha) la aplicación de la hojas calientes sobre las heridas. En la nacionalidad Tsáchila, el shamanismo es el rasgo más distintivo de su identidad y su cultura, la actividad ritual regula sus valores, creencias y afirma su identidad. La práctica shamánica para los Tsáchila simboliza la lucha continua entre la vida y la muerte, el color rojo del achiote es símbolo de vida y el negro, de la muerte. Comercialización externa De acuerdo a los datos del Banco Central del Ecuador, las exportaciones al año 2007 (período enero-diciembre) de materias colorantes de achiote (partida arancelaria 3203001400) fueron 2,61 toneladas con un valor FOB de USD 155 mil dólares, los mercados más importantes fueron Japón y Estados Unidos. Fotoquímica Se ha registrado la presencia de 8 carotenoides, 5 flavonoides, 5 dipertenos y un benzenoide. Farmacología La decocción de las hojas induce la contracción del útero en las ratas de laboratorio. Los extractos etanólicos de fruto y hoja muestran una actividad antibacteriana in vitro sobre Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Salmonella typhi. Actualidad investigativa En la investigación realizada de microempresas administradas por comunidades indígenas se debe resaltar a Sumak Mikuy que en idioma quechua significa “excelente alimento” es una empresa comunitaria que nació bajo la necesidad de rescatar y conservar los cultivos tradicionales

andinos, así como los conocimientos ancestrales de las comunidades indígenas de Cotacachi. Sumak Mikuy elabora y comercializa productos de alta calidad en especial de las especies del género Capsicum, dando un valor agregado a sus productos, cual es, el de promover la conservación de la biodiversidad a través de las prácticas agroecológicas que respetan a la madre tierra y a la cosmovisión Andina. Finalmente, deseo expresar mis agradecimientos a todas aquellas personas e instituciones que me abrieron sus puertas y apoyaron todas las iniciativas de investigación durante estos 10 años, y muy especialmente al Dr. Alberto Rengifo, editor de la revista Nuestra Ciencia, quien con sus acertados comentarios en la revisión de los textos me brindó la oportunidad que, conjuntamente con los lectores, reencontremos en el espacio brindado a los “Cultivos Perdidos de los Incas”. Bibliografía consultada Pabón, G. 2005. Caracterización Morfológica y Revisión Taxonómica de Capsicum L. (Ajíes) y Cucurbita L. (Calabazas) en la Granja de la UNORCAC, Cantón Cotacahi. Tesis presentada como requisito previo a la obtención de Magister Scientiarum en Manejo de Recursos Naturales. Universidad Técnica del Norte. Instituto de Post-Grado. Programa de Maestría en Manejo de Recursos Naturales. Ibarra, Ecuador. Rios, M., M.J. Koziol, H. Borgtoft Pedersen & G. Granda (Eds.). 2007. Plantas útiles del Ecuador: aplicaciones, retos y perspectivas. Ediciones Abya-Yala. Quito, Ecuador. 652 pp. Ulloa. C., 2006. Aromas y sabores andinos. Pp 313-328. En @ Moraes R., M., B. Øllgaard, L.P. Kvist, F. Borchsenius & H. Balslev (eds.). 2006. Botánica económica de los andes centrales. Universidad Mayor de San Andrés, La Paz.

Curiosidades Científicas

La Rinconada, un

refugio de vida silvestre

que merece

Curiosidades Científicas

Por Miryan Rivera (mriverai@puce.edu.ec) y Karina Paredes (kparedesr@yahoo.com)

Por Miryan Rivera

a inconmensurable belleza que caracteriza al lago San Pablo y a sus alrededores, no puede pasar desapercibida para sus visitantes, en especial para los biólogos, quienes, independientemente de las actividades que llevamos a cabo, no podemos permanecer indiferentes frente a la riqueza de su flora y fauna, que no solo recrea nuestra vista sino que proporciona un remanso para nuestra alma. Uno de estos parajes es “La Rinconada”, al pie del cerro Cusín. Esta localidad se encuentra ubicada a 10 minutos del Lago San Pablo, donde aún se encuentra un pequeño pero importante remanente de bosque nativo. “La Rinconada” está localizada a 00°10’ 24” N y 78°09’ 12” W, en la provincia de Imbabura, a 2 800 m.s.n.m. Forma parte de la subcuenca del río Itambi, el cual nace en el volcán Cusín y luego de recorrer una distancia de 17 Km desemboca en el lago San Pablo, constituyéndose su principal acuífero. La precipitación media para la región es de 1.020,6 mm y la temperatura promedio anual es de 13.5°C. El remanente de bosque andino que se observa en “La Rinconada” de Cusín (Fig. 1), constituye una maravillosa sorpresa para quienes disfrutan de la vegetación y fauna

ser protegido

Fig. 1. Vista panorámica del ingreso a “La Rinconada” de Cusín, en la Provincia de Imbabura, donde se observan los primeros agregados de vegetación nativa.

nativas, mantiene una fuente de agua que abastece a las poblaciones aledañas y otra de agua mineral y, por muchos años, ha suministrado leña, madera, frutos y pasto a los vecinos del lugar, lo que ha mermado considerablemente sus recursos. Su fácil accesibilidad hace que prácticas como la tala y quema de la cubierta vegetal, el extractivismo de sus productos, el sobrepastoreo y la ampliación de la frontera agrícola, destruyan a paso acelerado éste que es uno de los últimos refugios para importantes especies. Flora El hábitat de “La Rinconada” de Cusín comparte características de dos zonas de vegetación: el bos-

que de neblina montano y el bosque siempre verde montano alto (Sierra, 1999), con una alta presencia de epifitas, tales como musgos, orquídeas, helechos y bromelias que tapizan el tronco de los árboles o crecen sobre taludes y rocas para aprovechar mejor la luz del sol. En este lugar se colectaron 103 especies de plantas, de las cuales se llegó a identificar a nivel de especie, 94. Entre ellas, el 90.4% son nativas del país, lo cual nos da una idea de que aún se trata de un bosque en el cual aún no han sido introducidas muchas especies, ya sea por acción del ser humano o por dispersión natural. De estas plantas, el 6, 38 % son endémicas, es decir que no crecen en ningún otro país del planeta e incluso existe una especie de enredadera (Cinanchum stenospira, familia Asclepidiaceae) considerada Vulnerable a la extinción (VuB1ab(iii), Valencia et al., 2000), básicamente por lo reducido de su población, con el agravante de que no se ha reportado su presencia dentro de Sistema Nacional de Área Protegidas (SNAP), y por lo tanto no se puede garantizar su supervivencia en los lugares donde crece, lugares que en cualquier momento podrían ser alterados. El porcentaje de especies cultivadas (7.45%), también corrobora la idea de la moderada intervención humana en la zona de estudio. Sin embargo, es necesario mencionar que en sus alrededores se ha 45

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lo fueron alguna vez nuestros paisajes. Los quishuares, pumamaquis, alisos, peralillos, laureles o arrayanes son algunos ejemplos de la rica diversidad de este bosque andino (Fig. 2. Laurel). Un paseo por “La Rinconada” ofrece la posibilidad de identificar el amplio valor de nuestros recursos naturales y la necesidad de protegerlos. Por Karina Paredes

generalizado la siembra de especies exóticas tales como los pinos norteamericanos (Pinus radiata o P. patula) o el eucalipto australiano (Eucalyptus globulus), que en la actualidad domina los valles interandinos, lo cual puede causar alteraciones ambientales. En un estudio sobre el impacto ecológico de las plantaciones de pino en sitios húmedos de los valles del norte del país, se reporta la reducción tanto de la materia orgánica (que constituye la capa rica en nutrientes) como de la humedad del suelo; pese a ello, en suelos ya erosionados, estas plantaciones previenen una mayor degradación (Hofstede, 1997, citado en Jørgensen y León-Yánez, 1999). Por otro lado, el eucalipto es una especie que deja caer una hojarasca con fenoles que inhiben el crecimiento de otras especies (Lima, 1990, citado en Hofstede et al. 1998). El término extractivismo aplicado a otro de los fenómenos observados en la zona se refiere a sacar directamente los recursos naturales presentes en un lugar. De “La Rinconada” se extraen varios productos tales como madera para leña o postes, hojas de laurel y arrayán para el Domingo de Ramos, una pequeña cantidad de frutos y en épocas cercanas a la Navidad musgos y huaicundos que son usados para decorar los nacimientos. No fue posible constatar personalmente la cacería de conejos y ciertas aves que escuchamos atraían a los pobladores cercanos. Esta y las actividades analizadas anteriormente presionan considerablemente al bosque andino presente en “La Rinconada”. Además, hay que considerar que “La Rinconada” es el hábitat de plantas muy ligadas a las culturas andinas que paulatinamente han sido desplazadas por especies exóticas en la mayor parte de nuestra serranía, pero que aún se aferran a las aristas y quebradas de los montes como testimonios vivientes de

Fig. 2. Laurel (Myrica pubescens). Árbol que se encuentra con frecuencia en los límites del pastizal de “La Rinconada”. Puede alcanzar los 15 m de altura y su madera se usa para la construcción y leña. Sus ramas sirven como escobas y se comercializan junto con romero y hojas de palma los Domingos de Ramos. También se reporta el uso de sus hojas para combatir el reumatismo.

Fauna En las observaciones realizadas se pudo constatar que la flora presente en el área de estudio, da alimento, cobijo, refugio así como otros recursos a innumerables animales silvestres que encuentran su último albergue en estos pequeños relictos. En efecto, dentro del bosque nativo existen especies vegetales clave que han permitido el desarrollo de una fauna realmente abundante empezando con innumerables vertebrados, especialmente insectos, que a su vez permiten la subsistencia de vertebrados de mayor tamaño como lobos, conejos, zorrillos, chucuris e incluso armadillos. El hecho de que se haya registrado la presencia de numerosas aves y de varios mamíferos en la cumbre de la cadena alimen-

ticia, pone de manifiesto que existen los recursos suficientes para mantenerlos dentro del área de estudio. Sin embargo, es imprescindible tomar medidas que frenen a tiempo el deterioro ecológico de tan importantes áreas. Un ejemplo específico de la riqueza faunística de la Rinconada es el caso de las aves, uno de los grupos de vertebrados por los cuales el Ecuador es reconocido como un país megadiverso, al presentar la mayor diversidad de aves por unidad de superficie en el mundo. Es así como hasta el momento se han registrado alrededor de 1616 especies de aves en nuestro país. Así, pues, en este breve estudio se lograron registrar para “La Rinconada” 48 especies de aves distribuidas en 39 géneros, 21 familias y 8 órdenes (Tabla 1) Esta diversidad representa aproximadamente el 27% con relación a las aves reportadas para el Piso Interandino. El grupo de aves más comunes en “La Rinconada” son aquellas de menor tamaño, pertenecientes al orden Passeriformes; en este orden se encuentran 11 familias. Las especies de este orden por lo general necesitan escenarios arbustivos para desplegar sus actividades de anidación, alimentación, reproducción y desarrollo. Los pichones nacen poco desarrollados por lo que necesitan del cuidado de sus progenitores hasta que puedan defenderse por sí mismos. La permanencia de estas poblaciones de aves en “La Rinconada” depende mucho de la conservación de su hábitat natural. Entre las familias más representativas de la zona se puede mencionar a Trochilidae (quindes), seguida de las familias Thraupidae (tangaras) y Emberizidae (semilleros). Curiosidades Científicas

FAMILIA

NOMBRE CIENTÍFICO

NOMBRE COMÚN

CICONIIFORMES

Ardeidae Cathartidae

Bubulcus ibis Vultur gryphus Coragyps atratus

Garceta bueyera Cóndor Gallinazo negro

FALCONIFORMES

Accipitridae

Buteo polyosoma Buteo sp. Falco sparverius

Gavilán Gavilán Quilico

Falconidae COLUMBIFORMES

Columbidae

Columba fasciata Zenaida auriculata Leptotila verreauxi

Torcaza Tórtola orejuda Paloma apical

STRIGIFORMES

Tytonidae

Tyto alba

Lechuza campanaria

CAPRIMULGIFORME

Caprimulgidae

Caprimulgus longirostris

Chotacabras alifajeado

APODIFORMES

Apodidae Trochilidae

Streptoprocne zonaris Colibri coruscans Aglaeactis cupripennis Lesbia victoriae Lesbia nuna Coeligena lutetiae Coeligena torquata Metallura tyrianthina

Vencejo Orejivioleta ventriazul Rayito brillante Colacintillo colinegro Colacintillo coliverde Frentiestrella alianteada Inca collarejo Metalura tiria

PICIFORMES

Picidae

Piculus rivolii

Carpintero dorsicarmesí

PASSERIFORMES

Furnariidae Formicariidae

Synallaxis azarae Grallaria squamigera Grallaria ruficapilla Grallaria quitensis Scytalopus unicolor Elaenia albiceps Phyllomyias uropygialis Pyrocephalus rubinus Turdus fuscater Notiochelidon cyanoleuca Notiochelidon murina Thryothorus euophrys Myioborus melanocephalus Basileuterus nigrocristatus Basileuterus coronatus Conirostrum cinereum Diglossa cyanea Diglossa humeralis Euphonia musica Tangara vassorii Anisognathus igniventris Pheucticus chrysogaster Catamenia analis Catamenia inornata Phrygilus unicolor Atlapetes rufinucha Buarremon torquatus Zonotrichia capensis

Colaespina de Azara Gralaria ondulada Gralaria coronicastaña Gralaria leonada Tapaculo unicolor Elenia crestiblanca Tiranolete lomileonado Mosquero bermellón Mirlo Golondrina azul y blanca Golondrina ventricafé Soterrey colillano Candelita de Anteojos Reinita crestinegra Reinita coroniroja Picocono cinéreo Pinchaflor enmascarado Pinchaflor negro Eufonia capuchiazul Tangara azulinegra Tangara ventriescarlata Huiracchuro Semillero colifajeado Semillero sencillo Frigilo plomizo Matorralero nuquirufo Matorralero cabecilistado Gorrión

Rhinocryptidae Tyrannidae

Turdidae Hirundinidae Troglodytidae Parulidae

Thraupidae

Cardinalidae Emberizidae

(Vultur gryphus) durante sus rutas de vuelo. En cinco de las siete visitas que realizamos, se registró a dos individuos, sobrevolando las cuchillas que bordean “La Rinconada” en horas de la mañana. Como se conoce, la situación actual del cóndor andino es preocupante, de tal manera que se encuentra incluido dentro del Libro Rojo de las Aves del Ecuador

en la categoría de Peligro Crítico. Las principales amenazas que enfrentan estas aves son la cacería deportiva, la persecución y el envenenamiento por parte de los indígenas y dueños de haciendas. Finalmente, es importante mencionar que para llegar a “La Rinconada”, se debe bordear al Lago San Pablo, que con su belleza maravilla a las personas que lo visitan. Lamentablemente, ambas zonas han estado inf luenciadas por una gran actividad humana que ha ocasionado el deterioro de los recursos naturales como vegetación, agua y suelos. El lago “San Pablo”, también conocido como Imbakucha , soporta la descarga de las aguas servidas de las poblaciones aledañas y la contaminación ocaPor Miryan Rivera

ORDEN

Tabla 1. Lista de aves registradas en La Rinconada

Los quindes o colibríes están desempeñando un papel muy importante en estos ecosistemas pues se constituyen en polinizadores de f lores. Estas aves, además de alimentarse de néctar, complementan su dieta con pequeños insectos. Por lo general, en el área se los registra en terrenos abiertos, en los bordes de bosque y sobrevolando franjas arbustivas; la mayoría son de costumbres solitarias (Fig. 3). Las tangaras también son aves comunes en el área. Este grupo, Curiosidades Científicas

al alimentarse de frutos y semillas, cumple el importante papel de diseminadores de las especies que los sustentan. Son de costumbres solitarias pero también se unen a individuos de otras especies con fines de protección y alimentación. Es frecuente observarlas en las zonas arbustivas, en los bordes de bosque, sobrevolando la vegetación y reposando sobre ramas de árboles. Por otro lado, al parecer este valle se constituye en un sitio de visita o de paso para los cóndores

Fig. 3 Candelita de Anteojos (Myioborus melanocephalus). Ave que se moviliza entre la vegetación arbustiva, donde encuentra insectos y ciertas semillas de las que se alimenta. En ciertas ocasiones se asocia a otras especies, posiblemente con fines de protección.

sionada por los excrementos del ganado que pasta a su alrededor. También ve su caudal disminuir constantemente a causa de la sedimentación ocasionada por la disminución de sus af luentes, la deforestación y la erosión de los suelos de las tierras altas donde nacen los manantiales que lo nutren Pese a la problemática antes mencionada, en el lago San Pablo se pudo registrar un total de 33 especies de aves, algunas de ellas migratorias, que lo utilizan como sitio de descanso. Un ejemplo de ello es el chorlo Vanellus chilensis, el cual durante este trabajo fue avistado en sus bordes. Es necesario recalcar que este constituye el primer registro de esta ave en el lago San Pablo pues, hasta el momento, allí solo se había registrado a Vanellus resplendes (Aldas, 1995). Recomendaciones La abundante flora y fauna presente en el lugar, ratifica el hecho de que “La Rinconada” se ha convertido en un verdadero refugio de vida silvestre que merece ser preservada. Con esto en mente, se recomienda emprender acciones de protección inmediata. Se debería buscar la manera de incluirla dentro de alguna categoría de protección del Sistema Nacional de Áreas Protegidas (SNAP), por ejemplo de Bosque Protector, si el análisis del Ministerio del Ambiente así lo determina. Hay que tener muy en cuenta que podría tratarse de uno de los escasos sitios de anidación del cóndor, ave emblema de nuestro país, por lo que la necesidad de su conservación es altamente prioritaria. También, por su ubicación, debería considerarse la posibilidad de incorporarla a los corredores ecológicos que se han formado entre los parques Nacionales Cotacachi- Cayapas y Cayambe-Coca. 48 Nuestra Ciencia

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Es importante además propiciar proyectos en la zona de estudio que incorporen el componente económico al interés de preservarlas, puesto que se ha comprobado de sobra que esta es la mejor manera para que la protección pueda perdurar a través de los años. Proyectos de ecoturismo, crianza de peces, cultivo de frutas exóticas, que ya han sido bosquejados para el sector, pueden ser el factor que contribuya a mejorar la calidad de vida de las comunidades aledañas con réditos a corto y largo plazo. Se debe encontrar la manera de parar, lo más pronto posible, prácticas destructivas como la tala y quema del bosque, el extractivismo intensivo, el sobrepastoreo, la contaminación de las aguas, etc. puesto que su impacto es muy grave sobre los recursos que aún quedan. En definitiva, hay un hecho que salta a la vista y es la gran riqueza biológica característica de “La Rinconada”, la cual incluye especies endémicas, en peligro de extinción, de gran potencial económico, poco frecuentes en otros lugares o que dependen de estas zonas para cumplir su ciclo de vida. Surge entonces la imperiosa necesidad de plantearse el manejo de estos recursos de una manera eficiente y sostenible para así evitar su pérdida o deterioro. Todos somos los llamados a cumplir con esta tarea, pero la mayor responsabilidad recae en los biólogos y en quienes por su relación ancestral forman parte de este patrimonio y tienen la obligación de heredarlo a las futuras generaciones. El tener un inventario de la zona permitió valorar su importancia y constituye un documento histórico que en un momento dado podría permitir la recreación de su flora y fauna original.

Literatura consultada Aldas, J., 1995, MIGRACIONES DE CHORLOS Y PLAYEROS (CHARADRIIFORMES) EN LOS ALREDEDORES DE LAS LAGUNAS DEL ANTISANA E IMBABURA, REGIÓN ANDINA, ECUADOR, Tesis de Licenciatura, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, QuitoEcuador. Granizo, T., Pacheco, C., Rivadeneira M.B., Guerrero M., Suárez L. (Eds). 2002. LIBRO ROJO DE LAS AVES DEL ECUADOR, SIMBIOE, Conservación Internacional, EcoCiencia, Ministerio del Ambiente, UICN. Serie Libros Rojos del Ecuador, Tomo 2, Quito – Ecuador. Hofstede, R., Lips, J., Jongsma W. y Sevink Y., 1998. GEOGRAFÍA, ECOLOGÍA Y FORESTACIÓN DE LA SIERRA ALTA DEL ECUADOR, ED. Abya-Yala, Quito – Ecuador. Jørgensen, P. M. & S. León-Yánez (Eds.) 1999. CATALOGUE OF THE VASCULAR PLANTS OF ECUADOR. Missouri Bot. Garden Press. St. Louis, Missouri-USA. Sierra, R. (Ed.), 1999. Propuesta preliminar de un sistema de clasificación de vegetación para el Ecuador Continental. Proyectos INEFAN-GEF-BIRF y Ecociencia. Quito - Ecuador Ulloa Ulloa, C. y Jørgensen, P. M., 1995. ÁRBOLES Y ARBUSTOS DE LOS ANDES DEL ECUADOR. Institute of Botanical Sciences, Department of Systematic Botany, Aarhus University; Ediciones Abya Yala. CayambeEcuador. Valencia, R., N. Pitman, S. León-Yánez y P. Jørgensen (Eds.), 2000. LIBRO ROJO DE LAS PLANTAS ENDÉMICAS DEL ECUADOR. Herbario QCA. PUCE.

Curiosidades Científicas

Cuarenta y dos años de

investigación de la historia natural del Gavilán de Galápagos

ierto día, un estudiante me dijo: si usted estudia desde 1965 el Gavilán de Galápagos, según el tiempo transcurrido, debería saber todo con respecto a esta ave. Mi respuesta fue la siguiente: todavía no sé todo porque los estudios ecológicos deben ser investigaciones a largo plazo para seguir observando varias generaciones, incluyendo diferentes épocas de reproducción, distintos climas (época seca, época lluviosa) y diferentes hábitats (bosque seco, áreas abiertas con pastizales, bosque húmedo). Galápagos nos da todas estas diferencias, pero pocos investigadores tienen la oportunidad de continuar sus estudios durante décadas. Faltan fondos o faltan personas para dedicarse año tras año. El estudio sobre los pinzones en Galápagos de Peter y Rosemary Grant demuestra que sí es posible, ya que ellos (con sus estudiantes) cada año desde 1972 estudian por uno o dos meses en las islas Daphne o Genovesa. Nuestro estudio sobre el Gavilán se inició en 1965, visitando todas las islas para conocer el patrón de distribución en el Archipiélago; el resultado indicó que este gavilán se encontraba presente en 9 islas: Española, Santa Fe, Santa Cruz

Curiosidades Científicas

Por Tjitte de Vries (tdevries@puce.edu.ec)

Gavilán observando su territorio en la Isla Santa Fé

(tal vez extinto), Santiago, Pinzón, Isabela, Fernandina, Marchena y Pinta. Después, los estudios se concentraron en Santiago, Santa Fe y Pinta. En el inicio, se observaron los detalles de la biología reproductiva con presas traídas al nido (uno o tres pichones); y luego se profundizó el estudio en temas de genética, poliandria y preferencias del hábitat, con la colaboración de John Faaborg de la Universidad de Missouri-Columbia, Jim Bednarz de la Universidad de Arkansas, Patricia Parker de la Universidad de Missouri-St. Louis y sus estudiantes. Durante este tiempo 8 estudiantes de la PUCE obtuvieron su grado de licenciatura en Ciencias Biológicas sobre temas diferentes en este estudio.

Monogamia y grupos poliándricos A vuelo de pájaro mejor dicho de gavilán hemos aprendido que la vida social del Gavilán de Galápagos es excepcional entre las aves rapaces. Casi todas las aves rapaces son monogámicas, esto quiere decir que un macho y una hembra forman una pareja, viviendo dentro de un territorio (un área que ambos defienden contra sus con- géneres); sin embargo, se forman también grupos poliándricos, una hembra se une con varios machos, en general 2 ó 3 machos; pero hemos observado hasta 8 machos con una sola hembra dentro del mismo territorio. Los machos se toleran uno al otro, y en conjunto defienden el territorio, todos copulan con la hembra y traen presas a los pichones. 49

Lo interesante e importante para mantener la variabilidad en la población es que los pichones tienen diferentes padres. Así, varios machos durante los años han contribuido con sus genes a las futuras generaciones ya que la vinculación es de por vida. Un gavilán puede vivir más de 16 años.1 Rara vez gavilanes de una isla vuelan a otra; son muy sedentarios y se pueden distinguir pequeñas variaciones genéticas y morfológicas entre poblaciones de diferentes islas. En distintas islas el porcentaje de monogamia y poliandria es diferente; además, en una misma isla en diferentes años y también en el mismo territorio el numero de machos cambia, como nos demuestra la isla Santa Fe con sus 17 territorios en los años 1969, 1979 y 2007 (Figura 1). Existe muy poca variación en los límites de los diferentes territorios y dentro de un territorio pueden tener su nido en diferentes sitios. Pero un nido ocupado en 1969 también fue usado en 2007, 38 años y véase como en estos años ha crecido el cactus al pie del nido (Figura 2), véase la flecha en la foto de 1969 indicando el cactus de apenas 40cm) ¡Cuántas generaciones del Gavilán han pasado, y ni siquiera el cactus tuvo flores! Dimorfismo sexual Las hembras son más grandes que los machos (longitud del ala 400-450 mm versus 375-400 mm; en peso 1200-1580 g versus 7001000 g); en cambio, ambos sexos son similares en plumaje, los adultos café-oscuro casi negro y los juveniles moteado café-grises, rayados y con café-castaño cuando salen volando del nido. El plumón del pichón es blanco (Figura 3) Preferencias del hábitat El Gavilán anida en el hábitat Según nuestros cálculos obtenidos a través del análisis realizado al anillo que se puso a un macho. 1

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Figura 1. Territorios con la indicación del número de machos presentes en 1969 y 1979, y en colores, la situación en 2007 (en rojo con pichón, en azul uno o dos adultos presentes y en verde, territorio no ocupado)

Figura 2. Nido 33 en 1969 con su pareja (izq.) y el mismo nido en 2007 (nótese el crecimiento del cactus al pie del nido)

de bosque seco que tiene palo santo y cactus y en áreas abiertas con pura lava. El nido es construido con ramas y paja en un árbol o sobre rocas cercanas a barrancos; este nido puede ser usado Figura 3. Pichón, huevo y un pinzón como presa por varios años o décadas. Juveniles y adultos no re- mayoría de éstas sobre la tierra, productores viven en la parte alta pero es también capaz de asir salcon un bosque húmedo o en áreas tamontes en el aire. La mayoría de de la parte baja donde previamente sus presas son ratas, palomas, pinno se han establecido territorios. zones, lagartijas y ciempiés; pero en El Gavilán es un rapaz con una territorios a la orilla del mar incluamplia gama de presas; atrapa a la yen iguanas marinas, aves marinas Curiosidades Científicas

y placentas de lobo marino. Los machos son más ágiles y por ende mejor adaptados para cazar aves; en cambio, las hembras capturan presas más lentas como ciempiés y de mayor peso como iguanas. Un estudio adicional se inició una vez que en varias islas se eliminaron las cabras, Figura 4. Método para capturar un gavilán como en Santa Fe y Santiago. La ausencia de cabras tie- parece el Gavilán de Galápagos al ne como resultado que se recupera Gavilán de dorso rojo (Buteo polla vegetación (y por ende también yosoma); pero el análisis del ADN la población de las aves, lagartijas indica que está más relacionado al e insectos); pero una vegetación Gavilán de Swainson (Buteo swainmás densa hace que el depredador soni ), que es un Gavilán migratotenga mayor dificultad de caza en rio entre América del Norte y las estas áreas. pampas argentinas, sitio en el cual Las cabras aumentaron tanto permanece durante el invierno del (en Santiago hasta 100.000) por- hemisferio norte. En su travesía que faltó el depredador grande, uno u otro gavilán “quedo atrás”, como por ejemplo el puma (no ol- y colonizó Galápagos. videmos que en Galápagos todos Tenemos la situación que gelos mamíferos grandes fueron in- néticamente estos gavilanes son troducidos por el hombre); las ca- sumamente similares, pero morbras en sí mismo no forman parte fológicamente y en su patrón de principal de la dieta del Gavilán, distribución completamente dispuesto que son demasiado gran- tintos. Con el análisis de ADN se des; unos pocos registros señalan concluyó que el Gavilán colonizó como presas a cabritos de pocos Galápagos muy recientemente, a días de nacidos, lo cual es insu- menos de 300.000 años; tuvo una ficiente como medida de control a rápida extensión de la población la población de chivos y tampoco sin que la “genética” siga los camcontribuye para la reproducción bios que se produjeron en la morfología. Tenemos la extraña situadel Gavilán. ción que el Gavilán de Galápagos y el Gavilán de Swainson, sobre la Mansedumbre y origen El Gavilán es el ave rapaz más base del ADN pueden considerarmansa del mundo. Uno puede se como la misma especie; sin emacercarse y capturarlo para poner bargo, basándonos en el concepto un anillo (Figura 4) y cuando un de la especie biológica (comporconjunto de gavilanes son atraídos tamiento, morfología, patrón de a carroña una persona puede sen- distribución) claramente son dos tarse entre ellos y darles la comida especies distintas. Sostenemos que el Buteo galade la mano. Otro punto muy interesante es pagoensis es una especie endémica, el origen del Gavilán. Morfoló- única en su comportamiento y gicamente (tamaño y medidas) se vida social. Curiosidades Científicas

AGRADECIMIENTO Agradezco a la Fundación Charles Darwin para las Islas Galápagos y al Servicio del Parque Nacional Galápagos por su apoyo durante todos estos años. A mis colegas y estudiantes, por aprender a través de la conversación y del gozo que significa trabajar en el campo admirando a estas aves y a la naturaleza en la que se desarrollan. Literatura consultada Bollmer, J.F., Tania Sánchez, Michelle Donaghy Cannon, Didier Sánchez, Brian Cannon, James C. Bednarz, Tjitte de Vries, M. Susana Struve & Patricia G. Parker. 2003. Variation in morphology and mating system among island populations of Galapagos Hawks. Condor 105: 428-438. Bollmer, J.F., R.T. Kimball, N.K. Whiteman, J.H. Sarasola & P.G. Parker. 2006. Phylogeography of the Galapagos Hawk (Buteo galapagoensis) : A recent arrival to the Galapagos Islands. Molecular Phylogenetics and Evolution 39: 237-247. DeLay, L.S., John Faaborg, Jenny Naranjo, Sara M. Paz, Tjitte de Vries & Patricia G. Parker. 1996. Paternal care in the cooperatively polyandrous Galapagos Hawk. Condor 98: 300-311. De Vries, Tj. 1973. The Galapagos Hawk, an eco-geographical study with special reference to its systematic position. Doctoral Thesis. Vrije Universiteit, Amsterdam. De Vries, Tj. 1999. El Gavilán de Galápagos en épocas de amores. Nuestra Ciencia 1: 6-7. Faaborg, J., P.G. Parker, L. DeLay, Tj. de Vries, J.C. Bednarz, S. María Paz, J. Naranjo & T.A. Waite. 1995. Confirmation of cooperative polyandry in the Galapagos Hawk (Buteo galapagoensis). Behav. Ecol. Sociobiol. 36: 83-90.

Curiosidades Científicas

Las polillas también

afectan la producción forestal

El universo de las mariposas y polillas epidoptera es el orden de insectos que incluye a las mariposas y polillas. Con un estimado de 255 000 especies sólo en los bosques tropicales, constituye uno de los órdenes de mayor diversidad de insectos; únicamente superado por la diversidad de los escarabajos, orden Coleoptera. El nombre del orden deriva del griego lepido-pteron, que significa “ala escamosa”; por eso, las alas cubiertas de escamas son la principal característica de este grupo. La clasificación tradicional de Lepidoptera en base a las características de las antenas, las diferencia en Rhopalocera (mariposas) y Heterocera (polillas). Las antenas de las polillas generalmente tienen forma de plumas o filamento pero carecen del ensanchamiento en la punta, característico de las mariposas. En cuanto a biodiversidad, las polillas superan a las mariposas diurnas en varios miles de especies.

Por Tania Romero y Diego Guevara

Por: Diego Guevara

Datos biológicos de Gaujonia arbosioides (Lepidoptera: Noctuidae)

Su éxito evolutivo se debe a su asociación con las plantas El notable éxito de los lepidópteros se debe a que evolucionaron paralelamente con las plantas superiores; especialmente con las angiospermas. Las plantas proveen de alimento a mariposas y polillas durante su ciclo de vida, en especial, en el estado de oruga, donde muchas nece52 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Figura 1. Larva de Geometridae encontrada en bosque seco tropical propiedad de la PUCE Manabí, sede Bahía.

sitan alimentarse constante y abundantemente para llegar a su estado adulto. Los lepidópteros son polinizadores muy especializados, incluso algunas especies de la familia Sphingidae han llegado a desarrollar una espiritrompa de más de 10 cm para alcanzar los órganos reproductivos de flores tubulares. Cada especie de larva de lepidóptero se alimenta de diferente manera; por ejemplo, las larvas de grandes tamaños consumen los márgenes de las hojas y hasta las venas; mientras que las larvas pequeñas devoran las hojas formando pequeños agujeros en ellas. Véase en la figura 1, cómo la larva de este Geometridae, con apenas unos 15 mm, ha formado algunos agujeros al interior de la hoja. En estado adulto, tienen un rol fundamental en la polinización de las plantas; mientras que en su estado larvario juegan un papel importante en la descomposición de ma-

teria orgánica. Sin embargo, algunas especies al aumentar drásticamente su población, pueden causar problemas a la industria maderera y a cultivos de tomate, maíz, algodón, cítricos, entre otros. Las plagas agrícolas y forestales en el Ecuador Muchos organismos constituyen una verdadera pesadilla para la industria agrícola y forestal. Hongos, nemátodos y arácnidos están generalmente presentes hasta en los jardines familiares. Y entre los insectos, hay decenas de coleópteros, dípteros, hemípteros, lepidópteros, entre otros, que ocasionan cuantiosas pérdidas porque afectan la cantidad y calidad de la producción. Algunas polillas se han constituido en “ plagas” agrícolas y forestales; pero sólo de algunas se conoce su ciclo de vida, conocimiento básico para su manejo. En este artículo trataremos sobre Gaujonia arbosioides, polilla defoCuriosidades Científicas

Por: Diego Guevara

liadora del “aliso” (Alnus acuminata) incluida en una familia poco conocida en el Ecuador: Noctuidae. G. arbosioides. Más adelante, al describir el ciclo de vida mostraremos las diferencias morfológicas entre adultos machos y hembras.

Las pupas son brillantes y duras. Se desarrollan en el suelo o entre las hojas y sin la formación de un capullo de seda.

Ecología agrícola de los Noctuidae Las larvas de muchas noctuidos pueden esconderse bajo Figura 2. Ejemplares de Noctuidae encontrados en La complejidad de los la tierra, hojas u otra superficie un árbol frutal a las 22h00 en la propiedad de la Noctuidae que los proteja durante el día. PUCE Manabí, sede Bahía. Conocidos como pájaros Emergen en la noche para conocturnos, ésta es una de las fala presencia de toxinas y colores mimer las plantas jóvenes llegando milias más abundante en especies. Se méticos que les permite confundirse a cortarlas cuidadosamente desde su han descrito sólo unas 35 000 especies con el entorno cuando descansan base. a nivel mundial. Sin embargo, es poco durante el día. También pueden deSon universales en su dieta y lleconocida en América Latina, y muchas fenderse a través de un vuelo errático gan a destruir numerosas variedades especies esperan ser descubiertas. que desconcierta a sus depredadores, de cultivos vegetales y plantas orSe encuentran en todo tipo de re- gracias a su capacidad de percibir las namentales. Generalmente, comen giones geográficas y en diferentes tipos ondas que emiten los murciélagos plantas silvestres de las familias Malde hábitat. La mayoría son de hábitos para localizar a sus presas. vaceae y Leguminosae pero llegan a nocturnos y pueden ser apreciadas Es característico de los miembros consumir incluso plantas cultivadas. cuando se acercan a luces artificiales. de la familia el arreglo de las alas; las Pueden sobrevivir en un campo culSon de color generalmente oscu- cuales las posicionan en forma ple- tivado durante varios periodos a pero, tonos cafés, grises y negros. Las gada formando un techo sobre el sar de la constante fumigación; para alas anteriores son de un solo co- cuerpo pero algunas descansan con luego volver al mismo cultivo u otro. lor, mientras que las posteriores son las alas extendidas sobre el sustrato o Algunas especies atacan cultivos translúcidas. Las primeras dos venas incluso llegan a cerrar las alas sobre el de granos como el arroz y el maíz. en las alas anteriores están fusionadas dorso como las mariposas. Por ejemplo, Helicoverpa zea es muy a la base únicamente por una distanconocido en nuestro país porque es cia corta antes de continuar separa- Importancia económica de una plaga que ataca los maizales en damente hacia el margen exterior. Noctuidae todas las regiones del país. Su larva Las alas son relativamente pequeñas Las larvas de muchas especies de es omnívora y causa daños en flores en proporción al cuerpo robusto. La esta familia son plagas agrícolas y son y frutos de otras plantas cultivadas mayoría tiene un tamaño medio en- conocidas como gusanos cortadores, como: tomate, algodón, arveja, fréjol, tre 2 y 4 cm. Las antenas son simples cogolleros, falsos medidores, etc. tabaco, etc. Cuando son molestados, y filiformes (forma de hilo) y la pro- Tienen hábitos masticadores, barre- las larvas se enrollan con la cabeza bóscide está completamente desarro- nadores y hasta algunos géneros han hacia adentro y fingen estar muertas. llada. modificado su probosis para perforar Uno o dos círculos pequeños se frutos. La figura 2 muestra a repre- Los Noctuidos en Ecuador encuentran frecuentemente presen- sentantes de la familia Noctuidae Si bien todavía no se ha publicates en el centro de las alas posteriores. alimentándose de un fruto local de la do una lista completa de Noctuidae Un número reducido de adultos tie- provincia de Manabí. Observe como del Ecuador, se calculan unas 1 800 nen colores brillantes y son diurnas, la probosis de uno de ellos taladra el especies en base a colecciones exiscaracterística que la comparte con la fruto para alimentarse. tentes en el país. El género Gaujonia familia Artiidae, polillas que se pareGeneralmente las larvas son sua- está representado por sólo cuatro escen a avispas. Los colores pueden te- ves, sin pelos y pobremente colo- pecies. Representantes de este género ner diferentes funciones tales como: readas, excepto por líneas o bandas se han encontrado desde los 1 800 señales de alerta o mimetismo con longitudinales que contrastan. A di- m en la localidad de El Corazón km especies tóxicas. Algunas especies tie- ferencia de las larvas de los geomé- 40 vía Aloag-Santo Domingo, hasta nen colores llamativos que les brinda tridos que tienen tres pares de patas los 3 300 m en Papallacta. No se han protección como los colores apose- falsas en el abdomen, los noctuidos encontrado registros de la presencia máticos que indican a sus predadores tienen cinco. de este género en zonas bajas orienCuriosidades Científicas

Por: Martín Bustamante y Diego Guevara

tales ni occidentales. no se registra el perioSegún los registros, su do de duración de los presencia sería típica adultos. a lo largo del callejón Estos datos resulinterandino, tanto al tan importantes para oriente como al ocestablecer periodos de cidente dentro de las control. Por ejemplo, altitudes arriba señadurante la fase de larva ladas. u oruga, muchas mariDesde 1987, se ha posas y polillas son atareportado la presencia cadas por parasitoides Figura 3.Ciclo biológico de Gaujonia arbosiodes: A. Huevo; B. Oruga; de Gaujonia arbosi, esy virus entomopatóC. Pupa; D. Adulto hembra. E. Adulto macho. genos, y en base a este pecie nativa relacionada con G. arbosioides en el Ecuador. Se- su rango de distribución y sus plantas conocimiento se pueden establecer programas de Manejo Integrado de gún Gara y Onore (1989) comenzó a hospederas (Figura 3 B). defoliar notoriamente las plantaciones 3. Pupa: De coloración café ne- Plagas (MIP). de pino (Pinus radiata) en la zona andi- gruzca. Llegan a medir entre 16-18 na del país. Presumiblemente se debió mm de longitud y se encuentran Para concluir El estudio de la biodiversidad y a la alteración del ecosistema vegetal protegidas por capullos amarillentos. que llevó a G. arbosi a ampliar su die- Dato singular debido a que no es una distribución de las especies no sólo ta. Probablemente G. arbosioides puede característica típica de la familia la for- tienen importancia ecológica, sino que sirve para tener una imagen más ser una especie igual de agresiva que mación de capullos (Figura 3 C) 4. Adulto: las hembras alcanzan completa de organismos que están G. arbosi dada su similar constitución morfológica y distribución geográfica. una envergadura alar entre 40-42 mm en estrecha relación con la actividad y los machos entre 35-37 mm. La en- humana. No sólo existe una relación vergadura alar es la distancia en mm, entre agresores (plagas) y agredidos Ciclo de vida de Gaujonia entre la base y el ángulo apical del ala (cultivos), sino también una relación arbosioides La polilla G. arbosioides tiene me- anterior (Bollino y Onore, 2001). La de beneficio mutuo que es importantamorfosis completa; es decir, que cabeza se encuentra cubierta de esca- te tenerla en cuenta en manejos intepasa por cuatro instares: huevo, larva, mas amarillas, el tórax y el abdomen, grales de plagas agrícolas. Existen muy pocas investigaciotanto dorsal como ventralmente son de pupa y adulto. 1. Huevo. Los huevos son co- color verde amarillento. Las alas ante- nes sobre la biología, distribución, locados en grupos y se encuentran riores están cubiertas de escamas ver- comportamiento y control biológico unidos por una sustancia gelatinosa des amarillentas y las posteriores son de especies plaga de lepidópteros en y transparente. Su forma es circular, transparentes y terminadas en flecos el Ecuador. La producción y exporel diámetro varía entre 0,3 y 0,5 mm, blancos. Las hembras se diferencian tación de banano, flores, brócoli, presentan unas esculturas en forma del macho por la forma de las antenas entre otros, constituyen importantes de polígonos y son verdosos. Sin em- que son como un hilo en las hembras rubros de ingresos al país y fuente bargo, 48 horas antes de eclosionar se y dentadas en los machos. También se de empleo directo e indirecto de mitornan grises con la línea subecuato- diferencian porque la hembra tiene el llones de personas. El estudio de las abdomen más ancho que los machos polillas de la familia Noctuidae es un rial de color morado (Figura 3 A) reto importante no sólo por la bio2. Larva. Pasa por 5 estadios lar- (Figuras 3 D y E, respectivamente). El ciclo completo de huevo a adul- diversidad de este grupo sino por su varios, llegando a medir 23-25 mm de longitud en el último estadio. La to se cumple en aproximadamente interés económico, tanto a nivel agrícabeza es negra brillante, el tórax y el un periodo de 66-76 días, distribui- cola como forestal. abdomen se encuentran cubiertos por dos de la siguiente manera: i) Huevo pelos negros y blancos. Las larvas del de 12-14 días; ii) Larva de 30-34 días Literatura consultada: primer estadio presentan pelos muy y iii) Pupa de 24-28 días. Pudiendo Bollino, M. & G. Onore. 2001. Mariposas largos en relación al tamaño de sus observarse en el gráfico que el estado del Ecuador. Familia: Papilionidae. cuerpos; estos son utilizados para la larvario es el más prolongado seguiVol. 10.° Centro de Biodiversidad y Amdispersión por el viento, lo que nos do del estado de pupa y finalmente el biente. Departamento de Ciencias Biolópermite presumir que esta especie estado de huevo (Figura 3). Sin emgicas. Pontificia Universidad Católica del puede ser muy competitiva en ampliar bargo, hay que tomar en cuenta que Ecuador. Quito, Ecuador. 54 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Curiosidades Científicas

Rhodnius ecuadoriensis:

su importancia en la

Por Anita Villacís (agvillacis@puce.edu.ec) y Mario J. Grijalva Cobo (grijalva@ohio.edu)

transmisión de la Enfermedad

de chagas

n el Ecuador, al igual que en América Latina, la Enfermedad de Chagas (ECh) es considerada como un grave problema de salud. ¿Cómo se transmite esta enfermedad? Los hemípteros de la subfamilia Triatominae son responsables de la transmisión de la mayoría (80-90%) de casos de infección humana por Trypanosoma cruzi , agente causal de la ECh (WHO,2002). Rhodnius ecuadoriensis es el segundo vector más importante de la ECh en el Ecuador. Su presencia se ha registrado en las provincias de Manabí, Guayas, Pichincha, El Oro y Loja. Las poblaciones de R. ecuadoriensis se han relacionado con “la palma tagua” (Phytelephas aequatorialis) y con ambientes humanos domiciliarios y peridomiciliarios (Abad-Franch et al., 2001b) (Figura 1). La información descriptiva que se tiene de esta especie vectora se remonta principalmente a Lent y León, 1958. Como objetivo de este trabajo nos hemos planteado determinar y comparar el ciclo de vida y los hábitos de alimentación y defecación de poblaciones de R. ecuadoriensis en las provincias de Manabí y Loja. Esta información es importante para implementar proCuriosidades Científicas

gramas de control que permitan reducir el riesgo de transmisión de la Enfermedad de Chagas en el Ecuador. De las comunidades al laboratorio Una vez que planificamos el estudio en el laboratorio, nos dirigimos a cuatro comunidades rurales, de bajos recursos económicos, en las provincias de Manabí y Loja.

Las comunidades manabitas escogidas fueron San Gabriel y Quebrada de Maconta pertenecientes al cantón Portoviejo. La principal actividad económica de los habitantes de

c. Peridomicilio: en nidos de gallina y cuyeras. a. Habitat silvestre: en palmeras de cade (Phytelephas aequatorialis).

d. Domicilio: en las paredes, detrás de los cuadros. b. Peridomicilio: en nidos de gallina y cuyeras.

Figura 1. Habitats de R. ecuadoriensis

estas comunidades es la agricultura (Pinto, 2005). En la provincia de Loja, se tomaron en cuenta también dos comunidades: Algarrobillo, que se encuentra dentro del cantón Celica, y Naranjo Dulce, que pertenece al cantón Paltas. Esta región tiene una pluviosidad anual de 400 mm anuales, presentando dos estaciones lluviosas y dos secas; las estaciones lluviosas se observan una desde febrero a mayo y la otra desde octubre a noviembre (Grijalva et al., 2005). La metodología que utilizamos estuvo apoyada por los operadores del Servicio Nacional de Erradicación de la Malaria (SNEM), se efectuaron búsquedas activas en el domicilio y peridomicilio de manera directa invirtiéndose una hora/ hombre/domicilio y/o peridomicilio en la búsqueda y captura de los especímenes los cuales luego de ser debidamente identificados se trasladaron al Centro de Enfermedades Infecciosas de la PUCE donde se los mantuvo en una incubadora de dos cámaras con una humedad relativa y temperatura controlada (Loja: 24°±6°C, y una humedad relativa de 70°±10%; a diferencia de Manabí cuyas condiciones fueron: 27°±15°C y una humedad relativa de 75°±15%), dependiendo del lugar dónde fueron recolectados, con un fotoperíodo de 12 horas. De las colonias formadas se escogieron y separaron al azar adultos machos y hembras con la finalidad de obtener puestas; cuando se obtuvieron los huevos, estos fueron colocados en recipientes adecuados y codificados. Una vez que eclosionaron los huevos, se obtuvieron las ninfas I (NI) para la investigación del ciclo de vida, considerándose 57 especímenes. Se registraron el número de días, y el número de comidas ingeridas que necesitó cada individuo para mudar y pasar de un estadio a 56 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

otro, hasta llegar a ser adultos. Para el estudio de los hábitos de alimentación y defecación se consideraron igual número de individuos por estadio y por provincia. A las ninfas del segundo, tercer, cuarto y quinto estadios (NII, NIII, NIV y NV, respectivamente) y a los adultos se les ofreció semanalmente sangre de ratón (Mus musculus) (Figura 2) por un tiempo de 15 minutos; si durante este lapso no ingerían sangre, se les retiraba el alimento. A las ninfas I (NI) se les ofreció el alimento todos los días desde que eclosionaron hasta que aceptaron la primera toma de

sangre, de ahí en adelante el ofrecimiento del alimento fue semanal al igual que con los demás especímenes. El peso de cada individuo fue registrado (en mg) antes y después de cada alimentación. El análisis estadístico se realizó por medio de estadística descriptiva, con el fin de obtener la media aritmética, la desviación estándar y cuartiles. Ciclo de vida y dinámica de alimentación y defecación Se realizó un estudio en cohorte del ciclo de vida de R. ecuadoriensis de la provincia de Manabí. Presentaron un promedio de

Figura 2. Secuencia de los ingesta de una ninfa del quinto estadio de Rhodnius ecuadoriensis. a. Tiempo de picada: = 7’28”±2’49” minutos (Loja) y =7’35”±3’47” minutos (Manabí); b. Tiempo de alimentación: = 28’57”±4’41” minutos (Loja) y = 24’19”±1’57” minutos (Manabí).

Curiosidades Científicas

Loja 22,64 veces su peso (Tabla 3), mientras que en los adultos hembras su aumento fue de apenas 2,11 veces su peso en el caso de Manabí y un promedio de 2,84 veces su peso en el caso de Loja (Tabla 2 y 3). En cuanto a la dinámica de defecación, el 100% de las NI (Loja y Manabí) no defecaron durante la alimentación, ni en los 15 minutos posteriores. En el caso de los especímenes de Manabí se observó que las NII (37,5%), NIII (45%), NIV (85%) y NV (92,5%) defecaron a los 15 minutos de haber terminado su alimentación (Tabla 4). En Loja, NII (15%), NIII (52,5%), NIV a y NV (82,5%) defecaron a (80%) los 15 minutos posteriores de la repleción (Tabla 4).

189,9 días para completar el ciclo de vida (Tabla 1). Durante su desarrollo se observó que en todos los estadios necesitaron por los menos una alimentación para mudar y continuar su desarrollo (Tabla 1). De NIII a NIV fue el estadio más largo con un tiempo promedio de 41,61 días (Tabla 1). Adicionalmente, se realizó el estudio del ciclo de vida de los especímenes de Loja; sin embargo, las condiciones de mantenimiento fueron diferentes, por esta razón, los datos no pudieron compararse con los de Manabí. Para el estudio de los hábitos de alimentación se consideraron 40 especímenes de cada estadio. En el caso de las ninfas I (NI) de Manabí, se observó un aumento promedio de 16,04 veces su peso (Tabla 2) y en las NI de

MANABI Desarrollo No of ind.

Estadios Huevo - NI NI - NII

No de alimentaciones / No de individuos

Rango (dias)

Minimo

Maximo

% Mortalidad

Minime

Maximo

±s

15.12

1.27

1 (50)

2 (7)

0.96±0.38

28.31

6.7

15.78%

1 (43)

2 (2)

1.04±0.20

NII - NIII

34.94

11.3

24.56%

1 (34)

1.00±0.00

NIII - NIV

41.61

14.5

39.5

10.52%

1 (28)

1.00±0.00

NIV - NV NVAdulto TOTAL

36.38

11.4

34.5

3.50%

1 (26)

1.00±0.00

37.19

4.92

1 (26)

1.00±0.00

156

225

189.9

54.36%

b195

Tabla 1. Resumen estadístico del Ciclo de Vida, Número de alimentaciones y Mortalidad de Rhodnius ecuadoriensis en la Provincia de Manabí.

Estadios

No de ind.

Peso antes de la alimentación (mg)

Tiempo de alimentación (minutos)

Peso después de la alimentación (mg)

Tamaño de la ingesta (mg)

Tiempo que se introduce el rostrum (minutos)

Veces que aumenta su peso

X ±s

0.2 ± 0.08

14’45” ± 3’33”

3.1 ± 0.78

2.8 ± 0.70

4’42” ± 2’55”

16.04 ±8.30

NII

1.79 ± 0.34

19’50”± 5’30”

12.49 ± 1.15

10.69 ± 0.81

6’25” ± 3’59”

7.23 ± 1.66

NIII

3.85 ± 0.82

22’48” ± 4’12”

26.25 ± 6.34

22.40 ± 5.81

7’05” ± 2’87”

6.91 ± 1.28

NIV

9.97±1.57

23’51” ± 3’15”

78.86±16.29

68.89±16.12

7’17” ± 2’81”

8.06 ± 1.89

24.31± 3.21

24’19” ± 1’57”

154.19 ± 46.30

129.88± 46.32

7’35” ± 2’97”

6.43 ± 2.04

Adult ♀

58.64±5.44

24’02” ± 5’26”

124.01±21.63

65.37±19.35

6’37” ± 3’22”

2.11±0.32

Adult ♂

41.63±4.89

28’25” ± 6’17”

85.30±11.99

43.68±14.50

8’30” ± 2’38”

2.09±0.44

TOTAL

240

Tabla 2. Patrones de alimentación de R. ecuadoriensis de Manabí bajo condiciones de laboratorio. X: Promedio; s: Desviación estandar.

Curiosidades Científicas

Conclusiones: La descripción del ciclo de vida de Rhodnius ecuadoriensis, a partir de los datos de los hábitos de alimentación y defecación bajo condiciones de laboratorio, nos ha permitido obtener un conocimiento más amplio de esta especie, como también realizar una comparación con otras investigaciones. El tiempo que necesitó esta especie para poder desarrollarse, bajo condiciones favorables, fue de seis meses. En la naturaleza, quizás este periodo de tiempo no se observa, debido a la disponibilidad de alimento y condiciones ambientales. No se observaron diferencias significativas en los hábitos de alimentación y defecación, entre los especímenes recolectados de Manabí y Loja, como entre estadios ninfales, ni entre sexos. El tiempo de picada tiende a aumentar a medida que pasa a un estadio sucesivo, mientras que el tiempo en el que ocurre la primera defecación va disminuyendo; esto sugiere que los adultos tienen mayor capacidad de transmisión que las ninfas. Se observó un mayor potencial vectorial por parte de los especímenes de la provincia de Manabí; y una mayor capacidad de transmisión por parte de las hembras en ambas provincias. R. ecuadoriensis en Loja tiene una gran capacidad de infestación, por lo que se lo considera el vector primario en sus valles. Allí sus poblaciones parecen estrictamente asociadas con hábitats humanos, estas zonas coinciden con las de mayor tasa de seroprevalencia en el país (3.9 y el 16%). Además, las poblaciones del norte del Perú, vecinas a las mencionadas en Ecuador, exhiben un comportamiento similar. El conocimiento del ciclo de vida y del potencial vectorial de insectos transmisores de enferme57

Tiempo de alimentación (minutos)

Peso después de la alimentación (mg)

Tamaño de la ingesta (mg)

Tiempo que se introduce el rostrum (minutos)

Estadios

No de ind.

Peso antes de la alimentación (mg)

Veces que aumenta su peso

X ±s

0.11 ± 0.08

15’25” ± 4’28”

2.32 ± 0.40

2.22 ± 0.40

4’52” ± 2’05”

22.64 ± 4.63 6.50 ± 1.83

NII

1.25 ± 0.26

21’50”± 4’39”

7.81 ± 1.49

6.50 ± 1.48

7’42” ± 3’05”

NIII

3.92 ± 0.88

25’30” ± 4’31”

25.04 ± 6.20

21.12 ± 6.29

9’16” ± 2’48”

6.75 ± 2.27

NIV

9.47±1.43

26’41” ± 4’11”

66.36±17.60

56.90±17.53

8’07” ± 2’13”

7.15 ± 2.11

22.92± 2.64

28’57” ± 4’41”

143.19 ± 38.42

120.59± 30.29

7’28” ± 2’49”

6.33 ± 1.84

Adult ♀

32.57±6.92

25’12” ± 4’56”

88.15±15.42

55.73±16.38

7’46” ± 3’18”

2.84±0.81

Adult ♂

21.58±4.34

26’23” ± 5’27”

54.49±6.89

32.92±7.42

8’00” ± 3’43”

2.60±0.51

TOTAL

240

Tabla 3. Patrones de alimentación de R. ecuadoriensis de Loja bajo condiciones de laboratorio. MANABI

Stage

No of ind.

First defecation (minutes) X±s

LOJA

Defecation during feeding

Defecation after feeding. (at next 15’) #

First defecation (minutes) X±s

Defecation during feeding

Defecation after feeding. (at next 15’)

59’11” ± 11’04”

01h07’ ± 10’55”

NII

46’28” ± 9’19”

37.5

46’12” ± 7’09”

15 52.5

NIII

41’33” ± 8’15”

40’38” ± 7’07”

NIV

37’23” ± 5’32”

27.50

36’33” ± 7’19”

12.5

36’25” ± 4’08”

92.5

31’37” ± 7’53”

42.5

82.5

Adult ♀

22’10” ± 5’25”

100

24’27” ± 4’49”

100

Adult ♂

29’04” ± 5’25”

30’59” ± 8’27”

TOTAL

240

Table 4.- Dinámica de Defecación de R. ecuadoriensis de Manabí y Loja bajo condiciones de Laboratorio (Mus musculus blood) No: número de individuos; X: promedio de días; s: desviación standard; q2. segundo quartil. Porcentaje de Mortalidad durante el desarrollo de R. ecuadoriensis en las Provincias de Manabí y Loja.

dades nos sirven como base para implementar programas de control que permitan reducir el riesgo de transmisión de la enfermedad de Chagas en el Ecuador. Agradecimiento El financiamiento de este estudio tanto para la fase de laboratorio como la de campo fue facilitado por Ohio University, Pontificia Universidad Católica del Ecuador (PUCE), Plan Programa Internacional Ecuador, Ministerio de Salud y Centro de Investigación de Enfermedades Infecciosas (CIEI). Un agradecimiento especial a los habitantes de las comunidades visitadas y a los trabajadores del Servicio Nacional de Erradicación de la Malaria (SNEM).

58 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Literatura consultada Abad-Franch F., Paucar, A., Carpio, C., Cuba Cuba, C.A., Aguilar, H.M., Miles, M.A. 2001b. Biogeography of Triatominae (Hemiptera: Reduviidae) in Ecuador: implications for the design of control strategies. Memórias do Instituto Oswaldo Cruz 96: 611620. Grijalva, M.J., Palomeque-Rodriguez, F.S., Costales, J.A., Dávila, S., ArcosTerán, L. 2005. High household infestation rates by synanthropic vectors of Chagas disease in souththern Ecuador. Journal of Medical Entomology 42 (1):68-74. Lent H., León, L.A. 1958. Um novo Rhodnius Stäl do Ecuador (Hemiptera, Reduviidae). Revista Brasileira de Biologia 18: 181-185.

Pinto, C.M. 2005. Infección natural por tripanosomas en mamíferos silvestres y domésticos en las Provincias de Manabí, Loja y Guayas, Ecuador. Tesis de Licenciatura, Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador. WHO. 2002. Control of Chagas disease. Second report of the WHO expert committee. WHO technical report series, WHO, Ginebra, Suiza.

Curiosidades Científicas

Química Cuántica: de lo

macroscópico a lo Por Lorena Meneses Olmedo lmmeneses@puce.edu.ec

uando se escucha por primera vez el término “Mecánica Cuántica”, se lo relaciona con las películas de ciencia ficción, se piensa que tiene que ver con astronautas, o que sólo los físicos estudian este tipo de cosas; pero eso sucede cuando no se conoce sobre el tema. Sin embargo, ahora, y luego de haberla estudiado con detenimiento, me doy cuenta que la mecánica cuántica, y más precisamente la Química Cuántica, la aplicamos en cada día de nuestras vidas como Químicos. Algo de historia Pero, ¿qué es la mecánica cuántica? ¿Qué estudia? Todo empezó cuando Isaac Newton (científico, físico, filósofo, alquimista y matemático inglés) descubrió la mecánica clásica a finales del siglo diecisiete, lo que permitió el estudio del movimiento de los objetos macroscópicos. En el siglo diecinueve, John Dalton (químico, matemático y filósofo inglés) marcó el inicio de la era de la química moderna, con la formulación de la teoría atómica. Dalton describió al átomo como una partícula extremadamente pequeña e indivisible. Sin embargo, una serie de investigaciones iniciadas alrededor de 1850, y que continuaron hasta el siglo veinte, demostraron claramente que los átomos están formados por partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas, que incluyen los electrones, los protones y los neutrones. A principios del siglo veinte, los físicos encontraron que la mecánica clásica no describe correctamente el comportamiento

Curiosidades Científicas

microscópico

de partículas tan pequeñas como los electrones y los núcleos de los átomos y moléculas. El comportamiento de estas partículas está regido por un conjunto de leyes denominado mecánica cuántica. Por lo tanto, la mecánica cuántica es el área de la ciencia que permite el estudio del comportamiento de las partículas subatómicas. La aplicación de la mecánica cuántica a los problemas de la química se conoce como química cuántica, Foto 1. Computadora KanBalam. cuya influencia se manifiesta en todas las ramas de la química. Nosotros los Los químicos inorgánicos usan la teoQuímicos ocupamos toda la información ría del campo, ligando un método mecaque nos ofrece la Química Cuántica en un nocuántico aproximado, para predecir y sinnúmero de campos. explicar las propiedades de los iones comLos fisicoquímicos utilizan la mecáni- plejos de los metales de transición. ca cuántica para calcular propiedades terEl gran tamaño de las moléculas biomodinámicas de los gases; para interpretar lógicamente importantes hace que los los espectros moleculares, lo que permite cálculos mecanocuánticos de las mismas la determinación experimental de las pro- sean extremadamente difíciles; sin embarpiedades moleculares como las longitudes go, los bioquímicos están comenzando a de enlace y ángulos de enlace, momentos sacar provecho de los estudios mecanodipolares, barreras de rotación interna, cuánticos de conformaciones de molécudiferencias de energía entre isómeros con- las biológicas, de enlaces enzima-sustrato formacionales; para calcular teóricamente y de solvatación de moléculas biológicas, propiedades moleculares; para calcular gracias a lo que se conoce como dinámipropiedades de estados de transición (inca molecular. termediarios de las reacciones), lo que perLos químicos orgánicos utilizan la mite estimar las constantes de velocidad de mecánica cuántica para estimar las estabilas reacciones; para comprender las fuerzas lidades relativas de las moléculas, calcular intermoleculares y para estudiar el enlace las propiedades de los intermediarios de en los sólidos. reacción, investigar los mecanismos de las Los químicos analíticos usan de for- reacciones químicas y analizar los especma habitual los métodos espectroscópicos: tros RMN. infrarrojo (IR), Raman y Resonancia magDesarrollar matemáticamente todos nética nuclear (RMN). Las frecuencias e estos cálculos químico-cuánticos moleintensidades de las líneas de un espectro culares resulta muy largo y complejo, y así sólo pueden entenderse e interpretarse es como se trabajó durante muchos años, adecuadamente mediante el uso de la me- hasta que el avance de la informática ha cánica cuántica. permitido desarrollar programas de com59

putador para realizar los cálculos, y estos programas están diseñados para que puedan ser utilizados no solo por los químicos cuánticos, sino por cualquier químico. En la actualidad, existe una serie de programas de computador que son versátiles, y su uso viene acompañado de su funcionalidad respecto al tipo de moléculas que se desea estudiar. Existen programas desarrollados a lo largo de todo el mundo, entre los que se puede mencionar Gaussian, HyperChem, NWChem, Geopenmol, Games, etc. Cada uno de estos programas ha sido formulado dentro de teorías de la Química teórica, que permiten hacer aproximaciones adecuadas a los cálculos mecanocuánticos y optimizar los tiempos de cálculo. Se debe también señalar que los tiempos de cálculo dependen mucho de la capacidad de los computadores que se estén utilizando. Actualmente, los grandes centros de investigación cuentan con cúmulos de computadores llamados clusters, donde se ensamblan varios procesadores que realizan las operaciones separadamente, reduciendo dramáticamente los tiempos de cálculo. Por ejemplo, la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), para realizar cálculos de química cuántica (además de astrofísica, física de partículas, estudios del clima y contaminación, ingeniería sísmica y geología, ciencias biológicas, etc.), cuenta con uno de los computadores más grandes del mundo, la supercomputadora llamada KanBalam, (Figura 1) nombre del matemático maya reconocido por la precisión de sus cálculos respecto al dominio del tiempo (usualmente se les da nombres a los computadores, pues esto permite identificarlos). Este gran cluster cuenta con 1.368 procesadores organizados en 342 nodos de cálculo, los cuales se comunican a una velocidad de 10 gigabytes por segundo, que le permiten realizar siete billones de operaciones aritméticas por segundo y con un sistema de almacenamiento masivo de 160 Terabytes. ¡Genial, verdad! De esta manera, ha sido posible estudiar a las moléculas desde el punto de vista microscópico, conociendo el comportamiento de las partículas subatómicas, gracias al desarrollo de la mecánica cuántica 60 Nuestra Ciencia

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y al avance de la informática y la computación.

acción, un haluro de hidrógeno se adiciona al doble enlace de un alqueno, generando un haluro de alquilo.

La Química cuántica en la PUCE

Regresando a nuestro país, en H la PUCE hemos empezado a forC mar un grupo de investigación en H química teórica y computacional, aplicando los conocimientos de la química cuántica y utilizando métodos de la química teórica, lo que nos permite conocer estabilidades relativas de moléculas orgánicas, estudiar mecanismos de reacción, y predecir sitios reactivos de moléculas orgánicas. Trabajamos dentro del formalismo de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), donde se considera a la densidad electrónica como la propiedad básica que permite el entendimiento del comportamiento de los electrones en una molécula. La densidad electrónica es el sitio de mayor probabilidad de encontrar un electrón, es tridimensional, y se puede visualizar mediante experimentos de difracción. Dentro de esta teoría se han proporcionado un conjunto de índices de reactividad global y local para el análisis de reactividad y selectividad química en varios sistemas. El modelo descrito dentro de la teoría de la DFT ha sido desarrollado en términos de parámetros de reactividad global tales como el potencial químico, µ; dureza química, η y blandura global, S; y descriptores de selectividad como la Función de Fukui, ƒ(r) y la blandura local, s(r). Para realizar nuestros trabajos de investigación contamos con dos computadores con capacidad de 100GB, que tienen instalados el software Gaussian03W que permite realizar cálculos de estructura electrónica de moléculas orgánicas e inorgánicas. Los trabajos realizados por este grupo de investigación están dentro del área de la química orgánica, y básicamente nos hemos enfocado a la aplicación de índices de reactividad y selectividad, para clasificar los reactivos dentro de escalas absolutas, para una serie de reacciones orgánicas. Adiciones electrofílicas La primera reacción que estudiamos fue las adiciones electrofílicas. En esta re-

R C

X H

En este trabajo aplicamos el índice de dureza local η K para conocer los sitios reactivos de una serie de alquenos monosustituídos (RCH=CH2). La dureza local es un descriptor que nos permite entender la selectividad y predecir la orientación para algunos procesos químicos clasificados como reacciones duras. Los sitios más reactivos de las moléculas, presentarán los mayores valores de dureza local. En la reacción estudiada de adición electrofílica de cloruro de hidrógeno a alquenos, encontramos que la estructura del sustituyente R influye en el mecanismo de la reacción, que puede ser de tipo Markovnikov si el hidrógeno del ácido se une al átomo de carbono que ya tiene el mayor número de átomos de hidrógeno, o de tipo anti-Markovnikov si se produce lo contrario. Así, sustituyentes que ceden electrones y sustituyentes que atraen débilmente electrones siguen el mecanismo Markovnikov (los seis primeros ítems de la Tabla 1), mientras que sustituyentes que atraen fuertemente electrones siguen el mecanismo anti‑Markovnikov (el último ítem de la Tabla 1). Esto puede ser entenH 1 C H Posición R (k) 1 NH2 2 1 OH 2 1 CH3 2 1 H 2 1 CHO 2 1 COOH 2 1 NO2 2

2 R C H

ηK ∆E (kcal/ Eact (kcal/ (eV) mol) mol) 6.25 -19.9 6.0 4.25 -10.5 44.7 7.33 -19.9 18.3 5.78 -11.9 43.2 7.31 -18.8 30.1 6.43 -16.4 37.8 7.53 -20.0 36.1 7.53 -20.0 36.1 5.62 -12.8 38.4 5.00 -11.7 39.0 5.83 -15.1 41.6 5.69 -13.0 44.5 5.47 -13.5 47.0 6.17 -15.4 42.6

Tabla 1.- Dureza Local (η K), energías de reacción (∆E) y activación (Eact) para sistemas CH2CHR .

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Aldehídos aromáticos

ω (eV)

σ Hammett

0.349

-0.30

0.512

-0.14

0.435

-0.12

0.562

0.00

0.652

0.24

1.088

0.81

dido desde el punto de vista de la gran atracción de electrones generado por estos sustituyentes, lo que hace que la nube π se distorsione y aparezca más condensada sobre el carbono C2 que sobre el C1, haciendo este sitio más reactivo para un ataque electrofílico, sugiriendo un mecanismo anti-Markovnikov. Para obtener un estudio completo de las reacciones de adición, realizamos además un estudio termodinámico, calculando la energía de reacción para cada alqueno; y un estudio cinético, calculando los estados de transición de las reacciones para obtener las energías de activación. Con los tres métodos se reproduce la misma tendencia, por lo que se puede considerar que los métodos utilizados son confiables. Oxidaciones de Baeyer-villiger La segunda reacción que hemos estudiado son la Oxidaciones de Baeyer-villiger. En esta reacción, un aldehído o una cetona es oxidado hasta éster por acción de un perácido. O R

R’

O OH

R”

En este otro trabajo, aplicamos el concepto de electrofilia global (ω) para clasificar los reactivos presentes en estas reacciones dentro de escalas de reactividad, que permiten conocer qué moléculas son más susceptibles de ser oxidadas. La electrofilia es la capacidad que tiene una especie para ganar electrones. Dentro de este contexto, las moléculas que presenten mayor valor de electrofilia, serán aquellas que sufrirán una oxidación más fácilmente, pues atraerán con mayor facilidad a los electrones del oxígeno del perácido. En el estudio realizado, hemos observado que los aldehídos que contienen un anillo aromático con sustituyentes que ceden electrones presentan menores valores de electrofilia (los cuatro primeros ítems de la Tabla 2), mientras que en aquellos que tienen sustituido el anillo aromático con grupos que atraen electrones, la electrofilia es mayor (dos últimos ítems de la Tabla 2). Curiosidades Científicas

H O

NH2

H O

CH3

H OCH3 O H

O H CI O H NO2

Tabla 2. Electrofilia global ω, y constante cinética σ de Hammett, para una serie de aldehídos aromáticos.

Esto se explica por la estabilización del carbono carbonílico por efecto de resonancia con los electrones del anillo aromático, que se hace mayor cuando este anillo está sustituido con grupos que ceden electrones, y por lo tanto la molécula se vuelve menos reactiva, mientras que O cuando hay gru+ R’ H pos que atraen O O R” electrones el efecto de resonancia disminuye, y por lo tanto el de estabilización también, aumentando la reactividad de la molécula. Para validar el método de cálculo utilizado, comparamos los resultados obtenidos con datos cinéticos experimentales encontrados en la literatura, en la denominada constante de Hammett (σ), encontrando muy buena correlación entre los datos teóricos y los experimentales, lo que confirma que la metodología que estamos utilizando para trabajar es confiable. Un futuro promisorio para nuestras investigaciones Los trabajos realizados están enmarcados dentro de las ciencias básicas, sin embargo, estudios dentro del área de la Química Teórica y Computacional, nueva en nuestro país, contribuyen al mejoramiento y al aprovechamiento de recursos en múltiples procesos industriales, especialmente dentro de las áreas de la Quími-

ca Farmacéutica, la Química de Polímeros y derivados de petróleo, Química de nuevos materiales, la Nanotecnología y, más recientemente, en procesos Bioquímicos para describir sitios reactivos de enzimas, fármacos, biomoléculas, etc. Este tipo de estudios permiten conocer de antemano los sitios de reacción más probables, y clasificar los reactivos dentro de escalas, para poder discernir entre ellos en una reacción específica. La aplicación de índices de reactividad y selectividad desarrollados dentro del marco de la DFT a sustratos presentes en diferentes reacciones orgánicas de interés comercial y biológico, son el objeto de estudio de nuestro grupo de investigación, lo que nos ha permitido acceder a software de última generación, y en un futuro cercano, aspiramos mantener una estrecha relación con la industria. La Escuela de Ciencias Químicas cuenta con el área de Química Experimental, donde se trabaja con cantidades macroscópicas y se pueden ver los fenómenos químicos a escala macroscópica; ahora, gracias a la introducción de la química cuántica en nuestra Escuela, es posible ver los fenómenos químicos a escala microscópica, ver como se aproximan unas moléculas a otras para dar lugar a reacciones químicas. El ensamble de la Química Experimental con la Química Teórica y Computacional permite tener un entendimiento claro de las reacciones químicas, sus mecanismos y sus aplicaciones, por lo que uno de los principales objetivos de este grupo de investigación es lograr esta simbiosis; de esta manera, al realizar cálculos mecanocuánticos, predeciremos reactividades que luego podemos comprobarlas en el ámbito experimental, lo cual producirá un ahorro sustancial de tiempo y dinero. Literatura consultada Berkowitz, M.; Ghosh, S.K.; Parr, R.G. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 6811. Parr, R.G.; Yang, W. Density functional approach to the frontier-electron theory of chemical reactivity, J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4049. 61

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La belleza oculta de la porcelana Por Sandra Faieta (smfaieta@puce.edu.ec)

a cerámica es una de nuestras más antiguas y fascinantes formas de arte y la porcelana es su expresión más lograda. Al decir nuestra, me refiero tanto a la humanidad, que ha creado piezas cerámicas desde hace 25 000 años, como al Ecuador, donde somos ceramistas, y de los buenos, desde hace 6 000 años. La gran belleza de las obras cerámicas es aparente a simple vista. Cuando uno mira un objeto cerámico hay una impresión inmediata de forma, color y textura; sin embargo, las fuentes de esa belleza se encuentran escondidas en su estructura interna; es decir, en su microestructura. Lo fascinante es que, no obstante la imposibilidad de ver la microestructura con el ojo desnudo, los ceramistas de todos los tiempos han manipulado intuitivamente este nivel de estructura para crear los efectos deseados. Una breve historia cerámica El poder del fuego de transformar la arcilla suave y maleable en un material robusto y durable fue reconocido 25 000 años atrás, como lo evidencian las “Venus” de Dolne Vestonice en la República Checa (Figura 1), las cuales constituyen las piezas cerámicas más antiguas descubiertas hasta el momento. Sin embargo, las primeras vasijas de barro aparecieron mucho más tarde, hace unos 10 000 años, con el 62 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

Figura 1. La serie de figuras conocidas como las “Venus” de Dolne Vestonice, elaboradas hace 25.000 años, constituyen las piezas cerámicas más antiguas descubiertas hasta el momento.

Los objetos hermosos, al igual que las historias y las experiencias hermosas de todo tipo, requieren de la percepción de un sentido oculto de orden y simplicidad en lo que, de otra manera, sería un mundo bastante azaroso. W. DAVID KINGERY desarrollo de las primeras comunidades sedentarias. La cultura de Jomon, en Japón, una sociedad de cazadoresrecolectores, ya estaba haciendo cerámica hace 12 000 años, y la alfarería constituía una parte fundamental de las primeras comunidades sedentarias en el valle del río Nilo hace 9 000 años. Estas vasijas eran utilitarias, permeables a los líquidos, de cuerpo coloreado (debido al óxido de hierro presente en la arcilla), sin decoración y quemadas a una temperatura relati-

vamente baja (650 °C); de alguna forma eran un derivado de la práctica de hacer ladrillos. En todo caso, hacia el 6 400 a. C la alfarería era ya un arte completamente desarrollado. Piezas cuidadosamente modeladas, se recubrían con una suspensión arcillosa especialmente preparada, a fin de obtener una superficie atractiva, además de menos porosa. Las piezas se decoraban ya sea haciendo incisiones en el cuerpo arcilloso o pintándolas con pigmentos especiales (óxido de hierro para el color rojo, óxido de manganeso para el color negro). Esta última técnica alcanzó gran sofisticación en Mesopotamia, en el período Halaf (5.500-5.000 a.C), donde se crearon hermosas piezas policromas, no sólo por el manejo experto de los pigmentos, sino por la manipulación de la atmósfera del horno en donde se cocían las piezas. Luego se extendió ampliamente durante el cuarto y tercer milenio a.C, hasta alcanzar su cúspide en la famosa cerámica negro-sobre-rojo de Ática, Grecia (700-300 a.C). Desde su elaboración prehistórica, pasando por los tiempos romanos, hasta la fecha, piezas de barro o terracota de todo tipo de tamaño, forma y estilo se han elaborado en el mundo entero utilizando un amplio repertorio de técnicas y herramientas. Aún hoy, en muchas sociedades, incluido el Ecuador, se producen objetos de barro mediante métodos que ya se practicaban en el cuarto milenio a.C. Sin embargo, el barro no es la única tradición cerámica. La primeCuriosidades Científicas

ra composición cerámica verdaderamente novedosa apareció en Egipto y Mesopotamia hacia el 4 500 a. C. y es generalmente conocida como “faience egipcia”. Esta cerámica era producida al combinar arena de cuarzo pulverizada con sales de sodio y calcio, que actuaban como fundentes, ocasionando que la arena de cuarzo se funda a la temperatura alcanzable en los hornos de esa época (900 °C) y forme un material duro como una roca, de superficie esmaltada y de color azul. Este color característico venía dado por el óxido de cobre, proveniente del mineral de cobre malaquita, que se mezclaba en la pasta original. El gran logro de la “faience egipcia” fue obtener por primera vez un cuerpo cerámico blanco (recuerden que el barro es coloreado) que sirviera como base para un hermoso color azul claro. El objetivo de formar una base blanca para una decoración coloreada ha constituido la razón de algunos de los más importantes desarrollos tecnológicos en cerámica, y nos lleva a la tercera tradición cerámica, aquella que finalmente conduce a la cúspide de la técnica de la cerámica tradicional: la porcelana. La tradición cerámica de los cuerpos vítreos, impermeables a los líquidos, tales como el gres y la porcelana se inició en China, donde la gran disponibilidad de depósitos minerales de feldespatos y caolines, junto con el desarrollo temprano de hornos de alta temperatura llevó ya a la producción de gres en el primer milenio a. C., durante la Dinastía Shang (1 027-771 a. C.). Un material equivalente recién fue elaborado en Europa al final de la Edad Media. Este gres chino, proto-porcelánico, se obtuvo combinando arcillas levemente coloreadas (con bajo contenido de óxido de hierro), mica, feldespato y cuarzo y cociendo la mezcla resultante a una temperatura de 1 200 °C, para formar un cuerpo duro, de alta densidad, impermeable y de color gris. Curiosidades Científicas

Figura 2. Vaso chino de porcelana de la dinastía Song, siglos XI y XII, la edad de oro de la porcelana china. Algunas de las piezas cerámicas más hermosas de la historia fueron fabricadas en ese período [Tomado de Cooper, E. (2000)].

Cuando las temperaturas de los hornos chinos alcanzaron los 1 300°C, durante la dinastía Han (221 a.C-220 d.C), fue posible obtener, al fin, piezas blancas, translúcidas, de gran belleza, es decir piezas de porcelana. Inicialmente, éstas fueron hechas a partir de un mineral conocido como “piedra china” (una mezcla natural de cuarzo, mica y feldespato) y de un tipo de arcilla blanca, refractaria, llamada caolín (su nombre se deriva de la voz china “kao-ling”: alta montaña). El arte de la porcelana evolucionó en China hasta alcanzar niveles de maestría en la dinastía Song (960-1.279 d.C.), cuando se crearon lo que se consideran algunas de las piezas cerámicas más finas de la historia. (Figura 2). La porcelana china, sin embargo, demoró cientos de años en llegar a Europa, lo que finalmente sucedió en los siglos XVI y XVII. La reacción inmediata de los europeos fue tratar de copiar este material y tras muchos intentos fallidos y una interesante y larga historia de espionaje industrial, lograron producir porcelana a principios del siglo XVIII, utilizando la mezcla “triaxial” de cuarzo (SiO2), feldespato (KAlSi3O8) y caolín (Al2Si2O5(OH)4) que aún ahora es

la base de la fabricación mundial de porcelana dura y de loza semivítrea. La porcelana constituye, pues, el final del camino respecto a formulaciones cerámicas tradicionales; es decir, hechas a partir de materias primas naturales. No se puede obtener un material más blanco, más translúcido, más duro, ni de paredes más delgadas, sin tener que recurrir a otras materias primas, esencialmente compuestos no-metálicos puros, y entrar por lo tanto, en el campo de lo que se conoce como la cerámica avanzada. Y el secreto de tanta perfección se encuentra en la microestructura de la porcelana. Estudiando la microestructura de la porcelana La microestructura de los materiales cerámicos sólo puede ser observada mediante microscopio óptico y microscopio electrónico. Para ello, un pequeño trozo de cerámica se monta en bakelita y se pule hasta alcanzar una superficie “de espejo”. Se ataca la superficie con ácido fluorhídrico por varios segundos, a fin de revelar el relieve de la estructura subyacente, y luego se cubre con una película finísima de oro y se procede a ver la microestructura, utilizando ya sea un microscopio óptico o un microscopio electrónico de barrido, según sea la resolución que se necesite. La estructura revelada por el microscopio óptico (Figura 3) muestra la naturaleza heterogénea de la porcelana a ese nivel: grandes cristales blancos de cuarzo (SiO2), muy fracturados, rodeados de un borde interfacial de material vítreo (A); áreas delineadas oscuras (B) de lo que originalmente fueron cristales de feldespato (KAlSi3O8), los cuales reaccionaron a temperaturas tan bajas como 1 100°C y produjeron cristales de mullita secundaria (3Al2O3.2SiO2) y una gran cantidad de material vítreo (SiO2 amorfo); y finalmente, una matriz de grano fino (C) correspondiente al caolín original (Al2Si2O5(OH)4). 63

Figura 3. Microestructura de la porcelana, revelada por el microscopio óptico (110X). A = grandes cristales blancos de cuarzo (SiO2); B = aglomerados de cristales de mullita secundaria inmersos en material vítreo, en lo que originalmente fueron cristales de feldespato; C = una matriz de grano fino que mantiene el patrón del caolín original. [Tomado de Faieta-Boada, S.M. (1997)]

Una inspección más cercana de la estructura de la matriz, utilizando microscopía electrónica de barrido, nos permite ver que está conformada por varias fases (Figura 4). Cristales tipo agujas extremadamente finas de mullita primaria (a), de menos de 0.1 μm de largo, están inmersos en un material vítreo y agrupados en racimos de 5 a 25 μm de diámetro, que es el tamaño típico de un grano de caolín. Los bordes externos de estos racimos contienen agujas de mullita más gruesas, cercanas a las dimensiones de la mullita secundaria (b), como se puede observar en la zona menos densa de la Figura 4. A altas temperaturas de cocción, la proporción de mullita secundaria (de agujas gruesas) aumenta a expensas de la mullita primaria (de agujas finas), que acaba, en ciertos casos, totalmente rodeada por la primera. Sin embargo, el patrón general dejado por los granos de caolín persiste incluso a altas temperaturas, y esto explica que a bajas magnificaciones, no se logre discernir un engrosamiento del grano de la matriz a medida que se aumenta la temperatura de cocción. También el borde interfacial de los cristales de cuarzo presenta gran64 Nuestra Ciencia

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Figura 4. Microestructura de la porcelana, tal como la revela el microscopio electrónico de barrido. a = partículas de caolín que han reaccionado parcialmente, con agrupaciones de cristales finos de mullita primaria rodeados por mullita secundaria; b = gruesos cristales de mullita secundaria formados en la interfase de una cristal grande de cuarzo; c = fragmentos de cuarzo de cristales más grandes, parcialmente disueltos en en el líquido vítreo. [Tomado de McColm, I.J. (1999)].

des sorpresas al ser observado mediante el microscopio electrónico. Como se puede apreciar en la parte inferior de la Figura 4, esta capa interfacial está constituida por gruesas agujas de mullita secundaria (b) que han crecido dentro de una matriz vítrea. Cómo esta matriz vítrea rodea y mantiene unidos a los distintos cristales (cuarzo, mullita primaria y mullita secundaria) es claramente visible en la Figura 4. Es en esta fase vítrea, además, en la que los cristales de cuarzo van disolviéndose lentamente a medida que aumenta la temperatura de cocción, hasta que por sobre los 1 400 °C, la porcelana consiste casi enteramente de mullita y vidrio. Todas estas características de la microestructura de la porcelana son las que explican las propiedades singulares de este material. Así, la translucidez y blancura incomparables de la porcelana son resultado de una microestructura de finos cristales de mullita, junto con grandes cristales de cuarzo, distribuidos en una gran matriz vítrea. Esta masiva presencia de vidrio en la estructura es además la responsable de la casi nula porosidad de este material, la cual, a su vez, es la causa de que éste sea impermeable a los líquidos.

Finalmente, las propiedades mecánicas de la porcelana también se pueden explicar a partir de su microestructura. Tanto su resistencia mecánica como su resistencia al choque térmico son el resultado de los innumerables conglomerados de cristales de mullita, en forma de agujas, trabados entre sí y unidos por la fase vítrea, que constituye en sí una forma de enlace excepcionalmente fuerte. Aunque de apariencia frágil, la porcelana es un material altamente resistente al uso, y un ejemplo de ello son las vajillas de hotel. En conclusión, un objeto de porcelana combina una serie de cualidades que nosotros generalmente asumimos como contradictorias: belleza, delicadeza, transparencia, dureza, resistencia. Todo gracias a una microestructura excepcional que constituye su gran belleza oculta. Bibliografía consultada Faieta-Boada, S.M., McColm, I.J. (1993). Thermal analysis of an Ecuadorian clay and its correlation with mechanical properties. Third Euro-Ceramics (ed. P. Durán y J.F. Fernández), Vol.2, European Ceramic Society, Madrid,979-984.

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Notas sobre el apareamiento humano:cuesta si te Por Pablo Jarrín V. (jarrin@bu.edu)

acuestas

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de que los machos tengan un mayor potencial reproductivo que las hembras, los hace estar bajo presiones selectivas que los fuerza a ser cada vez mejores competidores por el acceso a la reproducción sexual. Pero no todas las hembras son iguales, varían en su calidad reproductiva, y en los humanos ésta se mide por lo general en la apariencia física. Es por esto que aquellas mujeres que se

que se pueden citar: las peleas cuerpo a cuerpo que durante horas y días realizan algunas especies de cérvidos, terminando heridos incluso de muerte. Los abrazos nupciales de ciertas especies de ranas, en las cuales el macho permanece abrazado a la hembra, incluso durante semanas enteras, sin probar bocado, lo cual lo deja al terminar tan debilitado que con frecuencia muere Por Pablo Jarrín

l sexo es costoso (competencia entre machos por las hembras), incómodo (gestación y parto) y peligroso (enfermedades venéreas, probabilidad de muerte en el parto); pero de todos modos nos fascina. El sexo nos lleva a cometer los actos más desquiciados y peligrosos en pos de la reproducción, pero aquellos que tienen éxito obtienen la recompensa más grande en términos evolutivos: la prolongación de su existencia genética. Al igual que con mucha cosas, creemos o queremos creer que el amor conyugal es aquel sentimiento perfecto en donde se encuentra la felicidad y paz absolutas. La realidad, sin embargo, nos dice lo contrario. El índice de divorcios en Norte América es cercano al 50% [Kreider and Fields, 2001; Goldstein, 1999] y debe ser similar o mayor en Ecuador, aunque no hallé datos precisos al respecto. ¿Cabe preguntarse, cuántos de esa mitad de matrimonios sobrevivientes son realmente felices? Anteriormente ( Jarrín, 2007), expuse brevemente las razones por las cuales los machos compiten por las hembras, y las hembras tienden a escoger al mejor competidor. ¿Tan sólo pregúntese usted cuántos hijos puede tener un hombre en un año y cuántos puede tener una mujer? El hecho

Un beso en el Parque de los Amantes, Lima Perú, 2003.

consideran bonitas en estándares evolutivos, tienden a tener una mayor cantidad de pretendientes; y por lo tanto, tienen el privilegio de poder escoger al que mejor les parezca de su conveniencia. En la naturaleza, los machos llegan por lo general a extremos para hallar una pareja sexual, incluso a riesgo de su propia existencia. Son muchos los ejemplos

poco tiempo después. Por coincidencia, en este mismo número de la revista, Luis Coloma escribe sobre los pormenores del sacrificio reproductivo en los batracios. Por último, cómo pasar por alto el clásico ejemplo de ciertas especies de mántidos en donde el macho literalmente pierde la cabeza por la hembra. Los costos son altos para los 65

machos que compiten por el limitado recurso que son las hembras ( Jarrín–V., 2007). Las gigantescas y complicadas plumas de ciertas aves, como el pavo real o el quetzal, no son más que costosísimos e incómodos accesorios para atraer a las hembras. Todo cuesta en la vida, y al macho alfa en algunos primates, son niveles extremos de stress y desgaste físico para mantenerse por pocos años en monopolio sexual de su harem. Luego de lo cual se retiran a una vida de ostracismo o de rechazo social, agobiados por venganzas y ajustes de cuenta por parte de sus antes subordinados. Con pocas excepciones, se podría decir que la hembra humana la tiene más fácil, especialmente aquellas cuyos atributos les permiten mantener un monopolio sexual, y por ende poder escoger con holgura su pareja de turno. Darwin y el sexo Charles Darwin, en su casi omnipotente visión de los mecanismos evolutivos, fue el primero en sugerir que los individuos luchan entre sí por el acceso a la reproducción, y seleccionan y promueven activamente características determinadas en el sexo opuesto. La lucha por el acceso a los miembros del sexo opuesto es por lo general más frecuente entre individuos del sexo masculino (competencia intrasexual), aunque también se da entre las hembras de la especie humana. Sin embargo, son por lo general las hembras las que ejercen presión selectiva sobre la presencia de características determinadas en los machos (selección preferencial de pareja). Como descendientes de un largo linaje de individuos con éxito reproductivo, poseemos pautas de comportamiento que reflejan aquel éxito pasado. Es evolutivamente ventajoso para las hembras 66 Nuestra Ciencia

n.º 10 (2008)

el valorar y vender por el precio más alto su capacidad reproductiva, prefiriendo aquellos machos que pueden proveer recursos para su persona y descendencia. Como consecuencia, los machos se ven forzados a competir por el acceso a aquellos recursos requeridos por las hembras, su éxito reproductivo depende entonces de la adquisición y calidad de aquellas características que son preferidas por las hembras. La cultura y el sexo ¿Es la naturaleza humana independiente del reino animal, o sigue los mismos procesos y se rige bajo las mismas leyes fundamentales? ¿Acaso la cultura nos hace únicos entre nuestros parientes los simios, envistiéndonos de un aura especial como muchos quisieran creer o somos simplemente producto de la interacción entre nuestros genes y el ambiente? ¿Es que hemos logrado romper las cadenas impuestas por la selección natural y el proceso de evolución, haciéndonos de algún modo especiales sobre el resto de seres vivos? La respuesta se divisa sencilla y sin mayores rodeos, mientras respetemos los límites de la razón y de la evidencia sobre nuestra historia evolutiva. Sin embargo, desde la niñez nos vemos sometidos a un régimen diario de adoctrinamiento sobre nuestros orígenes y naturaleza, que no tiene mayor sustento que el de un cuento de hadas, y cuya influencia se nos hace difícil de sobreponer en nuestra vida adulta. Más aún, parece existir una resistencia natural en todos nosotros a colocarnos al mismo nivel que el resto de seres vivos. Creemos, de alguna forma, que estamos en la cúspide del mundo natural, y que no hay vínculo alguno entre nuestra supuesta complejidad y la

estructura y función del resto de especies vivientes. Es verdad que el mono humano ostenta una amplia variedad de modificaciones e interacciones complejas en su comportamiento. Posiblemente esta sea la principal razón que hace difícil conocernos a nosotros mismos. Sin embargo, detrás de esta aparente complejidad existen patrones de comportamiento concretos que nos definen como especie y enlazan de manera lógica y gradual con el resto de seres vivos. La muestra apropiada Todo ser vivo refleja el éxito pasado de aquellos individuos que fueron capaces de asegurar una descendencia viable y transferir sus características a las siguientes generaciones. Aquellas particularidades que no se ajustaron a los requerimientos del ambiente fueron seleccionadas en contra y su frecuencia reducida o eliminada de la población. Es decir que las pautas de comportamiento actual, muy posiblemente, reflejan el éxito reproductivo de aquellos que estuvieron antes. La aproximación adecuada para entender nuestras estrategias reproductivas es entonces enfocarnos en representantes promedio del género humano, dejando a los ejemplos antropológicos extremos como lo que son rarezas o muestras minoritarias de sociedades humanas sujetas a ambientes poco favorables para su expansión y supervivencia. La población humana, extendida a escala global, con varios miles de millones de representantes sujetos a innumerables variaciones ambientales y presiones selectivas, presenta una amplia gama de patrones de comportamiento. Es lo que solemos definir como cultura, palabra que es arma de combate preferida en boca de Curiosidades Científicas

detractores de la teoría evolutiva y del estudio del comportamiento y sicología humanas desde un punto de vista zoológico (psicología evolutiva). Por lo general, se arguye que siendo el humano tan variable y mostrando un sinnúmero de culturas distintas, no es posible compararlo con ningún ser vivo, y tampoco encasillarlo dentro de una serie de leyes o mecanismos preestablecidos en su forma de actuar y relacionarse con sus congéneres. Esta aserción tiene dos errores fundamentales: primero: la cultura no es exclusiva del mono humano debido a un antropocentrismo exagerado y la falta de información sobre ejemplos comparativos. Existen decenas de ejemplos en aves y mamíferos que sugieren la presencia de niveles culturales, en donde la información sobre determinados modos de comportamiento son heredados de padres a hijos a través del ejemplo y la observación. Segundo: ignorar que parte de las características hereditarias (evolutivas) de cualquier población o especie es la capacidad de modificar su comportamiento de acuerdo a las necesidades impuestas por el ambiente, característica que se conoce como plasticidad fenotípica. Entonces, la cultura es una característica que, aunque compleja, puede ser definida en parte como plasticidad fenotípica y en parte como transferencia generacional de información no genética en el comportamiento (similar a los “memes” de Richard Dawkins, [1996]). De este modo, con el fin de encontrar patrones básicos subyacentes que estuvieran superficialmente ocultos por esta variación cultural se debe necesariamente incluir en los experimentos u observaciones muestras representativas de un espectro lo más amplio posible de culturas o Curiosidades Científicas

grupos humanos, de modo que se controle esta variación y se cuantifique la magnitud y dirección de las interacciones entre el ambiente y los procesos fundamentales del comportamiento humano. Productividad Máxima y Economía de Mercado Todo organismo actual se debe al hecho de la reproducción, sin esta actividad no sería posible su existencia. En un medio de recursos limitados, como es cualquier ecosistema o nicho ecológico del planeta, cabe esperar que la competencia entre seres vivos lleve a la consecuencia lógica de adaptar como estrategia última el nivel de reproducción máxima posible o la actividad que favorezca la probabilidad de supervivencia de su prole. A lo largo de 4.000 millones de años, se ha dado en genes y seres vivos suficiente tiempo para refinar y experimentar en diversidad de formas innumerables estrategias de replicación. Toda unidad evolutiva actual (sea esta vista como un gen o un organismo) refleja el éxito logrado a través del tiempo por mantenerse, preservarse e inmortalizarse. Como consecuencia, todo ser vivo tiene como tarea fundamental el asegurar la persistencia del material genético que lo constituye o, dicho en otras palabras, una descendencia viable y lo más numerosa posible, prevaleciendo sobre las limitaciones y cambios ambientales. Aquellos que se revelan en contra de este proceso, dejan de existir en el tiempo. Es la regla básica, el axioma central de la vida. Los sexos son diferentes, su constitución genética es distinta, y es de esperarse que esta se exprese fenotípicamente a varios niveles. Pero quizás en ningún otro aspecto son los sexos tan diferentes como en sus estrategias

de reproducción. A lo largo de su historia evolutiva muchos grupos de organismos han optado por adquirir dos tácticas básicas y contrapuestas. Uno de los sexos se especializó en la calidad de sus gametos, invirtiendo comparativamente vastas cantidades de recursos energéticos en su producción (el óvulo humano es 85.000 veces más grande que la esperma humana). Mientras que otro optó por la fabricación en masa de gametos, manteniendo un mínimo necesario de recursos energéticos por unidad. El gameto de la hembra es comparativamente costoso y escaso, y en los mamíferos el costo reproductivo total se incrementa considerablemente debido a tiempos prolongados de gestación, amamantamiento y cuidado de la prole. Pocos mamíferos invierten tanto como las hembras del mono humano, con uno de los tiempos de gestación más prolongados (9 meses aprox.) y con un intenso cuidado maternal que puede extenderse por varios años; en cambio en el caso de los machos, se requiere como mucho unos minutos para cumplir la función reproductiva básica. Una hembra humana produce alrededor de 400 óvulos durante su vida, y de éstos aproximadamente 20 pueden convertirse en prole, mientras que un hombre libera cerca de 100 millones de espermatozoides por eyaculación. Hipotéticamente y provisto los recursos necesarios, un hombre sería capaz de procrear varios miles de hijos por año, mientras que una mujer se halla limitada a no más que uno. Son estas diferencias fundamentales en la fisiología y economía reproductiva de hombres y mujeres que dan lugar a las distintas estrategias de apareamiento humano. La reproducción para la mujer es costosa en comparación con la del hombre. 67

La economía del mercado reproductivo fuerza entonces a las hembras a escoger la mejor opción posible para su futura prole en cuanto a la pareja con quien procrear, y a los machos a competir por acceso al escaso recurso reproductivo ofrecido por las hembras. ¿Evidencia Contradictoria? La belleza de la ciencia radica en que sus teorías se hallan abiertas a discusión, ninguna afirmación en ciencia es absoluta, no existen los dogmas de fe. El propósito fundamental de la ciencia es probarse a si mismo equivocada, buscar verdades verificables, solo así puede avanzar a paso firme por el camino de la verdad. Es más, para que la ciencia sea verdaderamente ciencia, todos sus conocimientos deben ser falsificables (Popper, 1934). Las teorías que más se ajustan a la realidad o que nos sirven para explicar los fenómenos naturales persisten a través del tiempo, una vez que han pasado por el tamiz de la duda, la razón y la prueba científica. Es el proceso evolutivo del conocimiento. El trabajo de David Buss tiene sus detractores. En estudios y replicas similares, William Pedersen y Lynn Carol Miller (Universidad de California del Sur) argumentan que no existen estrategias diferentes en la selección de pareja entre hombres y mujeres (Miller et al., 2002; Pedersen et al. 2002). Pero sus estudios, más que comprobar que hombres y mujeres son iguales en sus preferencias por el sexo opuesto, complementan la idea de que a pesar de que existen diferencias fundamentales entre los sexos, el factor cultural refleja que somos capaces de ajustar pautas y normas sexuales a los requerimientos del ambiente. En respuesta a los ar68 Nuestra Ciencia

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gumentos en contra por parte de Pedersen y Miller, nueva evidencia ha sido generada que sugiere que las diferencias entre hombres y mujeres son reales y tienen una base genética y evolutiva. David Schmitt (Universidad de Bradley) ha demostrado recientemente que las preferencias sexuales de hombres versus mujeres ( Jarrín–V., 2007) se mantienen a lo largo de 52 naciones, 6 continentes y 13 islas en estudios similares a los de David Buss (Buss, 1989, 1993; Schmitt, 2003). Es así, que gracias a las argumentaciones en contra, la verdad se ve reforzada y clarificada. Las diferencias entre hombres y mujeres existen, son reales, y han sido documentadas en múltiples culturas usando múltiples métodos, más allá de cualquier duda razonable. Conclusiones Breves Las diferencias fundamentales en la fisiología reproductiva de los sexos favorecen deseos y percepciones distintas entre mujeres y hombres, dando lugar a una continua lucha o conflicto de intereses entre sexos (de ahí los divorcios). Este proceso no es necesariamente consciente y no necesariamente nos provee de felicidad o estabilidad social, pero tiene relevancia evolutiva y ha sido favorecido por la selección natural. El ambiente interactúa con las señales genéticas dando lugar a la plasticidad fenotípica o la variabilidad en tendencias culturales relacionadas con las relaciones sexuales o de pareja alrededor del mundo. Sin embargo, las mismas tendencias se observan a nivel global y temporal sugiriendo que existe un origen genético sujeto a presiones selectivas y cambios evolutivos en la selección de pareja sexual de hombres y mujeres. Las estrategias reproductivas tienen un fundamento genético y

por ende son universales. Estas estrategias son posiblemente un factor fundamental en el tejido de las sociedades humanas, y tienen una proporción considerable de instinto. Son las instrucciones básicas sobre nuestras preferencias reproductivas las que han moldeado las sociedades humanas a través de milenios. El hecho de ser seres moldeados por nuestros genes y la selección natural no nos hace menos, simplemente nos coloca en el lugar adecuado del universo. El hecho de que las relaciones de pareja estén definidas por estrategias evolutivas por el acceso a la calidad reproductiva y a incrementar la probabilidad de supervivencia de nuestra descendencia genética no rebaja las relaciones sentimentales de pareja a mecanismos fríos y automáticos, más bien nos da una perspectiva acertada sobre nuestra esencia como especie y sobre nuestra historia de supervivencia a través del tiempo. Pienso que la solución a todos nuestros dilemas está en vernos como en verdad somos, entendernos como primates sujetos a impulsos instintivos y moldeados por genes de trayectoria ancestral; sabernos sujetos a las mismas leyes y principios que el resto especies en el planeta, despojándonos de toda idea preestablecida sobre nuestro origen y naturaleza. Debemos tener la conciencia y la razón abierta a las ideas de la ciencia, es hora ya de empezar a descubrir el universo como es, y quizás, más importante, descubrirnos a nosotros mismos. Es decir, en palabras de nuestro querido Piero de Benedictis: “de lo irreal necesito siempre ir a lo real, de la oscuridad a la luz, de la muerte a la inmortalidad…”.

Curiosidades Científicas

Foto reportaje

Amplexus

s el abrazo nupcial de las ranas. Es el preludio necesario, previo a la puesta de huevos. Su expresión morfológica y etológica es el resultado del complejo trajinar de la evolución, y varía notablemente según las especies. En unas especies dura unos pocos minutos y en otras hasta meses. Los hay comunes como los de tipo axilar o inguinal, y los hay tan extravagantes como los cefálicos. Sobre estos últimos, las investigaciones en el Laboratorio de Herpetología de la PUCE revelan que hay al menos dos tipos de amplexus cefálicos en las ranitas venenosas de la familia Dendrobatidae. Estos dos tipos habrían evolucionado independientemente y convergentemente varias veces en la familia a partir de abrazos cefálicos, los cuales en su origen sirven para atacar a otros machos u otras hembras que invaden el terriotrio de un macho. Esta hipótesis científica novedosa reafirma el decir popular que “Del odio al amor hay un solo paso.”

Curiosidades Científicas

Texto y fotos: Luis A. Coloma

Amplexus axilar. Rana bocona de la costa (Ceratophrys stolzmanni)

Amplexus axilar. Sapo chocoano (Ollotis conifera)

Foto reportaje

Amplexus axilar. Tulumba (Bufo marinus)

Amplexus inguinal. Sapito de Guacamayos (Osornophryne guacamayo)

Amplexus axilar. Ranita chachi (Hypsiboas picturatus)

Amplexus cefálico. Ranita de la epibatidina (Epipedobates anthonyi)

Amplexus axilar múltiple. Ranita de Palmeras (Dendropsophus carnifex)

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Amplexus cefálico. Napipiripri (Ameerega parvula)

Curiosidades Científicas

Gente que hace historia

Mario J. Grijalva: un pionero

en la investigación de la Enfermedad de en el Ecuador

chagas

“Miro el pasado con inmensa alegría porque en tan pocos años (6) he podido hacer realidad uno de mis constantes sueños que ha motivado mi vida: poner la ciencia al servicio de la comunidad, puesto que los investigadores de la Enfermedad de Chagas son testigos Bioterio no se encuentra registrado en el Diccionario de la Real Academia Española de la Lengua; sin embargo, los biólogos lo conocen como el sitio físico especial dotado de extremas seguridades para el cuidado, alimentación y tratamiento ético de conejos, ratones, gallinas, palomas, etc. 1

Gente que hace historia

Por Leonardo Carrizo

l 24 de enero de 2008, se realizó la inauguración del BIOTERIO1 del Centro de Investigación de Enfermedades Infecciosas de la Universidad Católica. El mentalizador, gestor y ejecutor de este proyecto fue el Dr. Mario J. Grijalva. En esta inauguración, a la que fui invitado cordialmente, el Dr. Grijalva explicó al Sr. Rector de la PUCE, Manuel Corrales Pascual, y a otras autoridades, profesores y demás invitados, la génesis, el desarrollo y la proyección del CIEI y, por supuesto, del Bioterio. Mientra escuchaba su exposición, clara y elocuente, en mi mente no dejaban de resonar frases que, horas antes de esta ceremonia, Mario había pronunciado a propósito de la entrevista que mantuve con él, con el objetivo de publicar su perfil en la sección “Gente que hace historia” del 10.° número de la revista Nuestra Ciencia, que usted tiene en sus manos, amable lector.

Por Alberto Rengifo A. (arengifo@puce. edu.ec)

de primera fila de los problemas y de la situación de vida precaria en la que vive la gente. Estas experiencias dejan una huella profunda y crean la necesidad de trabajar a favor de estas personas, con el objetivo de tratar de mejorar su situación”. (Cfr., Mario Grijalva, “El estudio de la biología de las enfermedades tropicales”, Nuestra Ciencia , 6 (2004),

11-14).

Pero, ¿quién es este joven científico, alto, delgado, bien parecido, con marcados tonos grises en su cabello, que esconde sus ojos cafés tras unos pequeños lentes con marco de color plata, cuyo rostro, en el que sobresalen un bigote y una corta chiva, proyecta sinceridad, sencillez, pureza de ánimo? La respuesta la encontrará, gentil lector, en los párrafos siguientes. 71

Un niño apasionado por la naturaleza Mario, quiteño de nacimiento, que durante su infancia y juventud vivió en el barrio “La Floresta”, recuerda con emoción y nostalgia sus paseos hacia la hacienda que su familia tenía en Cayambe. Entornando los ojos, me dice: “todas la veces que podía iba a la hacienda; allí con los amigos o con los hijos de los trabajadores o, muchas veces, solo admiraba la naturaleza en su esplendor y la sentía palpitar en todo mi ser. Unas veces era simplemente advertir el viento, los árboles, las chilcas, el silencio dorado de los insectos; otras, mirar el vuelo rasante de las golondrinas, escuchar el croar de las ranas a lo largo del arroyuelo que circundaba la hacienda. Sí, realmente la naturaleza y sus misterios me sedujeron siempre”. Un joven montañista que conquistó cumbres Mario Grijalva Cobo es un “ex gabrielino”. De su vida por el colegio “San Gabriel” lo que más recuerda con emoción es el haber pertenecido al “Club de Andinismo”, creado y fortalecido por el “suco” Rivas S. J. “El montañismo –me aclara– fue mi gran aventura. Cada vez que me preparaba para ascender al Rucu-Pichincha, Cotopaxi, Cayambe, Ilinisas, mi corazón retumbaba de alegría. ¡Me preguntaba: ¿alcanzaré la cumbre, tendré las fuerzas para ascender y ascender sin desmayar? Esos años de andinismo fortalecieron mis músculos, pero en especial mi espíritu, porque aprendí que en la vida hay que fijarse metas altas, que la solidaridad es el vínculo de integración entre las personas, que hay vencer sin miedo los obstáculos que se presenten en el camino; que, a veces, es bueno renunciar a coronar una cumbre si de por medio está la vida del amigo o la seguridad de todo el equipo”.

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Un señor universitario que apuntó a la excelencia Después de graduarse de Bachiller de la República del Ecuador en el Colegio “San Gabriel”, ingresó en la Escuela de Ciencias Biológicas de la PUCE. “Era el sitio ideal –manifiesta– para satisfacer mis anhelos de aventura, ciencia y naturaleza. Fueron años de intenso y provechoso trabajo académico. Obtuve mi licenciatura bajo la dirección del Dr. Alberto Padilla, y, casi inmediatamente, fui a estudiar en a Universidad de Ohio. La coyuntura que posibilitó que yo fuera a esta universidad fue que por esa época vinieron profesores de la ‘Ohio University’ a ‘reclutar’ estudiantes. El Dr. Padilla fue mi contacto, y, después del papeleo respectivo, el 5 de enero de 1992, llegaba al Aeropuerto de Columbo, en pleno invierno, con dos maletas, una mochila y unos deseos inmensos de triunfar. Mi responsabilidad y dedicación dieron sus frutos porque a los seis meses de estar en esta universidad obtuve ya la beca completa, que se otorga en reconocimiento a la excelencia académica”. Luego de alcanzar su masterado en Inmunoparasitología y biología molecular, dio el gran paso y obtuvo su P. HD. Mario Grijalva había cumplido su sueño; pero en especial había logrado abrir las puertas para que otros estudiantes de la Escuela de Ciencias Biológicas de la PUCE sean recibidos con beneplácito y con muchas expectativas en la Universidad de Ohio. El pionero de la investigación de la enfermedad de chagas El Dr. Grijalva cuenta que sobre la Enfermedad de Chagas se enteró en Ohio. “Sucede –expone– que mi post doctorado lo hice en el Centro de Prevención y Control de Enfermedades perteneciente al Gobierno Federal de los Estados Unidos de Norteamérica, órgano rector de la salud pública de este país.

En el laboratorio del Dr. Edwin Rowland, se analizaba esta enfermedad presente en casi toda Latinoamérica. En el mapa de distribución de Chagas estaban marcados con colores más o menos intensos, según la persistencia de esta enfermedad, países como Colombia, Perú, Brasil, Venezuela; en el sitio del Ecuador, el color era blanco, lo cual significaba que no había información. Saltó mi curiosidad y me interesé sobre manera por investigar acerca de la Enfermedad de Chagas en mi país. Es así como en 1994, en una de mis primeras vacaciones en Ecuador, solicité a la Cruz Roja Ecuatoriana unas 10 muestras de sangre, las analicé “caseramente” y encontré que tres de las diez eran seropositivas; luego, se amplió la muestra a 200 y se concluyó que el 6 % tenía la Enfermedad de Chagas. ¿Qué hacer? La respuesta era obvia: presionar para que la CRE realice un verdadero tamiz en todo el Ecuador. Los esfuerzos continuos y la colaboración con los bancos de sangre permitieron que en 1999 se dictara una ley que obligara a “tamizaje” riguroso y científico de la Enfermedad de Chagas. Pero ahí no podía terminar nuestro empeño; era necesario investigar a fondo si esta enfermedad se encontraba en la población, dato que por cierto ya se lo sabía desde 1950, pero no existían informes reales sobre focos de transmisión o la cantidad de personas infectadas; por esto, presenté un proyecto a la Organización Mundial de la Salud; desgraciadamente, no obtuve respuesta. Busqué un socio estratégico en el Instituto Izquieta Pérez, organismo que delegó al Dr. José Racines, valioso científico y excelente persona, y con él empezamos a trabajar con todo tesón; infelizmente, el Dr. Racines murió de cáncer al colon el segundo año de estar trabajando en este proyecto. Volví, entonces, los ojos a mi ‘Alma Mater’, la PUCE; conversé con los doctores Laura Arcos Terán y Alberto Padilla, Gente que hace historia

les expuse mi proyecto, sus alcances y sus posibles frutos. La Dra. Arcos aceptó ser la ‘investigadora principal’. Prevalido de mi trayectoria académica y profesional, realicé las gestiones pertinentes y conseguí que se firmara un convenio de cooperación entre la PUCE y la Universidad de Ohio, a través de la Escuela de Ciencias Biológicas y del Instituto de Enfermedades Tropicales, respectivamente; de esta suerte, se creó el Laboratorio de Enfermedades Infecciosas.2 Todo lo que vino luego, tú lo conoces porque has sido un testigo ocular”. Sí, lo que sé es que ese espacio que, por bendita casualidad estaba desocupado en la planta baja del Edificio de la Escuela de Ciencias Químicas, se convirtió, en el transcurso de seis años, en un lugar al que se le dotó de excelentes equipos y en el que un personal serio, capacitado, labora silenciosa y tenazmente día tras día, “realizando investigación relacionada con entomología, zoología, arbovirología, epidemiología, desarrollo de diagnóstico molecular, sistemas de información geográfica y control de calidad de actividades de tamizaje de sangre” (Cfr., Grijalva, art. cit.). Lo que conozco es que gracias a esta investigación realizada en la población ecuatoriana se ha podido afirmar con certeza que la situación epidemiológica de la Enfermedad de Chagas en el Ecuador “está influenciada tanto por factores sociales como por factores biológicos y por tanto debe ser abordada de forma global, con un enfoque ecológico y molecular de todos los componente (parásito, rector, reservorio) sin olvidar que tenemos la responsabilidad moral de sumar esfuerzos para mejorar el nivel de salud y vida de las poblaciones afectadas por esta enfermedad”. (Cfr., Sofía Ocaña y Mario Grijalva, “La Enfermedad de Chagas y Tripanosoma cruzi: enemigos silenciosos,” 2 El LIEI a partir del año 2005 cambió su nombre por el de Centro de Investigación de Enfermedades Infecciosas (CIEI).

Gente que hace historia

Nuestra Ciencia, 8, (2006), 14).

Lo que he observado es que gracias al esfuerzo formidable de Mario y de su equipo de trabajo se han logrado aunar los esfuerzos del Instituto Nacional de Higiene, Servicio Nacional de Erradicación de la Malaria, Ministerio de Salud Pública, PLAN Internacional, Cruz Roja Ecuatoriana, entre otros organismos, para luchar denodadamente en contra de esta enfermedad que constituye un problema de salud pública tan importante como la malaria o el dengue.

El futuro de CIEI Cuando pregunto acerca del futuro del Centro de Investigación de Enfermedades Infecciosas, Mario cruza la pierna, su mano derecha acaricia por segundos su corta chiva y con un júbilo, que se demuestra por el brillo intenso de sus ojos y por la alegría que se refleja en su rostro, exclama: “¡Creo que un futuro promisorio! Todo está dado para que sea así: una infraestructura básica excelente, que se irá incrementado gracias a la ayuda de organismos nacionales e internacionales; pero, sobre todo, merced a la presencia de una nueva generación de investigadores y profesores que ha entendido que la investigación científica sólo tiene razón de ser cuando beneficia y mejora la cantidad y la calidad de vida del humilde caminante de los ‘chaquiñanes’3 de nuestro país”. ¡Hasta pronto! La ceremonia de inauguración del BIOTERIO está por comenzar; termina la entrevista a este científico ecuatoriano, ex alumno de la Escuela de Ciencias Biológicas de la PUCE, que en octubre de 2006 fue nombrado Director del Instituto de Enfermedades Tropicales de la Universidad de Ohio, que en julio de 2007 fue designado Co3 Chaquiñán: quichuismo usual en la Sierra, por atajo, sendero, camino en malas condiciones.

coordinador de la Red Mundial para el Centro de la Enfermedad de Chagas por la Organización Mundial de la Salud y que, además, es en la actualidad Director del Programa de Evaluación Externa del Desempeño en Bancos de Sangre en el Ecuador.4 Nos despedimos efusivamente con un hasta pronto, porque sabemos que, instantes más, instantes menos, nos volveremos a topar, y en silencio, sin aspavientos e, incluso, sin palabras, nos daremos ánimos para continuar cada uno en su andarivel respectivo haciendo lo que más nos gusta: él, investigando esta cruel Enfermedad de Chagas y fortaleciendo el CIEI, y yo, en mi día a día de MAESTRO, entusiasmando, motivando a todos los docentes, a los ex alumnos graduados de la Facultad, a que divulguen sus investigaciones a través de la palabra, de esa “simple palabra que arde en su propio fuego” (J.A. Buesa) y que nos permite entender que “la divulgación científica es una tarea en la que estamos involucrados todos, porque cada uno, a su modo y manera, debe contribuir para hacer de este mundo un sitio donde se pueda vivir con dignidad, un espacio seguro donde puedan jugar nuestros hijos y nietos y una biodiversidad que a la par que la protejamos nos acoja como sus hijos” (Cfr., Alberto Rengifo, Instantes de vida y ciencia, Quito, Hojas y signos, 2006, p. 78).

4 Necesitaría unas cuantas páginas más para tan sólo bosquejar su valioso curriculum vitae; como esto no es posible, me permito resaltar que el Dr. Grijalva es un prolífico escritor de artículos rigurosamente científicos así como de divulgación; ha asistido en calidad de científico expositor a innumerables conferencias, congresos, talleres. Desde 1999 hasta la fecha, mantiene su membresía en las siguientes organizaciones profesionales: Phi Beta Delta Honor Society for International Scholars, Sociedad Ecuatoriana de Microbiología, American Society of Tropical Medicine and Hygiene, Southeastern Society of Parasitologists.

Noti Ciencia

Bichos Por Rafael E. Cárdenas (recardenasm@yahoo.com) y Martín R. Bustamante (mbustamante@puce.edu.ec)

poder

www.biographica.com.ec

s una realidad: la mano e inteligencia humanas han alterado o han desaparecido poco menos de la mitad de las regiones naturales del mundo, y con ellas, millones de años de energía invertida en producir olores, perfeccionar colores, retocar formas, corregir errores …, inventarse nuevas rutas de vida. Los “bichos” son quizás el mejor ejemplo de esta incalculable inversión energética. Son abundantes y diversos, presentan las conductas de vida más complejas de la naturaleza, son completamente dependientes a lo que sucede en su entorno, y nadie sabe exactamente y a ciencia cierta cuál sería la consecuencia de una desaparición masiva de estos ignorados seres. Pero estos “bichos”, ¿quiénes son y qué hacen? ¿Por qué estudiarlos y por qué documentarlos? Empecemos por definir al sujeto. El diccionario en línea de la Real Academia Española de la Lengua precisa que la palabra “bicho” vie*A propósito de la reciente publicación del libro de fotografía: “Bichos: Una mirada a la macrodiversiad tropical” de Martín R. Bustamante y Rafael E. Cárdenas (noviembre 2007), los autores escriben una nota para Nuestra Ciencia y nos cuentan brevemente por qué es imprescindible que se realicen estudios sobre la funcionalidad ecológica y conservación de estas nobles criaturas: los bichos.

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ne del latín “bestius” que significa “bestia”, pues es la manera despectiva de referirse a un animal. En la antigüedad, filósofos, naturalistas y la Iglesia ordenaban de forma antropocéntrica y jerárquicamente a los animales según su parecido o cercanía con los seres humanos (por ejemplo, la “escala de la naturaleza platónica” y la “escala natural aristotélica”), por lo que insectos, arañas, anfibios, reptiles y otros animales del suelo, se encontraban en la base de dicho orden; se los consideraba

seres imperfectos, fríos, inferiores, de poca importancia: bestias. Con el “Sistema natural de clasificación” sintetizado y concluido por Carl von Linné en 1758 y la publicación de la Teoría del origen de las especies por medio de la selección natural propuesta por

Charles Darwin en 1859, este hecho cambió radicalmente, puesto que, desde entonces hasta la actualidad, se sigue intentando comprender cuál es la función e importancia de cada ser viviente sobre el planeta, sin desmerecer a ninguno. Noti Ciencia

Por Rafael E. Cárdenas

Noti Ciencia

Edward O. Wilson, reconocido científico y naturalista contemporáneo, en un artículo publicado en Conservation Biology en el año 1987, se refirió a los bichos invertebrados como “las pequeñas cosas que hacen andar al mundo”, y no exageraba pues se piensa que si éstos, de un momento a otro llegaran a desparecer, la vida sobre la Tierra podría soportar algo más de un par de meses: el planeta simplemente colapsaría. Aunque la importancia de estos seres sobre el funcionamiento de los ecosistemas ha resultado muy difícil de cuantificar, se conoce que sus roles en la mayoría de los casos podrían llegar a ser muy específicos siendo piezas clave que mantienen en pie a la biosfera, regulando desde la descomposición de materia orgánica de los ríos hasta la tasa de fructificación de una zona agrícola o natural. Control de plagas, fertilización de suelos, reutilización de detritos, son otras de sus funciones ecológicas vitales. La diversidad, abundancia y la infinidad de labores que cumplen estos esenciales seres son por lo tanto el reflejo directo del estado de salud del ambiente en el que habitan. En definitiva, los bichos son la fuerza Noti Ciencia

Por MartÌn R. Bustamante

Nombre científico: Bolbodimyia bicolor (Tabanidae); Bosque Protector Los Cedros, provincia de Imbabura, agosto 2007.

conocer la Tierra, desarrollarse junto a ella y venir moldeándola. En un permanente juego de azar con todos los seres vivos, la evolución ha venido poniendo a prueba caprichosas innovaciones y estrategias de supervivencia donde lo circunstancial ha sido lo determinante. Así, desde el Periodo PreCámbrico, hace 600 millones de años, han surgido formas vivientes capaces de adaptarse a casi todos los ambientes del planeta, en una explosión de vida difícil de superar por otros organismos: estas criaturas fueron testigos del surgimiento y ocaso de grupos de animales “avasallantes” y “sobresalientes” como los populares dinosaurios y grandes mamíferos. Los bichos han estado aquí por muchísimo tiempo y la mayoría de ellos seguirá el curso de la vida por estos parajes atestiguando, igual que “otros”, cómo de a poco nos estamos extinguiendo. Bibliografía consultada

Nombre cientÌfico: Rhaebo ceratophrys (Bufonidae); Cuenca del RÌo Curaray, agosto 2006.

que rige al mundo, el motor de los ecosistemas, las formas y colores más espectaculares, el máximo esplendor de la diversidad biológica, la quintaesencia de lo animal; de ahí la necesidad de estudiarlos, de ahí nuestra obligación de divulgarlos. Los bichos están entre las formas de vida más antiguas del planeta. Han tenido, literalmente, cientos de millones de años para

Benton, T. G., Solan, M., Travis, J. M. J. y Sait, S. M. 2007. Microcosm experiments can inform global ecological problems. Trends in Ecology and Evolution, 22: 516–521. Papavero, N., Llorente-Bousquets, J. y Abe, J. M. 1997. Fundamentos de biología comparada (a través de la Teoría Intuitiva de Conjuntos), Vol. I. De Platón a Haeckel. 1ra edición, Universidad Nacional Autónoma de México, México. Wilson, E. O. 1987. The little things that run the world (the importance and conservation of invertebrates). Conservation Biology, 1: 344–346.

Noti Ciencia

Cumplimiento del plan estratégico (2001) de la Escuela de Ciencias Biológicas

Por Laura Arcos Terán (larcos@puce.edu.ec)

C Introducción

omo Directora de Ciencias Biológicas, en junio de 2001, presenté a las autoridades de la Universidad la planificación estratégica de la Unidad, que fue producto de varias reuniones de profesores y autoridades internas. La Escuela era consciente de sus fortalezas al contar con una planta de profesores con doctorados y maestrías obtenidos en el exterior en diferentes especializaciones de las Ciencias Biológicas; la mayoría de ellos con dedicación a tiempo completo, lo que había permitido la elaboración y ejecución de proyectos. La presencia de profesores especializados facilitaba además la adquisición de equipos a través de proyectos y gestiones personales para los diferentes laboratorios de investigación. Igualmente, la planta física que dispone la Escuela de Ciencias Biológicas conjuntamente con su Estación Científica en el Yasuní ofrecía oportunidades para un desarrollo armónico a sus necesidades científicas y académicas. A esto se añadía los fondos económicos ofrecidos por la PUCE para la investigación, lo cual creaba un sentido positivo en los profesores investigadores y una confianza mayor en el exterior. Se reconocía, además, que los licenciados en Ciencias Biológicas formados en nuestra Universidad han obtenido títulos superiores en universidades

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extranjeras de prestigio, gracias a su buena formación académica. Objetivos En las reuniones de profesores, luego de una detenida reflexión, se establecieron cuatro objetivos fundamentales: fortalecer la investigación científica, fortalecer la excelencia académica, fortalecer el desarrollo de los servicios y fortalecer el desarrollo de la Estación Científica Yasuní. Cumplimiento de los objetivos 1. Fortalecer la investigación científica Para ello se consideraron como estrategias presentar el mayor número de proyectos a organizaciones nacionales y extranjeras, constituir grupos de investigación en cada una de las áreas desarrolladas, establecer lazos de cooperación con empresas, organizaciones no gubernamentales y promocionar la Escuela de Ciencias Biológicas. En cuanto a políticas, se pretendía tratar de obtener proyectos que financien un complemento de las remuneraciones de los profesores-investigadores, equipamiento de los laboratorios y proporcionen becas para estudiantes de disertación o tesis y la presencia de personal que promocione la Escuela de Ciencias Biológicas. Considero que se han cumplido tanto las estrategias como las políticas arriba presentadas, de manera que en el 2006-2007 (junio 2007), la Escuela de Ciencias Biológicas operaba 113 proyectos de investigación en las diferentes áreas y que dentro de un mismo laboratorio varios proyectos,

financiados por diferentes fuentes, complementaban la investigación principal del laboratorio en cuestión. Determinados puntos de las políticas, que estaban fuera de las posibilidades de la Facultad y dependían de políticas generales institucionales, no se aplicaron, como el establecimiento de un escalafón de profesores y la contratación de profesionales solamente dedicados a la investigación. 2. Fortalecer la excelencia académica de la escuela Las estrategias se fundamentaban esencialmente en crear una biblioteca de revistas científicas, auspiciar la publicación de libros y artículos de profesores en revistas, auspiciar la asistencia a congresos, simposios, seminarios, pasantías en centros de investigación. Fortalecer los museos de invertebrados y de vertebrados, así como también el Herbario Internacional. Fortalecer los laboratorios de prácticas de estudiantes. Las políticas consistían en obtener y destinar fondos económicos para suscripciones a revistas científicas, para la edición y publicaciones de libros y artículos, para asistencia de los profesores a congresos, simposios, seminarios, pasantías, para equipamiento de los laboratorios de investigación y compra de materiales fungibles, así como crear fondos para el mantenimiento de las colecciones de los museos y del Herbario. Gracias a gestiones de la Escuela de Ciencias Biológicas se ha construido un Centro de Documentación y se han obtenido libros y publicaciones para el mismo; así como se han auspiciado publicaciones que

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han permitido dar a conocer mejor nuestra Escuela. Han crecido las colecciones de los museos y del Herbario y se ha incrementado su infraestructura con armarios compactos y con la elaboración de bases de datos actualizados y dentro de sistemas internacionales. Se han obtenido fondos que han permitido fortalecer los laboratorios de estudiantes. Los profesores han asistido a congresos ya sea con auspicio internacional o de sus proyectos o directamente a través de la Universidad que ha facilitado los viajes al exterior y la estadía. Entre las estrategias se pensaba tener una cooperación con universidades de AUSJAL para docencia e investigación, esto no se ha realizado. Entre las políticas se pedía la creación de curadores de los museos y del herbario, como cargos administrativos. Se tienen los curadores nombrados internamente para la representación de los museos y del Herbario, mas no como puestos administrativos de la PUCE. Considero que se ha cumplido plenamente con este segundo objetivo. 3. Fortalecer el desarrollo de servicios Como estrategias se pensó constituir un Centro de Servicios en Nayón y dar a conocer al país los servicios que se pueden ofrecer. Como política se pretendía establecer una promoción eficaz. Se han dado servicios en biotecnología, genética y estudios de impacto ambiental. No se constituyó el Centro en Nayón, pues fue necesario cortar determinadas líneas de servicio que en un principio fueron exitosas. 4. Fortalecer el desarrollo de la estación científica yasuni Las estrategias se referían a tener mayor número de convenios y proyectos de investigación con universidades o institutos de investigación del exterior. Priorizar proyectos en los que haya una participación directa de profesores y estudiantes de la Escuela de Ciencias Biológicas. Brindar facilidades para que estudiantes extranjeros realicen prácticas en la Estación Científica Yasuní con sus propios tutores o personas de la Escuela. Promocionar la Estación dentro de la PUCE. Las políticas consistían en reestruc-

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turar la infraestructura básica y gestionar fondos para su mantenimiento. La Estación Científica fue completamente reestructurada desde el 2001 hasta el 2006, en intervalos, en parte con fondos gestionados por profesores de nuestra Escuela, por la Fundación Yasuni y por la PUCE. Sus instalaciones son magníficas y posiblemente es la mejor Estación de la Amazonia. Es necesario pasar a una nueva etapa de funcionamiento de la Estación a fin de atraer a mayor número de proyectos de investigación, mayor número de visitantes y controlar los gastos. Se ha constituido, en días recientes, un Comité de Seguimiento presidido por el señor Vicerrector.

Conclusiones Como Decana de la Facultad, considero que la Escuela de Ciencias Biológicas ha cumplido en un 85% los objetivos planificados, así como las estrategias y políticas aplicadas. Hay todavía bastante por hacer, pero consideramos que existe ante todo un excelente personal que permite un desarrollo académico y científico y la constitución de grupos de investigación a través de proyectos, que ofrecen una dinámica verdaderamente digna de elogio. Esto no quiere decir, que no hayamos tenido, a lo largo de estos años, tropiezos lamentables que han sido superados con el apoyo de las autoridades y del grupo de profesores. (Quito, marzo de 2008).

Proyectos (2006-2007) : 113 Financiados por la PUCE 44 Proyectos a largo plazo (trabajos en PUCE) 2 Proyectos con fondos SRI 25 Fondos externos nacionales (FUNDACYT, CONESUP, empresas nacionales o extranjeras radicadas en el País) 16 Por relaciones investigativas sin que ingresen fondos específicos a la PUCE 2 Auspicio internacional 15 Cooperación internacional sin que ingresen fondos a la PUCE 9 113 (Proyectos presentados a SENACYT y aprobados en el 2006

Publicaciones (2006-2007) : 58 En revistas internacionales 27 En prensa, revistas internacionales 4 En congresos internacionales 3 En revistas nacionales 6 En congresos o reuniones nacionales 6 En revistas de difusión nacional 7 Libros (con fondos del impuesto a la renta) 3 Material de difusión (afiches y video) 2 58 La revista Nuestra Ciencia ha mantenido su continuidad durante 10 años ininterrumpidos; precisamente, este décimo número pertenece a mayo de 2008. Asistencia a eventos nacionales e internacionales (2006-2007): 67 La Facultad y la PUCE siempre han dado importancia a la asistencia por parte de los profesores a congresos, simposios especializados, sobre todo si la participación auspicia la presentación de los propios trabajos de investigación. Eventos realizados en el exterior 32 Eventos realizados en el país (sin contar invitaciones a conferencias) 35 67