Cocotero in vitro: biotecnología mexicana de impacto global
Por Marytere Narváez
Mérida, Yucatán. 23 de enero de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- La producción natural de cocotero (Cocos nucifera) ha disminuido de manera considerable en los últimos años, paralelamente al aumento de la demanda en el mercado global por sus productos y sus aplicaciones, entre las que destacan el agua de coco, el aceite virgen de coco y el diesel de coco. Ante este panorama, el cultivo de cocotero in vitro se presenta como una importante estrategia en la industria internacional, con el respaldo de 20 años de trabajo en el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY), centro público de investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
La estrategia de trabajo original del grupo de cocotero estuvo orientada a investigar la enfermedad del amarillamiento letal, con el fin de entenderla mejor y desarrollar una mayor cantidad de herramientas para enfrentarse a ella. A partir de esto inició la búsqueda de material resistente y el desarrollo de la técnica de la micropropagación, la cual inició en el CICY en colaboración con grupos de Inglaterra y Francia durante la década de los noventa. Tras la culminación de los proyectos iniciales, los laboratorios europeos fueron cerrados, mientras que la institución mexicana continuó sus investigaciones y actualmente es la única en el mundo que opera esta tecnología de manera altamente eficiente, incluyendo una gran lista de investigadores entre los que destacan Carlos Oropeza Salín, Luis Sáenz Carbonell y Daniel Zizumbo Villarreal.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Carlos Oropeza Salín —investigador del CICY y miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI)— señaló que cerca de 12 millones de hectáreas de cocotero se cultivan en el mundo, donde tres países: Filipinas, Indonesia y la India aportan 72 por ciento de la producción, donde México se ubica entre los diez primeros sitios. Con un total de 150 plantas por hectárea en nuestro país, existe un total aproximado de dos mil millones de plantas, que en su mayoría son viejas y muy altas, factor que disminuye su productividad.
En los últimos cuarenta años, la producción ha disminuido de 200 mil hectáreas a 80 mil hectáreas por motivos asociados a plagas, enfermedades, así como por la producción de nuevos cultivos en donde antes se producía cocotero. Por otro lado, en los últimos años en algunas zonas del país —como Colima y Guerrero— ha habido productores interesados en convertir cultivos como la caña de azúcar en cultivos de cocotero, lo que implica que el potencial de superficie para sembrar coco en el país está cercano a las 300 mil hectáreas.
Rentabilidad y explotación comercial
De acuerdo con Oropeza Salín, todas las partes del cocotero —de la palma la madera y las hojas, y del fruto la fibra, la pulpa, la concha y el agua— tienen una utilidad en la vida de los seres humanos para fabricar cientos de productos, de los cuales muchos son tradicionales. Uno de los elementos de mayor uso de la planta es la fibra, que se utiliza como sustrato en lugar de tierra y como contenedor de macetas. Asimismo, el aceite ha tenido un uso histórico por empresas de jabones. De la concha se obtiene el carbón activado que tiene la propiedad de pegar compuestos y es usado en la industria para pegar tóxicos. El agua de coco, productos de la leche de coco, azúcar de coco, diesel de coco, compuestos químicos derivados para la industria petrolera e inclusive autopartes son algunos de los principales usos.
El agua de coco es una nueva industria con un crecimiento acelerado e impacto económico mundial. El agua de coco envasada se ha producido desde décadas atrás en Asia sin que hubiera tenido mucho éxito, pero el crecimiento repentino de la producción en Brasil repercutió en la escala mundial.
Agua de coco en Brasil
El principal productor de agua de coco en el mundo es la compañía Pepsico, tras adquirir la empresa brasileña Aguacoco. La compañía Coca-Cola también produce agua de coco como parte de sus estrategias para desplazarse hacia bebidas menos dañinas, ya que en informes recientes, como el Sanford C. Bernstein, puede observarse que ambas compañías han perdido posición en el mercado. En Estados Unidos, el agua de coco constituye tres por ciento del mercado de la Coca-Cola, la cual representa 50 por ciento del mundo en total de refrescos. Sin embargo, la producción de agua de coco de Dr Pepper ha tenido el crecimiento más exitoso en los últimos años.
Venta de agua de coco
La leche de coco es un material que sustituye la leche de vaca en todos sus productos clásicos como leche pasteurizada, helados, paletas y yogur. La leche se obtiene de la copra, es decir, la carne fresca que se ralla y se prensa, pero también contiene aceite virgen y elementos que la vuelven un aceite virgen complementado.
“Entre las propiedades del aceite virgen del coco están los ácidos grasos de cadena mediana, que pueden ayudar a reducir el peso, y 50 por ciento de ácido láurico, un antimicrobiano muy poderoso que en la leche humana se encuentra en seis por ciento”, señaló el investigador.
Desde el punto de vista económico, el aceite de coco industrial tiene un alto valor: en Estados Unidos un litro de aceite virgen se cotiza al equivalente de 250 pesos mexicanos, en promedio, mientras que en el mercado nacional el precio no rebasa los 15 pesos.
“A cierto sector le interesa mucho, porque aparte de consumirlo como alimento tiene mucho mercado en la aplicación sobre la piel, su rápida absorción es útil para masajes, ustedes ponen aceite de coco y en cuestión de minutos ya no se siente porque se absorbe y en este proceso adquiere sus propiedades como si se estuviera tomando”, señaló Oropeza Salín.
En Indonesia hay una ganancia de 700 dólares por hectárea por la producción de copra, pero si además se produce azúcar se obtienen 11 mil dólares por hectárea, debido a que es un producto con alto valor agregado.
El azúcar de coco se obtiene de la inflorescencia —una especie de lanzas que se abren donde aparecen las flores—, de tal forma que antes de que se abran son amarradas y jaladas poco a poco a lo largo de tres días hasta quedar prácticamente de manera horizontal. Cuando se corta, brota la savia con 15 por ciento de azúcar.
“¿Qué es importante de este azúcar? Este no es cualquier azúcar ya que tiene un índice glucémico bajo, lo que significa que cuando uno lo toma no aumenta el azúcar en la sangre y esto es importantísimo para la salud”, apuntó el investigador.
El diesel de coco es un biodiesel cuya cualidad radica en que, debido a su composición de ácidos grasos, tiene un alto valor de número de cetano, un parámetro equivalente al octanaje, que indica su facilidad para la combustión.
“Como hace muy fácil combustión cuando está presente en un motor, ya sea al 100 por ciento o mezclado con diesel, al momento de encenderlo se hace eficiente. Normalmente cuando no hay este aditivo o un diesel de coco, el motor toma unos minutos para calentarse y es en ese periodo cuando el coche, aun cuando es nuevo, genera contaminantes”, comentó el investigador.
En Filipinas existe una industria dedicada a producción de diesel de coco que se utiliza como un aditivo de dos a cinco por ciento, con lo que la contaminación ha disminuido de manera considerable en 77 por ciento de acuerdo con el Informe de Bradley.
En el municipio de San Crisanto, Yucatán, el CICY ha colaborado con un grupo de mujeres en la capacitación para obtener aceite virgen, leche de coco y productos derivados fáciles de preparar, como crema para la piel con o sin filtro solar y azúcar, con importantes ganancias debido a la gran cantidad de clientes que prefieren la calidad de este producto. Para Oropeza Salín, la importancia radica en el fortalecimiento de la economía familiar, la educación y el impulso a la comunidad en un contexto en el que existe un alto grado de erosión.
Amenazas latentes
Los principales problemas en el cultivo de coco son las enfermedades como el amarillamiento letal, que desde su aparición en 1978 acabó con todas las plantas que había en la región sureste. El escarabajo conocido como “picudo” infecta con sus larvas las plantas de coco y se encuentra en casi todo México, además de la poca actividad agrícola y las prácticas culturales inexistentes para aprovechar los frutos y la cadena productiva desintegrada en Yucatán.
“El principal problema es que en los próximos años la producción de cocotero va a caer. Un grupo de Filipinas, el principal país productor, vino hace algunos años para solicitar nuestro apoyo técnico por una tecnología llamada micropropagación, con el objetivo de producir una gran cantidad de plantas, ya que sin esto no será posible resembrar y las consecuencias serán irreversibles”, señaló Oropeza Salín.
En México, la inversión en ciencia y tecnología y el esquema de clúster entre el sector productivo, industrial y gobierno genera un ecosistema de trabajo único y favorable para el desarrollo de cocotero. De acuerdo con las investigaciones del CICY, la producción de semillas puede derivarse de la producción natural, a través de la identificación de plantas resistentes al amarillamiento letal, presentes en sitios específicos, conservadas y utilizadas para producir semilla en viveros, así como mediante la forma biotecnológica a través de la micropropagación.
Propagación clonaria
El cocotero es una planta recalcitrante y sus células tienen la capacidad de ser totipotenciales, es decir, pueden desdiferenciarse y ser tomadas como células madre, de tal forma que todas las plantas tienen la característica de poder generar otras plántulas a partir de células que no son sexuales sino somáticas.
Luis Sáenz Carbonell, director de la Unidad de Biotecnología del CICY y miembro nivel II del SNI, señaló que para esto requiere de un proceso largo y de varios pasos. Para empezar, se toma un pedazo de tejido de la planta y se cultiva un medio con nutrientes específicos y hormonas vegetales para generar estructura llamada callo embriogénico.
“El callo es una estructura desorganizada que se forma a partir de un explane —el tejido inicial del coco del cual se van a formar después las plantas— que puede ser la plúmula del embrión cigótico o la inflorescencia inmadura de la planta de cocotero. Las características del callo permiten que tenga un potencial embriogénico a partir del que se formarán las plántulas”, expuso Sáenz Carbonell.
De acuerdo con Oropeza Salín, cada parte del callo embriogénico es importante ya que, aunque en apariencia no tenga una forma definida, actúan como sus órganos. Mientras que en cada fruto o semilla hay un embrión, del callo embriogénico brota una gran cantidad de embriones que se convertirán en plantas.
Para el callo embriogénico lo más importante es la concentración del regulador de hormonas. Una vez que se forma, se pasa a otro medio de cultivo con otras condiciones y desarrolla embriones somáticos, equivalentes a un embrión cigótico. Cuando germinan se forman las plántulas con condiciones de nebulizador e invernadero en un proceso que dura tres semanas bajo una cubierta que permite la entrada parcial del aire seco, tras lo que están listas para colocarse en bolsas y crecer.
Los investigadores señalaron que el proceso completo tiene una duración de año y medio a dos años, y un mismo callo de un solo explante puede generar miles de callos después de varios ciclos.
“Si tienes mil callos de un solo explante y cada callo te da ocho embriones puedes tener ocho mil plantas de una sola planta, de ahí viene el nombre propagación clonaria, pero eso ocurre solo después de varios ciclos y en cocotero lleva un poco más de tiempo que en otros cultivos”, señaló Sáenz Carbonell.
Una vez finalizado el proceso, las nuevas plantas pueden sembrarse en el campo y funcionan como una planta normal de coco. “Esta es una tecnología que puede ser fundamental para enfrentar el principal problema, es decir, el requerimiento de plantas nuevas para renovar lo que existe de superficie e incrementarla”, apuntó Oropeza Salín.
Los investigadores del CICY realizaron un protocolo de propagación clonada eficiente de cocotero en el medio de cultivo adecuado para la propagación del cocotero que implica condiciones de temperatura, de tiempo entre estadios y sus diferentes componentes y reguladores de crecimiento. De acuerdo con Sáenz Carbonell, en lugar de generar la patente, el protocolo se conserva en secrecía, ya que esta evita la replicación de un proceso que es altamente artesanal.
“Fue un logro de más de veinte años de investigación y actualmente estamos en la fase de escalamiento para la propagación masiva que tendrá lugar en gran medida en la biofábrica del CICY ubicada en el Parque Científico y Tecnológico de Yucatán”, apuntó Sáenz Carbonell.
Híbridos, tejido de embrión y tejido floral
Con el objetivo de mejorar la resistencia de las plantas, producir una gran cantidad de frutos de buen tamaño y obtener buena carne, se cruzaron 12 híbridos provenientes de México (seis) y de África (seis). Los mejores resultaron ser dos mexicanos y dos extranjeros, uno de los cuales resultó de particular interés debido a que conjuga la resistencia al amarillamiento letal tanto del padre, proveniente de África, como de la madre —que es la que recibe el polen— proveniente de México.
“Eso lo hace muy especial porque si llega a entrar el patógeno de África a México podría matar las plantas que hay que son resistentes a nuestros patógenos, pero si tenemos este híbrido que tiene capacidad de defenderse tanto del patógeno de acá como del de allá, puede ser un tipo de planta resistente pero de una categoría especial, muchísimo más importante”, apuntó Oropeza Salín.
Los híbridos de cocotero con que cuenta el CICY no se pueden multiplicar a través de la técnica de embrión, sino a través de la técnica del tejido floral. La diferencia entre estas radica en que en el tejido de embrión lo mejor que puede lograrse es cruzar buenos padres y tener buenas semillas de las que se tomará el tejido, pero no existe certeza sobre el comportamiento del nuevo individuo.
La ventaja adicional del tejido floral es que permite seleccionar plantas adultas productivas que se defienden bien de las enfermedades y que tienen como resultado plantas genéticamente iguales, y esta técnica es una de las principales innovaciones del grupo de investigación radicado en Yucatán.
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