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Revista Chapingo. Serie horticultura

On-line version ISSN 2007-4034Print version ISSN 1027-152X

Rev. Chapingo Ser.Hortic vol.23 n.2 Chapingo May./Aug. 2017

http://dx.doi.org/10.5154/r.rchsh.2016.05.014 

Articles

Distribución, caracterización eco-climática y zonas potenciales de cultivo del zapote mamey en México

Carlos Alberto Núñez-Colín1  * 

Irán Alia-Tejacal2 

Juan Manuel Villarreal-Fuentes3 

Diana Escobedo-López4 

Jesús Rubén Rodríguez-Núñez1 

Vicente Peña-Caballero1 

1Universidad de Guanajuato, Programa de Biotecnología. Mutualismo núm. 303, Col. La Suiza, Celaya, Guanajuato, C. P. 38060, MÉXICO.

2Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Ciencias Agropecuarias. Av. Universidad núm. 1001, Cuernavaca, Morelos, C. P. 62210, MÉXICO.

3Universidad Autónoma de Chiapas, Facultad de Ciencias Agrícolas. Entronque carretera Costera y Pueblo de Huehuetán, Huehuetán, Chiapas, C. P. 30660, MÉXICO.

4Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Bajío. Carretera Celaya-San Miguel de Allende km. 6.5, Celaya, Guanajuato, C. P. 38110, MÉXICO.

Resumen:

El zapote mamey (Pouteria sapota H. E. Moore & Steam) es un frutal tropical nativo de México con características organolépticas y nutrimentales que son de interés comercial. El presente estudio tuvo como objetivo generar mapas de la distribución geográfica natural y eco-climática donde se desarrolla el zapote mamey (Pouteria sapota H. E. Moore & Steam) en México y modelar las zonas potenciales de acuerdo con el cambio climático estimado para 2050. El modelo de distribución natural mostró que esta especie se encuentra en la mayoría de las zonas tropicales y algunas subtropicales de México. Esta especie se desarrolla en tres regiones eco-climáticas diferentes (dos tropicales y una subtropical) de climas: Aw (península de Yucatán), Am (Golfo de México) y A(C)(m) (norte del Golfo de México y costa del Pacífico). El modelado de las zonas adecuadas de adaptación climática mostró que 15, de 32 entidades de México, tienen potencial para cultivar zapote mamey; además, en el escenario de cambio climático global, se pronostican efectos benéficos en la adaptación de esta especie considerando la identificación de al menos ochos estados más con posibilidades favorables.

Palabras clave: Pouteria sapota (Jacq.) H. E. Moore & Steam; Sapotaceae Juss.; Sistemas de Información Geográfica; modelación climática; frutales tropicales

Introducción

La familia Sapotaceae Juss. comprende árboles y arbustos tropicales, en ella se encuentran especies de interés (Popenoe, 1934). En México, esta familia está representada por cinco géneros y 38 especies (Newman, 2008). Dentro de las especies de esta familia destaca el zapote mamey (Pouteria sapota H. E. Moore & Steam) por la importancia económica de sus frutos, los cuales se consumen principalmente en fresco y son apreciados por sus características sensoriales (Pennington & Sarukhán-Kermez, 2005). Al parecer, esta especie es originaria del sur-sureste de México y de zonas bajas de Centroamérica. Actualmente, se cultiva en varias zonas tropicales: Estados Unidos (específicamente en Florida), México, Belice, Guatemala, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Panamá, Colombia e islas del Caribe; además, existe interés en cultivarla en Australia, Israel, Filipinas, Vietnam, España y Venezuela (Balerdi & Crane, 2015).

En México, para 2014, se reportan 1,651 hectáreas sembradas con esta especie en 15 estados del país y una producción total de 17,586 t de fruta. Yucatán, Guerrero, Chiapas y Michoacán destacan por su superficie cosechada y su producción (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera , 2015).

Alia-Tejacal et al. (2007) reportan las bondades nutrimentales que presenta esta especie destacando su elevado contenido de vitaminas (especialmente la vitamina A y C), aminoácidos esenciales y minerales (sobresaliendo Ca y K). También contiene carotenoides (3.7 mg∙100 g-1 de peso fresco de beta caroteno) y fenoles (646 mg∙kg-1 de peso fresco); ambos, debido a su capacidad antioxidante, podrían asociarse con la prevención de algunas enfermedades crónicas (Alia-Tejacal, Soto-Hernández, Colinas-León, & Martínez-Damián, 2005; Alia-Tejacal et al., 2007).

En México, el zapote mamey, que es de polinización cruzada, se propaga por semilla generando variabilidad genética amplia, lo que dificulta su comercialización debido a que no hay homogeneidad en la producción ni en la calidad de la fruta (Villarreal-Fuentes, Alia-Tejacal, Hernández, Pelayo-Zaldivar, & Franco-Mora, 2015). Adicionalmente, su cultivo en el país no ha mejorado ni ampliado su superficie; además, se desconoce su potencial productivo, en particular la disponibilidad de los acervos genéticos asociados con su productividad (Villegas-Monter & Granados-Friely, 2012).

Para hacer una planificación sobre el resguardo y colecta de germoplasma del zapote mamey, así como su evaluación, es importante conocer su distribución y sus diferentes variaciones climáticas donde se desarrolla e identificar las zonas potenciales de cultivo y la posible variación de dichas zonas debida al cambio climático (Zagaja, 1988). Todo esto puede obtenerse utilizando diversos métodos de Sistemas de Información Geográfica (SIG) (Guarino, Jarvis, Hijmans, & Maxted, 2002; Hijmans, Guarino, & Mathur, 2012; Jones, Guarino, & Jarvis, 2002; Núñez-Colín & Goytia-Jiménez, 2009; Scheldeman & van Zonneveld, 2011).

Para el caso del zapote mamey no hay estudios especializados sobre el tema y la información de su distribución es dispersa; por ello, la presente investigación tuvo como objetivo generar mapas de la distribución geográfica natural y eco-climática donde se desarrolla el zapote mamey (Pouteria sapota H. E. Moore & Steam) en México y modelar las zonas potenciales de acuerdo con el cambio climático estimado para 2050. Lo anterior mediante SIG.

Materiales y métodos

Las fuentes de información para los análisis de gabinete fueron: datos de pasaporte de los proyectos registrados en la base de datos SNIB-CONABIO (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, 2015; Cuadro 1), Tropicos.org (Missouri Botanical Garden, 2015; 63 datos de pasaporte) y datos climáticos óptimos de zapote mamey registrados en la base de datos de la FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2007).

Cuadro 1 Proyecto y fuente de los datos de pasaporte de Pouteria sapota (Jacq.) H. E. Moore & Steam de la base de datos SNIB-CONABIO, México, utilizados en el análisis SIG. 

Proyecto Fuente Cita del proyecto Número de datos usados
AA002 AA002 E008 K004 P026 Lorea-Hernández, F., Peredo, M., & Durán, C. (2014). Actualización de las bases de datos del Herbario XAL. Fase III. (Base de datos SNIB-CONABIO proyecto AA002). Ciudad de México: Instituto de Ecología, A. C. 34
AA007 AA007 L282 Contreras-Jiménez, J. L. (2005). Actualización e incremento de la base de datos del Herbario de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. (Bases de datos SNIB-CONABIO proyectos No. AA007 y L282). Ciudad de México: Benemérita Universidad Autónoma de Puebla DIHMO. 4
AC002 AC002 Zamora-Crescencio, P., Sánchez-González, M. C., & Aragón-Axomulco, L. (2005). Formación del banco de datos del herbario (UCAM). (Bases de datos SNIB-CONABIO proyecto No. AC002). Ciudad de México: Universidad Autónoma de Campeche. Centro de Investigaciones Históricas y Sociales. 2
AE013 Q047 Panero, J. L., & Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (2003). Catálogo electrónico de especímenes depositados en el Herbario de la Universidad de Texas en Austin, Fase IV. (Bases de datos ejemplares mexicanos, SNIB-CONABIO proyectos No. AE013, V057, V007 y Q047). Ciudad de México: The University of Texas. 1
AE019 AE019 Toledo-Manzur, V. M. (2005). Potencial económico de la flora útil de los cafetales de la Sierra Norte de Puebla. (Bases de datos SNIB-CONABIO proyecto No. AE019). Ciudad de México: Universidad Nacional Autónoma de México. 1
B002 B002 Navarro-Sigüenza, A. G., & Meave-de Castillo, J. A. (1998). Inventario de la biodiversidad de vertebrados terrestres de los Chimalapas, Oaxaca. (Bases de datos SNIB-CONABIO. No. B002). Ciudad de México: Universidad Nacional Autónoma de México. 167
BC002 T031 Cuevas-Sánchez, J. A. (2006). Computarización de la base de datos del Banco Nacional de Germoplasma Vegetal - Fase 2. (Bases de datos SNIB-CONABIO proyectos No. BC002 y T031). Ciudad de México: Universidad Autónoma Chapingo. 7
BC007 BC007 Fernández-Nava, R., Reyes-Toledo, B., & Casales-Gómez, M. (2007). Computarización del Herbario ENCB, IPN. Fase IV. Base de datos de la familia Pinaceae y de distintas familias de la clase Magnoliopsida depositadas en el Herbario de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas-IPN. (Bases de datos SNIB-CONABIO proyectos No. BC007). Ciudad de México: Instituto Politécnico Nacional. 11
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Se llevaron a cabo dos diferentes análisis basados en SIG. El primero se realizó con el programa Floramap 1.03 (Jones & Gladkov, 1999), con el cual se elaboraron mapas probabilísticos de su distribución, tanto general como de las diferentes regiones climáticas donde se desarrolla el zapote mamey; esto basado en la construcción de un dendrograma de accesiones que se desarrollan en distintas zonas climáticas. El método usado para la construcción del dendrograma fue el de varianzas mínimas de Ward (Ward, 1963). Los mapas de probabilidad se calcularon sin ponderación; es decir, todos los coeficientes de las variables climáticas evaluadas fueron iguales a uno. La transformación de los datos de precipitación, para equipararlos con la escala de temperatura, se hizo con el Poder A de la lluvia (Rain power A transform; Jones & Gladkov, 1999) con coeficiente de 0.5. Además, se utilizaron seis componentes principales que explicaron 95.52 % de la varianza total (Jones & Gladkov, 1999; Jones et al., 2002). Todos los mapas probabilísticos de Floramap se obtuvieron con probabilidad mínima de 75 % de localizar cada especie.

El segundo análisis se realizó con el paquete DIVA-GIS versión 7.5 (Hijmans et al., 2012). Se consideraron dos escenarios para construir un modelo de zonas climáticas adecuadas para el zapote mamey. En el primero, denominado zonas potenciales actuales (ZPA), se utilizaron los datos reales acumulados de 50 años (1950-2000) tomados de la base de datos climáticos Worldclim (WC) (Hijmans, Cameron, Parra, Jones, & Jarvis, 2005). En el segundo, nombrado zonas potenciales futuras (ZPF), se modelaron datos considerando el doble de la concentración de CO2 atmosférico para simular el cambio climático mundial, empleado en el modelo CCM3 (Govindasamy, Duffy, & Coquard, 2003).

Ambos modelos se compararon para localizar las zonas más adecuadas para establecer bancos de germoplasma in vivo, huertas madre y parcelas de evaluación de zapote mamey; para ello, se utilizó el modelo de adaptación eco-climática Eco-Crop (Hijmans, Guarino, Cruz, & Rojas, 2001; Hijmans & Graham, 2006). Además, para este análisis se emplearon mapas con división política y con regiones biogeográficas de México (Figura 1) descritas por Morrone (2005). Estos análisis sólo toman en cuenta datos climáticos relacionados con la temperatura y la precipitación, pero no consideran otros factores como el viento o el suelo (Jones et al, 2002; Hijmans et al., 2012).

Figura 1 Zonas biogeográficas de México de acuerdo con Morrone (2005)

Resultados y discusión

Distribución natural

El zapote mamey en México, de acuerdo con las bases de datos consultados, se encontró distribuido en la costa del Pacífico, desde el sur de Sinaloa hasta Chiapas, y en la costa del Golfo de México, desde Tamaulipas hasta Tabasco; así como en la península de Yucatán, Morelos, sur de Guanajuato, sur del estado de México, sur de Puebla, oriente de San Luis Potosí, y norte de Hidalgo y Querétaro (Figura 2). Esta ubicación concuerda con zonas tropicales y subtropicales de México. Su mayor probabilidad de adaptación se encuentra principalmente en Veracruz, Campeche, Quintana Roo y Yucatán, donde está reportado su probable centro de origen (Pennington & Sarukhán-Kermez, 2005). Esta información corresponde con lo previamente propuesto por Villegas-Monter y Granados-Friely (2012), quienes consignan la presencia de esta especie entre los 30 y 1,050 msnm.

Figura 2 Mapa de la distribución natural estimada de zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México. 

Caracterización eco-climática

Las accesiones consideradas en este estudio se dividieron en tres grupos climáticos (Figura 3) que presentaron distribuciones y climas diferentes, posiblemente asociadas con tres acervos genéticos diferentes; los cuales deben considerarse dentro de los programas de mejoramiento. En condiciones ambientales distintas, las poblaciones pueden tener diferencias genéticas de adaptación (Dobzhansky, 1970). Una posible implicación práctica de esta información en programas de mejoramiento genético es el desarrollo de variedades híbridas considerando acervos genéticos diferentes, ya que se tienen probabilidades altas de obtener heterosis por cruzamiento (Wright, 1978). Po su parte, los climatogramas de los tres grupos (Figura 4a, 4b, 4c) mostraron que estos presentan patrones climáticos distintos.

Figura 3 Dendrograma de los datos de pasaporte de zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) usando variables climáticas. 

Figura 4 Climatogramas de los tres grupos eco-climáticos como potenciales eco-regiones de distribución de zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México (a, b, c) y comparación de la temperatura media (d), la lluvia (e) y el diferencial entre las temperaturas máxima y mínima (f) de los tres grupos climáticos. 

El Grupo 1 se presentó en promedio a 115.2 msnm, tuvo la menor diferencia entre la temperatura máxima y mínima de los tres grupos y la menor precipitación. Su acumulación de lluvia anual fue de 1,586.9 mm y su temperatura media anual fue de 23.5 °C, presentando como mínima y máxima extrema 18.9 y 31.1 °C, respectivamente. El mes más seco exhibió 33.8 mm de lluvia y el más húmedo 244 mm (Figura 4a). De acuerdo con la clasificación Köppen modificada por García (2004), estas características corresponden a las de un clima cálido subhúmedo con lluvias en verano (Aw).

El Grupo 2 se ubicó en promedio a 235.3 msnm y presentó la mayor precipitación de los tres grupos. Su acumulación de lluvia anual fue de 2,131.6 mm y su temperatura media anual de 24.9 °C, teniendo como mínima y máxima extrema 16.6 y 32.8 °C, respectivamente. El mes más seco tuvo 49.5 mm de lluvia y el más húmedo 358.5 mm (Figura 4b). De acuerdo con la clasificación Köppen modificada por García (2004), estas características pertenecen a las de un clima cálido húmedo con lluvias en verano (Am).

El Grupo 3 se caracterizó por encontrarse a 1,060.6 msnm y por la temperatura menor de los tres grupos. Su acumulación de lluvia anual fue de 1,605.9 mm y su temperatura media anual de 20.8 °C, siendo 12.5 y 28.8 °C la mínima y máxima, respectivamente. El mes más seco presentó 23.3 mm de lluvia y el más húmedo 281 mm (Figura 4c). De acuerdo con la clasificación Köppen modificada por García (2004), estas características son propias de un clima semicálido húmedo con lluvias en verano [A(C)(m)].

Al comparar los factores climáticos, el Grupo 3 presentó la menor temperatura media (Figura 4d), el Grupo 2 la mayor precipitación (Figura 4e) y el Grupo 1 la menor diferencia entre la temperatura mínima y máxima (Figura 4f). Esta información constituye una referencia importante para la selección de genotipos específicos para cada grupo climático; esto debido al beneficio que representa su adaptación satisfactoria y su competitividad, en especial considerando la presencia de materiales criollos en cada una de las regiones eco-climáticas donde se distribuye el zapote mamey (Zagaja, 1988).

La guayaba (Psidium guajava L.) tiene dos acervos genéticos, uno tropical y otro subtropical (Cázares-Sánchez et al., 2010), y se ha observado que materiales tropicales tienen mayor sensibilidad a las heladas (Mondragón-Jacobo, Toriz-Ahumada, & Guzmán-Maldonado, 2010). Rajan, Yadava, Kumar, y Saxena (2007) indican que para mejorar los cultivos es necesario contar con una reserva de genes que están protegidos de manera natural en la diversidad genética de cada especie. En este sentido, los cultivares pueden no tener una adaptación buena a más de una de las regiones eco-climáticas (Cázares-Sánchez et al., 2010; Núñez-Colín & Goytia-Jiménez, 2009). Por lo tanto, identificar y seleccionar materiales específicos de zapote mamey para cada región eco-climática permitirá encontrar genes deseables para incorporar a los cultivares; entre ellos, resistencia a plagas, enfermedades y factores abióticos, así como para mejorar la calidad de fruto y la productividad (Callahan, 2003; Quamme & Stushnoff, 1988; Sistrunk & Moore, 1988).

El método genotécnico de hibridación puede ser una opción para el zapote mamey. Lo anterior debido a que esta especie es alógama (Villarreal-Fuentes et al., 2015) y al entrecruzar individuos con genotipos diferentes, por su adaptación al ambiente, se esperaría que estos produzcan híbridos con heterosis alta (Bringhurst, 1988; Hansche, 1988; Wright, 1978). Para esto, se necesita que los programas de mejoramiento se establezcan en las tres regiones encontradas en la caracterización eco-climática para optimizar la respuesta a la selección de los genotipos candidatos a ser cultivares en México. Balerdi y Crane (2015) reportan diversas selecciones aptas para las condiciones de Florida, las cuales convendría probar en distintas regiones de México, especialmente en las áreas de distribución factibles para el Grupo 1 ya que la mayoría fue seleccionada en el Caribe.

El Grupo 1 se encuentra principalmente en la península de Yucatán, con algunos puntos atípicos en Veracruz, Guerrero y Sinaloa (Figura 5). El Grupo 2 abarca la costa del Golfo de México en Veracruz, Tabasco, Campeche y Chiapas, así como la costa del Pacífico con una distribución segmentada en Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Oaxaca y Chiapas (Figura 6). El Grupo 3, fue el que comprendió mayor superficie, comprende principalmente el norte del Golfo de México (Tamaulipas) y toda la región del Pacífico, desde el sur de Sonora hasta Chiapas, incluyendo algunos puntos en Baja California Sur (Figura 7). Adicionalmente, el Grupo 3 presentó una distribución probable en el centro norte del país (Durango, Coahuila y Zacatecas), así como en el suroeste de Guanajuato, Morelos, el sur de Puebla, el oriente de San Luís Potosí, y el norte de Querétaro e Hidalgo (Figura 7).

Figura 5 Mapa de distribución estimada del Grupo 1 (clima Aw) de zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México.  

Figura 6. Mapa de distribución estimada del Grupo 2 (clima Am) de zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México. 

Figura 7 Mapa de distribución estimada del Grupo 3 [clima A(C)(w)] de zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México. 

Lo anterior sugiere que es necesario generar y seleccionar cultivares específicos para cada región eco-climática (Cázares-Sánchez et al., 2010; Rajan et al., 2007; Zagaja, 1988), ya que la obtención de cultivares idóneos en una de las regiones no garantiza su adaptabilidad en las otras (Quamme & Stushnoff, 1988). Para confirmar la inferencia de la existencia de diferentes acervos genéticos, de acuerdo con los grupos encontrados por características ambientales, se requieren estudios de caracterización morfológica y molecular. Sería recomendable realizar un estudio etnobotánico para conocer el papel del ser humano en la distribución del zapote mamey en las tres regiones eco-climáticas encontradas en este trabajo.

Modelación de zonas potenciales actuales y con escenario de cambio climático

El modelo Eco-Crop consideró que el ciclo de crecimiento del zapote mamey es de 365 días, por lo que no presenta letargos. Adicionalmente, algunas condiciones para esta especie encontradas con Eco-Crop son: temperaturas extremas de 15 y 36 °C, temperaturas óptimas mínima y máxima de 24 y 30 °C, respectivamente, patrones de lluvia extremos de 800 y 4,000 mm, patrones de lluvia óptimos mínimo y máximo de 2,000 y 3,300 mm, respectivamente, y temperatura de muerte en las primeras etapas de 0 °C. Con estos datos se modelaron las zonas de adaptación: excelente, muy buena, buena, marginal, muy marginal y no se adapta.

En los mapas de ZPA se encontró que las regiones con adaptación excelente, de acuerdo con las 14 regiones descritas por Morrone (2005), están ubicadas en la costa del Pacífico, Golfo de México, península de Yucatán y algunos puntos aislados en la cuenca del río Balsas (Figura 8). Específicamente, el zapote mamey se encuentra en Tabasco y la parte colindante de Campeche, en la costa de Chiapas, varias regiones de la costa de Guerrero y Jalisco, el occidente de la costa de Oaxaca y algunas zonas del sur de Veracruz (Figura 8).

Izquierda: sobre las zonas biogeográficas de México; derecha: sobre la división politica de México.

Figura 8 Modelo Eco-Crop para zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México, con datos actuales.  

En las ZPF se observa la ampliación de las regiones de adaptación excelente (Figura 9), principalmente en la cuenca del río Balsas y el Golfo de México. Con base en el escenario proyectado al 2050, se encontró que los estados potenciales para producir zapote mamey, de acuerdo con su grado de adaptación, serán: Tabasco, Chiapas, Veracruz, Guerrero, Campeche, Jalisco, Oaxaca, Nayarit, Quintana Roo, Colima, Michoacán, Morelos, Puebla, San Luis Potosí e Hidalgo (Figura 9). Es decir, existe la posibilidad de adaptación buena a excelente para el cultivo de zapote mamey en 15 de 32 entidades federativas de México, varias de ellas incluidas en la estadística oficial de 2014 (SIAP, 2015). Las zonas de producción actuales podrían expandirse a otras regiones potenciales descritas en este trabajo como ZFP (Figura 9), lo que podría fortalecer el cultivo de zapote mamey en México.

Izquierda: sobre las zonas biogeográficas de México; derecha: sobre la división política de México.

Figura 9 Modelo Eco-Crop para zapote mamey (Pouteria sapota [Jacq.] H. E. Moore & Steam) en México, con cambio climático simulado.  

Conclusiones

Se identificaron tres regiones eco-climáticas para el cultivo de zapote mamey en México, que corresponden a los climas Aw, Am y A(C)(m). Los mejores lugares para el cultivo de esta especie se encuentran en toda la costa de Chiapas, varias regiones de la costa de Guerrero y Jalisco, el occidente de la costa de Oaxaca, Tabasco, el occidente de Campeche y algunas zonas del sur de Veracruz, las cuales se distribuyen en cuatro diferentes regiones biogeográficas.

El escenario de cambio climático muestra una adaptación mejor de esta especie en México.

Agradecimientos

A la Universidad de Guanajuato por el financiamiento mediante el proyecto 012/2015 para fortalecer la excelencia académica.

REFERENCIAS

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Recibido: 17 de Mayo de 2016; Aprobado: 26 de Enero de 2017

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