Introducción

Los recursos genéticos son la base de la seguridad y soberanía alimentaria de un país y la materia prima para el desarrollo de nuevas variedades con características que les permitan ser resistentes a plagas, enfermedades, escasez de agua, cambios climáticos, etc. De acuerdo con Griffon (2008), las razas y variedades criollas son el resultado del proceso de coevolución de las culturas humanas y sus respectivos entornos. Estos organismos son indicadores de la diversidad cultural, por lo tanto son tan importantes de preservar como las lenguas y tradiciones ancestrales. Este autor menciona que los pequeños agricultores son los guardianes y los principales usuarios de esta biodiversidad agrícola.

La creciente actividad humana, sin embargo, está ocasionando un deterioro progresivo de la biodiversidad genética; según datos del Centro de Monitoreo de Conservación Mundial (World Conservation Monitoring Center), el 12.5% del total de las 250 mil especies vegetales conocidas en el planeta se encuentran en peligro de extinción y a su vez, sólo 10% de las especies vegetales han sido evaluadas por su potencial agronómico o medicinal, según sea el caso (^{Iriondo, 2001}).

Un factor importante que ha aumentado el riesgo de extinción de las variedades criollas, es la desmedida expansión del cultivo de organismos genéticamente modificados. Cuatro cultivos industriales (frijol de soya [63%], maíz [19%], algodón [13%] y canola [5%]) representaron 100% del área sembrada con cultivos transgénicos comerciales en 2001; lo cual representa con mucho la mayor causa de erosión genética actualmente en el mundo (Griffon, 2008). Es importante considerar lo anterior, especialmente en los países que son centro de origen entre los que se encuentra México.

La República Mexicana y más específicamente el área conocida como Mesoamérica, es una de las regiones del mundo con mayor riqueza florística, señalándose como centro de origen y diversidad de plantas cultivadas que han adquirido gran importancia a nivel mundial (FAO, 1996), entre las que se encuentran el maíz, chile, fríjol, algodón, tabaco, cacao, aguacate etc. (^{Lepíz y Rodríguez, 2006}).

El algodón (Gossypium) tiene relevancia cultural, económica y biológica en el mundo. ^{Ulloa et al. (2006)} reportan que México es el centro de origen del género Gossypium con 11 de las 13 especies diploides (G. armourianum, G. lobatum, G. gossypioides, G. aridum, G. laxum, G. shwendimanii, G. thurberi, G. trilobum, G. davisonii, G. turneri y G. harknesii) y una tetraploide (Gossypium hirsutum), que en conjunto constituyen un acervo genético útil en el aprovechamiento y mejoramiento de este género (^{Ulloa et al., 2006}; ^{Feng et al., 2011}; ^{Ulloa et al., 2013}). En la actualidad, la especie G. hirsutum es el principal algodón cultivado y aporta casi 90% de la producción mundial debido a las buenas características de la fibra que produce (^{Poelhamy Sleper, 2003}; ^{Tovar et al., 2013}); además, la semilla de algodón es también una fuente importante de alimento ya que se extraen de su semilla aceite para consumo humano y harinolina para la alimentación animal (^{Sunilkumar et al., 2006}).

Para conservar y propiciar un uso sustentable del algodón es necesario conocer sobre el estado actual que guarda este recurso en México. Poseer esta información es crucial para alcanzar el éxito en el rescate de la diversidad genética del género Gossypium. Con base en lo anterior, el objetivo planteado fue la de realizar una investigación sobre el estado que guarda los recursos genéticos del algodón en México y su relación con la conservación ex situ, in situ y su utilización.

Materiales y métodos

La investigación se realizó de enero 2009 a diciembre 2011 y para llevar a cabo la investigación, se visitaron herbarios de diferentes instituciones del centro del país así como, una revisión bibliográfica referente a su conservacion ex situ, in situ y la utilizacion de los recursos genéticos del algodón en México.

Fuentes de información. Se consideraron los registros de recolección de algodón del período de 1978 a 2006: G. hirsutum, G. armourianum, G. aridum, G. gossypioides, G. laxum, G. lobatum, G. shwendimanii, G. turneri, G. thurberi, G. trilobum, G. lanceolatum, G. harknesii, G. davidsonii que son las especies de algodón reportadas para México.

Para ello, se reunió la información contenida en las etiquetas de los ejemplares del género Gossypium resguardados en los herbarios, bancos de germoplasma o semilla de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH), el Colegio de Postgraduados (COLPOS), la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Instituto Nacional de Ecología (INECOL), el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) y la Universidad Autónoma de Yucatán (UADY). Además, se realizaron consultas por internet a la Red Mundial de Información sobre Biodiversidad (REMIB), la cual cuenta con información de muestras herborizadas de algodón. Cada ejemplar de herbario fue revisado y fotografiado para posteriormente, en gabinete, capturar la información contenida en la ficha de recolecta.

Mapeo de la distribución actual de Gossypium sp. Se integró una matriz de datos georreferenciados en Excel de Microsoft^® (2007), relativa a los puntos de cada accesión en la República Mexicana de cada una de las especies de Gossypium en estudio. En la matriz se incluyeron para cada accesión los siguientes datos: género, especie, entidad federativa, latitud, longitud y altitud. La localización geográfica de cada uno de los sitios de colecta fue verificada mediante las cartas topográficas con escala 1:50000 (^{INEGI, 2003}), el Nomenclátor de la Síntesis Geográfica Estatal (SIGE) del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática para diversas entidades federativas (^{INEGI, 2000}) y el Atlas Interactivo de Microsoft Encarta^® (2010). Se mapeó la distribución actual de las especies de Gossypium haciendo uso de las coordenadas geográficas de todas las accesiones consideradas en este estudio. Lo anterior se realizó a través del sistema ArcGis (ESRI, 2006). Se utilizó el Sistema de Información Ambiental Nacional (SIAN) del INIFAP para caracterizar las condiciones ambientales de los sitios de colecta. El SIAN está compilado en el sistema Idrisi (^{Eastman, 2006}) y se compone de imágenes climáticas y topográficas en formato raster a escala mensual, estacional y anual, con una resolución de 180 m. La información climática contenida en este sistema correspondió al período 1961-2003.

Nomenclatura taxonómica. Para reducir el error por posibles sinonimias y asegurar el nombre correcto de las especies, se tomó como referencia a ^{Fryxell (1992)}. Se asumió que las determinaciones de los ejemplares herborizados depositados en los herbarios consultados se realizaron correctamente, toda vez que fue hecha por expertos en la materia.

Información no considerada. No se tomaron en cuenta los ejemplares de herbarios con información insuficiente; por ejemplo, en donde sólo aparecía el género sin la definición de especie (Gossypium sp.) o bien, donde se sugería confrontar con alguna raza de la especie G. hirsutum (denotada por la abreviatura “cf”.) y aquellos donde existía cierta afinidad con alguna raza de hirsutum (denotada por la abreviatura “aff”).

Resultados y discusión

Considerando la información consultada para esta investigación los resultados indican que de los 31 estados y un Distrito Federal que tiene la República Mexicana en 27 se han reportado la existencia de especies nativas de algodón; los estados en donde no se ha reportado son: Aguascalientes, Coahuila, Hidalgo, Tlaxcala y Distrito Federal. Es importante señalar, que habría que verificar si en estos estados existen especies nativas de algodón. El estado en donde se ha recolectado el mayor número de accesiones de algodón (210) es Yucatán destacando G. hirsutum (167) y G. barbadense (40). Los estados que continúan en orden de importancia por el número de accesiones colectadas son los siguientes: Baja California Sur (111), Michoacán (75), Campeche (70), Sonora (51) y Colima (47) (Figura 1). Finalmente y de acuerdo a la información obtenida en los herbarios, se reporta la presencia de las especies con fibra introducidas del Viejo Mundo como G. arboreum en Yucatán y G. herbaceum en el estado de Baja California Sur.

Figura 1 Número de ejemplares de Gossypium recolectados en cada estado la República Mexicana. 1978-2006. 

En el estudio del inventario sobre el algodón, se encontró en las diferentes fuentes consultadas que se han colectado 980 accesiones en México. El número de ejemplares de Gossypium recolectados por especie en la República Mexicana durante el periodo de 1978-2006 se presenta en el Cuadro 1. Como se puede observar la especie G. hirsutum registra el mayor número de accesiones recolectadas con 451 seguido de la especie silvestre diploide G. aridum, con 111 y G. barbadense con 76 ejemplares. Cabe señalar, que de las 90 accesiones reportadas no especifica la especie recolectada (Cuadro 1).

Esta cantidad de ejemplares reportados en los herbarios han sido producto de las diferentes expediciones realizadas por científicos mexicanos, estadounidenses, chinos y rusos mismos, que se encuentran resguardadas en los respectivos Bancos de Germoplasma de esos países (^{Pérez et al., 2011}).

Áreas de distribución de las especies. En la Figura 2 se presenta la distribución geográfica de Gossypium donde se observa que dicha distribución es muy amplia, desde el noroeste del país, en los estados de Sonora, Baja California Sur y Sinaloa, hasta el sureste y Península de Yucatán. Esto señala que el género Gossypium presenta amplia adaptación climática y que puede desarrollarse bajo una diversidad de condiciones ambientales, lo cual coincide con lo señalado por ^{Morrone (2005)} quien menciona que, de acuerdo con la clasif icación de las provincias biogeográficas de México, el género Gossypium se localiza en las provincias biogeograficas de Baja California, Sonora, Costa Pacífica Mexicana, Golfo de México, Península de Yucatán, Chiapas y Cuenca del Balsas, ocupando áreas con condiciones que van de árida a húmeda y semicálida a cálida (^{Medina et al., 1998}), asociadas a una diversidad geológica, edáfica y de tipos de vegetación y hábitat.

Figura 2 Distribución de las especies silvestres de algodón en México (elaboración propia). 

En la Figura 2 también se observa que la especie G. aridum se distribuye desde Sinaloa hasta Guerrero; G. trilobum, en Michoacán y Guerrero; G. turneri y G. thurberi, en Sonora y Chihuahua, y G. davidsonii y G. harknesii, en Baja California Sur y Sonora, respectivamente. Existen especies como G. lobatum y G. shwendimanii que sólo han sido detectadas en el estado de Michoacán; mientras que G. laxum y G. gossypioides son endémicas de Guerrero y Oaxaca, respectivamente. La especie G. armourianum se localiza en Baja California Sur y en el Estado de México, y G. lanceolatum se distribuye en los estados de Colima, Michoacán y Guerrero.

Geográficamente se puede observar que en el sur del país se concentra la mayor diversidad genética de este género, lo que coincide con lo reportado por ^{Prado et al. (1978)} y ^{Pérez y Ruiz (2010)} quienes mencionan que el centro de origen y de la mayor diversidad genética de la especie cultivada G. hirsutum se encuentra dentro de los límites geográficos de México y que la raza nativa conocida como “yucatanense” se ubica en la vegetación natural del litoral de la costa norte de la Península de Yucatán.

Especies o razas locales amenazadas. De acuerdo con los reportes de ^{Ulloa et al. (2006)} y ^{Pérez y Hernández (1992)}, las especies silvestres de Gossypium que podrían estar en peligro de extinción son: G. thurberi, G. turneri, G. harknessi, G. davidsonii y G. lobatum que se localizan en la Bahía de San Carlos en Guaymas, Sonora; Los Cabos en Baja California Sur, y en el estado de Michoacán. Las causas imputables a esta amenaza son entre otras: la remoción de vegetación para nuevos desarrollos turísticos; el crecimiento urbano no planificado; la sustitución de áreas naturales por zonas de producción agrícola; la deforestación para establecer otros sistemas de explotación como la siembra de pastizales.

Conservación in situ. La conservación in situ del algodón semidomesticado (G. hirsutum) la realizan las propias etnias. En el Noroeste de Nayarit, en la Montaña de la Sierra Madre, se ubican varios grupos de indígenas Huicholes que conservan in situ algunas plantas de algodón silvestre de G. hirsutum que usan en ceremonias religiosas (^{Ulloa et al., 2006}). Hernández et al. (1984) citado por ^{Pérez et al. (2011)} reportaron que en la parte sur de la región cafetalera de Oaxaca, a una altura aproximada de 1 000 msnm, pobladores de esa zona conservan de manera in situ plantas de G. barbadense, raza brasiliense. Existen limitados reportes sobre las zonas en donde se realiza la conservación in situ. Por lo anterior, es necesario realizar actividades de recolecta y conservación, no sólo de la especie hirsutum, sino del género Gossypium en general, así como una exhaustiva revisión etnobotánica, definiendo usos potenciales y generando nuevas alternativas para su conservación.

Conservación ex situ. De acuerdo con información recopilada en diferentes instituciones de investigación, se encontró que el Banco de Germoplasma Vegetal de la Universidad Autónoma Chapingo almacena semillas de seis accesiones de algodón semi domesticado de la especie hirsutum bajo condiciones de temperatura y humedad adecuadas. Cabe mencionar, que la información sobre los datos pasaportes de dichas accesiones es limitada.

Colecciones existentes en jardines botánicos. Se encontró que existen cuatro jardines botánicos que conservan en total 126 accesiones del género Gossypium, la mayor parte de ellos se ubican en la región Sureste de México. Cabe destacar que el Jardín Botánico del Instituto Nacional de Investigaciones, Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), ubicado en Iguala, Guerrero, es el que cuenta con una colección formal de accesiones de germoplasma de algodón nativo de México; además, de infraestructura y personal capacitado para el manejo y conservación de las plantas. Por lo que la conservación del germoplasma de algodón nativo de México a través del Jardín Botánico garantiza la preservación e investigación de este recurso natural, que es parte de nuestro patrimonio genético domesticado, utilizado y conservado desde la época prehispánica (^{Arias et al., 2010}).

Es importante resaltar, que el germoplasma recolectado por los científicos durante las expediciones, junto con el material obtenido por donaciones y los intercambios con otros bancos, constituyen las colecciones de germoplasma (^{Wallace et al., 2009}). En ese contexto, ^{Campbell et al. (2010)} realizaron una investigación exhaustiva con el fin, de conocer el estatus mundial que guarda los recursos genéticos del género Gossypium. Estos autores reportan, un total de 60 118 accesiones recolectadas en el mundo de las cuales se concentran en ocho países: Estados Unidos, India, Brasil, Australia, China, Francia, Rusia y Uzbekistan. Es importante mencionar que estos autores mencionan en su reporte que en los bancos de germoplasma de Rusia y China entre sus accesiones que conservan se encuentran germoplasma de algodón de origen mexicano.

Actualmente, los Estados Unidos de América, tienen la mayor colección de germoplasma de algodón en el mundo; ésta se encuentra resguardada en el Departamento de Agricultura (USDA) y está conformada por más 10 000 accesiones provenientes de todas las especies de Gossypium (^{Campbell et al., 2010}). La semilla de estas accesiones se ha acumulado con los años y es un capital genético significativo de diversos países, entre los que se encuentra México. Las muestras individuales de la semilla, representadas en el banco, fueron obtenidas por los recolectores durante viajes exploratorios a varias partes del mundo (^{Percival et al., 1999}). Los bancos de germoplasma de importancia mundial con quienes la USDA ha realizado intercambio incluyen al Jardín Botánico de Algodón del INIFAP; Institut de Recherche du Coton et des Textiles Exotique de Francia; Central Institute for Cotton Research de la India; N. I. Vavilov Institute of Research de Rusia; Germplasm Resources Research Division, People’s de la República de China; Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (CIRAD) de Francia; Empresa Brasileira de Investigación Agropecuaria (EMBRAPA) de Brasil, entre otros (^{Percival et al., 1999}).

El CIRAD es otro centro de investigación que conserva una de las grandes colecciones de recursos genéticos de algodón. El centro conserva más de 3 000 accesiones de algodón que provienen de más de un centenar de países. La colección del CIRAD es una herramienta valiosa para abastecer programas de investigación en genética, utilizando las técnicas de la selección clásica, de hibridación especifica o de selección asistida por marcadores moleculares (^{Dessauw y Hau, 2006a}; ^{Dessauw y Hau 2006b}).

Utilización del germoplasma en el mejoramiento genético. En México, el desarrollo de variedades mejoradas de algodón convencional (G. hirsutum) requiere entre 12 y 15 años de investigación utilizando la gran variabilidad genética que presentan los algodones semi silvestres de esta especie (Hernández-Jasso, 2009. Comunicación personal). Es importante mencionar que las recolectas de varios algodones semi domesticados y silvestres de la especie G. hirsutum, han sido la base para la formación de algunas variedades como: Acala, Deltapine, Coker, entre otras (^{Ulloa et al., 2006}; ^{Tovar et al., 2013}).

Las investigaciones realizadas entre 1942 y 1985 por el Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), hoy INIFAP, sobre el mejoramiento genético de algodón fueron significativas e hicieron una contribución importante para los productores de algodón en México. Durante ese período, el INIA liberó ocho variedades (Cuadro 2), entre las que sobresale la primera variedad liberada y registrada ante el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS) con el nombre de “CAERI-76”.

El nombre de CAERI-76 significa Campo Agrícola Experimental Rosario Izapa (^{Prado, 1983}). Esta variedad se obtuvo de la variedad Acala 1517-C mediante el método de selección masal y la repetición de surcos de progenie. Sus características fueron alta calidad de la fibra y rendimientos ligeramente superiores en comparación con la variedad Deltapine 16. Por esa alta calidad en la fibra tuvo gran aceptación por los productores de la región del Soconusco, llegándose a sembrar de 15 a 20 mil hectáreas (^{Robles, 1985}).

De 1985 a 2009, el INIFAP liberó 12 variedades de alto rendimiento y calidad de la fibra para las zonas algodoneras del norte del país cuyos nombres son: Nazas 87, CIANO Cubachi-86, Laguna 89, CIAN 95, CIAN Precoz, CIAN Precoz 2, CIAN Precoz 3, CIANO Álamos, CIANO Yaquimi-86, CIANO Tajimaroa, CIANO Cocorim-92 y Juárez 91 (^{Espinosa et al., 2004}; ^{SNICS, 2012}; ^{Arias et al., 2010}). Es importante mencionar que las variedades COCORIM-92 y CIANO YAQUIMI-86, no fueron adoptadas por los productores del estado de Sonora debido a que prefirieron utilizar las variedades convencionales provenientes de los EE. UU. y recomendadas por las empresas de semillas, así como por la introducción de las primeras variedades transgénicas en fase experimental, a principios de la década de 1990 (Arturo Hernández-Jasso. Com. Pers, 2009).

Conclusiones

En 27 estados de la República Mexicana se han reportado la existencia de especies nativas de algodón.

Las entidades federativas que registraron mayor número de especies de Gossypium recolectadas son: Michoacán, Baja California Sur, Guerrero, Oaxaca, Sonora, Sinaloa, Veracruz y Yucatán.

G. hirsutum es la especie que se ha recolectado en mayor proporción seguido de G. aridum es la especie silvestre diploide arborescente.

El género Gossypium se distribuye en el país con un alto nivel de endemismo, las áreas con mayor diversidad se ubican principalmente al sur del territorio nacional y en las zonas costeras del país.