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Introducción
El algodón pertenece a la familia Malvaceae (Matarrita, 1989). El género Gossypium, con aproximadamente 20 especies, se distribuye en regiones tropicales y subtropicales de ambos hemisferios. En Perú se reporta la presencia de Gossypium barbadense L., comúnmente conocido como “algodón pardo”, y dos ecotipos de G. raimondii Ulbrich, el primero conocido como “algodón verde” y el segundo, como “algodón silvestre” por prosperar en ambientes naturales, probablemente el antecesor de las varie- dades nativas y comerciales de los algodones de Perú (Brako & Zarucchi, 1993). Según Mostacero, Mejía y Gamarra (2009), el algodón silvestre es endémico en los departamentos de Cajamarca y La Libertad, donde en la actualidad sobreviven relictos de algodonales en zonas aledañas, áreas en las que el ser humano todavía no se ha posicionado.
Morfológicamente, la planta de algodón es relativa- mente simple, y su fenología varía según la especie y la influencia del medio ambiente (López & Gil, 2017; Matarrita, 1989). El ecotipo conocido como algodón silvestre de G. raimondii se caracteriza por ser una planta perenne, erecta o postrada y de tipo arbóreo, que puede alcanzar hasta 4 m de altura (Fernández & Rodríguez, 2007), que se encuentra en terrenos rocosos, pedregosos, lechos de ríos y zanjas de riego, a una altitud de 1.600 m s. n. m (Mostacero et al., 2009).
Los algodones nativos de fibra de color marrón, verde y lila fueron domesticados y cultivados por los antiguos peruanos en la costa norte del Perú, para elaborar sus tejidos (Fernández, Rodríguez, & Westengen, 2003). Estudios arqueológicos de Stephens y Moseley (1975) han demostrado el proceso de domesticación del algodón silvestre al nativo, con el reporte de semillas que representan una forma intermedia entre el algodón silvestre y el algodón nativo en Huaca Prieta. Se asume que el centro de origen y diversidad de los algodones nativos de color es la zona norte del Perú, donde el algodón pardo (G. barbadense) y el algodón verde (G. raimondii) están estrechamente relacionados geográfica, ecológica y genéticamente con el ecotipo algodón silvestre (G. raimondii) (Fernández & Rodríguez, 2007).
El fruto del algodón es una cápsula cuya forma puede ser alargada, ovoide o esférica. La cápsula tarda aproximadamente 50 días en madurar, crece rápida- mente y alcanza su tamaño normal tres semanas después de la fertilización. Su tamaño varía según la especie, variedad y condiciones ambientales (Fernández & Rodríguez, 2007). Los frutos se caracterizan por la unión de sus carpelos a un eje central, lo que origina una serie de lóculos, que contienen las semillas (Robles, 2012); la caída pre- matura de frutos es normal en la planta de algodón y se incrementa por factores como la humedad del suelo, la deficiencia de nutrientes y las condiciones de temperatura (Matarrita, 1989).
Las semillas suelen ser ovoides, ligeramente angulosas, con una fisura en el margen (Fernández, Rodríguez, & Westengen, 2003). La semilla se compone de una testa, dos cotiledones grandes y un pequeño embrión, conteniendo entre 15 % a 20 % de proteínas, y hasta un 21 % de aceite (Fernández & Rodríguez, 2007).
Las fibras o pelos se forman a partir de alargamientos constantes de las células epidérmicas de la semilla y el engrosamiento resulta del continuo depósito de celulosa en la pared primaria de la fibra (Fernández & Rodríguez, 2007; Fernández et al., 2003). Las células epidérmicas dan lugar a la formación de dos tipos diferentes de fibra: la primera, larga y delgada, de 1,5 a 6,0 cm de longitud, con un grosor de entre 20 y 30 micras, pudiendo ser tejido o hilado; la segunda, más corta y adherida a la semilla, constituyendo el línter (Matarrita, 1989).
Durante muchos años, se abandonó el cultivo del algodón de fibra de color por variedades mejoradas de fibra blanca, por su precocidad, producción y menor incidencia de insectos plaga (Gil & López, 2017; Kwiatkowska & López, 2000), a pesar de que estas variedades tienen diferentes tonos de color de fibra, así como una mayor capacidad de adaptación y resistencia a la sequía (Fernández et al., 2003).
Esto generó la pérdida del germoplasma de muchas variedades de algodón de pigmentación diversa y natural, que fueron utilizadas por culturas milenarias en el antiguo Perú (Kwiatkowska & López, 2000). Sin embargo, la situación cambió desde el 2008, con la Regulación N.º 29224, que denomina al algodón de fibra de color como una herencia genética, étnica y cultural (Pisani, Masiero, & Scrocco, 2015). Actualmente, algunas investigaciones han demostrado que el color de la fibra es un rasgo genéticamente heredado, que resulta de la presencia de pigmentos entremezclados con celulosa, siendo controlados por genes de dominancia parcial (Bhuyan & Saikia, 2005; De Carvalho, Correia, De Andrade, & Da Silva, 2014; Wang et al., 2014).
En la actualidad, hay un interés por rescatar estas variedades ante la demanda de la moderna industria textil que busca tecnologías más limpias, evitando el uso de tintes cancerígenos derivados del petróleo. De este modo, en un futuro cercano estas variedades de fibra de color podrán reemplazar a las de algodón blanco (Kwiatkowska & López, 2000), debido al color natural y a la valoración de sus fibras en mercados internacionales (Pisani et al., 2015). A pesar de que se sabe muy poco sobre estas variedades, existen comunidades en los departamentos de Lambayeque, Piura y San Martín que conservan conocimientos ancestrales sobre el cultivo y procesamiento de estas variedades, de las que obtienen hilados gruesos adecuados para hacer carteras, adornos, prendas de vestir y otros accesorios (Cortijo & Cancio, 2012).
En algodón son de gran importancia los estudios de caracterización de fruto, semilla y fibra, debido a que brindan información sobre el genotipo de una determinada especie, para la obtención de recombinantes con mejores características (Méndez & Alcorcés, 2007), así como información que corrobore la denominación de algodón silvestre, del ecotipo en estudio. Ante la necesidad de un mayor conocimiento, el objetivo de la investigación fue determinar la caracterización de los frutos, semillas y fibras del ecotipo G. raimondii denominado algodón silvestre.
Materiales y métodos
Colectas de material botánico
Las colectas se realizaron en tres zonas ubicadas en el sector Quebrada de Los Molles y Puente de la Primera Agua (zona baja y alta) del Distrito de San Benito, Provincia de Contumazá, Departamento de Cajamarca (figura 1). Las coordenadas de San Benito son 07°25'32" S y 78°55'37" W, y una altitud de 1.370 m s. n. m. Allí se identificaron relictos de algodonales silvestres con base en las exploraciones botánicas descritas por Brako y Zarucchi (1993) y Mostacero et al. (2017). Se seleccionaron al azar 15 plantas de cada zona relicta, de las cuales se colec- taron 60 frutos maduros por cada zona, haciendo un total de 180 frutos. Además, se colectaron ramas floríferas del algodón silvestre, G. raimondii, para su identificación taxonómica, que fueron registradas en el Herbario Truxillense (HUT) con código 59196.
Área de estudio
El estudio se llevó a cabo en el Laboratorio de Genética y Biología Molecular de la Universidad Nacional de Trujillo, ubicado en la ciudad de Trujillo, departamento de La Libertad, Perú (figura 1).
Variables de medición
Características de fruto y semillas
Se midieron el largo y ancho de los frutos (cm) y semillas (mm), empleando un calibre de precisión (vernier, de la marca Truper), con una escala de medición comprendida entre 0 y 150 mm. Se conta- bilizó el número de semillas y lóculos por fruto.
Características de fibra
La longitud de las fibras (mm) se midió con estereos- copio Olympus SZX16. El equipo contó con una resolución de 900 pares de líneas/mm y una escala de medición de 3,5x a 230x. Para la medicion del ancho de fibra (µm) se empleó un microscopio Olympus BX41, provisto de la cámara DP72. El equipo contó con una resolución de 3,36-0,27 µm y una escala de medición entre 40x y 1.000x.
Análisis de los datos
Se consideró un análisis estadístico de tipo descrip- tivo, constituido por una muestra de 180 frutos maduros, de los cuales se seleccionaron al azar 60 frutos, que constituyeron ser el número de repe- ticiones por cada componente evaluado. Para ello, se empleó el programa estadístico R, por medio del cual se estimó el promedio y la desviación y el error estándar.
Resultados y discusión
Características de frutos y semillas
Comparando el ecotipo algodón silvestre, G. raimondii, y algodón pardo, G. barbadense, el primero muestra frutos pequeños, de 2,14 ± 0,18 cm de largo y 1,46 ± 0,11 cm de ancho (tabla 1), así como semillas muy pequeñas que miden 5,74 ± 0,45 mm de largo y 3,25 ± 0,33 mm de ancho; en cambio, los frutos del segundo tienen en promedio una longitud de 4,264 cm y un ancho de 4,107 cm. Además, en lo que respecta a semillas, presentan en promedio 0,784 cm de largo y 0,488 cm de ancho (López, López, Gil, Caicedo, & Mendoza, 2018).
Por otro lado, el algodón silvestre presenta un mayor número de lóculos y semillas (23,6 ± 2,61), comparándolo con el algodón pardo, en el que se reporta un promedio de 4 lóculos y entre 20 y 21 semillas por fruto (Gil & López, 2015). Es importante considerar que Matarrita (1989) reportó que los algodones nativos y silvestres pueden presentar entre cuatro y cinco lóculos versus los algodones comerciales que presentan hasta tres lóculos por fruto. También es importante resaltar la presencia de línteres verdes en la semilla del ecotipo común de G. raimondii, lo que no se evidencia en el algodón pardo, G. barbadense (Gil & López, 2015).
Otras investigaciones consideran que las plantas silvestres o de domesticación incipiente son aquellas que muestran estructuras de defensa tales como pelos en las semillas (línteres) y un tamaño pequeño de fruto y semillas, que se evidencian en el algodón silvestre, G. raimondii (Medina, 2010). Por otra parte, el algodón pardo, G. barbadense, muestra características asociadas con los cultivos domestica- dos (Gil & López, 2015), dado que el síndrome de domesticación se asocia con alteraciones dramáticas en la morfología de las plantas, habiendo evidencia del aumento del peso, tamaño de frutos y semillas (Medina, 2010).
Tabla 1 Resumen de las características del fruto, semilla y fibra de G. raimondii, ecotipo algodón silvestre
Elaboración propia
Características de fibras
Con respecto a la fibra (figura 2; tabla 1), el algodón silvestre presenta en promedio una longitud de 11,95 ± 1,53 mm y un ancho de fibra de 7,34 ± 2,39
µm, mucho menor que el algodón pardo y que el ecotipo algodón verde. El algodón pardo (G. barbadense) evidencia en promedio 13,061 mm de largo y 24,245 μm de ancho (López et al., 2018), mientras que el ecotipo algodón verde (G. raimondii) evidencia en promedio una longitud de 25,835mm y un ancho de 12,639 μm (López, Gil, & López, 2017).
Tanto el factor ancho como longitud de fibra serían las principales limitaciones de estas variedades de algodones para la industrialización (Fernández et al., 2013), teniendo en cuenta que Matarrita (1989) catalogó los algodones nativos y silvestres como variedades de fibra corta versus los algodones híbridos comerciales de fibra larga. Es importante considerar que las especies híbridas constituidas por el cruce entre una variedad comercial y una silvestre generan una mayor calidad y cantidad de fibra, en términos de resistencia y elongación (Fernández et al., 2013).
Por otro lado, es importante tener en cuenta que la fertilización con NPK mejora las características de la bellota (semillas y fibras), pudiendo aumentar ligeramente la resistencia de sus fibras y su micro- naire (Méndez, 2007; Palomo, Gaytán, Faz, Reta, & Gutiérrez, 2014; Staut & Athayde, 1999).
Conclusiones
La caracterización del fruto, semilla y fibra del ecotipo algodón silvestre (G. raimondii) permite diferenciarlo del algodón pardo (G. barbadense) y del ecotipo común algodón verde (G. raimondii). Se recomienda continuar con estudios moleculares que permitan dilucidar el grado de emparentamiento de estas especies y ecotipos.
