Gerardo Verdugo-Díaz
Aída Martínez-López
Rocio Carolina Lara Rosales
Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas, Av. Instituto Politécnico Nacional, Col. Playa Palo de Santa Rita 23096, La Paz, B.C.S. México.
Baja California Sur es el noveno estado más grande de nuestro País con un área aproximada de 73,909 km² que representa el 3.8 % del territorio nacional. Su línea de costa o litoral es el mayor de todos los estados, alcanzando los 2,131 km, que representan el 19.2% del total nacional. Estas características geográficas lo convierten en un estado con alto potencial de desarrollo vinculado a los ecosistemas marinos. Dentro de la gran diversidad de recursos pesqueros que se explotan en las costas de nuestro estado, podemos citar la pesquería del abulón y la langosta por ser consideradas como unas de las que mayor valor económico representan y que a nivel nacional ocupan el primer lugar en producción (Castro-Ortiz y Guzman del Proo, 2018).
La capacidad de los ecosistemas para sostener alta biomasa de las comunidades marinas explotables, se sustenta en la también diversa y abundante comunidad de microalgas (fitoplancton), cuyos integrantes llevan a cabo la fotosíntesis y son responsables de la alta productividad primaria marina y de la producción de biomasa orgánica que fluye a través de la trama trófica marina. Así, la productividad es la base de las redes alimentarias del océano, ya que suministra a los niveles tróficos superiores el carbono inorgánico asimilado mediante sus procesos metabólicos y transformado en biomasa orgánica. Dado que se proyectan cambios futuros en la disponibilidad de esta biomasa orgánica fitoplanctónica, que dependen de la variabilidad del ambiente en los entornos físicos regionales y locales es importante que las instituciones dedicadas a la investigación en las ciencias marinas cuenten con la infraestructura y recursos humanos competentes en el estudio y preservación de los ecosistemas marinos.
La comprensión de los mecanismos que causan variabilidad de la productividad primaria marina es esencial. A nivel internacional, las iniciativas que buscan la generación de información (biológica y ambiental), reconocen la importancia de establecer monitoreos con una visión a largo plazo como estrategia para la toma de decisiones informadas para la implementación del modelo de desarrollo sustentable. En este sentido las tecnologías más reconocidas, aplicables en este tipo de investigaciones, son la utilización de isotopos estables y radiactivos. De manera particular en esta nota nos referiremos a las radiaciones ionizantes que tienen aplicaciones muy importantes no solo en la ciencia, sino también en la industria y medicina, lo cual ha sido documentado desde la década de los 50s (Lot, 1959). En la industria las radiaciones ionizantes, pueden ser útiles para la producción de energía, la esterilización de alimentos, para conocer la composición interna de diversos materiales y para detectar errores de fabricación y ensamblaje. En el campo de la medicina, también cuentan con numerosas aplicaciones beneficiosas para el ser humano, ya que se pueden realizar estudios diagnósticos (medicina nuclear y radiología) y tratamientos (Medicina Nuclear y radioterapia).
En nuestro país la utilización de elementos radiactivos ha cobrado mayor importancia desde mediados del siglo XX, hoy en día su aplicación, tanto en sectores públicos como privados, es más común de lo que pudiéramos pensar. Particularmente, en Las ciencias marinas su utilización ha constituido una herramienta de gran utilidad debido a su sensibilidad, precisión y versatilidad en la estimación y estudio de diversos procesos fisiológicos de las comunidades fitoplanctónicas, especialmente en la determinación de la productividad primaria (Steemann-Nielsen, 1952), incluso en ambientes ultraoligotróficos (Strickland, 1960), los cuales se caracterizan por ser los de menos productivos a nivel global. Además de esta aplicación, los radioisótopos también pueden ser empleados para evaluar la captación de nutrientes tales como el fósforo (32P, 33P) inorgánico por parte de la comunidad fitoplanctónica durante el proceso de la fotosíntesis (Sorokin 1985). Debido a su naturaleza y configuración atómica inestable, los elementos radiactivos, emiten partículas subatómicas o energía al sufrir un proceso de desintegración al ser átomos inestables. Estas emisiones tienen una amplia utilidad como hemos mencionado, sin embargo, pudieran también ser nocivas a la salud humana si su manejo no es el adecuado. Por estas razones su disposición, almacenamiento, manejo y uso en nuestro país se encuentra regulado por la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardas al ser organismo encargado de vigilar y asegurar que los usos de materiales radiactivos se lleven a cabo con la máxima seguridad, considerando los desarrollos tecnológicos actuales. Por esta razón, a nivel internacional se ha tomado como medida de protección radiológica los principios de precaución ALARA (As Low As Reasonably Achievable), los cuales se refieren a la precaución y optimización en el manejo de radiaciones ionizantes que en español lo podemos traducir como “Tan bajo como sea razonablemente posible”. Sus acciones de protección se basan en la distancia, el tiempo y el blindaje entre la fuente radiactiva y el hombre.
Desde el año 2011, CICIMAR-IPN cuenta con la autorización para operar una Instalación radiactiva tipo IIC (Secretaria de Energía, 2021) con fines de investigación en ciencias marinas y con la posibilidad de utilización 14C, 32P y 33P. Desde su autorización se ha cumplido irrestrictamente con lo estipulado por la Comisión Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias, lo que a su vez nos ha permitidito la renovación de la misma en 2016 y 2021, manteniendo su vigencia hasta el presente (Fig. 1).
Figura 1.- Esquema de la ubicación y regulaciones de la instalación radiactiva tipo IIC (infografía por Allison M. Hadden-Martínez).
Es digno de destacar, que en la naturaleza existe desintegración radiactiva, no dañina, como puede apreciarse en la Figura 2. Esta desintegración es el proceso por el cual un átomo inestable, como el 14nitrógeno, que tiene un exceso de partículas, emite partículas y/o radiación hasta alcanzar una configuración diferente transformándose en otro elemento, en este caso en 14carbono. Así de esta manera 14carbono como 14CO2, ingresa a la trama trófica marina.
Figura 2.- Incorporación natural del 14C (radiactivo) a la trama trófica marina y terrestre (infografía por Allison M. Hadden-Martínez).
El uso de isotopos radiactivos en las ciencias marinas y en particular en las investigaciones que realizamos en nuestra instalación radiactiva es altamente seguro ya que bajo ninguna situación el personal involucrado o el público en general se pudiera ver expuesto a radiaciones que superen los límites permisibles por la regulación mexicana, incluso podemos citar que trabajamos con valores similares a la exposición natural de las radiaciones del 14C existente en el ambiente. Es importante considerar en este punto que el tema de la radiactividad muchas veces es relacionado de manera directa con daños a la salud por lo cual, es importante crear la conciencia de que el uso responsable y regulado de estos elementos puede traer grandes beneficios a la investigación científica en sus diferentes disciplinas. No debemos olvidar que el hombre de manera natural está expuesto a diferentes tipos de radiaciones y que algunas actividades cotidianas como viajar en avión constantemente pueden ser causales de mayor exposición a la radiación que actividades de investigación con isotopos radiactivos.
La importancia de contar con una instalación radiactiva de este tipo en nuestro Centro de Investigación se ha visto reflejada en el desarrollo de proyectos de investigación, mediante los cuales hemos podido realizar estudios sobre la determinación de la productividad primaria en las costas de Baja California Sur y Sinaloa, investigaciones de suma importancia para comprender la dinámica de estos ecosistemas. Dentro de las principales aportaciones al conocimiento generadas a partir de la consecución de la licencia para uso de isotopos radiactivos podemos mencionar la determinación de los parámetros fotosintéticos para una laguna costera de la región sur del Golfo de California (Verdugo-Díaz et al 2012); la evaluación de la productividad primaria y de la eficiencia fotosintética (Verdugo-Díaz et al, 2014) y la caracterización del estado trófico (Verdugo-Díaz et al, 2021) en las costas de BCS. De igual manera se han realizado estudios a nivel laboratorio como la determinación de la productividad primaria de una cepa de cianobacterias colectada en las costas de norte de Sinaloa (Verdugo-Díaz et al., 2018). Otra aportación de gran interés por sus implicaciones en la capacidad productiva de la zona eufótica fue el lograr estimarla productividad primaria a mayor profundidad de la realizada en estudios previos (Verdugo-Díaz et al, 2021). Es importante mencionar que esta instalación radiactiva nos brinda la posibilidad de investigación amplia, pudiendo incidir en temas tan importantes y de actualidad como el manejo sustentable de los ecosistemas marinos.
Referencias. –
Castro-Ortiz, J. y S. Guzman del Proo. 2018. Efecto del clima en las pesquerías de abulón y langosta en Baja California Sur, México. Oceánides, 33 13.
Secretaria de Energía. 2021. NOM-003-NUCL-2021 Clasificación De Instalaciones Que Utilizan Fuentes Abiertas, Diario Oficial de la Federación.
Lot, F. 1959. Radioisotopes in the services of men, UNESCO and its programe XVI. Paris, France.
Reynolds JD, N.K. Dulvy, N.B. Goodwin y J.A. Hutchings. 2005. Biology of extinction risk in marine fishes. Proc. Roy. Soc. B-Biol. Sci. 272: 2337-2344.
Sorokin, Y.I. 1999. Radioisotopic methods in hydrobiology. Springer, 321 pp.
Steemann-Nielsen, E. 1952. The use of radioactive carbon (14C) for measuring organic production in the sea. J. Perm. Int. Explor. Mer., 18: 117–140.
Strickland, J.D.H. 1960. Measuring the production of marine phytoplankton. Bull. Fish. Res. Bd. Canada, 122: 1-172.
Verdugo-Díaz, G, A. Martínez-López, G. Gaxiola-Castro y J.E. Valdez-Holguín. 2012. Phytoplankton photosynthetic parameters from the Gulf of California southern region. Revista de Biología Marina y Oceanografía 47(3) 527-535.
Verdugo-Díaz, G., A. Martínez-Lopez, M.M. Villegas-Aguilera y G. Gaxiola-Castro. 2014. Producción primaria y eficiencia fotosintética en Cuenca Alfonso, Bahía de La Paz, Golfo de California, México. Revista de Biología Marina y Oceanografía 49(3) 527-536.
Verdugo-Díaz, G., A. Martínez-López y B. González–Acosta. 2018. Primary productivity of coccoid cyanobacteria isolated from a coastal lagoon environment south of the Gulf of California. 33(2) 45-48.
Verdugo-Díaz, G., A. Martínez-López y F.J. Gómez-Ochoa. 2021. Implicaciones de la profundidad de la zona eufotica e irradiancia de compensación sobre la productividad primaria en Cuenca Alfonso, BCS, México, CICIMAR Oceánides 36(1): 41-50.
Verdugo-Díaz, G., A. Martínez-López y F.J. Gómez-Ochoa. 2021. Caracterización del estado trófico (primavera-verano) del Estero El Conchalito, con base en la concentración de clorofila a, productividad primaria y eficiencia fotosintética, Oceánides 36(1): 51-56.
