La hoja de coca: una planta singular

En un contexto donde una porción significativa de las sociedades desarrolladas mantiene una visión sesgada sobre el uso de la hoja de coca, presentándola como algo demoníaco y condenable, resulta crucial ofrecer una perspectiva más cercana a la experiencia y realidad diaria de las comunidades andina donde su consumo ancestral es fundamental.

En los pueblos andinos, la coca ha jugado y sigue jugando un papel preponderante en la economía, la historia, la medicina, la mística y la vida social, aspectos que no pueden ser ignorados. De hecho, gran parte de los usos, costumbres, creencias, comportamientos, formas de trabajo, sentimientos, etc., que caracterizaban la vida virreinal de los pueblos andinos, perviven, con ligeras modificaciones, en las actuales sociedades indígenas del altiplano.

En este análisis que presenta el autor, se busca mantener una postura neutral y objetiva, narrando los hechos tal y como han sido relatados por sus protagonistas, sin emitir juicios de valor. Los invitamos a leer esta interesante obra:

Fotografia portada: Hoja de coca. https://calphotos.berkeley.edu/imgs/512×768/0000_0000/0509/1298.jpeg. Consultada el 25 de noviembre de 2018. Modificada.

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LA COCA, UNA PLANTA SINGULAR. CUALIDADES DEL ORO VERDE DE LA AMÉRICA MERIDIONAL

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Dedicado a Pilar, David, María Pilar y Carlos, con cariño

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Autor: Enrique Orche García.

Editor: Sociedad Española para la Defensa del Patrimonio Geológico y Minero (SEDPGYM).

VIGO (ESPAÑA) 2022

ISBN: 978-84-09-42232-6.

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AGRADECIMIENTOS

Quiero expresar mi agradecimiento, en primer lugar, a los anónimos mineros potosinos que me regalaron una primera explicación sobre la importancia de la coca en su trabajo y en sus vidas. También a las siguientes personas:

Mi particular reconocimiento y gratitud a mi esposa, María Pilar Amaré, por su largo y continuado aliento, su ayuda infatigable en la lectura de manuscritos y sus enriquecedoras sugerencias.

A Teresita Aboal, bibliotecaria de la Biblioteca Central de la Universidad de Vigo en el Campus Lagoas-Marcosende, por su paciente y perseverante captación de libros y documentos, cualquiera que fuese su localización.

A María Jesús García, Beatriz Tizón y Celsa Fernández, compañeras de Teresita, por su amable colaboración en el día a día durante mi trabajo en la biblioteca.

A José Luis Viescas, ex alumno y ahora compañero de profesión, por su inestimable ayuda en la elaboración del material gráfico.

Mi agradecimiento, también, a la institución iberoamericana Ciencia y Tecnología para el Desarrollo (CYTED) por las facilidades dadas para presentar mis conocimientos al respecto en los eventos que ha patrocinado en Sudamérica, y por la posibilidad de conocer de primera mano algunas de las minas que están en el trasfondo de este trabajo.

No puedo olvidar a la Sociedad Española para la Defensa del Patrimonio Geológico y Minero (SEDPGYM) que, a través de sus congresos y en su revista De Re Metallica siempre me ha permitido divulgar mis ideas y propuestas sobre la hoja de coca, acogiendo además en su página electrónica la versión digital de este libro en consulta abierta.

Finalmente, un recuerdo especial para Dominica y Vicente, mis padres, que me regalaron mi primer libro y siempre apoyaron mis estudios, iniciativas y trabajos.

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PRÓLOGO DEL AUTOR

Este trabajo tiene su origen en diversos viajes realizados a Bolivia entre 2001 y 2014 para tratar cuestiones profesionales relacionadas con la enseñanza superior y la práctica de la minería.

Durante mis estancias en La Paz, Oruro, Sucre y Potosí pude apreciar los efectos positivos de la infusión de coca sobre el soroche, o mal de altura, de tal modo que un mate caliente llegó a ser mi forma particular de empezar el día. Sin embargo, cuando realmente pude valorar la influencia positiva de la coca fue observando sus efectos en los mineros; en Potosí comencé a entender los múltiples significados que para ellos tenía, no sólo como sustancia estimulante sino también como elemento fundamental en muchos aspectos de su vida.

Así pues, las visitas efectuadas a las explotaciones mineras subterráneas de las cooperativas que todavía extraen minerales del Cerro Rico de la villa imperial de Potosí, y la observación del uso generalizado de la coca en la región, especialmente notable en los trabajos mineros, hicieron germinar en mí la idea de estudiar el papel que esta planta tuvo en la minería virreinal andina, de tanta trascendencia económica para España y Europa.

A pesar de mi interés por el estudio de las diferentes vertientes de la minería en la América española, nunca había encontrado un texto que tratara específicamente de esta cuestión por lo que me propuse recoger cuanta información pudiera ayudarme a comprender por qué la coca siempre había estado y está en tan estrecha relación con el laboreo de la plata y de otros metales.

A medida que la búsqueda fue proporcionando resultados, se evidenciaba con más fuerza que era una planta con amplísimas connotaciones socioeconómicas en el ámbito andino virreinal y que su estudio pasaba por investigar una problemática que cada vez se ampliaba a más y más campos.

Para poder entender ese complejo mundo, junto a la información histórica fui reuniendo datos sobre las características, propiedades y estudios recientes que trataban de las posibilidades de emplear la coca en diferentes usos alternativos, además de los convencionales, y también sobre el papel que jugaba la hoja en la cosmovisión de la población consumidora.

De esta forma, mi estudio fue ampliándose, pasando de ser meramente histórico a tener un doble interés, en el que a dicho objetivo se añadía el conocimiento de la planta de coca, tanto desde un punto de vista botánico como de potencial recurso para mejorar la calidad de vida de sus usuarios y como base de una cosmovisión antigua de una parte importante de la población nativa de la América Meridional hispana.

Posteriormente, la abundancia de material bibliográfico que fue llegando poco a poco a mis manos me hizo esbozar la idea de realizar un libro sobre este tema tan complejo. Dado que los contenidos son perfectamente diferenciables, he preparado este primer tomo dedicado a describir las características de la planta de coca y las connotaciones de todo tipo que tiene para la población indígena de los Andes y su entorno costero y selvático, de forma abreviada (no puede ser de otra forma) pero exhaustiva en lo que respecta a su temática. A este primer tomo seguirá un segundo en el que se tratará del uso e importancia de la coca en el período prehispánico y virreinal, hasta la independencia de las repúblicas sudamericanas de España, con especial atención a su aplicación en la minería. De hecho, se trata de una sustancia que, en si misma, constituye un patrimonio minero inmaterial de notable valor e importancia.

En estos momentos en que una buena parte de la sociedad de los países más desarrollados muestra una visión muy parcial de la utilización de la hoja de coca, ofreciendo un panorama demoníaco y condenatorio de la misma, es necesario presentar otra mirada más cercana a la experiencia y realidad cotidiana de algunos países del tercer mundo en los que el uso de la hoja es primordial empleándose tradicionalmente desde tiempos muy remotos. En ellos, la coca ha tenido y sigue teniendo una importancia económica, histórica, medicinal, mística y social que no puede obviarse; es más, ciertamente, gran parte de los usos, costumbres, creencias, comportamientos, forma de trabajo, sentimientos, etc., apreciados en la vida virreinal de la población andina siguen vigentes, aunque con pequeñas modificaciones, en la actual sociedad indígena del altiplano. En esta descripción, se pretende mantener una posición neutra y objetiva, contando los hechos como los han relatado sus autores materiales, sin efectuar juicios de valor.

No se debe olvidar algo en lo que, al parecer, apenas se ha reparado: como los indígenas mineros se negaban a trabajar sin tomar su ración de coca, al uso tradicional de la hoja en las minas altoperuanas debe España, en gran medida, la llegada de importantes recursos económicos, y Europa buena parte de las ingentes cantidades de metales preciosos que fueron a parar a manos de sus banqueros como pago de los préstamos e intereses que la Corona española tuvo con éstos durante los siglos XVI a XVIII. El peso de plata de ocho reales, que llegó a ser el dólar de esos tiempos, incluso moneda de cambio en China, fue abundante gracias a la coca. Esto no significa que sin la hoja no se hubieran producido metales preciosos en las minas coloniales altoperuanas; significa que las elevadas producciones que de alguna forma mantuvieron el imperio de España sólo se pudieron alcanzar y mantener con el uso continuado de la coca consumida por los nativos que extraían el mineral argentífero de Potosí y otras minas del virreinato del Perú.

En este contexto, se descalifica por sí solo el comentario irónico y de mal gusto realizado por algún autor acerca de la posibilidad de que los Reyes Católicos, Isabel de Castilla y Fernando de Aragón, tuvieran el dudoso honor de ser los primeros padrinos del tráfico de drogas, y de que la España de los siglos XVI a XVII fuera el primer país que utilizó el narcotráfico de forma institucional para financiar su desarrollo económico[1].

Para finalizar, querría indicar que mi condición de ingeniero de minas ha influido en el tratamiento formal del tema y en el lenguaje utilizado, dándole una visión técnica y, quizás, algo menos convencional de lo generalmente acostumbrado.

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  PRÓLOGO DEL EDITOR

Una vez más es un placer prologar un nuevo libro de nuestro ex presidente, Enrique Orche García, en nombre de la Sociedad Española para la Defensa del Patrimonio Geológico y Minero (SEDPGYM), a la que represento, extendido al ámbito personal por el afecto que tengo a su autor debido a los años que llevamos ambos trabajando en la defensa del patrimonio geológico y minero. Con esta obra da continuidad a sus investigaciones cuyos resultados ha editado SEDPGYM en los últimos años.

En esta ocasión, el autor presenta la primera entrega de un amplio tratado sobre la hoja de coca en las épocas prehispánica y virreinal española en América, como paso a una futura segunda, cuya redacción ya está muy avanzada. En ella se tratarán con plenitud aquellas otras materias relacionadas con la misma que se enmarcan en el patrimonio minero inmaterial, como es el mundo de la hoja de coca en aquellos años en los que tuvo tanta importancia para obtener los minerales preciosos que fundamentaron la presencia de España en la política internacional de los siglos XVI a XVIII.

En este libro el autor da a conocer lo que es la planta de la coca en sí, es decir, las notables características que justifican que en el pasado virreinal fuera elemento indispensable en la economía y sociedad indígena y, por tanto, hispana. A tal objeto, en primer lugar, describe los ensayos que se han realizado para conocer sus más diversas propiedades y para aprovechar sus usos potenciales, así como la permanente lucha para que la planta de la coca no sea identificada con la cocaína que lleva en su interior, que le trasmite algunas de sus propiedades más llamativas. En segundo lugar, el autor dedica su atención a revisar el importante papel que tiene la coca para gran parte de la población andina actual en lo relativo a su cosmovisión, ritos y costumbres: conociéndole es posible explicar los comportamientos indígenas de la época virreinal, muchos de los cuales han llegado a la actualdad sin apenas modificaciones. El doctor Orche ha recopilado abundantísima información sobre el particular que presenta tal como sus autores la han descrito, adoptando una posición neutral respecto de las potenciales ventajas y desventajas que ofrece el uso de la hoja de coca.

En este sentido, el estudio puede calificarse como una destacada referencia en la que se complilan la inmensa mayoría de los trabajos técnicos que se han realizado hasta ahora sobre la hoja de coca; además, contiene una gran selección de temas étnicos y sociales tradicionales, no siempre conocidos, cuya consideración es recomendable para entender las causas que movieron a los antiguos nativos y españoles a incorporar, por diversos motivos, la hoja de coca en el mundo laboral y económico virreinal de los siglos XVI a XVIII. No se puede olvidar que, en el siglo XVI, el tráfico y mercado de la coca fue el segundo más importante del virreinato del Perú tras el de los metales preciosos; tanta fue su importancia que varios reyes de España mostraron su interés por ella.

En definitiva, la presente publicación constituye un trabajo serio, riguroso y detallado, que llena un vacío en la literatura especializada debido al extensivo tratamiento que se hace del arbusto de coca.

Por último, hay que significar que para SEDPGYM es muy gratificante editar y divulgar este trabajo que constituye una nueva contribución del autor a la labor promocional por parte de SEDPGYM del patrimonio geológico y minero, que será mucho más explícita y especialmente relevante, cuando se presente la segunda entrega de su trabajo.

Antonio Pizarro Losilla

Presidente SEDPGYM

Castellón (España), junio 2022

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Fotografía: https://allseedsmarketers.com/product/buyerythroxylumnovogranatense/. Consultada el 20 de noviembre de 2018.

PRIMERA PARTE

CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES

DE LA HOJA DE COCA

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1. INTRODUCCIÓN

El origen y la naturaleza de la planta de coca han sido durante mucho tiempo objeto de controversia e incertidumbre en los círculos botánicos, médicos, farmacéuticos y antropológicos[2]. En los años 1980 incluso algunos todavía negaban la antigüedad, continuidad e importancia del empleo de la hoja de coca en las zonas andinas de Sudamérica y áreas adyacentes.

No existen estudios completos sobre la hoja de coca que abarquen toda el área en donde se emplea de manera que la extensión y variaciones del hábitat de la coca a lo largo de su historia permanecen confusos a pesar de la gran cantidad de literatura escrita sobre la hoja.

El patrón básico de uso de la coca ha sido relativamente uniforme en las zonas donde se ha consumido, excepto en la Amazonía. Habitualmente, en las zonas andinas, se toman hojas sueltas secadas que se introducen en la boca, poco a poco, mezcladas con una pequeña cantidad de sustancia alcalina que favorece la liberación de sus principios activos. Las hojas se moldean con la lengua, insalivadas, formándose un bolo esférico que se aloja entre la dentadura y el lateral interno de la boca, produciéndose un abultamiento que es muy perceptible en el exterior de la mejilla. Esta protuberancia se encuentra frecuentemente en figuras antropomorfas prehispánicas que, por ello, se considera indicativa del uso de la coca (Figura 1.1)[3]. Trascurrido un tiempo, el bolo se escupe. Por el contrario, en la Amazonía la coca se consume molida en fino polvo, mezclada con un álcali, también formando un bolo que, en esta ocasión, se traga poco a poco a medida que el polvo se disuelve en la saliva.

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Figura 1.1. Cerámica chimú-inca (c.1465-1535) mostrando la marca del bolo de coca en la mejilla (Fuente: Plowman, 1984)

Existen diversas variedades de coca cuya presencia se ha detectado desde el siglo XVI, pero su importancia y significación solo se han conocido a partir de los estudios llevados a cabo en la década de 1970.

Hasta que la hoja de coca se convirtió en un producto farmacéutico importante debido a la síntesis y posterior empleo de la cocaína, no fueron investigados científicamente sus orígenes botánicos y variedades.

De hecho, hasta ese momento la mayoría de los antropólogos y arqueólogos asumieron un punto de vista único sobre la hoja, principalmente debido a que los estudios botánicos realizados con ella fueron publicados en revistas de escasa difusión o difíciles de encontrar. Por ello, la interpretación de la influencia de la coca en las culturas sudamericanas que se realizó hasta esta época fue, con frecuencia, simplista y equivocada. La situación ha cambiado en los momentos actuales en los que los estudios multidisciplinares proporcionan una comprensión más rigurosa del mundo de la coca.

Los arbustos de la coca pertenecen al género Erythroxylum, integrado en la familia de plantas tropicales Erythroxylaceae. El mayor número de especies de coca se encuentra en los trópicos sudamericanos, aunque el género también se presenta en África, Madagascar, India, Asia tropical y Oceanía. Muchas de las especies de coca se han empleado o emplean en la medicina tradicional, pero solo en la América tropical y andina las hojas de Erythroxylum se usan ampliamente como estimulantes y tienen una gran importancia cultural.

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Desde un punto de vista general y atendiendo a su evolución, las plantas cultivadas (la coca entre ellas) se pueden clasificar en cuatro grupos:

Especie salvaje: Crece en su hábitat natural pero puede ser plantada según la necesidad del elemento a recolectar. Puede incrementar su número por que se permita su reproducción natural o mediante siembra teniendo como objetivo la preservación de la especie silvestre. El papel del hombre no es otro que el de aumentar la población de la especie y ampliar su radio de acción respecto de la superficie de crecimiento original. El número de estas plantas es muy grande,

                                           

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BIOLIB BIOLOGICAL LIBRARY. https://www.biolib.cz/IMG/GAL/219894.jpg. Consultada el 23 de noviembre de 2018.

especialmente las especies leñosas. Esta fue una estrategia seguida por el imperio incaico con los arbustos de coca.

Especie de aclimatación: Se desarrolla cuando, además del cuidado de la especie silvestre, se obtienen variedades locales mejoradas que pueden sustituir a la anterior en alguna zona. En este caso el hombre actúa según un proceso de selección. El traslado de la coca andina a la Amazonía seguramente siguió este proceso de manera paulatina estimulada por los corredores de intercambio que comunicaban distintos ecosistemas.

Especie de aclimatación completa: Son variedades mejoradas y sus híbridos que sustituyen a la especie silvestre con fines de cultivo. Es el caso de los plantíos extensivos de coca tanto en la región andina como amazónica.

Los cultígenos: Son especies cuyos antepasados se han perdido y que, en la mayoría de los casos, dependen del cuidado humano para desarrollarse y existir pues no son capaces de producir semillas o no pueden mantenerse. A este grupo pertenece la mayor parte de la coca existente en la Amazonía[4].

Esta división explica de una forma general y simple el origen de las cuatro variedades de coca cultivable.

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2. LA COCA Y SUS VARIEDADES

2.1. ANTECEDENTES

Nicolás Monardes fue el primer médico que hizo una descripción de la coca en Sevilla en 1565. Casi un siglo después, apareció la primera mención independiente de la coca en la literatura inglesa, en un poema titulado Una leyenda de la coca, que fue publicado por Abraham Cowley en 1662. Holanda fue el principal conducto para que las historias de la coca y, posiblemente, los primeros especímenes llegaran al resto de Europa, como consecuencia de la ocupación entre 1630 y 1646 de Pernambuco (actual Recife, Brasil). Durante estos 16 años se mandaron numerosos especímenes de fauna y flora brasileña que fueron estudiados por la Universidad de Leiden. La primera tentativa de clasificación botánica de la coca fue realizada por Plukenetti en 1692. Herman Boerhaave, reputado químico holandés y posteriormente director del Jardín Botánico de Leiden, mencionó la coca en su publicación de 1708 Institutiones Medicae, destacando el principio amargo de sus jugos que aportaban fuerza vital y nutrición verdadera.

En 1749, Joseph de Jussieu envió una muestra de coca peruana (Figura 2.1)[5] a su hermano Antonio que residía en París. Antonio realizó su estudio botánico depositando la muestra en su herbario.

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Figura 2.1. Coca (Fuente: Jussieu, 1749 en Plowman, 1982. Modificada)

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Poco después, en 1753, Carlos Linneo (Figura 2.2)7 publicó en latín su Species plantarum, tratado que sentó las bases de la clasificación moderna de los vegetales. En ella incluía el género Erythroxylon. La obra fue traducida al español años después, en 1785, por Antonio Palau el cual, en el tomo III, incluía las referencias botánicas de la coca hechas por Linneo que comprendían dos especies. Se reproduce la traducción de Palau que refleja la descripción de Linneo del género y las dos especies conocidas en la época, una de hojas elípticas y otra con forma ovada:

CLASE X

Decandria

Flores hermafroditas con 10 estambres

ORDEN III

Trigynia

Flores hermafroditas de 10 estambres y 3 pistilos

701 Género ERYTHROXYLON

Cáliz cónico inverso: pétalos con una escamita nectarífera, escotada, y puesta en su base

Estambres unidos por su base

Drupa de una celdilla 701. Género ERITHROXYLON. † Brown. p. 278 Jacq. Amer. 134

CAR. GEN. NAT.

CALIZ. Periantio de una pieza, muy pequeño, cónico inverso, hendido en cinco lacinias, aovadas, agudas, y que se marchitan.

COROLA. Pétalos cinco, aovados, cóncavos y extendidos. Nectario de cinco escamas escotadas, derechas, de color, e insertas en la base de los pétalos.

ESTAMBRES. Filamentos diez, de la longitud de la corola, enlazados por su base con una membrana truncada. Anteras de figura de corazón.

PISTILOS. Germen aovado. Estilos tres, filiformes, apartados, y del largo de los estambres. Estigmas obtusos y gruesecitos.

PERICARDIO. Drupa aovada y de una celdilla.

SEMILLA. Nuez oblonga y de cuatro ángulos obtusos. E S P EC I E S

1.ERITHROXYLON   folii   obovatis.

Amoen. Acad. 5. p. 397.

Erithroxylon con hojas aovadas al revés

Erithroxylon   Carthagenense.   Jacq.

Amer. 134. t. 87. f. 1.

Erithroxylon de Cartagena

Erithroxylon foliis ellipticis, lineis binis longitu-3 dinalibus subtus notatis, fasciculis florum sparsis. Brown. jam. 278. t. 38. f. 2.

Erithroxylon de hojas elípticas, señaladas por debajo con dos líneas longitudinales, y hacecillos de las flores esparcidos

Castellano: Erithroxylon de cuadros o de tablas.

Habita en lugares marítimos y arenosos cerca de Cartagena de Indias.

2. ERITHROXYLON foliis ovatis. Jacq.

Amer. 135. t.87. f. 2.

Erithroxylon de hojas aovadas

Castellano: Erithroxylon de La Habana.

Habita en las peñas marítimas de La Habana8.

Varios años después de que Linneo publicara Species plantarum, en 1756, Browne utilizó precisamente las hojas de coca del herbario de Antonio Jussieu, ya citadas, para realizar su clasificación botánica, creando el Orden Erythroxylum debido al color rojo de la madera de algunas

                                                                                                                                                 

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WIKIPEDIA. Carlos Linneo. https://es.wikipedia.org/wiki/Carlos_Linneo. Consultada el 15 de octubre de 2018.

8 PALAU, A. (traductor) Parte práctica de Botánica del caballero Carlos Linneo. Tomo III. Madrid. 1785. Págs. 487, 738, 739.

especies de coca. Finalmente, Antonio Lorenzo, sobrino de los Jussieu, presentó una amplia monografía sobre los aspectos taxonómicos de la coca.

Con motivo de la expedición de la Academia Francesa para medir un grado de arco de meridiano en el ecuador, autorizada por Felipe V a pesar de las objeciones del Consejo de Indias, el botánico Joseph de Jussieu, a través de su tío, el también botánico Antoine, hizo llegar a Europa un cierto número de plantas de coca que serían examinadas por Linneo y Lamarck (Figura 2.3)[6], quien la clasificaría como Erythroxylon coca en su Encyclopedie méthodique de 1786, creyéndose durante un siglo que toda la coca correspondía a una sola especie botánica. De hecho, Lamarck clasificó las 8 especies de Erythroxylon siguientes:

1.Erythroxylon del Perú (E. coca)
2.Erythroxylon de Cartagena (E. aerolatum)
3.Erythroxylon de La Habana (E. havanense)
4.Erythroxylon de hoja de argan (E. fideroxyloides)
5.Erythroxylon de hoja de laurel (E. laurifolium)
6.Erythroxylon de hoja larga (E. longifolium)
7.Erythroxylon de hoja de boj (E. buxifolium)
8.Erythroxylon de hoja de hipérico (E. hypericifolium)[7].

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  Figura 2.2. Carlos Linneo en 1775   Figura 2.3. Juan Bautista de Lamarck

  (Fuente: Wikipedia)   (Fuente: Wikipedia)

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Por su interés se ha traducido la definición de Lamarck del género Erythroxylon y de la especie E. coca, ésta descrita por primera vez por él desde el punto de vista botánico como especie:

ERYTHROXYLON

Género de plantas con flores polipétalas, de la familia de los Rhamnus[8], que comprende los árboles y arbustos exóticos con hojas simples y alternadas, flores laterales, muy frecuentemente fasciculadas, cuyas ramas más pequeñas se agrupan en la parte superior.

CARACTERÍSTICAS GENÉRICAS

Cada flor consta de 1º Un cáliz monofilo, cónico, pequeño, persistente y con cinco recortes puntiagudos. 2º Cinco pétalos ovales a oblongos, más grandes que el cáliz, abiertos y provistos en la base de una pequeña escama recortada. 3º Diez estambres con los filamentos unidos por una membrana en su base y de la anchura de la corola, dotado de anteras redondeadas. 4º Un ovario superior, oval, con tres estilos abiertos, un estigma ligeramente tupido y obtuso.

El fruto es una baya oblonga u oval-cónica, prismática, unilocular y que contiene una semilla oblonga ligeramente angulosa.

1. ERYTHROXILON de Perú, Erythroxylon coca, Ertythroxylon foliis ovatis acutis subtrilineatis, ramulis crebe tuberculosis. N.

Myrto similis Indica, fructu racemoso. Bauh. Pin. 469. Coca. Clus. Exot. P. 177. & 340. Hernand. Mex. P. 302. Erythroxylon. Juss. Herb Per. Mss & Ic.

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Figura 2.4. Coca (Fuente: Martínez Compañón, 1782-1785. Modificada)

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Es un arbusto fuertemente ramificado y qu solo se elva a tres o cuatro pies de altura. Sus ramas son alternas, derechas y las más pequeñas son abundantemente tuberculadas en toda su longitud. Sus hojas son alternas, ovales, puntiagudas, enteras, lisas, blandas, marcadas la mayoría con tres líneas longitudinales que convergen en su extremo, y que son las impresiones dejadas por una hoja sobre otra cuando estaban brotando. Estas hojas tienen una longitud de una pulgada y media, una anchura de casi una pulgada y están dotadas de peciolos cortos. Las flores son pequeñas, laterales, múltiples y están dispuestas sobre los tubérculos escamosos de las ramas pequeñas. Los pedúnculos son simples, tiene solo una línea12 y media de longitud y nacen en grupos de dos o tres en cada tubérculo. La fructificación es en todo como se indica para el género; las frutas son rojas cuando están maduras.

La coca (Figura 2.4)[9], según la observación de M. Josef de Jussieu se da abundantísimamente en la provincia de los yungas del Perú; proporciona todos los años de 7 a 800.000 pesos de hojas que se distribuyen en todas las minas del país a los indios que están en ellas. Estos indios no resistirían los penosos trabajos de estas explotaciones si no mascaran continuamente estas hojas con ceniza de Quinoa, la cual se cree que es una especie de Chenopodium (Few. Per. Obs. 3. T. 10) que se cultiva en ese país. (v.s.in h. Juss.)[10].

Sin embargo, hubo que esperar hasta 1794 para que el doctor Joseph Hipólito Unanue, catedrático de Anatomía en la Real Universidad de San Marcos e individuo de la Sociedad Académica de Lima, hiciera la primera descripción realmente completa de la coca y su mundo. Figura en su Disertación sobre el aspecto, cultivo, comercio y virtudes de la famosa planta del Perú nombrada coca, que publicó en el Mercurio Peruano limeño. En ella se refiere a las descripciones hechas previamente de la planta de las que comenta su escaso carácter científico y la escasa investigación realizada sobre los efectos de tomar sus hojas. Decía Unanue:

Casi todos los primeros escritores del Perú han hecho memoria de la Coca y aún compuesto discursos dilatados de ella. Pero, considerándola por aquellas relaciones que su uso y comercio tenían con la religión y el gobierno, dejaron intacta su parte fisiológica. Una u otra pincelada del padre Acosta y con más exactitud de Garcilaso sobre su aspecto y virtudes, es lo único que se nos ha transmitido. Los demás escritores no han hecho sino copiarlos servilmente o desfigurarlos. Y esto ha sucedido en aquellos que ilustraron los siglos XVI y XVII y también en los que han escrito en el XVIII cuando la Botánica parece haber llegado a su último incremento. En igual obscuridad los escritores nacionales que los extranjeros: o reproducen las propias ideas de nuestros autores antiguos, o desbarran notablemente si pretenden adelantarlas. Es cierto, que después de la última expedición botánica del Perú no ha faltado algún naturalista europeo que, con mejores luces y exactitud, la haya clasificado e indicado sus caracteres principales. Los que forman la descripción siguiente han sido ordenadas por una mano diestra y delicada[11].

  

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Figura 2.5. Plantación de coca en 1890 (Fuente: Small, 2012)

Tras reconocer Unanue que el célebre botánico Don Hipólito Ruiz fue el primero que examinando con proligidad a la coca la redujo al género Erithtoxilon de Lineo, asignaba la autoría de la descripción que incluía en su Disertación al doctor Gabriel Moreno, también autor de la lámina que, representando la planta, había incluido al final del mismo. El trabajo del doctor Moreno fue remitido a la Sociedad Académica de Lima por los botánicos de Su Majestad Juan Tafalla y Francisco Pulgar.

Una vez publicado el artículo de Unanue, que tuvo gran repercusión, el primer dibujo de la coca que apareció en la prensa inglesa fue el de William Jackson Hooker, director del jardín botánico Kew Gardens, y corresponde a un especimen recogido por James Matthews en Chinchero (Perú). En 1869 llegarían a Inglaterra semillas recolectadas en el valle de Huánuco (Figura 2.5)[12], que se cultivarían en Kew Gardens durante cuarenta años. En el otro extremo del mundo algunas plantas, posiblemente llevadas por los holandeses, llegarían a la isla de Java donde serían cultivadas con éxito[13].

2.2. VARIEDADES DE COCA

Hasta 1862 sólo se admitía una sola especie de coca comercial en Sudamérica (E. coca) hecho que Triana y Planchón pusieron en duda al estudiar la coca colombiana. No obstante asignaron los especímenes que examinaron a E. coca (Figura 2.6)[14] basándose en que las diferencias eran muy pequeñas para separarlas en dos especies, aunque plantearon la posibilidad de que correspondieran a otra distinta, la que después se denominaría E. novogranatense y fue descrita por D. Morris en 1889[15].

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Figura 2.6. Erytroxylum coca (Fuente: Hooker, 1836. Modificada)

Siglo y medio después, de acuerdo con las investigaciones más recientes[16] la familia de la coca, Erythroxylaceae, de ámbito pantropical, está formada por aproximadamente 260 especies de pequeños árboles y arbustos, la mayoría de los cuales (ca. 250 especies) se clasifican en el género Erythroxylum P.Browne. Las especies restantes de Erythroxylaceae pertenecen a tres géneros que se encuentran exclusivamente en África y Madagascar: Aneulophus Benth. (2 especies), Pinacopodium Exell & Mendonça (2 especies), y Nectaropetalum Engl. (ca. 10 especies). Erythroxylum es un taxón ecológicamente diverso y abundante; ocupa el puesto 22 en la clasificación de vegetales con más especies en la Amazonía (82 especies), pero la mayor parte de la diversidad se encuentra en los bosques secos estacionales del este de Brasil y la Guayana venezolana (Figura 2.7). También hay entre 40 y 50 especies de Erythroxylum distribuidas por las regiones tropicales de África y del Indo-Pacífico, con una concentración en Madagascar.

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Figura 2.7. Regiones con plantas de Erythroxylum en América. Entre paréntesis, los taxones presentes en ellos (Fuente: White et al, 2019. Modificada)

Las pequeñas flores actinomorfas de todas las especies son polinizadas principalmente por varios himenópteros y dípteros, y las pequeñas drupas de color rojo a púrpura son fácilmente dispersadas por las aves. Casi todas las especies de Erythroxylaceae son distilicas21 y varias se han utilizado en investigaciones sobre la evolución del sistema de apareamiento.

Sin embargo, la familia de la coca es conocida especialmente por ser la fuente natural de la cocaína, que se aísla comercialmente de dos especies sudamericanas cultivadas llamadas coca Erythroxylum coca Lamarck y Erythroxylu. novogranatense (Morris) Hieron. Ambas constituyen las fuentes de toda la coca cultivada y son las que han dado lugar a la mayor parte de los estudios sobre la hoja, mientras que algunas especies silvestres han tenido uso medicinal en las comunidades locales22.

Figura 2.8. Distribución de las distintas variedades de coca en Sudamérica (Fuente: Plowman, 1949. Modificada)

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De acuerdo con Plowman23, E. coca tiene dos variedades, E. coca Lam., var. coca y E. coca var. ipadu Plowman, al igual que la segunda, E. novogranatense (Morris) Hieron var. novogranatense y E. novogranatense (Morris) Hieron var. truxillense (Rusby) Plowman. Estas cuatro variedades presentes en Sudamérica (Figura 2.8)24 han sido domesticadas y cultivadas desde épocas

                                                                                                                                                 

se denomina distílica. En uno de los morfos, llamado Pin, los estambres son cortos y los pistilos largos. En el otro morfo, llamado Thrum, los estambres son largos y los pistilos cortos. En resumen, una especie distílica es la que presenta dos tipos distintos de flores.

22

PLOWMAN, T. “The origin …”. Pág. 130.

23 Timothy Plowman, biólogo y botánico estadounidense considerado un experto mundial en etnobotánica y, más concretamente, en la coca, que falleció prematuramente en 1989. Este autor ha estudiado exhaustivamente el problema genético de Erytroxylum durante las décadas de 1970-1980.

24

PLOWMAN, T. “The origin …”. Pág. 131.

preincaicas; difieren en sus componentes químicos y también en su morfología, ecología, distribución y práctica de cultivo lo que refleja un amplio polimorfismo[17].

Las cuatro especies cultivadas en Sudamérica fueron domesticadas en época prehispánica y su uso dura hasta hoy día. Cada una de ellas fue conocida por su nombre nativo antes de que los españoles popularizaran el término “coca”. Las cuatro variedades de coca sudamericana que producen cocaína se conocen sólo cultivadas o como especie semi silvestre derivada de parcelas de cultivo y su distribución es completamente alopátrida[18]. Todas ellas contienen, además, otros alcaloides y compuestos químicos cuyas concentraciones difieren de unas a otras. También existen entre ellas otras distinciones que hasta la década de 1980 no fueron detectadas, especialmente en lo relativo al tallo, hojas, ecología, distribución geográfica, reproducción, métodos de cultivo y forma de preparar la hoja para su consumo. Estas diferencias reflejan la intensa selección que los nativos practicaron con los arbustos de coca durante un largo periodo de tiempo, buscando rasgos específicos y la optimización de su cultivo en una amplia variedad de hábitats.

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Figura 2.9. Variedades de coca cultivada en Sudamérica. (A) E. coca var coca; (B) E. coca var. ipadu; (C) E. novogranatense var. novogranatense; (D) E. novogranatense var. truxillense

(Fuente: Valdéz et al, 2015)

Morfológicamente, las cuatro cocas cultivadas son similares (Figura 2.9)[19], lo que explica en parte la confusión habida en la identificación de cada una de ellas, principalmente por parte de los no especialistas. Sin embargo, las cuatro variedades se pueden distinguir por las características de la ramificación, la corteza, las hojas, las estípulas, las flores y los frutos, aunque muchas veces, especialmente con los especímenes secos de los herbarios, puede ser necesario disponer de los ejemplares completos para su correcta identificación. No obstante, en la mayoría de las ocasiones el estudio de las hojas suele ser suficiente para identificar la especie e, incluso, la variedad, especialmente si se conoce la procedencia de las muestras.

Como resultado de estudios específicos llevados a cabo en la década de 1980 en relación con la anatomía de la hoja, los contenidos de cocaína y otros alcaloides, la reproducción y la distribución ecológica y geográfica, es posible identificar las distintas especies de coca, incluso de los especímenes arqueológicos. Estos estudios han permitido comprender las relaciones taxonómicas y evolutivas de las cuatro variedades de coca cultivada[20].

Las características de cada una de las cuatro variedades de coca cultivable son las siguientes[21]:

2.2.1. Erythroxylum coca var. coca

Llamada igualmente coca de Huánuco o coca de Bolivia, se encuentra desde el sur de Ecuador al centro de Bolivia. Es la variedad más primitiva de las cuatro cultivadas y aún se encuentra silvestre. Tiene reproducción sexuada y está adaptada a las húmedas condiciones ecológicas de los valles orientales tropicales de los Andes, viviendo a una altura comprendida entre 500 a 2.000 m (yungas). No tolera bien ni la sequía ni los climas excesivamente húmedos y cálidos. Es la mayor fuente de hojas de coca.

Se encuentra silvestre en el sotobosque de las selvas primarias o secundarias situado tanto cerca como alejado de las áreas de cultivo, de las que indudablemente ha escapado. Está bien adaptada al hábitat donde se la encuentra (ceja de montaña) y parece ser un elemento natural del mismo, a veces asociada a otras especies de Erythroxylum silvestres como E. ulei, E. mamacoca, E. macrocnemium y E. mucronatum. Muchas veces es imposible distinguir entre la E. coca var. coca silvestre y las plantas de la misma variedad que persisten como resto de plantaciones abandonadas. El hecho de estar bien adaptada a su zona de cultivo y encontrarse asilvestrada, sugiere que todavía se planta en las áreas donde existía antiguamente como especie nativa

Aparentemente no hay barreras para que la planta cultivada se transforme en silvestre ya que se cruzan libremente cuando crecen próximas. Sus pequeños frutos rojos son consumidos ávidamente por las aves, las cuales diseminan las semillas por toda la montaña. No hay diferencias estructurales esenciales entre E. coca var. coca silvestre y cultivada, y parece que las características morfológicas, genéticas y fisiológicas se han alterado muy poco con la domesticación. Como especie silvestre probablemente hubiera tenido una distribución más limitada que la actual, estando restringida posiblemente al oriente del Perú, en concreto al valle de Huallaga, donde la E. coca var. coca es frecuente en estado silvestre. La distribución actual entre el norte de Ecuador y el sur de Bolivia y norte argentino probablemente se debió al cultivo humano.

2.2.2. Erythroxylum coca var. ipadu

Denominada también coca amazónica. Para unos autores constituye un cultivar aislado geográficamente de las otras variedades mientras que para otros (Plowman) es un cultivar de la variedad E. coca var. coca adaptado a condiciones tropicales más cálidas y suelos ácidos ya en época preincaica. Se cultiva a pequeña escala por algunos grupos indígenas en las cotas altas de la Amazonía colombiana, brasileña y peruana (200-800 m de altitud).

Su reproducción es exclusivamente por esqueje. E. coca var. ipadu (Figura 2.10)[22] se cultiva en condiciones de movilidad, mediante la agricultura de tala y quema practicada por las tribus amazónicas semi nómadas. Las parcelas cultivadas se trasladan anual o bianualmente, y en ellas la coca se propaga mediante esquejes que enraízan rápidamente.

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..........

Debido a que E. coca var. ipadu se propaga vegetativamente (por esqueje), en sus áreas de cultivo se da un solo un tipo morfológico y no existe producción de semillas. Las plantas pueden permanecer en parcelas de cultivo abandonadas pero, como no dan semillas, no se reproducen y no sobreviven como planta silvestre. Es un auténtico cultigen[23], imposible de que se reproduzca sin la ayuda del hombre.

E. coca var. ipadu apenas se diferencia de E. coca var. coca y las dos variedades parecen ser completamente inter fértiles, es decir, que se pueden cruzar sin problema. Ambas contienen los mismos flavonoides[24] en las hojas. Este contenido sirve para distinguir las plantas silvestres de las cultivadas. La principal diferencia química entre ellas es el mucho menor contenido de cocaína de la coca amazónica, apenas la mitad. Esta baja concentración de cocaína aparentemente es la razón que ha llevado a sus consumidores a prepararla finamente molida. Al polvo de coca se le añade ceniza de Cecropia como álcali y la mezcla se introduce seca en la boca en donde forman un bolo humedecido por la saliva, al igual que hacen los nativos andinos que consumen las hojas enteras. Sin embargo, los usuarios amazónicos se tragan el bolo de coca a medida que las partículas se disuelven lentamente en la saliva.

E. coca var. ipadu fue desconocida para los europeos hasta mediados del siglo XVIII. Sin embargo, hubo que esperar hasta el siglo XX para que se publicaran los detalles de su cultivo, uso y distribución geográfica.

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Figura 2.11. E. novogranatense en 1896 clasificada como E. coca (Fuente: Berg; Schmidt, 1896. Modificada)

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La coca amazónica no tiene registros arqueológicos que avalen su origen en la Amazonía, pero las evidencias lingüísticas, etnográficas, históricas y botánicas, parecen sugerir que ha tenido un desarrollo relativamente reciente. Con seguridad derivó de ejemplares de E. coca var. coca llevados desde los Andes, que fueron seleccionados buscando características favorables para su cultivo en la Amazonía.

Actualmente la variedad ipadú se encuentra generalmente aislada de las otras variedades de coca, y no está implicada en las complejas interacciones evolutivas que existen entre las variedades de coca cultivadas en el área andina.

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2.2.3. Erythroxylum novogranatense var. novogranatense

Es la coca colombiana (Figura 2.11)[25], cultivada principalmente en los valles andinos de dicho país. Es muy tolerante a ecotipos muy distintos, desde medios semi áridos hasta valles calientes tropicales, siendo resistente a la sequía. Constituye la variedad más evolucionada, con hojas más pequeñas que la coca boliviana. La reproducción es sexuada. Esta variedad, exportada en el siglo XIX como planta ornamental a otros países tropicales, se adaptó bien a las nuevas condiciones ecológicas existentes en ellos (por ejemplo, la isla de Java en Indonesia). Los híbridos resultantes de su cruce con E. coca son estériles.

E. novogranatense var. novogranatense difiere de E. novogranatense var. truxillense más que las dos variedades de E. coca entre sí lo que sugiere que aquellas son más antiguas que éstas y se desarrollaron en mayor aislamiento.

  

2.2.4. Erythroxylum novogranatense var. truxillense

Llamada coca de Trujillo, crece en los valles desérticos de la costa norte del Perú, entre 200 y 1.800 m de altitud y, por tanto, es la variedad que mejor resiste la sequía, aunque precisa riego. Tal vez por ello antiguamente se la conocía como coca peruana. Tiene una hoja más pequeña, de color verde menos intenso y es más frágil que E. coca. Puesto que contiene compuestos saborizantes no encontrados en E. coca, la de Trujillo se ha empleado tradicionalmente en la preparación de vinos y tónicos generosos con sabor a coca. En el pasado fue muy apreciada por la industria farmacéutica europea y norteamericana como parte integrante de preparaciones medicinales. La cocaína de la coca de Trujillo es difícil de extraer y de cristalizar por lo que raramente se ha empleado en la explotación comercial de dicho compuesto.

2.3. MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN DE LAS VARIEDADES DE COCA CULTIVADA

2.3.1. Introducción

Los trabajos de Plowman entre 1979 y 1986 lograron aclarar la identidad taxonómica y la diversidad de las cocas cultivadas en Sudamérica. También permitieron apreciar y comprender tanto la diversidad de estas variedades como algunas posibles rutas de domesticación por parte de diversas comunidades indígenas de la Amazonía. Plowman estudió, igualmente, la morfología y la anatomía de las especies cultivadas de Erythroxylum en el trópico en general[26].

Rury, en 1981, publicó un detallado trabajo sobre anatomía sistemática de Erythrpxylum, en el que presentaba las estructuras internas y externas del género, incluyendo la morfología y estructura de las hojas, los vasos y patrones de venación y la anatomía y la estructura de madera y corteza[27]. Dicho estudio constituía un resumen de otro más amplio, su tesis doctoral, en el que consideraba las características anatómicas de la familia Erythroxylaceae[28]. A nivel general estableció que el estudio realizado a dicha familia, que él consideraba preliminar, indicaba que las características anatómicas podían proporcionar una visión de las afinidades a nivel de género, intra género y especie para las cocas no identificadas. La precisión mejoraba cuando las características citadas se combinaban con la información morfológica y ecológica de las plantas. Sin embargo, avisaba del extremo cuidado que habría que tener al aplicar esta técnica taxonómica debido a la variación gradual de las características anatómicas que presentaba la familia. Había que tener mucha precaución con la importancia potencia de factores como la edad de la planta, su hábitat, la morfología de las hojas y las condiciones ambientales. Aunque algunas especies de Erythroxylum podían identificarse exclusivamente a partir de las características anatómicas de la madera, para la mayoría de ellas sólo sería posible si se combinaban las características anatómicas, morfológicas y vegetativas.

Las especies semejantes presentaban madera y hojas con estructuras similares y las diferencias anatómicas eran tanto más sutiles cuanto más afines eran, especialmente en lo relativo a las cocas cultivadas y entre ellas y las más relacionadas[29].

En un estudio de 2010 de Galindo y Fernández-Alonso sobre 282 especímenes de E. coca y E.

novogranatense de Colombia, apreciaron la dificultad para identificarlas en base a sus caracteres vegetativos. Al respecto decían:

Caracteres como fracturas en la corteza y tipo de lenticelas, forma de la lámina foliar, elevación de la vena media sobre la superficie adaxial de la lámina foliar, forma y margen de la estípula mostraron ser informativos para la determinación taxonómica específica. Por el contrario, otros caracteres vegetativos como color y textura de la corteza, erupción de las lenticelas, color, ángulos y forma de la base y ápice de la hoja, longitud del mucrón, presencia de areola central y de líneas paralelas en la lámina, junto con el patrón de arquitectura foliar, no ofrecieron utilidad para la determinación específica aunque, en conjunto, permiten asegurar la identificación a nivel genérico[30].

Otras características como los patrones de venación, el diámetro y longitud del peciolo, el ancho y largo de la lámina foliar y la longitud de la estípula demostraron ser poco relevantes para individualizar las especies. El análisis polínico tampoco demostró ser un marcador valioso aunque dispusieron de solo nueve muestras (Figura 2.12)[31].

Por el contrario, Galindo y Fernández-Alonso detectaron ciertas diferencias en el aparato reproductivo, descritas previamente por Schulz y Plowman, concretamente en los márgenes del urcéolo, que eran lisos en E. novogranatense y crenados en E. coca[32] (Figura 2.13)[33].

Un problema añadido es que, en algunos países, el cultivo de coca enfocado al narcotráfico ha generado híbridos cuya finalidad es mejorar el contenido en cocaína de las hojas, o aumentar el volumen del follaje, lo que ha causado cambios morfológicos. En estos ejemplares, las características originales de las plantas madre se combinan en distinto grado. A título de ejemplo, en el citado estudio de Galindo y Fernández-Alonso, solo identificaron claramente mediante características taxonómicas al 32% de las muestras. El 63% de los ejemplares mostraba características intermedias entre una y otra especie. El restante 5% de las plantas evaluadas los caracteres eran claramente intermedios entre las dos especies. Esta diversidad no se apreció en la revisión realizada a los especímenes del Herbario Nacional Colombiano, que datan de las décadas de 1970-1980.[34].

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Figura 2.12. Granos de polen. (a) E. coca var coca; (b) E. coca cf var. ipadu; (c) E. novogranatense var novogranatense; (d) Estado intermedio (Fuente: Galindo, Fernández-Alonso, 2010)

..

Figura 2.13

2. Urcéolo. (a) (b) Margen liso E. novogranatense var. truxillense; (c) Margen crenado E. coca var. ipadu; (d) Margen liso E. novogranatense var. novogranatense (Fuente: Galindo, Fernández-Alonso, 2010)

La complejidad para identificar las cocas, especialmente las más afines, como las cultivadas, mediante marcadores taxonómicos dio lugar a que se estudiaran otros métodos distintos que dejaban de lado las estructuras internas de las plantas investigadas por Rury a la vista de las incertidumbres y complejo de su clasificación. Se citan seguidamente.

2.3.2. Morfología foliar

Las hojas de las cuatro variedades cultivadas presentan características diferentes, como muestra la Figura 2.14[35], en la que se han representado las superficies abaxiales (izquierda) y adaxiales (derecha) de las mismas. La dificultad para identificar las variedades por la forma y el tamaño de las hojas se aprecia de la simple visión de la citada figura. Rury ya señaló este problema y sugirió que la anatomía de las hojas, por sí misma, no era un buen marcador taxonómico y que no podía emplearse para identificar estas variedades, especialmente teniendo en cuenta que la forma de la hoja variaba incluso a escala de las plantas individuales[36].

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Figura 2.14. Morfología de las hojas de coca. (a) E. coca var. coca; (b) E. coca var. ipadu (Colombia, 1972); (c) E.

sp. (Colombia, 1997-2001); (d) E. novogranatense var. novogranatense; (e) E. novogranatense var. truxillense (Fuente: Johnson et al, 2003. Modificada)

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La variedad morfológica de la hoja a escala regional se aprecia en la Figura 2.15[37], que

muestra los tipos que se cultivan actualmente en Colombia.

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Figura 2.15. Hojas de la coca cultivada actualmente en Colombia (Fuente: Gutiérrez et al, 2018)

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2.3.3. Número cromosómico y contenido en alcaloide de la hoja

Las cuatro variedades de coca cultivadas presentan notables afinidades pues tienen el mismo número de cromosomas (12) y son completamente alopátridas. Por tanto, ninguna de estas características es marcador válido.

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VARIEDAD DE COCA

CONTENIDO COCAÍNA (%)

CONTENIDO TOTAL CINAMILCOCAÍNAS (%)

E. coca var. coca

0,58

0,18

E. coca var. ipadu

0,41

0,007

E. novogranatense var. novogranatense

0,77

0,46

E. novogranatense var. truxillense

0,71

0,38

Tabla 2.1. Alcaloides contenidos en las variedades de coca cultivadas

(Fuente: Johnson et al, 2003. Modificada)

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Todas las variedades producen cocaína, aunque el alcaloide contenido en el tejido de la hoja varía con la edad de ésta y las condiciones ambientales. Por ello tampoco es marcador identificativo válido. La Tabla 2.1[38] muestra el contenido medio en cocaína y cinamilcocaínas de las hojas.

2.3.4. Flavonoides contenidos en la hoja

Los flavonoides también se estudiaron como marcadores quimitaxonómicos para identificar las variedades de coca cultivadas. Para ello se determinaron los perfiles de dichas sustancias en estos taxa. Los resultados inicialmente fueron prometedores a la vista de los distintos patrones obtenidos pero cuando se profundizó se comprobó que las presuntas asociaciones específicas no eran tan definitorias como se había estimado inicialmente. El mayor éxito de la técnica fue establecer que la E. coca var. ipadu actualmente cultivada en Colombia era un híbrido entre E. coca var. coca y E. novogranatense var. truxillense que, aparentemente, se generó después de 1972[39].

2.3.5. Marcadores AFLP

Los polimorfismos en la longitud de los fragmentos amplificados, conocidos como AFLP por sus siglas del inglés (Amplified Fragment Length Polymorphism), pertenecen al grupo de marcadores moleculares multi-locus que permiten analizar al azar regiones de ADN distribuidas en todo el genoma sin tener conocimiento previo de éste.

Los AFLP constituyen una herramienta poderosa en la detección de polimorfismos a lo largo del genoma. Su uso en reconstrucciones filogenéticas se ha vuelto cada vez más frecuente. Se han empleado principalmente para determinar la diversidad genética de las poblaciones en una amplia variedad de grupos, principalmente en plantas, bacterias y hongos y, en menor grado, en algunos invertebrados, peces, aves y mamíferos. La utilidad del método radica en que, conocida la estructura genética de las poblaciones, a partir de ésta se puede estimar la migración, identificar unidades de conservación, estimar patrones filogeográficos e inferir eventos y patrones como la fragmentación del hábitat, restricción de flujo génico, endogamia y aislamiento por distancia. Por ello, los marcadores AFLP han sido particularmente útiles para evaluar la estructura poblacional de muchos grupos a pequeñas y grandes escalas. Los AFLP permiten obtener abundante información de grupos de organismos estrechamente relacionados, lo que facilita la diferenciación entre especies muy relacionadas como en el caso de híbridos, y la identificación de eventos de hibridación e introgresión[40].

Los AFLP han sido aplicados exitosamente desde 2003 al estudio de las variedades de coca cultivadas lo que ha permitido la identificación de grupos genéticamente distintos, así como las relaciones entre ellos.

2.4. GENÉTICA Y EVOLUCIÓN DE LAS VARIEDADES DE COCA

2.4.1. Las ideas genéticas de la década de 1980

La hoja de coca fue objeto de numerosos estudios en las décadas de 1970 y, sobre todo, 1980 de la mano de Plowman y otros científicos. Ya en 1981 una investigación de Rury comprobaba la hipótesis de Plowman de 1979 de que, anatómicamente, E. coca era la variedad menos especializada, la más primitiva, de las cocas cultivadas. Por su parte, la adaptación estructural de las hojas a los hábitats secos y las diferencias anatómicas de la madera de las variedades de E. novogranatense (Figura 2.16)[41] indicaban que provenían de un ancestro común tras ser sometidas a un proceso de selección que buscaba mejorar el sabor de las hojas y la supervivencia de las plantas cultivados como productoras de hojas en regiones sometidas a largas sequías estacionales[42].

Una posterior publicación de 1982 de Bohm, Ganders y Plowman aglutinaba los conocimientos e interpretaciones evolutivas de las cuatro variedades cultivadas de coca en Sudamérica, deducidas de una compleja y pionera investigación, llegando a conclusiones genéticas que, no obstante, se consideraron relativamente provisionales al fallar algunos cruces experimentales y no poder contar con ejemplares de E. coca var. ipadu para ensayar. Aún así, los autores se decantaron por una hipótesis genética que se comenta seguidamente que era la que mejor se ajustaba a los hechos detectados durante la investigación.

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Figura 2.16. E. novogranatense en 1875 clasificada como E. coca

(Fuente: Bentley y Trimen, 1875)

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E. novogranatense se reconocía desde la década de 1980 como especie independiente dentro de la coca cultivada, aunque en el pasado fue muchas veces confundida con E. coca o considerada una variedad de ella. La información que se tenía sobre E. novogranatense sugería que surgió como planta domesticada por selección humana a partir de E. coca var. coca, de la que difería en ciertas características morfológicas y sobre todo, en determinados rasgos químicos y ecológicos. En su evolución, había llegado a ser genéticamente una planta aislada de su parental E. coca var. coca. Las dos variedades de E. novogranatense se conocían en la década de 1980 solo como plantas cultivadas; estaban bien adaptadas a las condiciones áridas, en las que medraban, a diferencia de E. coca, que no podía sobrevivir a la sequedad.

En lo que respecta a la reproducción, las plantas de E. coca var. coca y las dos variedades de E. novogranatense resultaron ser difíciles de propagar por esqueje, por lo que los ejemplares cultivados debieron multiplicarse mediante semillas.

E. novogranatense var. truxillense también dependía del hombre para reproducirse. Se presentaba en regiones áridas y generalmente requería irrigación, aunque las plantas podían sobrevivir períodos de sequía. Sin embargo, las semillas, como las del resto de cocas, tenían un periodo muy corto de viabilidad (1-2 semanas) y morían fácilmente si se secaban. Esta circunstancia descartaba que E. novogranatense var. truxillense se hubiera escapado y establecido como especie silvestre en las áreas donde se presentaba.

E. novogranatense var. novogranatense también se cultivaba en hábitats más secos que cualquiera de las dos variedades de E. coca, y solo muy raramente se la encontraba escapada de una parcela de cultivo.

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Figura 2.17. Perfiles de flavonoides de la hoja de E. coca y E. novogranatense

(Fuente: Johnson et al, s/f)

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E. novogranatense difería de E. coca en la química de los alcaloides y de los flavonoides. Aunque las concentraciones de cocaína en E. novogranatense eran mayores que las de E. coca, las dos variedades de E. novogranatense producían elevados niveles del alcaloide cinamilcocaína que sólo se encontraba en pequeñas cantidades en E. coca. Los flavonoides de la hoja de E. novogranatense también diferían de los que contenía E. coca (Figura 2.17)[43]. Por ello tres de los cuatro variedades de coca (E. coca var. coca, E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var. truxillense) podían considerarse, al menos parcialmente, genéticamente aisladas unas de otras, al mismo tiempo que eran morfológicamente distinguibles.

Para los autores estaba claro que E. coca var. ipadu era un cultigen propagado vegetativamente por el hombre a partir de E. coca var. coca; los flavonoides de las hojas de ambas variedades, que eran idénticos, confirmaban que ambas no se desarrollaron genéticamente aisladas. Por otra parte, la presencia de flavonoides de E. coca var. ipadu difiere completamente de los encontrados en E. novogranatense var. truxillense, por lo que ambas variedades parecen no tener otra relación evolutiva que un ancestro común (Figura 2.18)[44]. En dicha figura se aprecian los seis picos correspondientes a los flavonoides primarios de la hoja de E. coca var. ipadu detectados mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) mientras que en E. novogranatense var. truxillense sólo se han detectado cuatro. La identificación de todos ellos se realizó mediante resonancia magnética nuclear de protón (1H NRM) y análisis espectral por rayos ultravioleta (UV) y electro ionización por espectometría de masas (EI-MS) difiriendo unos de otros. Como conclusión del estudio comparativo se constató que los flavonoides podían ser empleados como marcadores quimiotaxonómicos para estos taxa y, muy posiblemente, para el resto.

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Figura 2.18. Superposición de la cromatografía HPLC mostrando los picos de E. coca var. ipadu

y E. novogranatense var. truxillense (Fuente: Johnson et al, 1998)

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Por su parte, E. novogranatense var. truxillense no pudo originarse como un híbrido entre E.

coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense ya que los intentos realizados para cruzarlas fracasaron, aunque los investigadores dejaban abierta la posibilidad a que nuevas pruebas pudieran tener éxito. No obstante, los datos biosistemáticos y taxonómicos mostraban que dicha variedad presentaba características intermedias entre E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense, y los flavonoides contenidos en sus hojas se encontraban repartidos entre las dos variedades. De hecho E. novogranatense var. truxillense podría hibridarse con cualquiera de las dos aunque entre ellas no fuera viable.

Tras constatar estos hechos, los autores consideraban que eran compatibles con dos posibles filogenias:

E. novogranatense var. truxillense pudo representar el taxón ancestral que dio origen independientemente a E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense que, posteriormente, divergieron una de otra y del ancestro común.
Los tres taxa podrían representar una serie evolutiva lineal con E. novogranatense var. truxillense representando una etapa intermedia en la evolución de E. novogranatense var. novogranatense a partir de E. coca var. coca o viceversa.

Sin embargo, considerando las evidencias del desarrollo de las variedades y sus datos ecogeográficos, la filogenia más probable era esta segunda opción, es decir, la secuencia evolutiva lineal en la que E. coca fue el taxón ancestral que originó E. novogranatense var. truxillense en el norte de Perú mientras que, posteriormente, de esta variedad se obtuvo E. novogranatense var. novogranatense. Esta idea ya fue propuesta por Plowman en 1979[45], cuyo criterio se mantuvo en esta disyuntiva.

Las evidencias ecogeográficas no eran compatibles con la hipótesis de que E. novogranatense var. truxillense fuera el taxón ancestral que dio lugar a las otras dos, pero sugerían que E. coca var. coca era el taxón más antiguo. E. coca var. coca se presentaba en una región de bosques húmedos en la cual pudo haberse originado y a la cual estaría bien adaptada. Esta variedad frecuentemente escapaba de las parcelas de cultivo. Por otra parte, E. novogranatense var. truxillense se presentaba en regiones cálidas y secas y, generalmente, requería irrigación. Debido a que sus semillas no toleraban el secado, era un auténtico cultigen, incapaz de reproducirse sin la asistencia del hombre. La normalmente mala germinación de las semillas de E. novogranatense var. truxillense podía representar una característica hereditaria de un ancestro que vivió en un clima más húmedo, como E. coca. Era más probable que E. coca var. coca fuera el ancestro de E. novogranatense var. truxillense que un cultigen fuera el origen de una variedad que estaba bien adaptada a sobrevivir en condiciones naturales.

Las características reproductivas de E. coca y E. novogranatense var. truxillense mostraban que eran fuertemente autoincompatibles, mientras que con E. novogranatense var. novogranatense eran moderadamente autocompatible. Como la autocompatibilidad era una característica derivada de un ancestro, esto significaba que E. novogranatense var. novogranatense era una variedad posterior más que primitiva. Las evidencias ecogeográficas también apuntaban a que esta variedad era menos antigua que E. coca.

Todo lo anterior sugería que E. coca var. coca era el taxón ancestral y que E. novogranatense var. truxillense derivó de él. Posteriormente E. novogranatense var. novogranatense evolucionó de E. novogranatense var. truxillense. Independientemente, E. coca var. coca dio lugar a E. coca var. ipadu. La divergencia genética de ésta respecto de E. coca var. coca probablemente se paralizó y estabilizó de forma natural ya que E. coca var. ipadu sólo se reproducía vegetativamente.

Lo más probable es que la principal causa responsable de la evolución de E. novogranatense a partir de E. coca ha sido el cultivo humano. La mayoría de las diferencias taxonómicas entre las variedades pueden ser el resultado de la selección humana, deliberada o inadvertida. Las evidencias arqueológicas sugieren que la coca ha sido cultivada al menos durante 5.000 años, que es tiempo suficiente para dicha selección.

De acuerdo con estas ideas genéticas, la evolución de las distintas variedades de coca se muestra en la Figura 2.19, siendo todas ellas debidas a la selección humana para adaptar el arbusto a distintos ecosistemas.

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Figura 2.19. Evolución de las variedades de Erythroxylum según Plowman

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La variedad original fue E. coca var. coca de la que derivaron E. coca var. ipadu tras una selección para adaptarla al clima y condiciones ambientales amazónicas, y E. novogranatense var. truxillense para cultivarla en ambientes secos. A su vez, de ésta derivó E. novogranatense var. novogranatense (Figura 2.20)54 apta para sobrevivir en ambientes muy diversos, desde secos a húmedos, siendo la variedad que se consideraba más evolucionada55.

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Figura 2.20. E. novogranatense var. novogranatense Fuente: Wikivisually)

Dos años después, en 1984, Plowman, insistía en la misma hipótesis. Consideraba que la coca de Trujillo estaba geográfica y ecológicamente aislada de las otras variedades de coca y no se habían encontrado híbridos entre ellas. Sin embargo, E. novogranatense var. truxillense se había cruzado experimentalmente tanto con E. novogranatense var. novogranatense como con E. coca var. coca. En el caso entre las dos variedades de E. novogranatense, los híbridos resultantes fueron

                                           

54

WIKIVISUALLY. Erythroxylum_novogranatense.

https://wikivisually.com/wiki/Erythroxylum_novogranatense. Consultada el 24 de octubre de 2018.

55

(1) BOHM, A.B.; GANDERS, F.R.; PLOWMAN, T. “Biosystematics and evolution of cultivated coca

(Erythroxylaceae)”. Systemmatic Botany. Vol. 7. Nº 2. 1982. Págs 122, 130-132; (2) JOHNSON, E.L.;

SCHMIDT, W.F.; NORMAN, H.A. “Leaf flavonoids as chemotaxonomic markers …”. Págs. 577-585; (3) JOHNSON, E.L.; SCHMIDT, W.F.; NORMAN, H.A. “Flavonoids as markers …”. Págs. 748-756; (4) PLOWMAN, T. “The origin …”. Pág. 138.

vigorosos y vegetativamente normales, y presentaron características morfológicas intermedias entre las dos parentales. Sin embargo, la mayoría de los híbridos que florecieron tenían el polen decolorado en un 50% y produjeron un reducido número de semillas. Esto significaba que hubo una evolución independiente de las dos variedades de E. novogranatense, resultado de estar ubicadas en diferentes hábitats geográficamente aislados durante un largo período de tiempo.

E. novogranatense var. truxillense también fue cruzada con E. coca var. coca, pero con reducido éxito pues, aunque se obtuvieron híbridos, desde los puntos de vista morfológico y de crecimiento presentaron características anómalas, y un cierto número de ellos murió siendo plantón. Estos híbridos no florecieron y, sin la menor duda, estaban mal adaptados a la supervivencia.

Aunque la coca de Trujillo ostentaba características intermedias entre E. coca var. coca y E.

novogranatense var. novogranatense, genéticamente era mucho más afín a la segunda, con la que compartía importantes rasgos químicos y ecológicos. Basándose en los datos existentes a la fecha, Plowman afirmaba que la coca de Trujillo estaba correctamente ubicada en la especie E. novogranatense pero había que reconocerla como una variedad distinta de E. novogranatense var. novogranatense, de la que se diferenciaba.

Las relaciones genéticas y geográficas sugerían a Plowman que la coca de Trujillo evolucionó directamente de E. coca var. coca por medio de una intensa selección humana debida a su cultivo en hábitats más secos y, posiblemente, buscando la producción de hojas más delicadas y dulces, y un follaje más frondoso. Posteriormente, la coca de Trujillo dio lugar a la E. novogranatense var. novogranatense en el norte de la cordillera andina, bajo similares condiciones de aislamiento geográfico y de intensos procesos selectivos. Posiblemente fue el producto de la adaptación de plantas de coca a las condiciones costeras peruanas llevadas a cabo por pobladores preincaicos durante un largo período de tiempo[46].

2.4.2. Las ideas genéticas de la década de 2000

Aunque en las décadas de 1970 y 1980 se realizaron numerosos estudios etnobotánicos sobre Erythroxylum que culminaron en 1982 con la publicación de Bohm, Ganders y Plowman cuyos resultados se han comentado en el capítulo anterior, el estatus taxonómico, las relaciones evolutivas y la organización y diversidad genética del género apenas eran conocidos. Las ideas de los autores citados se plasmaron en la definición de dos especies, E. coca. var coca y la derivada E. novogranatense var. novogranatense, cada una con una variedad. Todas ellas tenían el mismo número de cromosomas (12) y solo se conocían como especímenes cultivados o en estado semi silvestre tras escapar de parcelas de cultivo. Basándose en los resultados de una hibridación artificial y en la comparación de los flavonoides de las hojas de los cuatro taxa, propusieron la hipótesis de una evolución lineal, como ya se ha comentado[47].

Con la identificación de ciertos marcadores moleculares y de su asociación a las distintas especies de coca, se pudo evaluar más a fondo la diversidad genética de los taxa de Erytroxylum cultivados en orden a unificar y depurar el sistema de clasificación morfológico y quimiotaxonómico existente.

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Figura 2.21. Dendograma de 132 accesiones de Erythroxylum (Fuente: Johnson et al, 2003)

Mientras que algunos ensayos moleculares se pueden emplear para evaluar la diversidad genética, cada método difiere de los otros en sus principios teóricos, la aplicación, el polimorfismo detectado, el coste y el tiempo requerido para obtener resultados.

En un estudio de 2003[48] se empleó la técnica AFLP DNA (polimorfismos en la longitud de fragmentos amplificados de ADN, en lo sucesivo AFLP), diseñada en 1995[49], para analizar 132 accesiones60 de Erythroxylum con objeto de caracterizar e identificar positivamente los cuatro taxa cultivados, así como un taxon silvestre. Los resultados globales se muestran en el dendograma[50] de la Figura 2.21[51].

A partir del mismo se comprobó que la coca cultivada mayoritariamente en Colombia como E. coca var. ipadu era un híbrido independiente representado en la parte superior del dendograma como Esp COL 098-142 (en rojo), en detalle en la Figura 2.22, enmarcado superior en azul. Las accesiones contenidas en ella como Eci B, Eci HAW y Eci DEA[52] (en verde) forman un subgrupo, enmarcado inferior en azul, dentro del grupo Esp COL. Estos resultados muestran una relación genética muy afín pero claramente diferenciada entre Esp COL (en rojo) y Eci B, Eci HAW y Eci DEA (en verde).

Por otra parte, la E. coca var. coca recolectada en Bolivia (Ecc BOL, en negro), Perú (Ecc PERU, en negro) y en Hawaii (Ecc HAW, en negro) muestra una clara tendencia a formar agrupaciones individuales, como se aprecia en el detalle de la Figura 2.20 que proporciona la Figura 2.23.

El dendograma también muestra una estrecha relación entre E. novogranatense var.

novogranatense (Enn HAW, en marrón, sin el sufijo “s”) y E. novogranatense var. truxillense (Ent B, en rosa), más claramente apreciada en el detalle enmarcado en rojo que proporciona la Figura 2.24. Se aprecia, igualmente, que ambas son parientes lejanas de E. coca var. coca (en negro).

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Figura 2.22. Sección superior del dendograma de la Figura 2.20

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Figura 2.23. Sección media del dendograma de la Figura 2.20 correspondiente a E. coca var. coca

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Figura 2.24. Sección inferior del dendograma de la Figura 2.20 correspondiente a E. novogranatense

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En un posterior estudio de 2005[53], cuyos resultados se comentan seguidamente, el análisis AFPL de 85 accesiones de las cuatro variedades cultivadas (y una de E. ulei) demostró que había un elevado nivel de variación genética entre las cuatro variedades de coca cultivadas. Esta variación era suficiente para poder evaluar la diversidad inter e intra especies de Erythroxylum, y proporcionó una nueva visión de las relaciones taxonómicas y evolutivas del género.

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Figura 2.25. Posibilidad de hibridación entre E. coca var. ipadu y

E. novogranatense var. novogranatense

Las muestras señaladas con el sufijo “s” eran semillas recolectadas de las especies correspondientes. Las semillas tanto de E. coca var. ipadu (Eci HAW, en verde) como de E. novogranatense var. truxillense (Ent HAW, en rosa) fueron recogidas en Hawaii y analizadas para una posible hibridación. A causa de que E. coca var. ipadu era considerada un auténtico cultigen se consideró particularmente interesante comprobar si la semilla era viable y como había sucedido el cruce. El dendograma claramente indica que E. coca var. ipadu se cruzaría fácilmente con E. novogranatense var. novogranatense (Figura 2.25), mientras que E. coca var. coca hibridaría con E.

novogranatense var. truxillense (Figura 2.26).

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Figura 2.26. Posibilidad de hibridación entre E. coca var. coca y E. novogranatense var. truxillense  

El agrupamiento en un dendograma de las 85 accesiones correspondiente a estas cuatro variedades proporcionó dos agrupamientos distintos (Figura 2.27)[54]. El primero incluía la mayoría de las accesiones de E. coca, mientras que el segundo comprendía la mayor parte de las muestras de E. novogranatense. En el agrupamiento de E. coca, casi todas las accesiones de las dos variedades (E. coca var. coca y E. coca var. ipadu) estaban agrupadas dentro de su propio taxón (ver Figura 2.27 parte central y superior derecha) manteniendo sus correspondientes estatus sistemáticos como dos variedades diferentes (agrupamiento casi total de las muestras de cada una de las dos variedades). Por el contrario, en el agrupamiento de E. novogranatense se apreciaba un elevado solape entre las dos variedades E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var. truxillense representado por la mezcla de accesiones entre ellas (ver Figura 2.27 parte inferior derecha).

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VARIEDAD

DISTANCIA GENÉTICA MEDIA ENTRE INDIVIDUOS DENTRO DE LOS TAXA

E. coca var. coca

0,347

E. novogranatense var. novogranatense

0,358

E. novogranatense var. truxillense

0,331

E. coca var. ipadu

0,302

Tabla 2.2. Comparación de distancias genéticas media de las cuatro taxa de coca cultivada

(Fuente: Johnson et al, 2005)

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Otra medida de la diversidad genética interna de cada taxón es la distancia genética media. Los valores calculados en dicho estudio para las cuatro variedades de coca cultivada variaban sensiblemente entre ellas, como muestra la Tabla 2.2[55]. Mientras que no había diferencias

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Figura 2.27. Dendograma con agrupamientos de las variedades cultivadas de coca(Fuente: Johnson et al, 2005)

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Figura 2.28. Escalamiento multidimensional (Fuente: Johnson et al, 2005)

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significativas entre E. coca var. coca, E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var. truxillense, las accesiones de E. coca var. ipadu tienen un a distancia genética media menor que las demás.

Un nuevo parámetro calculado, el escalamiento multidimensional (MDS), dividió las 85 accesiones en dos grupos principales mostrando una clara distinción entre E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense (Figura 2.28)[56]. Dentro de la especie E. coca, la diferenciación entre E. coca var. coca y E. coca var. ipadu es notoria, presentando agrupamientos perfectamente identificables, con la excepción de una muestra de esta última desviada. Por el contrario, el gráfico no diferencia las dos variedades de E. novogranatense cuyos puntos aparecen mezclados.

Una tercera medición, la varianza molecular (AMOVA)[57] mostraba una variación genética jerárquica a nivel de inter especie (32,2), inter variedad (11,8) e inter individuos (27,5).

La Tabla 2.3 muestra las distancias genéticas medidas por pares de variedades. Varían significativamente a nivel de las cuatro variedades cultivadas pues mientras que en los taxa de E. novogranatense es despreciable (0,060) en E. coca varía mucho más (0,299). Esto demuestra que la diferenciación entre E. coca var. coca y E. coca var. ipadu contribuyó mucho a la variabilidad inter variedades. La variación intrer individuos también difería entre los cuatro taxa (Tabla 2.4)[58]: E. novogranatense var. novogranatense presentaba la mayor desviación cuadrática media (28,7) mientras que E. coca var. ipadu tenía la menor (23,7); los valores de las dos variedades restantes eran intermedios.

En base a los resultados anteriores, Johnson y sus colaboradores llegaron a la conclusión de que existía una clara separación entre E. coca y E. novogranatense, confirmando la creencia de que eran dos especies diferentes. Sin embargo, el nivel de diversidad genética que presentaba E. novogranatense era tan elevado como el de E. coca cuando se cuantificaba por la distancia genética media y la desviación media cuadrática calculada con AMOVA (ver Tablas 2.2 y 2.4).

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VARIEDAD

DISTANCIA GENÉTICA

E. coca var. coca vs E. coca var. ipadu

0,299

E. coca var. coca vs E. novogranatense var. novogranatense

0,451

E. coca var. coca vs E. novogranatense var. truxillense

0,459

E. coca var. ipadu vs E. novogranatense var. novogranatense

0,510

E. coca var. ipadu vs E. novogranatense var. truxillense

0,519

E. novogranatense var. novogranatense vs E. novogranatense var. truxillense

0,060

Tabla 2.3. Distancias genéticas por pares de variedades

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VARIEDAD

DESVIACIÓN CUADRÁTICA MEDIA

E. coca var. coca

26,1

E. novogranatense var. novogranatense

28,7

E. novogranatense var. truxillense

26,4

E. coca var. ipadu

23,7

Tabla 2.4. Desviación cuadrática media de las variedades cultivadas

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Este elevado grado de diversidad de E. novogranatense, unido a su relevante separación geográfica y genética de E. coca (ver Figura 2.28) sugería que la primera no había podido derivar de la segunda especialmente considerando que la distribución de estos dos taxa era completamente alopátrida. El hábitat ecológico de E. novogranatense estaba ubicado en el norte del Perú, Ecuador, Colombia y Venezuela, variando de desértico a boscoso húmedo, mientras que el de E. coca se encontraba en los bosques premontanos húmedos de Ecuador, Perú y Bolivia, así como en los bosques lluviosos de las tierras bajas de la Amazonía. Esta barrera geográfica entre los dos taxa apuntaba a que E. novogranatense podía haber tenido un origen independiente de E. coca, tal como sugirieron Bohm, Ganders y Plowman en 1982 aunque después se decantaron por la hipótesis de la evolución lineal de E. coca.

A escala intra varietal, el reducido nivel de diversidad genética de E. coca var. ipadu respecto de E. coca var. coca (ver Tabla 2.3; Figura 2.28) apoya la hipótesis admitida de que la primera era un cultigen de la segunda, creado a partir de ejemplares trasladados desde las vertientes orientales de los Andes de Perú y Bolivia a la Amazonía.

Dentro de E. novogranatense era cuestionable reconocer que E. novogranatense var.

truxillense fuera una variedad diferente. Como demostraban los resultados de MDS y AMOVA (ver Tabla 2.3; Figura 2.28), la distancia genética entre E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var. truxillense era insignificante. Las dos variedades presentaban características morfológicas similares y los cruces entre ellas producían híbridos morfológicamente normales y plenamente fértiles. Por eso las principales diferencias genéticas que podían justificar la separación de ambas era que E. novogranatense var. truxillense tenía mejor adaptabilidad a hábitat secos y presentaba distintos flavonoides en las hojas.

Desde 1997 se sabía que cada taxón poseía sus propios flavonoides en las hojas y unas características morfológicas únicas. Los flavonoides encontrados en ejemplares provenientes de herbarios antiguos de E. coca var. ipadu (Figura 2.29)[59] eran similares a los presentes en E. coca var. coca, lo que indicaba que la primera derivaba de la segunda, pero el estudio de 2005 también detectó que en algunas accesiones de coca cultivada en Colombia, sus flavonoides diferían grandemente de los encontrados en ejemplares antiguos de la misma variedad, que los flavonoides de los especímenes cultivados contenían una mezcla de flavonoides presentes en E. coca var. coca y E. novogranatense var. truxillense e, incluso, que aparecían nuevos flavonoides. Esta variabilidad de E. coca var. ipadu cultivada recientemente en Colombia sugiere que se trataba de un híbrido cruzado de E. coca var. coca y E. novogranatense var. truxillense. Esta explicación justifica la aparición de una accesión de E. coca var. coca en la periferia de la zona característica de E. novogranatense de la citada Figura 2.28.

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En conclusión, el estudio de 2005 detectó:

Una clara distinción entre E. coca y E. novogranatense demostrando que se trataba de dos especies distintas.
Que existían diferencias significativas entre E. coca var. coca y E. coca var. ipadu.
Que E. coca var. ipadu tenía una diversidad significativamente menor que E. coca var. coca y era genéticamente distinta de la E. coca var. ipadu cultivada recientemente en Colombia, la cual constituía un híbrido entre E. coca var. coca y E. novogranatense var. truxillense.
Que E. coca var. coca era muy probablemente el taxón ancestral de E. coca var. ipadu, la cual podía considerarse el resultado de la adaptación a las condiciones ecológicas de la cuenca amazónica.
Que la diferenciación entre E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var.

truxillense era despreciable.

Figura 2.30. Resultados tras aplicar método AFLP

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Estas conclusiones se muestran en la Figura 2.30, y cuestionan la hipótesis de Bohm, Ganders y Plowman de 1982 sobre una evolución lineal a partir de E. coca aunque confirman la segunda hipótesis de estos autores que, por inexistencia de las técnicas de AFPL y métodos complementarios desarrollados posteriormente, la rechazaron.

2.4.3. Las ideas genéticas de la década de 2010

Considerando que la historia evolutiva de Erythroxylum permanecía desconocida desde el punto de vista de los conocimientos filogenéticos existentes en la época, Emche y colaboradores realizaron en 2011 un estudio[60] con dos objetivos: investigar las relaciones entre las especies de coca cultivadas y un selecto número de no cultivadas, y certificar cuál había sido la evolución genética de las variedades cultivadas, entonces objeto de controversia debido a la hipótesis de Plowman de 1979 sobre la evolución lineal de los taxa cultivados versus la hipótesis de Johnson y colaboradores de 2005 que abogaba por que las especies E. coca y E. novogranatense eran hermanas. Para ello compararon 36 especies de coca, con 133 accesiones o muestras, que abarcaban toda la distribución geográfica del género, es decir, África, Asia-Pacífico y América tropical.

La hipótesis taxonómica sobre los orígenes de los cuatro taxa de Erythroxylum cultivados y las relaciones entre ellos fue realizada por Plowman sin utilizar datos genéticos. Este investigador estableció, y fue aceptado por la comunidad científica, que las cuatro variedades eran más afines entre ellas que con cualquier otra del género basándose en sus importantes semejanzas morfológicas. Utilizando técnicas de AFLP, Johnson y colaboradores llegaron en 2003 y 3005 a la misma conclusión, validando la hipótesis de Plowman. Por su parte, el cladograma[61] obtenido por Emche y colaboradores avala, igualmente, esta afirmación. Dicho gráfico reveló la partición, tanto geográfica como taxonómica en clados[62] representativos de las especies de los distintos continentes (Figura 2.31)74.

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Figura 2.31. Cladograma de 36 especies de coca (Fuente: Emche et al, 2011. Modificada)

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En una visión de detalle del cladograma de la zona de las especies cultivadas (Figura 2.32), se aprecia que las especies cultivadas formaban un único clado sin excepciones. Dentro de él, E. coca y E. novogranatense formaban distintos subclados lo que indica que eran especies hermanas

                                                                                                                                                 

antepasado común y consta de todas sus descendientes, que forman una única rama en el árbol de la vida. El antepasado común puede ser un individuo, una población, una especie, no importa si extinto o existente, y así hasta llegar a un reino. (1) JUAN JOSÉ DE HARO. Glosario de sistemática filogenética…; (2) WIKIPEDIA. Clado. https://es.wikipedia.org/wiki/Clado. Consultada el 27 de octubre de 2018.

74

EMCHE, S.D.; ZHANG, D.; ISLAM, M.B.; BAILEY, B.A.; MEINHARDT, L.W. “AFLP phylogeny …”. Fig. 1.

que evolucionaron separadamente en distintos ambientes. Las distintas preferencias ecológicas de estas especies justifican su evolución independiente. Lo mismo sugiere la débil hibridación entre ellas y la completa incompatibilidad detectada entre E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense. En la citada Figura 2.32 se aprecia también la existencia de un clado hermano de cuatro especies no cultivadas que son las más afines a las no cultivadas. Estas especies son E. williamsii, E. havanense, E. impressum y E. hondense. Aunque se desconoce cuál fue el antecesor común de las especies cultivadas, E. hondense resultaba de particular interés ya que fue sugerida como tal por distintos autores en 1901 y 1911. Más tarde, Plowman y Sheviak, en 1975, también apuntaron que E. hondense y E. havanense pudieron haber contribuido a la formación de la coca cultivada mediante hibridación con la consiguiente cesión de genes al genoma de E. novogranatense. Esta interesante hipótesis no pudo ser ni corroborada ni refutada por los resultados obtenidos por Emche y colaboradores, los cuales recomendaron estudiar en profundidad las relaciones entre estas especies y revisar el género Erythroxylum.

Figura 2.32. Detalle del cladograma mostrando los clados de las especies cultivadas y sus relacionados más próximos (Fuente: Emche et al, 2011. Modificada)

El Análisis de Coordenadas Principales (ACP)[63] de los marcadores de AFLP de las especies de Erythoxylum de la América tropical se muestra en la Figura 2.33[64]. De ellas, cuatro son las cultivadas y 21, las no cultivadas. El gráfico muestra un agrupamiento en tres clados, correspondientes a E. coca, E. novogranatense y a las 21 especies no cultivadas, resultado congruente con la distribución del cladograma. El Análisis de la Varianza Molecular (AMOVA), mostró una significativa variación genética entre y dentro de las especies cultivadas y no cultivadas de Erythroxylum, con valores respectivos de 15% y 85%.

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Figura 2.33. Resultados de la aplicación de ACP a las especies de Erythroxylum de

América tropical (Fuente: Emche et al, 2011. Modificada)

Los resultados confirman la hipótesis de Plowman de que las especies cultivadas estaban más relacionadas entre ellas que con cualquier otra especie del género.

Los estudios quimiotaxonómicos han aportado poco a la comprensión de la evolución de Erythroxylum. Ya Plowman dudaba de la relación entre el contenido en cocaína y las afinidades morfológicas. Los análisis de los alcaloides efectuados por distintos investigadores tampoco proporcionaron una visión de las relaciones evolutivas de los taxa. En 1982, el estudio de los perfiles de flavonoides de los taxa cultivados pareció encontrar ciertas afinidades pero investigada la cuestión con mayor detalle en 1997, 1998, 2002 y 2003 por distintos especialistas, los resultados encontraron pocas similitudes.

En conclusión, el estudio de Emche y colaboradores de 2011 convalidó la hipótesis de Plowman sobre la mayor afinidad de las especies cultivadas entre sí, comprobó una vez más que las especies E. coca y E. novogranatense eran hermanas y obtuvo una relativa afinidad entre las especies cultivadas y cuatro especies no cultivadas, alguna de las cuales podría haber sido el ancestro de aquellas.    

En el mismo año de 2011, una colaboradora de Emche, M.B. Islam, defendió su tesis doctoral sobre la historia evolutiva de la coca[65]. Con ella pretendía, entre otras cosas, construir un marco para una nueva división del género Erythroxylum basada en las ramas evolutivas y profundizar en las cuestiones taxonómicas relativas a la delimitación de especies dentro de los grupos previamente establecidos.

Opìnaba Islam que para entender la sistemática de Erythroxylu, el género debía contextualizarse en la historia evolutiva de la familia Erythroxylaceae, compuesta por cuatro géneros de árboles y arbustos pantropicales con flores: Aneulophus Benth (2 especies), Nectaropetalum Engl (6 especies), Pinacopodium Exell & Mendoza (2 especies) y Erythroxylum P. Browne (unas 230 especies). Los tres primeros estaban prácticamente restringidos a las regiones tropicales de África y Madagascar.

Las relaciones entre géneros y entre familias del Orden fueron analizadas detalladamente por Islam; en lo que respecta a Erythroxylaceae, en ausencia de flores, Erythroxylum, Nectaropetalum y Pinacopodium eran morfológicamente indistinguibles, a menos que se combinasen diversas características anatómicas de pequeño tamaño. Comparado con los otros tres géneros, Aneulophus sí presentaba diferencias morfológicas.

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Figura 2.34. Detalle de cladograma de todas las accesiones en lo relativo a las cocas cultivadas (Fuente: Islam, 2011. Modificada)

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Con objeto de desentrañar la historia evolutiva de las especies cultivadas, identificar las especies silvestres más relacionadas con ellas y chequear la hipótesis de Bohm y colaboradores de 1982 en comparación con la de Emche y colaboradores en 2011, Islam realizó un análisis morfológico y filogenético molecular de Erythroxylum. Para el primero, analizó y codificó 28 características morfológicas y 4 tipos de alcaloides; para el segundo, extrajo el DNA de 119 accesiones correspondientes a 59 taxones del grupo. Aplicando el análisis AFLP dedujo que las accesiones de E. coca y E. novogranatense formaban dos clados separados muy bien definidos, lo que validaba la hipótesis de que constituían dos especies distintas de coca cultivada.

Considerando todas características de las 119 accesiones, el correspondiente cladograma mostraba que las cocas cultivadas estaban en politomía[66] con E. gracilipes, E. hondense, E. havanense y E. williamsii (Figura 2.34)79.

Relacionando solo las características moleculares (44 accesiones), el cladograma ponía de [67]manifiesto el carácter de hermanamiento entre un clado de E. novogranatense con otro que incluía E. coca, E. williamsii, E. havanense y E. brevipes, resultados que diferían poco de los obtenidos por Emche y colaboradores ese mismo 2011 (Figura 2.35)80.

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Figura 2.35. Detalle de cladograma de todas las accesiones (solo marcadores moleculares)

en lo relativo a las cocas cultivadas (Fuente: Islam, 2011. Modificada)

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Utilizando la reconstrucción bayesiana de la geografía ancestral, Islam dedujo que tanto E.

coca como E. novogranatense se originaron a partir de un ancestro que vivió en Sudamérica (latitud al sur de 3ºS) o en Sudamérica/norte de Sudamérica (latitud de 3ºS a 10ºN). Sin embargo, sus resultados no aclararon la monofilia[68] de las especies cultivadas y sus orígenes.

A la vista de la elevada diversidad genética, el largo periodo en que E. coca y E.

novogranatense fueron cultivadas y las relaciones filogenéticas entre los taxones cultivados, la similitud morfológica entre las dos especies, especialmente en lo relativo a sus elevados contenidos en cocaína, podían ser atribuidos, al menos en parte, a la selección artificial más que a un ancestro compartido, con E. coca como progenitor. Este aspecto, no obstante, debía ser estudiado para avalar o rechazar la hipótesis de la monofilia de las especies cultivadas.

Las especies salvajes más relacionadas con las cultivadas eran las de hoja caduca, la mayoría de las cuales se encontraban en Sudamérica. El origen de los eventos de domesticación de E. coca y E. novogranatense tuvieron lugar en el norte de Sudamérica, entre las latitudes 3ºS a 10ºN. En el futuro serían necesarios más estudios sobre las especies de hoja caduca relacionadas a fin de dilucidar el origen de las especies cultivadas[69].

En 2015, se propuso una hipótesis que abordaba la cuestión genética desde un punto de vista novedoso. Un estudio publicado por Lydon y colaboradores[70] en 2009 sobre el efecto de la radiación solar ultravioleta en Erythroxylum novogranatense var. novogranatense concluyó que afectaba a las concentraciones de determinados alcaloides. En concreto, las conclusiones fueron las siguientes:

La morfología de las plantas de coca no varía significativamente con la radiación UV.
Una mayor exposición a la radiación UV disminuye la concentración de las cinamilcocaínas e incrementa la de truxilinas.
Las truxilinas se forman a partir de las cinamilcocaínas con intervención de la radiación UV.

Estas conclusiones impulsaron a Díaz[71] a proponer una hipótesis genética sobre el origen de la coca de Trujillo: la acción solar podría haber sido la responsable de la aparición de Erythroxylum novogranatense var. truxillense a partir de mutaciones producidas en Erythroxylum novogranatense var. novogranatense por la radiación ultravioleta. De ser así, el contenido en cinamilcocaínas sería superior en la coca colombiana ya que en la de Trujillo se habrían transformado parcialmente en truxilina. Consecuentemente, el contenido en truxilina sería menor en aquella que en ésta. No se han encontrado análisis de esta sustancia en las dos variedades de coca implicadas[72] pero sí de las cinamilcocaínas. Plowman y Rivier[73] lo estudiaron y sus resultados confirman que los valores medios en Erythroxylum novogranatense var. novogranatense (0,379 mg/100 mg de hoja seca) son más altos que los de Erythroxylum novogranatense var. truxillense (0,231 mg/100 mg), lo que indica que la hipótesis de Díaz podía ser verosímil. De todas formas, sería necesario actualizar los análisis y extenderlos a un mayor número de especímenes de ambas variedades antes de validarla.

El último estudio de esta década que se comenta se debe a White, Islam y Manson-Gamer[74]. Fue publicado en 2019 y estableció la primera hipótesis filogenética basada en la secuencia de ADN de las relaciones de especies en la familia de la coca (Erythroxylaceae). Además, presentó sus implicaciones para la taxonomía intragenérica y la biogeografía neotropical de Erythroxylum. También identificó los parientes silvestres más cercanos y las relaciones evolutivas de los taxones de coca cultivados.

La investigación se basó en la sección taxonómica más grande del género Erythroxylum (Archerythroxylum O.E.Schulz) utilizando métodos de concatenación y reconciliación de árboles genéticos a partir de la captura de objetivos basada en hibridación de 427 genes.

Las investigaciones de White et al demostraron que la sección Archerythroxylum es parafilética88 y contiene al menos otras siete secciones (Figura 2.37, arriba izquierda). El grupo monofilético más grande de Archerythroxylum es el clado que contiene los cuatro taxones de coca cultivados, así como otras 10 especies. Los taxones de Erythroxylum forman cinco clados monofiléticos con distintas afinidades geográficas.

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Figura 2.37. Cladograma general y ecosistemas americanos en donde crecen taxones de

Erythroxylum (Fuente: White et al, 2019)

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El clado I comprende 11 especies, todas las cuales se encuentran en el Bosque Atlántico brasileño, Cerrado y/o Caatinga (ver mapa de Brasil, Figura 2), lo que lo convierte en un clado completamente brasileño al que probablemente pertenecen muchas otras especies de

Erythroxylum de esta región.

El clado II comprende solo tres especies, con distribuciones restringidas al oeste del Escudo de Guayana y la región amazónica adyacente en Colombia, Venezuela y la parte más noroccidental de Brasil.

El clado III tiene una distribución cercana, con especies del oeste de Guayana y la Orinoquia, y alguna en el norte de Sudamérica y la Amazonía.

El clado IV consiste en especies de la parte occidental y norte de América del Sur, el Caribe y Mesoamérica.

El clado V (Figura 2.38) comprende 24 taxones que se encuentran en las regiones occidental y septentrional del neotrópico. Dentro de este grupo, hay subclados que representan distribuciones más pequeñas, como el subclado principalmente caribeño y el “coca” en la región andina/amazónica. El subclado “coca” consta de las especies silvestres E. cataractarum y E. gracilipes, y las especies cultivadas E. coca y E. novogranatense.

.....

Los análisis realizados demostraron que las especies de coca cultivadas E. coca y E.

novogranatense son polifiléticas[75]. Los cultivares de E. coca están más estrechamente relacionados con E. gracilipes y E. cataractarum que con los cultivares de E. novogranatense; estas cuatro especies forman un clado con un 100 % de apoyo de arranque[76] (el subclado “coca”, ver Figura 2.38). Hasta el estudio de White et al había dos hipótesis para la domesticación de la coca: la de la serie evolutiva lineal, donde E. coca fue el progenitor de los otros cultivares, y la hipótesis de las especies hermanas, donde los dos las especies cultivadas formaban grupos monofiléticos hermanos entre sí con un ancestro común distinto. Sin embargo, la ausencia de monofilia de las especies de coca cultivadas en el análisis de White et al refuta ambas hipótesis y sugiere una historia de domesticación más complicada.

Según White et al, la ubicación filogenética de las dos especies silvestres Erythroxylum gracilipes y Erythroxylum cataractarum las identifica como los parientes silvestres más cercanos de los taxones de la coca y, posiblemente, los progenitores silvestres. E. gracilipes está muy extendida en toda la cuenca del Amazonas y las regiones circundantes, creciendo en simpatía con Huánuco y las cocas amazónicas. E. cataractarum crece en los Llanos de Colombia y los afluentes superiores del Río Negro, geográficamente próximos a la coca colombiana. Curiosamente, E. gracilipes no crece en la región ocupada por E. cataractarum. Ambas especies son morfológicamente muy similares a las cocas cultivadas. E. gracilipes contiene cocaína, pero el análisis que diversos investigadores realizaron hace años del material de herbario de E. cataractarum no encontró el alcaloide.

Aunque White et al reconocen que el muestreo intraespecífico que realizaron fue limitado lo que limita sus conclusiones sobre la domesticación de la coca, cuestión que debe dilucidarse ampliando los análisis demográficos y filogeográficos. Sin embargo, el resultado filogenómico que obtuvieron fue inequívoco en su apoyo a que E. gracilipes es el taxón hermano de E. coca y que E. cataractarum está estrechamente relacionado con E. gracilipes y E. novogranatense.

Estos resultados filogénicos refutan la hipótesis de Plowman y sugieren una historia de domesticación más complicada que la presentada por Johnson. Dado que la reconstrucción efectuada por el método ASTRAL coloca a E. cataractarum con E. novogranatense (con apoyo de arranque bajo) y no con el clado E. gracilipes+ E. coca, como se obtiene en la reconstrucción por el método ML-concat, los alelos[77] podrían ser compartidos por ambos linajes, apuntando a E. cataractarum como progenitor de E. coca y E. novogranatense. Es posible que los alelos de E. gracilipes se incorporaran más tarde al linaje de E. coca, ya fuera de forma natural o mediante reproducción dirigida.

Alternativamente, E. cataractarum y E. gracilipes podrían ser un complejo de especies involucrado en dos eventos independientes de domesticación de la coca: uno en el que E. novogranatense fue domesticada a partir de poblaciones silvestres de E. cataractarum en el norte de Sudamérica, y el segundo en el que E. la coca fue domesticada a partir de poblaciones de E. gracilipes en la cuenca del Amazonas o en las regiones andinas de los Yungas. Distinguir entre estas posibilidades requerirá análisis más detallados dentro de las especies cultivadas y sus parientes cercanos, lo que conducirá a una mejor comprensión de la historia de la planta de coca.

En conclusión, White et al identificar con elevado nivel de confianza a E. gracilipes y E.

cataractarum como los parientes silvestres más cercanos de los taxones de la coca, pero comprender la historia de domesticación de este cultivo requiere un análisis filogeográfico más completo.

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3. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA PLANTA DE COCA

Aunque algunas especies de Erythroxylum son identificables basándose en las características anatómicas de su madera, para la mayor parte es preciso recurrir a la combinación de los rasgos morfológicos y vegetativos. Las especies de coca relacionadas entre sí y las que viven en hábitats análogos frecuentemente presentan similares estructuras de la madera y de las hojas. Las diferencias anatómicas son más sutiles entre las cocas cultivadas y sus especies relacionadas neotropicales que entre la mayor parte de los taxa de Erythroxylaceae. Debido a la amplia variedad y solapamiento de las estructuras de las hojas de las cocas cultivadas y sus especies relacionadas más próximas, no es recomendable identificar las hojas sueltas o los fragmentos de ellas si no se dispone de información ecológica relevante. Si así fuera, el modelo de nerviación de las hojas de las cocas cultivadas permite la identificación varietal de las hojas aisladas (Figura 3.1)[78].

La variación de los modelos anatómicos de la madera y de las hojas de Erythroxylaceae se explican más fácilmente cuando se consideran como resultado de la diversificación evolutiva del hábitat de las plantas, el tamaño de la hoja, su forma y la duración relativa.

Las relaciones apreciadas entre la estructura de la madera y de las hojas revela diversas estrategias adaptativas entre las especies de Erythroxylaceae. Los modelos redundantes de la evolución estructural que presentan los distintos géneros y especies de la familia han contribuido a esclarecer los orígenes evolutivos de las cocas cultivadas.

A pesar de su importancia económica, etnográfica y médica, el género Erythroxylum ha sido relegado por los botánicos dedicados a la sistemática desde que Schultz escribió su monografía sobre Erythroxylaceae en 1907. Puede decirse que la mayoría de los botánicos que han estudiado la familia de la coca lo han hecho desde los puntos de vista floral y taxonómico, lo que significa que las investigaciones de detalle sobre la sistemática de la biología y evolución de estas plantas han sido escasas. Además, la mayoría de estos estudios se ha referido solo a las variedades económicas, siendo realizados por farmacognosistas[79] prioritariamente interesados por identificar las variedades de coca comerciales destinadas al mercado farmacéutico[80].

Sin embargo, a finales de la década de 1970 y comienzos de la de 1980, la coca fue objeto de diversas investigaciones que condujeron a la redefinición del género Erythroxylum y sus variedades. Una de las más significativas fue la de Rury (1981) que analizó y describió con gran detalle las estructuras y tejidos de las plantas de coca[81]. Plowman fue otro gran investigador que dedicó gran parte de su esfuerzo a aclarar los misterios e incertidumbres que hasta esa época acompañaban a la identificación y descripción de la coca[82].

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Figura 3.1. Nervadura de las cocas cultivadas y de las especies relacionadas. Nótese la similitud de la forma de la hoja y de los modelos de nervadura. A) E. coca (cultivada); B, C, L) E. novogranatense var. truxillense

(cultivada); D) E. novogranatense ; E) E. lineolatrum; F, I) E. cataractarum; G) E. coca; H) E. coca var. ipadu; J) E. recurrens; K) E. cumanense (Fuente: Rury, 1981)

Sin profundizar demasiado en los distintos aspectos que permiten clasificar sus variedades, cultivadas o no, en una descripción genérica, las plantas de coca son arbustos o árboles de porte mediano (uno a tres metros de altura) que se encuentran en campo abierto o bajo la cubierta de las selvas primarias o secundarias, en ambiente de sombra o semisombra. Son muy ramosos, con la corteza pardo-rojiza; de aquí proviene el nombre latino de la especie: aerutroj = rojo; xúlon = madera[83]. Las hojas son ovales, alternas, sencillas, de color verde oliva en el haz y verde gris amarillento en el envés, de 2,5 a 4 cm de longitud y 1,5 a 3 cm de anchura.

Las hojas de E. novogranatense son, en general, más pequeñas y delgadas que las de E. coca, y su color tiende a ser más brillante y amarillento, diferencia que es más apreciable cuando están en estado natural, en la planta. Las flores son blancas o amarillentas, con cinco pétalos, y dan lugar a un fruto pequeño, de forma elíptica u ovalada, de 1,5 a 2 cm, drupáceo, rojo, con una sola semilla[84].

La reproducción puede ser tanto sexuada como asexuada. En el primer caso se realiza por medio de la semilla, que se produce abundantemente durante todo el año; la planta nace a los 15 días de sembrada en un ligero mantillo y crece rápidamente hasta alcanzar un metro al cabo de 6 meses. La reproducción asexuada se efectúa mediante esquejes leñosos de 30 cm de longitud, que retoñan al cabo de entre 6 meses y un año, desarrollándose y fructificando posteriormente con más rapidez que las plantas obtenidas de semilla.

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CARACTERÍSTICA

E. novogranatense

E. coca

v. novogranatense

v. truxillense

v. coca

v. ipadu

Distribución actual

Colombia

N. Perú, Ecuador

Ecuador a Bolivia

Amazonía

Hábitat

Bosque seco a húmedo

Desértico, arbustos espinosos

Bosque húmedo premontano

Bosque lluvioso de llanura

Ramificación

Erecta, extendida

Erecta, extendida

Erecta, extendida

Erecta, virgada1

Ramas en flor

Con hojas

Con hojas

Sin hojas

Con o sin hojas

Corteza de las ramas

Lisa

Lisa

Rugosa

Rugosa

Ramenta

Ninguna

Ninguna o escasa

Bien desarrollada

Ninguna o escasa

Estípulas

Desintegradas

Marcescente a persistente

Persistente

Persistente

Forma de la hoja

Oblonga elíptica a oblonga aovada

Muy elíptica a elíptica lanceolada

Elíptica a ampliamente elíptica

Ampliamente elíptica

Cresta de la nervadura adaxial

Plana

Plana

Acuchillada

Acuchillada

Nervios adaxiales

Presentes o ausentes

Presentes o ausentes

Presentes

Normalmente ausentes

Color de la hoja madura

Verde amarillento brillante

Verde medio

Verde oscuro

Verde oscuro

Borde de la copa estaminal

Entero

Entero

Denticular o crenulado

Triangular denticulado

Comportamiento reproductivo

Parcialmente auto compatible

Auto incompatible

Auto incompatible

Auto incompatible

Metilsalicilato en hojas

Presente

Presente

Ausente

Ausente

Cocaína en hojas (media en seco, %)

0,47-0,77

0,71-0,72

0,63-0,73

0,23-0,34

Cinamilcocaina en hojas (media en seco, %)

0,379

0,231

0,068

0,005

(1)Virgada: alargada, derecha, vegetación clareada.

Tabla 3.1. Características de las cuatro variedades de coca cultivadas (Plowman, 1984. Modificada)

La estructura química de las especies E. novogranatense y E. coca difiere pues las hojas de la primera tienen a veces un menor contenido en cocaína, lo que está compensado por una menor abundancia de otros alcaloides, y con la presencia de grandes cantidades de metil salicilato, responsable de su mejor y más dulce sabor99.

................. 99

HENMAN, A. Mama coca. La Paz. 1992. Págs. 62-64.

Las características identificativas de cada una de las cuatro variedades se muestran en la Tabla 3.1[85]. Dibujos de varios estadios del crecimiento de E.coca se muestran en la Figura 3.2[86].

El contenido en alcaloides de la coca depende de un curado adecuado; Eduard Poeppig, que viajó por Chile, Perú y Bolivia entre 1827 y 1832, observó que las hojas guardadas durante mucho tiempo perdían su poder estimulante, pensando que existía un componente volátil que era destruido con la exposición de la hoja al aire. Esta circunstancia tendría suma importancia durante 300 años pues la coca que desde los primeros momentos de la colonización llegó a España había perdido gran parte de sus propiedades, llegando incluso a pensarse que los efectos de la planta sólo eran efectivos en Sudamérica. Por esta misma razón, la obtención de la cocaína en 1857 fue muy posterior a la de otros alcaloides como la colchina y la quinina, aisladas en 1820, la nicotina en 1828, o la tropina en 1831.

4. ECOLOGÍA DE LA COCA EN LOS YUNGAS ANDINOS ORIENTALES Y COSTEROS

4.1. YUNGAS ANDINOS ORIENTALES

En los valles orientales andinos de Perú y Bolivia (Figura 4.1), la precipitación y temperatura medias anuales son respectivamente de 2.000 mm y 20-22ºC y la coca se cultiva en secano. Debido a las fuertes pendientes, los cocales se disponen en andenes, bancales o terrazas sostenidas por muros de piedra siendo el terreno de la plantación poco profundo y pedregoso. En la cuenca amazónica, con altitudes comprendidas entre 500 y 800 m, la vegetación imperante es el bosque submontano, con suelos profundos y fértiles. En el piso ecológico inferior, la coca se cultiva entre 200 y 400 m, entre el bosque húmedo de llanura, en suelos aluviales muy ácidos y con drenaje deficiente debido a la reducida pendiente. En este caso las precipitaciones y temperatura medias anuales son de 5.000 mm y 24ºC.

Uno de los principales factores que afecta al cultivo de la coca es la fertilidad del suelo, ya que la coca no se abona. Un factor limitante del cultivo, quizás el principal de todos en los suelos de baja fertilidad natural, es la maleza que crece entre las plantas debido a la humedad natural, que debe eliminarse periódicamente.

Las temperaturas críticas para el cultivo de la coca son:

5ºC   Daños por frío en el follaje que no matan a la planta.
12ºC   Detención del crecimiento y de las yemas florales.
18-21ºC   Óptimo fotosintético.
20-24ºC   Óptimo vegetativo. – 34ºC   Fotosíntesis nula.

El ecotopo más apto para la coca es el correspondiente a la comunidad florística del Ficus maroma y Miconia molybdea, entre 650 y 950 m de altitud, con suelos tipo entisol orthent e inceptisol umbrept líticos102, con profundidades variables de 30 a 90 cm, temperatura anual media de 18,4ºC a 20,0ºC y precipitación anual media comprendida entre 1.550 mm y 2.100 mm103.

La parte de la planta de coca que se consume son las hojas, insalivadas y, menos frecuentemente, en infusión (mate), en emplastes o en otros preparados. Por ello, el cultivo pretende provocar la emisión de la mayor cantidad posible de ellas, que son cuidadosamente recogidas a mano tres o cuatro veces al año, procurando no dañar los nuevos brotes. Cada cosecha proporciona de kilo a kilo y medio de hoja por arbusto104. Las cosechas anuales de hoja seca suman entre 125 y 1.600 kg de hojas/ha105 aunque en determinados lugares especialmente

                                           

102

Entisol orthent: Suelo jóven desarrollado a partir de superficies de erosión recientes. Tiene escaso espesor y puede albergar una cubierta vegetal arbustiva baja.

Inceptisol umbrept: Suelo jóven fácilmente erosionable si pierde su cubierta vegetal. Se desarrollan en zonas climáticas húmedas. Contienen materia orgánica y son moderadamente profundos y ácidos.

Si la roca cohesiva continua aparece a menos de 15 cm los suelos se pueden denominar líticos o litosuelos.

www.globalbioclimatics.org. www.ponferradasostenible.org. Consultadas el 12 de octubre de 2009.

103

NEUMANN, R. “Aptitud ecológica para el cultivo…”. Págs. 1-3.

104 MUÑOZ, S. Coca, árbol… Págs. 35-36.

105

CAMPOS, S.R.; VARGAS, V.H. “Perfil de la problemática de la coca en Bolivia”. JERI, F.R.; PSY, F.R.C. (Eds.) Cocaina 1980. Lima. 1980. Págs. 183-188; GLAVE, M.; ROSEMBERG, C. La comercialización de hoja de coca en el Perú: análisis del comercio formal. Informe final. Lima. 2005. Pág. 51. www.grade.org.pe. Consultada el 15 de junio de 2008.

productivos, con recogida de cuatro cosechas anuales (Cochabamba, Bolivia), se llega a los 4.000 kg/ha[87] . Las plantaciones se renuevan cada 15 a 20 años[88].

El cultivo de la coca en campos abiertos produce el efecto de aumentar la producción de hojas y de su contenido en alcaloides. La explotación de la hoja y no de sus órganos reproductores, parece haber reducido el efecto de la selección artificial en la modificación de las características botánicas de la planta; por ello en su proceso evolutivo no se aprecian los drásticos cambios genéticos y morfológicos normalmente asociados a los cultivos alimenticios[89].

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Figura 4.1. Yungas de La Paz desde Coroico (Fuente: Autor)

La planta de la coca puede ser atacada por diversas enfermedades e insectos. Uno de éstos, un lepidóptero nocturno denominado popularmente ulo (Eloria noyesi), es especialmente dañino en las regiones de clima subtropical ya que su larva se alimenta vorazmente de las yemas o de las hojas[90]. Las hormigas cortadoras de hojas de la especie Ocodoma cephalotes, también pueden arrasar los cocales; son de tamaño más que mediano y están dotadas de una gruesa cabeza armada con fuertes y cortantes mandíbulas con las que parten las hojas para transportarlas hasta su hormiguero[91].

Los hongos también atacan las hojas y ramas tiernas de la coca. Un hongo de suelo (Fusarium oxysporum ssp. erythroxyli) destruye totalmente las raíces. La cepa EN-4 de alta virulencia, ha sido desarrollada por el Departamento de Agricultura de EEUU para ser usada como bioherbicida para la erradicación de los cocales ilegales[92].

La ya citada mariposa Eloria noyesi sólo se alimenta de hojas de coca, alcanzando en sus tejidos concentraciones de cocaína que llegan a 0,7 mg/ml (700 ng/ml), varias veces superior a la observada en los seres humanos (ver capítulo siguiente). Por otro lado, la cocaína protege al arbusto de otros insectos, como la hormiga del faraón, Monomorium pharaonis, actuando como potente insecticida[93].

4.2. YUNGAS ANDINOS COSTEROS

A semejanza de los que ocurre en la vertiente oriental de los Andes, en la occidental los ecosistemas se disponen en bandas paralelas al eje de la cordillera, cuya anchura y características varían en función de la latitud. En el Perú, los chaupiyungas tradicionalmente se han identificado con la región yunga marítima de Pulgar, una banda que, modernamente, se ha dividido en dos que, a su vez, se subdividen longitudinalmente en otras dos según latitud, que son:

Banda costera:

· Al norte. Desierto Cálido Tropical (DCT): Localizado al norte del río Chicama. Desde el nivel del mar hasta 500 m.s.n.m.

· Al sur. Desierto Semicálido Tropical (DST): Localizado a lo largo de la franja costera al sur del valle del Chicama. Desde el nivel del mar hasta 1.000 m.s.n.m.

Banda interior:

· Matorral Desértico (MDE): Localizado mayormente en las laderas de la vertiente del Pacífico, desde 1.000 hasta 2.500 m.s.n.m.

· Bosques Secos (BS): Incluye el bosque seco ecuatorial, entre 500 y 1.000 m en los departamentos de Tumbes, Piura y Lambayeque, así como las laderas bajas de los valles secos entre (500-)1.000 y 2.500 m.s.n.m.

Sin embargo, a diferencia de los yungas orientales, los chaupiyungas no se disponen en ninguna de estas banda longitudinal sino en forma transversal a las mismas, ocupando el fondo de los valles entre altitudes que dependen de la latitud: 800 y 1.200 m (latitud 12ºS) y 300-1.800 m (latitud 9ºS) (Figura 4.2)[94].

Estos valles se caracterizan por un clima caluroso y soleado que presenta pequeñas variaciones a lo largo del año pero no se conocen datos meteorológicos de los mismos[95].

Los terrenos cultivables estaban en el fondo de valles estrechos rodeados de agrestes, áridos, elevados y empinados cerros, ubicados entre las altas cumbres andinas y los conos de deyección generados por los depósitos aluviales acarreados por la corriente. Los suelos estaban formados por depósitos fluviales compuestos por arenas, arcillas, gravas y cantos rodados, con excelente drenaje.

Muchos de estos valles constituyeron vías de comunicación de las poblaciones costeras con las andinas. Por ello albergaron sociedades que tuvieron gran importancia cultural y económica en la época cumpliendo la función de ente dinamizador de ambas regiones lo que permitió que adquirieran sus productos mediante intercambio[96].

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Figura 4.2. Chaupiyunga de Casmas (Fuente: Rossell, 2018)

Los chaupiyungas poseían una característica distintiva: eran áreas ideales para el cultivo de una variedad de coca (E. novogranatense) que era muy apreciada en épocas prehispánicas. En ella (al igual que hoy día), el medio ambiente de los chaupiyungas era significativamente diferente del de las zonas altas que los rodeaban. Los valles costeros albergaban diferentes tipos de recursos. Era común la presencia de relictos forestales de algarrobo, lúcumo, boliche, huarango, tara, chirimoya, palillo, higuerón, mito y otros árboles frutales. Junto con esto abundaban los arbustivos que eran utilizados principalmente para la extracción de leña. Con la conquista española la dinámica de aprovechamiento de los recursos en los valles costeños cambió. La cobertura boscosa pasó a ser manejada de forma intensiva, principalmente para la extracción de madera para ser utilizada como material de construcción y como combustible para las nuevas industrias. Aunque se redujeron los bosques costeros, al parecer la cubierta arbustiva aumentó en los valles por diferentes motivos como la destrucción de las acequias prehispánicas, la inundación de los antiguos campos de cultivo, el abandono de los campos debido a la baja demográfica, y las reducciones españolas que concentraron a la disminuida población en asentamientos116.

A pesar de ello, en la época colonial los chaupiyungas eran lugares que mantenían una actividad agrícola importante, como manifestaba el padre Bernabé Cobo hacia 1600 tras recorrerlas. Hablando de los distintos climas de la sierra, explicaba algunas peculiaridades del clima de los chaupiyungas y de los cultivos implantados en ellos. Decía:

Al temple del quinto grado de la sierra llamamos chaupiyunga, que quiere decir medio yunga por ser tan blando y apacible que no se siente el frío ni el calor, si bien es verdad que podemos decir que inclina más a caliente que a frío, por sentirse a cierto tiempo del año moderado calor, más no de manera que de congoja ni deje de estar el agua bien fría en todos tiempos. Nacen en esta quinta región y temple todas las semillas, legumbres, frutas y animales que en la cuarta, todas las frutas de Castilla que hasta ahora se han traído a Indias como son higos, uvas, naranjas, limas y toda fruta de zumo, paltas, pacaes, papayas y otras muchas de la tierra, pero no maduran los dátiles y algunas otras frutas, así de Europa cxomo de la tierra que requieren temple más cálido. […] Es la vivienda de este quinto temple y del cuarto la más apacible, deleitosa y regalada no sólo de las Indias sino de todo el mundo por la perpetua y amena primavera que siempre se goza, sin variedad de calor y frío con las mudanzas de los tiempos, particularmente en este quinto grado, donde muchos árboles nunca se despojan de su hoja[97].

En la actualidad muchos de estos valles siguen siendo oasis en medio de un ambiente desértico en el que se cultivan numerosos vegetales empleando sistemas de riego para reconducir el agua de los ríos, de los acuíferos y de los arroyos estacionales a los campos. Los productos que se cultivan son muy variados incluyendo ají, multitud de frutas y coca de la variedad de Trujillo, la que tradicionalmente se ha cultivado allí desde hace siglos empleando los sistemas de riego que son necesarios para contrarrestar la escasez de las lluvias[98].

5. IMPACTOS AMBIENTALES DERIVADOS DEL CULTIVO DE COCA

El ecosistema más importante para el cultivo de la coca (Figura 5.1)[99], aunque de ninguna manera el único, es el de los yungas andinos, llamado también montaña. Geográficamente están ubicados en el Dominio Amazónico que se caracteriza por flora y fauna correspondiente a las selvas del trópico húmedo de Sudamérica. Los yungas constituyen una faja angosta de selvas muy húmedas que se extienden en la vertiente oriental de la cordillera de los Andes, desde Venezuela hasta el Tucumán argentino. Su anchura, altitud y condiciones climáticas varían en función de la latitud. En las distintas zonas, el movimiento de las masas de aire cargadas de humedad condicionan las cotas de su límite inferior que varía desde 500 m en Argentina hasta 800 m en Bolivia y Perú. Las precipitaciones anuales son superiores a 1.500 mm en Argentina y hasta 5.000 mm en Bolivia aunque localmente la lluvia puede llegar a 6.000 mm sumando las neblinas; las precipitaciones medias anuales varían entre 2.000 y 4.000 mm. La temperatura media oscila entre 22 ºC (Bolivia), 24,4 ºC (Ecuador) y 16-21ºC (Argentina).

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.........

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En este ecosistema, la coca se cultiva en las tierras más frágiles, no aptas para la producción agrícola. En las zonas de montaña los terrenos más adecuado cumplen tres condiciones: las pendientes son superiores a 45 grados, lo cual implica alta escorrentía; los suelos son francoarcillosos, bien drenados; las tierras han sido limpiadas de malezas y arbustos (tumba, roza y quema, Figura 5.2[100]) para que la coca crezca sin competir con ellos por los nutrientes[101].

En la mayoría de los casos, las zonas de cultivo están sobre suelos cuya única vocación es la cobertura boscosa, de la cual se podrían obtener productos maderables, no maderables o bienes y servicios asociados. Cuando se dedican a la conservación y a la explotación forestal sostenible, estas áreas pueden generar importantes beneficios sociales y económicos, no solo locales sino regionales, ya que la diversidad biológica es un bien de interés nacional y de repercusión global, en la medida en que los árboles tienen la capacidad de fijar dióxido de carbono (CO2) atmosférico y de reducir la producción de metano (CH4), dos de los gases causantes del efecto de invernadero.

El rápido crecimiento de la vegetación en las selvas tropicales no se debe a la acidez y al contenido de nutrientes del suelo, que es baja, sino a la intensa actividad microbiológica, favorecida por las condiciones de temperatura y humedad, que impide la acumulación permanente de materia orgánica y facilita la liberación de los nutrientes que, de esta forma, pueden ser absorbidos y utilizados una y otra vez por distintos organismos en un proceso cíclico y de corta duración. Tal paradoja hace que los cultivadores de coca busquen estas zonas para sus cosechas, irónicamente, quemando la vegetación y alterando la delgada capa orgánica del suelo, que constituyen las dos únicas reservas de nutrientes. Estas características de los suelos sin vocación agrícola, demandan el uso de grandes cantidades de fertilizantes y correctores de pH del suelo para mantener la producción de los cultivos de coca. La consecuencia inmediata del empleo de estas sustancias es la contaminación del agua por escorrentía e infiltración en los suelos[102].

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Figura 5.2. Tumba, roza y quema en Colombia (Fuente: UNODC, 2018)

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La coca para la obtención ilícita de cocaína se planta en áreas estratégicamente seleccionadas con una serie de requisitos que son indispensables para obtener la droga y, de por sí, suponen la certidumbre de contaminar el terreno. Son:

Zonas geográficas apartadas de centros de población donde la presencia del Estado es difícil.
Presencia de abundantes cursos de agua que permiten su uso en el procesamiento y eliminación de desechos.
Recursos hídricos para la introducción de sustancias químicas, mediante contrabando abierto y la salida de grandes volúmenes de producto terminado.

Áreas con fácil movilidad de grupos de armados ilegales, narcotraficantes y delincuencia común que prestan el llamado servicio de seguridad a los cultivos e instalaciones ilegales.

Ecosistemas con abundante presencia de biomasa vegetal que dificultan la ubicación de cultivos, laboratorios y bodegas para las sustancias químicas[103].

Los efectos ambientales atribuidos al cultivo de la coca tienen por origen tanto la planta y su funcionamiento como las técnicas empleadas para su cultivo. Entre los primeros se encuentran el empobrecimiento del suelo, su pérdida de estructura y su acidificación. Los impactos derivados de las segundas se inician con la necesidad de desmontar el terreno para implantar el cultivo. La deforestación se realiza con la técnica de tumba-roza-quema que consiste en tumbar los árboles y arbustos, retirar el material más voluminoso y quemar el resto; es un incendio controlado. La secuencia más generalizada de desmonte y cultivo es: a) tumba, b) extracción de un bajo porcentaje de troncos de valor maderero, c) incendio, d) siembra ocasional de un alimento básico como arroz, yuca o maíz, e) plantío de la coca y, más tarde, abandono o nuevas siembras, como naranjos. En este proceso se atribuyen a la coca una serie de efectos erosivos causados por las razones indicadas para su cultivo, pero también vinculadas a su industrialización primaria para fabricación de pasta de cocaína ilegal[104].

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AGENTE

CARACTERÍSTICA

IMPLICACIONES

Ecosistema

Bosque de neblina, bosque montano

Los suelos ecológicamente más frágiles de la selva

Topografía y altitud

Montañosa, disectada; 700-2.000 msnm

Suelos susceptibles a erosión

PMA

1.000 a 4.200 mm

Erosiva

Pendientes

45º

Alta escorrentía

Suelos

Franco-arcillosos

Sueltos

Preparación del terreno

Tumba-roza-quema

Pérdida de materia orgánica; pérdida de protección del suelo

Plantación

Hoyos, a favor de pendiente

Incremento de la erosión hídrica

Manejo

Desmalezado, 4 a 6 veces al año

Exposición del suelo

Manejo

Volteo de la tierra

Suelo suelto

Cosecha

Defoliación parcial 4 a 6 veces por año

Exposición del suelo

Cronograma

Desmalezado y defolicaión simultáneas

Sinergismo

Modo de cultivo

Sin sombreo de árboles

Exposición del suelo

Manejo de cultivo

Uso de agroquímicos

Contaminación

Fabricación de pasta

Uso de productos químicos

Contaminación de la red fluvial

Tabla 5.1. Características del cultivo de coca y de la fabricación de pasta de cocaína que ocasionan erosión del suelo (Fuente: Dourojeanni, 1992. Modificada)

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La Tabla 5.1[105] muestra las principales características del cultivo de la coca que producen erosión del suelo. No obstante debe prevenirse que en ella se han mezclado los agentes más perniciosos de las técnicas de cultivo (tradicional e industrial) las cuales, en la realidad no se dan juntas. Seguidamente estas características se tratan por grupos.

5.1. DEFORESTACIÓN

Los estudios internacionales más modernos discriminan diversos conceptos sobre la pérdida de la cubierta arbórea debida a los cultivos de coca, como son:

Afectación del bosque por cultivos de coca: Es la pérdida total de la cobertura boscosa y la afectación continúa de las capacidades del bosque, por causa del establecimiento de un cultivo de coca. Este término comprende la deforestación y la degradación por coca.

Deforestación por cultivos de coca: Es la conversión directa de la cobertura de bosque natural a un cultivo de coca en un período determinado.
Degradación por cultivos de coca: Afectación continúa de las capacidades del bosque por el establecimiento de un cultivo de coca.

Además se ha definido el concepto de Deforestación asociada al cultivo de coca como la pérdida de la cobertura boscosa en áreas circundantes (1km de distancia) a la afectación del bosque por cultivos de coca. Esta pérdida está condicionada por la presencia de actividades antrópicas dinamizadas por la aparición de un cultivo de coca[106].

La realidad es que la producción de hojas de coca requiere la deforestación previa del terreno, al igual que en el resto de cultivos. Una vez queda clareada un área, aumenta la incidencia de los rayos solares sobre el suelo, haciendo que la humedad se mantenga menor tiempo. También se produce mayor calentamiento directo, lo cual contribuye al aumento de la temperatura local y a la reducción de la humedad relativa del aire. En muchas regiones, gran parte de la precipitación local de la cual depende el abastecimiento de agua, está directamente gobernada por la evapotranspiración de la vegetación hacia la atmósfera, la cual se recicla constantemente entre el suelo, las plantas y el aire[107]. Siguiendo a Matteucci y Morello, cuando se deforesta una superficie arbolada (Figura 5.3)[108]:

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Figura 5.3. Superficie deforestada para cultivo de coca (Fuente: Unimedios)

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Se producen extinciones locales y se reduce la biodiversidad.
Se pierden las relaciones entre especies como, por ejemplo, los dispersores de propágulos y polinizadores.

Se modifican los ciclos hidrológicos y biogeoquímicos (de nutrientes).

El suelo queda expuesto a la erosión.
Se pierden hábitats para fauna.
Las cuencas quedan desprotegidas, aspecto importante ya que los yungas constituyen las cabeceras de muchos ríos que forman las cuencas del Amazonas y del Río de la Plata.
Se desaprovechan los recursos del bosque como madera, energía, flora, fauna.
Si la deforestación va acompañada de incendios, se pierden gran cantidad de nutrientes por volatilización (25% del C y N), mientras que las cenizas que quedan en la superficie del suelo contienen los cationes que no se volatilizan pero que se van perdiendo lentamente por los procesos de lixiviación, escorrentía, consumo (nutrientes entran a las plantas por las raíces) y exportación (toda vez que se realiza una cosecha, los nutrientes que entraron a las plantas desde el suelo y se acumularon en los órganos cosechados, se pierden del sistema).
Al carecer de aportes de nutrientes, en 3 ó 4 años la fertilidad del suelo se agota si no se hace aporte de fertilizantes.

Los daños causados por la deforestación dependen de varios factores como son:

Tamaño del claro producido.
Tiempo en que el suelo permanece desnudo.
Condiciones climáticas. – Momento en que se produce el desmonte.
El tipo de vegetación circundante.
La tecnología usada para el desmonte.
La frecuencia de deforestación. – El tipo de conversión.

Cuando el terreno es sembrado después de la deforestación, se reduce el riesgo de erosión. Lo mismo ocurre si es abandonado inmediatamente pero hay fuentes de propágulos cercanas que inicia de inmediato la sucesión, lo que también se reduce el riesgo de erosión.

Si el terreno se desmonta frecuentemente, la recuperación de la cubierta vegetal es más difícil ya que no sólo se agotan los nutrientes del suelo sino que se altera su estructura. La recuperación de la fertilidad del suelo también depende del tamaño de la parcela pues si es pequeña (< 1 ha) el nivel de nutrientes se recupera con la recuperación de la vegetación, para lo cual se requiere un período de descanso adecuado comprendido entre 10 y 100 años. Cuando el período de descanso no es suficientemente largo se produce una regresión hacia matorral o pastos invasores.

Por tanto, el efecto de la deforestación no depende del cultivo que reemplaza al bosque, sino de las técnicas de manejo del terreno.

El cultivo tradicional de la coca no se hace en grandes extensiones sino en pequeñas chacras de cultivo. Además, como la coca demanda pocos nutrientes, las plantas viven hasta 40 años y siguen produciendo, poco pero suficiente para el consumo familiar. Por ello el cultivo no se abandona, sino que se convierte en huerta y luego en bosque secundario. Este sistema no implica un gran impacto de deforestación.

En el caso de los cultivos industriales de coca, el caso se complica pues las superficies deforestados incluyen o pueden incluir (caso del Alto Huallagas, Perú):

Plantaciones de coca (más de 200.000 ha).
Parcelas de cultivos de subsistencia de los productores de coca.
Tierras agotadas abandonadas por los cultivadores.

Tierras ocupadas por los cultivadores desplazados por represión policial.

Tierras ocupadas por los campesinos que han huido de narcotraficantes y terroristas. – Pistas de aterrizaje, campamentos y laboratorios[109].

Se estima que en Perú en el año 2000, la superficie impactada directa e indirectamente por el cultivo de coca era de 2.300.000 hectáreas, lo que supone que dicha actividad era responsable de un 24% del total nacional deforestado. Otras causas conducentes a la desertización eran la tala arbórea asociada a la colonización, la apertura de carreteras y la implementación de proyectos especiales. En muchos lugares la cota de cultivo de coca, que antiguamente se situaba entre 500 y 2.000 m de altitud, va reduciéndose por ocupación de zonas de la selva baja, a cotas inferiores a 300 msnm, con frecuencia de la mano del control territorial del narcotráfico. Las nuevas plantaciones de coca han ocupado incluso zonas protegidas, como parques nacionales y bosques reservados[110].

Por el contrario, en Colombia, pese a que los cultivos de coca están asociados a las áreas de mayor deforestación en el país, recientes estudios han demostrado que no son uno de los causantes directos de deforestación y que en comparación con otras actividades, incluso de carácter legal, los cultivos de coca generan una pérdida directa o indirecta insignificante de bosques. De hecho, en el caso particular del departamento de Guaviare, se ha estimado que los impactos ambientales causados por los cultivos de coca y otras actividades asociadas durante el período 1990-2009 solo afectaron a la deforestación de las áreas limítrofes de los bosques primarios. A nivel del país, se identificó que los cultivos de coca fueron implantados preferentemente en zonas desprovistas de la cobertura boscosa, puesto que la implementación de un cultivo a partir de la tala de bosques generaba altos costos y reducía notablemente el margen de ganancia. En los momentos actuales, los cultivos de coca tienden a mantener una dinámica constante de crecimiento en Colombia. Además, recientes estudios han sugerido que la relación entre los cultivos de coca y la deforestación era compleja, no necesariamente directa y que éstos eran más un síntoma de la deforestación derivado de causas estructurales como la desigualdad socioeconómica, los fracasos en las políticas de desarrollo agrícola, los procesos de erradicación forzada y el conflicto armado. Después de la ratificación de los Acuerdos de Paz (2016), en el país se calculó una superficie sembrada de coca cercana a 146.000 hectáreas distribuidas de forma asimétrica en el territorio nacional en áreas cercanas a cabeceras municipales, muchas de ellas plantadas en áreas protegidas131. Sin embargo, otros estudios consideran que el papel del cultivo de la coca es más perjudicial. Un reciente estudio de UNODC señala que:

Los cultivos de coca tienen alta incidencia en la pérdida de bosque, debido a que su avance sobre el territorio amplía la frontera agropecuaria y motiva la aparición de otras actividades en la matriz de bosque circundante[111].

En las regiones estudiadas, Catatumbo y Amazonía en Colombia, los resultados indicaron que el establecimiento de cultivos de coca afectó de forma directa (deforestación y degradación) a

50.336 hectáreas de bosque y de forma indirecta (deforestación asociada al cultivo de coca) a

327.193 hectáreas, equivalentes al 42% de la deforestación total estimada para las dos regiones. La Figura 5.4[112] esquematiza por ubicación estos hechos contrastados mediante fotografía aérea.

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Figura 5.4. Caracterización general de la deforestación y degradación del bosque en las regiones colombianas de Catatumbo (izq) y Amazonía (dcha) (Fuente: UNODC)

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En Bolivia, en el Chaparé (Cochabamba), en 2006 existían unas 5.000 hectáreas de cultivos de coca, localizados en zonas de aptitud prioritariamente forestal, razón por la cual generaban una extensa deforestación, dado que a medida que decaía la fertilidad del suelo en las áreas desmontadas, el campesino se veía obligado a habilitar nuevas superficies de bosque primario y secundario. En Chaparé, la presencia de zonas boscosas, conjuntamente con una política rígida de interdicción y erradicación de la coca, derivó en las dos últimas décadas en una cuantiosa deforestación y pérdida de suelos de la región además de la pérdida paralela de biodiversidad, cuyos principales agentes responsables fueron los productores de coca, los empresarios forestales o “madereros” y en menor proporción los empresarios ganaderos y los productores de cocaína. Aunque no existen datos precisos, se supone una pérdida de entre 8.000 a 12.000 hectáreas de bosque/año[113].

5.2. EROSIÓN Y PÉRDIDA DE SUELO

Por las razones apuntadas en el capítulo anterior, la tasa de erosión se relaciona con el manejo del suelo más que con el cultivo. Cuando se emplean las técnicas de cultivo tradicionales mediante la construcción de andenes o terrazas o la siembra en hoyos, se estabiliza el terreno pues se elimina el riesgo de pérdida del suelo por arrastre con las lluvias. Esta práctica permite implantar parcelas cocaleras en grandes pendientes. El cultivo industrial presenta, quizás, mayores riesgos ya que el objetivo es el enriquecimiento rápido y no hay un interés por conservar el ecosistema. No obstante, estos cultivos se realizan en terrenos menos pendientes.

Ciertamente la defoliación total para el cultivo de la coca deja el suelo expuesto pero el período en que las plantas permanecen sin hojas es muy corto. Por otro lado, no todo el suelo del cocal está expuesto a la erosión pues el terreno está cubierto de hierbas, ya que sólo se quita la maleza alrededor de cada planta.

En las zonas con plantaciones industriales debe considerarse que la erradicación de cultivos también deja el suelo expuesto a la erosión. La sustitución de las plantaciones de coca por otras, tal como se practica actualmente, sin un estudio de suelos previo, también debe contribuir a la erosión. Si el cultivo que se instala no es el adecuado, o el suelo no es apropiado para el cultivo, el emprendimiento fracasa y el suelo se erosiona en la misma medida o más que en un cultivo de coca abandonado. En cuanto a la sustitución, los cultivos nuevos se instalan en valles o terrazas de menor pendiente y los riesgos de erosión no son ni mayores ni menores que en los cultivos de coca; dependerá del tipo de manejo del suelo y de la tecnología asociada al cultivo.

Se ha calculado que por el cultivo de coca se pierden 300 t/ha·año de suelo. Para comparar, en la pampa argentina ondulada, con una pendiente de 0-4%, se pierden de 25 a 71 t/ha·a con agricultura continua. El cultivo en ladera tropical húmeda recién desbrozada puede producir una tasa anual de 600 a 1.200 t/ha·año mientras que el bosque virgen en igual pendiente y unidad de paisaje pierde entre 10 y 40 t/ha·año[114].

En el Perú, la mala utilización del suelo se traduce en graves problemas de agotamiento y erosión de las tierras destinadas a la agricultura y ganadería. Esta degradación se multiplica por la naturaleza climática y topográfica de la Ceja de Selva y Selva Alta, de alta pluviosidad y excesiva pendiente, factores que facilitan el proceso de erosión. Los terrenos forestales y las reservas naturales también han sido afectados y a ello ha contribuido con frecuencia en los últimos años la elevada presión demográfica existente sobre determinados lugares. Por ello, la llegada de nueva población a esos territorios, en vez de constituirse en factor de desarrollo, ha significado el elemento más pernicioso para el deterioro de los ecosistemas. En lo que se refiere a la coca, en algunos valles se han instalado chacras de cultivo en laderas con 75-80% de pendiente lo que involucra a la planta en una serie de efectos erosivos causados tanto por peculiaridades de su cultivo como por la industrialización primaria ilegal (fabricación de pasta de cocaína)[115].

En Bolivia, el cultivo de coca en el Chapare, las tres principales características ligadas al cultivo de coca y sistemas productivos asociados que provocan la pérdida de material son la presencia de horizontes de suelo superficiales y de baja existencia de nutrientes, los altos niveles de precipitación pluvial y la utilización de sistemas productivos de coca que no incorporan restitución de nutrientes. Existe la idea generalizada de que el cultivo de coca es el causante de una gran parte de la erosión del suelo, pero esta afirmación no está demostrada y no existe información suficiente para avalarla o desmentirla. Las últimas investigaciones en torno a este fenómeno muestran que su presencia y magnitud en el Chapare se relaciona con el manejo del suelo más que con un tipo de cultivo en especial. En los bosques vírgenes de pendiente ondulada del Chapare, el cultivo de coca estaría provocando en promedio una pérdida de aproximadamente 5 t/ha·año de suelo, lo que representaría 17.500 t/año de pérdida total de suelo. No obstante, este tipo de estimaciones son muy generales y no toman en cuenta las variedades edafológicas y climatológicas en las que se cultiva la coca, por lo que deben ser tomados con mucha cautela137.

5.3. PÉRDIDA DE FERTILIDAD DE LOS SUELOS

En cualquier cultivo, el rendimiento depende de las condiciones climáticas imperantes durante el crecimiento, de la fertilidad del suelo, del germoplasma y de las propiedades físicas del suelo, especialmente las que afectan la aireación y la capacidad de retención de agua. Los datos de rendimiento de hojas de coca son muy variables y poco fiables debido a razones derivadas del contexto social, económico y político. Con frecuencia, los datos de rendimientos se obtienen de las cifras de venta o consignación de los mercados y de los datos de superficie cultivada que requiere el Estado. En el caso de la hoja de coca, estas fuentes de información son inexistentes. Para la mayoría de los cultivos existen datos sobre la cantidad de nutrientes consumidos del terreno por cosecha (kg/ha) y los rendimientos obtenidos (t/ha). Algunos de ellos se muestran en la Tabla 5.2[116]. Estos datos son muy útiles y se emplean para planificar la fertilización. Para obtener el rendimiento deseado es necesario añadir al suelo una cantidad de nutrientes igual a la consumida por las plantas una vez cosechadas. Sin embargo, hay que considerar que las partes no cosechadas (tallos, raíces, etc.) quedan en el barbecho y eventualmente vuelven al suelo incorporándole nutrientes. Conocidos los requerimientos nutritivos de las plantas por cosecha (N, P, K, kg/ha) y el rendimiento de ésta (Y, t/ha), por simple cociente es posible calcular la cantidad de nutrientes extraídos del suelo por tonelada de cosecha (N, P, K, kg/t, ver Tabla 5.2, tres columnas de la derecha).

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CULTIVO

N (kg/ha)

P (kg/ha)

K (kg/ha)

Y (t/ha)

N (kg/t)

P (kg/t)

K (kg/t)

Brócoli

22,40

2,24

50,40

5,08

4,41

0,44

9,92

Coles de Bruselas

168,00

22,40

140,00

8,13

20,67

2,76

17,22

Cantaloupe

106,40

19,00

134,40

11,43

9,31

1,66

11,76

Lechuga

106,40

13,44

190,40

17,78

5,98

0,76

10,71

Cebolla

123,20

22,40

123,20

20,32

6,09

1,11

6,09

Ají

50,40

6,72

56,00

11,43

4,41

0,59

4,90

Patatas

168,00

21,28

224,00

20,32

8,30

1,05

11,97

Maíz

106,60

18,00

17,60

6,60

16,15

2,73

2,68

Tomate

112,00

11,20

201,60

30,48

3,67

0,37

6,61

Porotos

134,40

11,20

61,60

5,08

26,46

2,20

12,13

Bananas

80,00

8,00

200,00

40,00

1,50

0,20

4,60

Ananás

43,00

7,21

108,73

55,00

0,78

0,13

1,98

Coca (*)

55,81

7,45

46,49

2,70

20,67

2,76

17,22

(*) Cálculo más pesimista para la coca

Valores de nutrientes en los órganos cosechados

Tabla 5.2. Consumo de los tres macronutrientes principales (N, P, K) por varios tipos de cultivos

(Fuente: Matteucci y Morello, 1996)

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Para la coca no existen estos datos, por lo tanto, Matteucci y Morello los dedujeron partiendo de los supuestos más pesimistas:

La coca contiene las cantidades mayores de nutrientes registrados en la literatura para el conjunto de los cultivos. Muy probablemente, esto es exagerado porque, siendo la coca una hoja delgada, esclerófila, debe tener un elevado ratio carbono/nitrógeno y, por lo tanto, bajo contenido de N y de K. Dado que crece en suelos pobres en fósforo, también debe tener bajo contenido en él.
El rendimiento de la coca es el mayor registrado en la literatura. Este rendimiento resulta ser de 2,7 t/ha de hoja seca de coca, valor exagerado, al menos para algunas regiones.

Con estos datos determinaron la cantidad de nutrientes extraídos en kg/ha (ver Tabla 5.2, tres columnas de la izquierda). El cálculo muestra, en las condiciones más pesimistas, que la coca consume menos nitrógeno que el resto de los cultivos, excepto brócoli, ají y ananá, consume menos P que todos los cultivos (excepto brócoli y ají) y menos K que todos los cultivos, excepto el maíz. Naturalmente hay que tomar esos datos con precaución[117].

Pese a sus reducidos requerimientos reales, como todas las plantas, la coca es un cultivo que extrae los nutrientes del suelo. Esta circunstancia hace que se inicie un proceso de agotamiento y pérdida de fertilidad, terminando en un proceso de esterilización, en el que no es posible sostener la vida microbiana del suelo[118]. El suelo que queda tras el proceso de cultivo, apenas permite el crecimiento de maleza, como indica la Figura 5.5[119], que muestra los helechos que han crecido en los suelos degradados y abandonados tras ser sembrados con coca.

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Figura 5.5. Vegetación que ocupa suelos degradados de los cocales

(Fuente: Obregón, 2010. Modificada)

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En algunas zonas con plantaciones ilegales, como el Chaparé boliviano, el cultivo de la coca es realizado en forma furtiva y mayoritariamente sin sistemas de reposición de nutrientes. Por este motivo, esta práctica agrícola tiene como uno de sus principales impactos la disminución de la capacidad natural de almacenamiento de nutrientes del suelo, proceso que limita prematuramente la sustentabilidad de su uso para la producción agrícola[120].

Las quemas que son habituales en los desbroces y limpieza de los nuevos terrenos que se van a cultivar introducen efectos tanto negativos como positivos sobre las propiedades de los suelos. La magnitud de estos efectos depende fundamentalmente de cómo se comporte el fuego; influyen su intensidad lineal, la velocidad de propagación y el calor liberado por unidad de área. Las magnitudes de estas variables dependerán de factores como el combustible, la topografía y el tiempo atmosférico. Normalmente el pH suele aumentar en suelos quemados por fuego debido al aporte de cationes procedente de las cenizas aunque, dependiendo de la intensidad de la quema y otras características edáficas, puede no haber cambios apreciables. Cuando la materia orgánica del suelo arde, las sustancias contenidas en ella se liberan en forma de óxidos o carbonatos que generalmente presentan reacción alcalina por lo que, cuando las cenizas se depositan en el suelo, la tendencia es que disminuyan su acidez. Los contenidos de fósforo asimilable, después de la quema, experimentan incrementos no significativos lo que se atribuye a su rápida mineralización causada por el efecto del fuego al acelerar la descomposición de la materia orgánica y a una menor movilidad de este elemento. El potasio asimilable presenta incrementos significativos al cabo de siete días del incendio debido al aporte de las cenizas pues el fuego induce una fuerte mineralización de este elemento; sin embargo, a los 36 meses se observan valores similares a los iniciales, determinados por la baja severidad de la quema y las características del suelo que le permite retornar a sus condiciones iniciales. En cuanto a la materia orgánica, cabe señalar que puede evolucionar de distinta manera según las condiciones del incendio y la posterior recuperación del terreno: con el tiempo (2-3 años) puede aumentar significativamente, ligeramente o disminuir[121].

En Colombia se ha observado que el depósito de cenizas disminuía la acidez del suelo mientras que la disponibilidad de nutrientes aumentaba. Sin embargo, esa mejora de las condiciones de fertilidad del suelo era solo transitoria pues, al cabo de pocos meses, la acidez del suelo comenzó a aumentar mientras que la concentración de nutrientes empezó a disminuir. Después de un par de años, el suelo presentaba condiciones de acidez aún más severas, y contenidos de nutrientes más bajos que los que tenía antes de la tala de los bosques tropicales. Adicionalmente, los suelos normalmente adquieren concentraciones de aluminio y ocasionalmente de manganeso que resultan tóxicas para la mayoría de las plantas.

Todo este conjunto de eventos simultáneos de deterioro de la fertilidad del suelo que ocurre como consecuencia de la destrucción y la quema de los bosques tropicales se conoce como acidificación. La causa de esta serie de eventos en zonas que fueron boscosas y se talaron radica en la incapacidad del sistema para retener y reciclar los nutrientes en ausencia del bosque. El efecto combinado de la erosión y de la acidificación termina por crear condiciones de suelo tan desfavorables que la eventual sustitución de la coca por cultivos legítimos se convierte en un reto tecnológico de proporciones mucho mayores que el cultivo tradicional[122].

5.4. CONTAMINACIÓN DEBIDO AL USO DE PESTICIDAS Y ABONOS SINTÉTICOS

El cultivo tradicional de coca no produce contaminación por productos químicos. Algunos aducen que la contaminación del aire producida por la quema de los bosques en la deforestación es importante. Sin embargo, no parece que la superficie quemada en las yungas sea tan grande como para aportar gases contaminantes en cantidades significativas, al menos comparadas con los incendios provocados en los bosques amazónicos y mucho menos con la ocasionada por la industria, especialmente la química[123].

No obstante, desde hace unos años, el cultivador de coca, sea grande o pequeño, trata de conseguir la mayor producción de hoja abonando sus plantas y aplicando productos químicos como estimulantes y para el control de plagas, enfermedades y maleza indeseada (Figura 5.6)[124]. Los residuos de toda la gama de sustancias utilizadas normalmente en sus dosis máximas posibles, terminan inexorablemente en los cursos de agua, absorbidos a las partículas del suelo y en las cadenas tróficas. Su uso es frecuente; solo en el Alto Huallaga peruano se utilizan anualmente más de 230.000 litros de productos agroquímicos sobre los cultivos de coca. Los efectos contaminantes de estos abonos, insecticidas, herbicidas y fungicidas son de larga persistencia en el suelo, agua y organismos vegetales y animales, algunos de consumo humano, estableciéndose una cadena contaminante que ocasiona severos daños a la salud de la población[125].

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Figura 5.6. Establecimiento autorizado para expender productos agroquímicos (Fuente: UNODC, 2010)

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Sin embargo, el uso de sistemático de estos productos químicos crea resistencia de los insectos, hongos y malezas que pretenden atacar. Al aplicar plaguicidas, se ataca tanto a los organismos considerados plaga como a los insectos y parásitos benéficos y, de esta forma, se rompe el equilibrio biológico natural propiciando el surgimiento de nuevas plagas o el resurgimiento de las ya establecidas. El aumento en el número de aplicaciones, la elevación de las dosis y la preparación mezclando distintos tipos de plaguicidas, no hace sino agravar más los problemas desatando una espiral creciente de contaminación[126].

5.5. CONTAMINACIÓN POR VERTIDO DE PRODUCTOS QUÍMICOS UTILIZADOS EN LA FABRICACIÓN DE LA PASTA BÁSICA DE COCAÍNA

El cultivo de coca para usos ilícitos, como es la obtención de cocaína, por ser delictivo es realizado de forma furtiva y rudimentaria, sin ningún tipo de consideraciones respecto a sus eventuales impactos ambientales. Por ello, esta práctica ocasiona la contaminación del suelo y de los recursos hídricos por vertido de productos químicos utilizados en la elaboración de la cocaína. Los principales agentes involucrados en este proceso son los narcotraficantes cuya presencia está condicionada por la existencia de una demanda externa de cocaína.

Los procesos para la obtención ilegal de pasta de cocaína utilizan queroseno, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, acetona, tolueno, cal, amoniaco y una veintena de otros productos, que, tras ser usados, sus residuos o transformados se vierten sobre el suelo desde donde discurren hacia los cauces de los ríos, contaminando a su paso el suelo, el agua, la flora, la fauna y la población.

El principal daño es la contaminación del agua y de especies vivas con metales pesados en estado soluble, como plomo, cadmio y cobre que, una vez consumidos por los seres vivos, generan daños irreparables a la salud. A título de ejemplo se ha estimado que cada año se vierten en la cuenca del Alto Huallaga (Perú) alrededor de 3,7 millones de litros de estos productos químicos que afectan a toda forma de vida. Afortunadamente, estos daños tienden a disminuir en alguna medida debido a la reducción de áreas cocaleras y al mayor refinamiento de los métodos de elaboración de pasta básica y pasta lavada. No existen estudios sobre este tipo de contaminación ni sobre la persistencia de los contaminantes en el medio, pero se sabe que la mayor parte de las sustancias indicadas son resistentes a la biodegradación y degradación hidrolítica o fotolítica. A pesar de ello, dado el gran volumen de agua que circula por los ríos que nacen en los Andes, es seguro que hay un efecto de dilución aguas debajo de los focos emisivos de contaminación aunque se requieren datos para verificar el alcance de ésta[127].

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Figura 5.7. Erradicación de coca con herbicida (Fuente: Semana)

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Figura 5.8. Incineración de un laboratorio clandestino de cocaína (Fuente: El Mundo)

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Otra práctica asociada al procesamiento de cocaína es la acumulación e incineración de basuras a la intemperie. Las altas temperaturas son suficientes para hacer transformaciones químicas importantes. Muchos de estos basureros son potenciales productores de dioxinas, furanos y alquitrán, cuya toxicidad en algunos casos es mayor que la del producto inicial. Además, la acumulación de basuras sobre el terreno y sin tratamiento especial generan lixiviados que contaminan el suelo y sus aguas freáticas[128].

En cuanto a la erradicación del cultivo, el efecto contaminante (no evaluado) debe ser tanto o más grave que el del cultivo industrial ya que, al menos en algunos casos registrados, cuando la policía encuentra las chacras las pulveriza desde aviones o desde tierra (Figura 5.7)151. Los productos químicos de estos laboratorios también se tiran al río o se incineran por orden judicial. En caso de quemar los cultivos, la contaminación atmosférica será inferior a la de la quema de una parcela de igual tamaño de bosque pero, si se incendian los laboratorios, como suele ocurrir, la contaminación atmosférica podría ser importante (Figura 5.8)[129]. En todo caso, la erradicación es un problema porque algo se debe hacer con los productos químicos y es difícil creer que los trasladan con los cuidados requeridos. La sustitución de cultivos no debe producir ni más ni menos contaminación que el cultivo de coca. Depende de la cantidad y calidad de agroquímicos empleados[130].

5.6. ELIMINACIÓN DE ESPECIES DE LA FLORA Y LA FAUNA

Los yungas constituyen el ecosistema en donde se implantan la mayoría de las plantaciones cocaleras. Biológicamente son zonas muy ricas en especies que sostienen importantes centros de endemismo, especialmente en altitudes medianas. El número de total de especies de árboles es superior a 500 mientras que el número total de especies epífitas varía entre 1.500 y 2.000 debido a la elevada humedad. En términos de la intervención antrópica, son áreas de colonización a pequeña escala pero creciente, donde se cultiva una variedad de productos desde cítricos a coca, café y hasta papa. Los yungas albergan una inmensa biodiversidad principalmente en lo que atañe a las bromeliáceas, solanáceas y orquidiáceas.

La fauna también es muy abundante, principalmente las aves y anfibios. En Bolivia los yungas constituyen la región más diversa pues en solo el 4% del territorio nacional vive al menos un 35% de toda la biodiversidad del país. Las cifras de endemismo de los yungas son de las altas resaltando la presencia de los tres grupos de plantas citados, y de los anfibios.

En este marco, el proceso de deforestación analizado anteriormente está íntimamente ligado a la pérdida de biodiversidad en la zona. Por ello, aun cuando no esté estrictamente cuantificada su participación, es indudable su altísima correlación. No obstante, es bueno recordar que solo una parte de la deforestación deriva de la práctica del cultivo de coca, por lo que la pérdida de biodiversidad resultante de este proceso respondería a un conjunto amplio de factores entre los que está incluida la coca, pero que muy probablemente no sea la más importante154.

Las extensas áreas de ceja y baja selva deforestadas han afectado al hábitat natural de flora y fauna, de tal forma que están en proceso de extinción un número indeterminado de especies que se han visto privados brutalmente de los ecosistemas en que se desarrollaban. Por otro lado, los desechos químicos tóxicos que se vierten en los ríos y riachuelos después del proceso de extracción de la cocaína, han contaminado con metales el agua y han modificado su pH, lo que ha reducido su contenido en oxígeno, con las inevitables consecuencias de la intoxicación y consiguiente desaparición de especies acuáticas, como los camarones de río y peces. La salud de las poblaciones ribereñas que se alimentan de la fauna que aún pervive o utilizan estas aguas, corre un serio peligro[131].

5.7. INUNDACIONES Y DESLIZAMIENTOS ALUVIONALES

Inundaciones y deslizamientos de suelos constituyen efectos secundarios de la deforestación que ocurre en las partes altas de las colinas. En estas zonas sin vegetación y con el suelo no preparado, el proceso erosivo y la acción de escorrentía ocasionan el arrastre y la sedimentación de los elementos del terreno en los lechos de los ríos (Figura 5.9)156, cegando parcialmente los cauces lo que propicia el crecimiento del número de inundaciones de las parcelas y poblaciones ribereñas. Una segunda consecuencia provocada por estos procesos degenerativos del suelo son los deslizamientos de lodo y piedras que pueden alcanzar instalaciones y centros habitados produciendo, muchas veces, desgracias personales[132].

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Figura 5.9. Deforestación en ladera inclinada que favorece el deslizamiento del suelo

(Fuente: Semana Sostenible)

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5.8. CAMBIOS ATMOSFÉRICOS

Los métodos de producción de roza y quema usados a menudo por el agricultor migrante para sembrar coca contribuyen a modificar el equilibrio de los gases atmosféricos. La selva emite grandes cantidades de metano, dióxido de carbono, monóxido de carbono y óxido de nitrógeno, los cuales son precursores del efecto invernadero. Algunos estudios de correlación de todos estos gases acumulados por la subida de las temperaturas a nivel global, sugieren efectos potencialmente perjudiciales para un calentamiento atmosférico continuado y para la salud. De hecho, la Organización Mundial de Salud ha estimado que la mala calidad del medio ambiente contribuye al 25% de todos los casos evitables de problemas de salud[133].

5.9. DEGRADACIÓN AMBIENTAL DE ZONAS COCALERAS

5.9.1. Efectos de los cultivos ilícitos sobre el medio ambiente colombiano

En 2011, Pinzón y Sotelo[134] abordaron el estudio del efecto de los cultivos ilícitos sobre el medio natural en Colombia, tales como los de hoja de coca y la amapola, los cuales destruían por cada hectárea sembrada entre dos y tres hectáreas de bosques, perturbando especialmente el ecosistema yunga y la región amazónica. Este era considerado por los autores uno de los principales problemas ambientales que afectaba al país.

Las características espaciales, geográficas y climáticas tan variadas de Colombia han generado un auge en el desarrollo de los cultivos ilícitos, llamados así por estar conformados por plantas que contienen sustancias narcóticas y psicotrópicas. Estos cultivos causan graves daños a los ecosistemas boscosos debido al empleo de técnicas inapropiadas para su implementación. Con objeto de incrementar su productividad se han aplicado innumerables y desproporcionadas cantidades de sustancias químicas, que al igual que durante el proceso de producción de las drogas en cada una de sus etapas, son vertidas en el medio natural con los consecuentes efectos sobre los ecosistemas y, en especial, sobre las poblaciones y comunidades que viven en ellos.

Las áreas favorables para los cultivos ilícitos suman aproximadamente 352.000 km2, de los cuales un 5% se ha visto sometido a diferentes formas de agresión ambiental por parte de los grupos al margen de la ley, durante el desarrollo de actividades relacionadas con el proceso de fabricación de sustancias ilícitas, en especial la producción de la pasta de coca.

Como fuentes de información Pinzón y Sotelo utilizaron la información recopilada por la Oficina de las Naciones Unidas Contra las Drogas y el Delito (UNODC), la Dirección Nacional de la Policía Antinarcóticos de Colombia (DIRAN) y la Dirección Nacional de Estupefacientes colombiana.

El inicio de los cultivos ilícitos comenzó en la década de 1960 con la siembra de grandes superficies de marihuana. Veinte años después fueron introducidos los cultivos de coca, debido a que las ganancias que proporcionaba la cocaína superaban ampliamente a las obtenidas por la marihuana. El cultivo de la hoja de coca, a diferencia de la marihuana, ha existido desde tiempos muy antiguos pero solo para el denominado uso tradicional; de esta forma la usaron comunidades indígenas de los Andes, del sur del país, y de la Sierra Nevada de Santa Marta. En la década de 1990 tuvo lugar una expansión, respondiendo a procesos económicos y sociales, constituyendo un periodo caracterizado por el crecimiento de los cultivos ilícitos en el país debido al incremento en la demanda de drogas desde el exterior y a la acción de los gobiernos de Perú y Bolivia para la disminución de las áreas cultivadas. En el año 2001 se estimó que en Colombia existían dos hectáreas sembradas con cultivos ilícitos por cada cien hectáreas de terreno. Se cree que las primeras siembras de coca se desarrollaron en las áreas de colonización de los llanos orientales y de la cuenca amazónica sobresaliendo por su relevancia las regiones del Guaviare y el Caguán.

Los cultivos ilícitos y las políticas en contra de las drogas tienen efectos sobre el medio ambiente. Los primeros comienzan con la destrucción de la flora nativa, el agotamiento de la materia orgánica de los suelos de vocación forestal, la posterior generación de procesos erosivos y la destrucción de las cadenas tróficas y de los nichos ecológicos con la subsiguiente disminución del potencial genético que ocasionan migraciones y retroceso de especies animales propias de estos espacios. Otro efecto a tener en cuenta es la generación de CO2 (importante en el calentamiento global) lo que induce cambios en el uso del suelo. La pérdida de la superficie boscosa es de aproximadamente de 380 t de biomasa/ha.

La siembra de cultivos ilícitos ha acelerado dramáticamente la fragmentación de los bosques en muchas áreas de la región andina. Desde el punto de vista ambiental, los procesos de cultivo en zonas de alta pendiente acompañados de la tala y quema del bosque facilitan que estos suelos desprotegidos de la cobertura vegetal inicien procesos de erosión con la consiguiente desestabilización, lo que puede generar deslizamientos del terreno. La deforestación se ha convertido en una amenaza para los ecosistemas de bosque de niebla y páramos de Colombia, afectando las fuentes de los cursos de agua debido a que estos espacios acaban convertidos en llanuras inapropiadas para la función de acumulación y protección del agua que tenían previamente estos espacios ecológicos.

La obtención de pasta base de cocaína también da lugar a efectos ambientales como el derivado del secado de hojas residuales contaminadas por ácidos que posteriormente se incorporan al suelo. El vertido de los ácidos diluidos y de las sustancias orgánicas volátiles provenientes del empleo del queroseno y la gasolina, alteran el pH del suelo y empeoran la calidad de las corrientes de agua.

Como conclusiones, los autores destacaban las siguientes:

La mayoría de los estudios realizados se habían enfocado hacia aspectos como la producción, el consumo de sustancias químicas, las cantidades de drogas incautadas, las regiones productoras, la incidencia social y económica y las áreas de cultivo, pero no había estudios concretos orientados a mostrar la verdadera magnitud del daño ambiental que esta actividad había generado sobre los ecosistemas afectados.
El uso incontrolado de sustancias químicas en los procesos de fabricación de las drogas ilícitas tenía efectos sobre la salud de la población que trabajaban en ellos.
La tala y quema indiscriminada de grandes extensiones de bosque para el desarrollo de los cultivos ilícitos, así como el uso de agroquímicos, generaban grandes volúmenes de gases de efecto invernadero que contribuían al calentamiento global.
Aunque en los últimos tiempos las áreas de cultivo se habían reducido, en la mayoría de los casos las zonas afectadas no se habían recuperado, como tampoco los ecosistemas afectados por los vertidos químicos empleados en el proceso de fabricación de drogas, en especial de la pasta de coca.
No se había desarrollado un estudio cuantificando el daño que los cultivos ilícitos ocasionaban en las zonas de páramo y en qué medida habían afectado a las reservas de agua existentes en ellas.
Las autoridades encargadas de la erradicación y control de los cultivos ilícitos y de las fábricas de drogas no habían realizado estudios sobre los efectos que tenían sus procedimientos sobre el medio natural, que requerían la destrucción in situ tanto de los insumos como de las sustancias químicas empleadas en la producción de las drogas.
Faltaban por realizar estudios sobre el efecto de la aspersión de sustancias químicas para el control y erradicación de los cultivos ilícitos y la destrucción de los laboratorios (fábricas de drogas) que permitieran identificar el destino de los insumos y productos químicos que no se evaporaban con la incineración.

5.9.2. Impacto ambiental del cultivo ilegal de coca en Catatumbo, Colombia

La región del Catatumbo, ubicada al norte del departamento Norte de Santander, es una zona de selva húmeda tropical, con potencial agrícola derivado de las condiciones geográficas, la variedad climática y de suelos, así como un alto nivel de biodiversidad y recursos hídricos. Estas características la hacen atractiva para el desarrollo y crecimiento del cultivo ilícito de hoja de coca.

En 2017, Santos[135], deseando contribuir al desarrollo integral de la comunidad campesina de la vereda Manzanares, municipio de El Tarra, en la región del Catatumbo, realizó un estudio encaminado a identificar los principales problemas ambientales que generaba el cultivo y transformación de hoja de coca en dicha comunidad de 180 habitantes. El trabajo consta de dos partes. En la primera Santos caracterizó ambientalmente la vereda y describió los procesos que se llevaban a cabo para la producción y transformación de la hoja de coca, que fueron determinados por medio de encuestas, entrevistas y recorridos de campo; en la segunda, identificó y evaluó los impactos positivos y negativos que tenía esta actividad sobre la sociedad y el medio ambiente, definiendo el estado del área afectada.

La coca llegó al Catatumbo entre los años 1989 y 1990, y tuvo buena acogida por parte de los campesinos debido a la crisis agrícola que se vivía en ese momento. Además, su cultivo fue promovido por la guerrilla como una alternativa de desarrollo. Fue así que la coca cobró gran valor para el grupo convirtiendo a la región en productora de hoja.

La actividad cocalera en la vereda Manzanares se caracterizaba por desarrollarse a mediana escala, con un promedio mínimo de tamaño del lote de coca 0,5 ha y máximo de más de 10 ha según el siguiente reparto superficial:

7,5% terrenos sin producción de coca.
10% terrenos menores de 5 ha.
25% terrenos entre 5 y 10 ha.
57,5% terrenos mayores de 10 ha.

La superficie total sembrada de coca era de 185 hectáreas con un promedio de 2.775.000 plantas de coca.

En la vereda Manzanares se cultivaban dos variedades de coca. En los terrenos poco pendientes, la denominada coca cuarentana, procedente de un hibrido de las variedades Erythroxylum coca var. coca y Erythroxylum novogranatense var. novogranatense (Figura 5.10)[136]. En la zona montañosa con altas pendientes, debido a su mayor productividad en follaje y resistencia a plagas y enfermedades, se cultivaba un tipo de injerto entre la coca cuarentana y la coca pajarita que era un derivado reciente de Erythroxylum coca var. coca.

La densidad de siembra era de tres plantas de coca cada 2 m, lo que suponía unas 15.000 plantas/ha. El cultivo de coca poseía un ciclo de vida productiva que oscilaba entre 4 y 10 años, dependiendo de factores como la variedad sembrada, el tipo de cultivo y el manejo agronómico.

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Se empleaban considerables cantidades de productos químicos para fertilizar el terreno y eliminar la maleza y las plagas. Estos son productos eran utilizados sin ningún tipo de capacitación ni conocimiento de su peligrosidad, sin usar ningún tipo de elementos de protección personal ni tomar precauciones durante y después de su uso. Los envases se transportan junto con alimentos y, una vez agotado el contenido, se abandonan en cualquier lugar de las plantaciones.

Las conclusiones a las que llegó Santos fueron las siguientes:

La situación ambiental del municipio de El Tarra era alarmante.
Los daños al medio ambiente generados por el sector cocalero eran de extrema gravedad, con el añadido de la pérdida de las antiguas prácticas de protección y conservación de los bosques de la zona, que eran propias de los campesinos nativos de la región.
Los daños ambientales generados por el cultivo ilegal de coca se agravaban considerablemente con el tiempo. La fauna y la flora eran los más afectados tanto por el cultivo de coca como por su transformación en pasta base.
El campesino era el primer eslabón de la producción de la cocaína. Por rentabilidad y facilidad de venta decidió implantar en sus tierras el cultivo de coca lo que significó no solamente un altísimo índice de deforestación, pérdida de suelos, disminución de recursos hídricos, pérdida de biodiversidad y quiebra de las funciones vitales de los ecosistemas, sino también contaminación de las aguas (superficiales y subterráneas) y de los suelos.
El 93% de las fincas de la vereda Manzanares estaban plantadas de coca, existiendo 24 cambuches o chamizos para la transformación de hoja de coca en pasta base.
Para el control de plagas, enfermedades y malezas se utilizaban más de 30 productos agroquímicos, cuyas características tóxicas y de manejo eran desconocidas para los agricultores.
Las plantaciones de coca y las instalaciones de transformación en pasta base generaban problemas en los ecosistemas, contaminando el suelo, el agua, el aire y alteraban el modo de vida de la población.

5.9.3. Degradación ambiental en la región de Chulumani, yungas de La Paz

Mientras tanto, en Bolivia, la creciente proliferación del cultivo de la hoja de coca en zonas tradicionales como Chulumani y zonas aledañas de los yungas de La Paz, había ocasionado paulatinamente que la tierra fuera sobreexplotada en exceso, promoviendo con ello que la hoja de coca pasase de ser un cultivo a un estado de monocultivo, asegurando de esta manera la explotación intensiva del suelo y con ello la paulatina degradación y erosión de la capa arable. A título de ejemplo valga decir que en los municipios de Coroico, Coripata, Chulumani, Yanacachi e Irupana se reportaron 13.274 ha plantadas de coca, frente a 107 ha de café y 70 ha de mango. Es por ello que Rosso[137], en 2013, realizó un estudio que abordaba la problemática del monocultivo de la hoja de coca para demostrar la importancia de los daños que podía ocasionar promover un solo cultivo en la calidad y erosión del suelo, efectos que, en muchos casos, eran irreversibles. Además se proponía, en el marco de la economía ambiental, diseñar un método que fuera capaz de valorar la degradación de suelos provocados por el cultivo intensivo de la hoja de coca en zonas tradicionales estableciendo los costos de recuperación o reposición de suelos degradados y a la vez determinar cómo el daño ocasionado por este factor podía influir en la economía del productor.

En su informe de monitoreo del cultivo de la hoja de coca correspondiente a 2008, la Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el Delito (UNODC), en coordinación con el Fondo Nacional de Desarrollo Alternativo (FONADAL), daban a conocer que, tras haber realizado un mapa aéreo de las zonas tradicionales de cultivo de hoja de coca en las poblaciones de Coripata, Chulumani y Coroico, entre otras, se evidenció que más del 65% de estos suelos presentaba un grado de degradación y erosión laminar, provocado principalmente por la habilitación de suelos. Del mismo modo, la UNODC, en su trabajo anual sobre el monitoreo del cultivo de la hoja de coca en el año 2010, presentaba un estudio físico-químico sobre la contaminación de los suelos por efecto del cultivo intensivo de coca en las zonas tradicionales, cuya causa se debía principalmente al uso de agroquímicos y las malas prácticas en la habilitación de los suelos.

Señalaba Rosso que, en Bolivia, uno de los agentes que coadyuvaba a la deforestación, degradación y erosión de suelos eran los pequeños agricultores quienes, muchas veces por desconocimiento sobre los impactos medioambientales, desmontaban tierras forestales para implantar en ellas cultivos alimenticios con los que obtener ingresos monetarios, como era el caso de la coca. Para ello, utilizaban en la mayoría de los casos agroquímicos y pesticidas que si bien aumentaban el nivel productivo de las tierras, en los últimos años había degradado los suelos especialmente de la de Chulumani y su entorno de Sud Yungas del departamento de La Paz. Ya en 1989 se avisaba de que uno de los problemas importantes de los Yungas era la acentuada y progresiva disminución de la fertilidad de sus suelos, que se debía principalmente a la erosión hídrica favorecida por la inclinación del terreno y el cultivo intensivo de coca, a los que había que añadir las quemas anuales que destruían no solo la masa arbórea sino también los árboles frutales.

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  Figura 5.11. Erythroxylum coca según Kohler (1886) (Fuente: Cupartxart)  

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Otro indicador importante del deterioro de los suelos de la región de Chulumani era la baja cantidad de nutrientes que contenían. Fósforo y nitrógeno eran reducidos aunque no el potasio, pero existía una saturación de aluminio que impedía la asimilación de nutrientes a todo tipo de vegetación.

Finalmente Rosso realizaba el estudio económico basado en la superficie de un cato (0,25 ha, 2.500 m2), calculando:

Producción de coca.
Análisis del suelo y cálculo de reposición del mismo.
Costes de producción (sin incluir el de reposición).
Ingresos por venta de coca. – Margen bruto.

Como conclusiones de su estudio, Rosso destacaba las siguientes:

Tanto el agua como la calidad de los suelos estaban siendo severamente afectadas por la proliferación del monocultivo de coca, lo que era el resultado de prácticas agrícolas mal realizadas y del uso indiscriminado de agroquímicos y pesticidas con el único fin de incrementar la producción.

                                           

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CLIPARTXART. Coca leaves drawing. https://clipartxtras.com/download/2e5f58fac265fd6d750f4775d10f697d1de68620.html

La valoración económica de la erosión de suelos realizada en este estudio por medio de la aplicación del método ambiental de costos de reposición buscaba responder a dos cualidades que otorgaba este recurso al productor de hoja de coca: uno era el mantenimiento de la producción y el otro la restauración de los macronutrientes que evitaban la erosión del suelo. No incluía el valor del suelo como recurso, pero trataba de valorar el daño provocado por su mal uso.
La erosión de suelos era un proceso que estaba en avance. Uno de los principales deforestadores y degradador de suelos era la agricultura, razón por la cual era necesario contar con una ley actualizada sobre uso y manejo sostenible de suelos.
Era necesario inculcar en los agricultores dedicados a cultivar hoja de coca de la zona tradicional que la explotación del recurso suelo debía ir acompañada necesariamente de tareas en beneficio de la calidad y el mantenimiento del suelo mediante el uso de técnicas adecuadas para combatir la erosión en el momento de cultivar coca, así como la inclusión en su presupuesto de los costos ocultos de producción como eran los de reposición de la calidad del suelo que el productor debía realizar para que mantuviera su fertilidad y productividad en el medio y largo plazo.

5.9.4. Riesgos para el ambiente y la salud humana con el uso de glifosato[138]

En 1997 comenzó en Colombia un programa de erradicación de cultivos ilegales de coca mediante aspersión aérea utilizando el herbicida glifosato. En 2007, el área total sembrada con coca era de 99.000 ha y el área acumulada de coca asperjada con glifosato de 156.134 ha, un 11% menos que en 2006. El programa de erradicación mediante glifosato generó interés y atención considerables en Colombia y otros países relacionados con su uso, particularmente por los riesgos potenciales que conllevaba para el hombre y el medio ambiente. A solicitud de la Organización de Estados Americanos, en 2005 fue finalizada una revisión científica independiente sobre el glifosato por parte de un panel de expertos. Esta revisión, publicada en la literatura científica en 2007, encontró, que lo que entonces se sabía acerca de la toxicidad del glifosato y de sus productos formulados no sugería riesgos significativos para el hombre ni para la mayoría de la fauna silvestre. Además de evaluar los efectos tóxicos del programa de erradicación mediante aspersión, la revisión mostró que algunos de los productos químicos utilizados en la producción y refinamiento del producto final de la coca ilegal, el hidrocloruro de cocaína, ofrecían riesgos potenciales para el hombre y el medio ambiente. Por otra parte, la revisión identificó determinados temas ambientales clave en la relación entre la producción de coca y el programa de aspersión que incluían la influencia de los procedimientos y condiciones de aspersión en la deriva y en la toxicidad de la mezcla de aspersión para los anfibios. Otros interrogantes surgieron poco después con la publicación en 2007 de un estudio sobre los efectos del uso del glifosato en humanos, que sugería que la deriva de la aspersión de Colombia estaba afectando a las personas en Ecuador que vivían a varios kilómetros de distancia de la frontera. Como resultado de estos interrogantes, se iniciaron varios estudios para recolectar datos y probar hipótesis específicas que fueron sintetizadas en un artículo por Solomon, Marshall y Carrasquilla en 2009 que, además, ponía los resultados en contexto con otras publicaciones recientes sobre el programa de aspersión y los efectos del glifosato en el ambiente y la salud humana. En dicho artículo se refería lo siguiente.

En lo relativo a los efectos sobre los organismos animales, los anfibios parecían ser más sensibles a las formulaciones de glifosato que otros animales acuáticos. Sin embargo, se desconocía la afectación de la mezcla del herbicida con el surfactante empleada en Colombia para la erradicación de la coca. También se observó que eran utilizados muchos otros plaguicidas en la producción de coca y que éstos podían representar riesgos significativos para los humanos y otros organismos como las plantas. En el peor escenario posible de exposición y con un índice basado en la dosis de referencia, algunos de los compuestos químicos utilizados por los productores, particularmente los insecticidas organofosforados, tenían índices de riesgo 2.000 veces superiores que los de la aspersión para erradicación de la coca.

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Con objeto de investigar la eficacia de las formulaciones de glifosato para usar en los cocales, se llevaron a cabo ensayos de campo en el Departamento del Tolima, Colombia. Las plantas de E. coca fueron cultivadas desde su estado de plántula hasta 75 cm de altura y luego fueron asperjadas con una variedad de formulaciones de glifosato y diferentes adyuvantes, utilizando un aspersor terrestre experimental. Se hicieron evaluaciones de la vitalidad, altura y biomasa (peso fresco) tres semanas después de la aplicación. Se evaluó igualmente el rebrote de las plantas nueve semanas después del tratamiento. Las pruebas demostraron que el glifosato formulado con

                                           

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HOOKER, J.D. Curtis’s Botanical Magazine. Vol. L. Londres. 1894.

determinados adyuvantes era más efectivo que sin formular, siendo el primero el tratamiento generalmente utilizado en Colombia. Se demostró también que el glifosato inhibía la producción de cocaína en las plantas de coca por lo que el herbicida podía ser empleado para el control efectivo de la producción de droga con dosis de aplicación más bajas.

Para comprobar la sensibilidad de las especies de ranas de Colombia al glifosato formulado, se llevaron a cabo una serie de bioensayos con renacuajos en condiciones de laboratorio y en el campo, así como en estadios terrestres de ranas. Los resultados sugerían que la sensibilidad de estos anfibios a las formulaciones de glifosato era similar a la observada en otras especies tropicales y templadas de ranas de las cuales ya se habían publicado datos en revistas especializadas. La toxicidad de la mezcla de aspersión menguaba en presencia de sedimentos y particulados en el agua de las zonas acuáticas, lo que se atribuyó a la disminución en la exposición resultante de la absorción en los sedimentos y/o de la descomposición microbiana. De esta manera los riesgos de las aspersiones de erradicación utilizadas en Colombia para las ranas larvales (que representaban a los organismos acuáticos sensibles) se reducirían por la absorción del glifosato y del surfactante (más tóxico) en los sedimentos bajo condiciones reales de campo; los anfibios en sistemas acuáticos poco profundos (≈ 15 cm de profundidad y en teoría los más vulnerables) estarían en riesgo bajo, aún con aspersión directa. El modelo de deriva de la aspersión aérea para erradicación mostró muy poca exposición en el sentido del viento a la mezcla de glifosato y surfactante a distancias superiores a 30 m. En pruebas de laboratorio se demostró que los estadíos larvales de las ranas sólo estarían en riesgo cuando permanecieran en aguas superficiales a menos de 5 m del corredor de aspersión. Sin embargo, en condiciones de exposición en el campo, la interceptación por el follaje y la absorción en los suelos y sedimentos reducía aún más la exposición y el riesgo, incluso en la aspersión directa, de manera que en las aspersiones de erradicación variaba de bajo a insignificante.

En lo que respecta a los efectos del glifosato formulado en los seres humanos, inicialmente se informó de que presentaban bajo riesgo para el hombre cuando se utilizaban en agricultura, para el manejo de la vegetación o para la erradicación de la coca en Colombia. Sin embargo, en 2009 se publicó el que se tuvo como primer estudio advirtiendo de los riesgos de estos productos en la salud humana, en concreto respecto de los posibles efectos reproductivos del programa de aspersión en Colombia en la población de las zonas asperjadas. Sin embargo, este riesgo ya había sido reportado en 1999, cuando se asoció la disminución en la fecundidad en un 20% o mayor si los dos miembros de la pareja habían estado expuestos a actividades relacionadas con plaguicidas, entre ellos el glifosato. Dos años después, en 2001 se informó de aumentos moderados del riesgo de aborto prematuro cuando había habido exposiciones preconcepcionales a herbicidas como el ácido fenoxiacético, y mayores riesgos asociados entre el aborto tardío y la exposición preconcepcional a glifosato. Sin embargo, los estudios epidemiológicos posteriores no han mostrado relaciones consistentes o fuertes entre las exposiciones al glifosato y la salud. Las investigaciones sobre la alimentación no hallaron evidencia de carcinogenicidad o de algún otro efecto relevante a largo plazo. El glifosato ha sido ampliamente probado para estudiar su efecto en la genotoxicidad en un amplio rango de sistemas in vitro e in vivo, evaluando diferentes indicadores finales genéticos (mutación genética, mutación de cromosomas, daño y reparación del ADN) en bacterias y células somáticas de mamíferos. Aunque fueron reportados efectos en algunos estudios in vitro, se concluyó que el glifosato y sus formulaciones, in vivo, no eran genotóxicos, resultado acorde con la observación general de que los adyuvantes en la formulación podían ser más tóxicos para los animales que el glifosato mismo. Estudios posteriores sobre esta cuestión demostraron que el riesgo genotóxico potencialmente asociado a la exposición humana al glifosato en las regiones de Colombia donde el plaguicida era aplicado para la erradicación de coca y amapola era de poca relevancia biológica. Al unir estas conclusiones a la falta de deriva significativa de la aspersión que se ha comentado, no había soporte para aseverar que la aspersión de erradicación en Colombia estaba causando efectos adversos en la población residente en Ecuador.

Como resumen de todo lo anterior, los autores destacaban las siguientes conclusiones.

Los datos más recientes sobre la deriva de la aspersión en erradicación mostraban que era mínima y que zonas de amortiguación relativamente pequeñas, de 5 a 120 m, protegerían a los animales acuáticos sensibles y las plantas.
Los ensayos de laboratorio y de campo en anfibios mostraron que las especies colombianas eran de sensibilidad semejante a las especies probadas en otros lugares y que no eran especialmente sensibles a las formulaciones de glifosato.
Los ensayos en estadios larvarios de anfibios bajo condiciones normales mostraron que la toxicidad se reducía, muy probablemente debido a la rápida absorción del glifosato y sus adyuvantes en los sedimentos y el material particulado.
Los estadios terrestres de las ranas mostraron un rango de variaciones en la sensibilidad, pero el riesgo también era escaso para las cantidades de herbicida empleadas en la erradicación de la coca.
Dada la interceptación por el follaje, los riesgos para las especies de ranas acuáticas y terrestres de Colombia se consideraron desde muy bajos a insignificantes, incluso para la exposición directa a la aspersión aérea de erradicación.
Un riesgo mucho mayor para las ranas en Colombia provenía de otros plaguicidas utilizados por los productores de coca y de amapola y, particularmente, de la deforestación que precedía a la siembra de estos cultivos.
En términos de los efectos en el hombre, un estudio epidemiológico no brindó evidencia de los efectos sobre la función reproductiva del tiempo para quedar en embarazo.
Un estudio sobre la potencial genotoxicidad del glifosato concluyó con que el glifosato y sus formulaciones, in vivo, no eran genotóxicas.
En general, los riesgos para las especies silvestres sensibles y para la salud humana provenientes del uso de glifosato para el control de la producción de coca (y amapola) en Colombia, son insignificantes, especialmente cuando se compara con los riesgos para las especies silvestres y para el hombre, resultantes de la totalidad del proceso de producción de cocaína (y heroína) en Colombia.

5.9.5. Riesgos del cultivo de coca para la fauna anfibia colombiana[139]

La fauna anfibia colombiana es una de las más ricas que se conocen en el mundo, con cerca de 20 especies de salamandras (orden Caudata), 35 especies de cecilias sin patas (orden Gymnophiona) y más de 700 especies de ranas y sapos (orden Anura), registradas en diferentes lugares del país.

Las plantas de coca crecen en áreas taladas en las que previamente hubo bosque húmedo tropical aunque los cultivos ilícitos, para evitar su detección, también se pueden encontrar en medio de otros como las plantaciones de plátano. La característica más obvia del cultivo de coca es la degradación del ecosistema, lo cual puede tener efectos adversos significativos en las ranas. Es probable que el cultivo mismo de coca reduzca la fauna residente de ranas aproximadamente en el 90%, antes de considerar los efectos de la aspersión del herbicida glifosato sobre la fauna de anfibios. Este producto químico se utiliza para controlar la producción de Erythroxylum coca en un programa de erradicación mediante aspersión aérea.

Esta práctica ha provocado inquietud tanto por los daños causados a los cultivos vecinos a los cocales como por los efectos ambientales adversos de todo tipo. Puesto que los estadios larvales de los anfibios son sensibles al glifosato, éstos pueden estar particularmente en riesgo. Adicionalmente, los plaguicidas empleados por los cultivadores de coca también presentan un riesgo para los anfibios larvales, cuando éstos se hallan dentro o cerca de los límites de los terrenos cultivados. Todos los anfibios tienen pieles permeables y, por consiguiente, son especialmente susceptibles a la aplicación de químicos externos, como es el caso de los plaguicidas. El contacto con los productos químicos puede ser directo como ocurre con la piel expuesta a las gotas de la aspersión o a las superficies asperjadas, como es el caso de los animales que se movilizan sobre las hojas recién rociadas. Adicionalmente, la contaminación del agua a través de la aspersión directa o por la deriva de la aspersión puede generar exposición para los estadios larvales acuáticos.

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Figura 5.13. Erythroxylum coca[140] (Fuente: Morris, 1889. Modificada)

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El comportamiento de la mayoría de los anfibios colombianos presenta un riesgo reducido a la exposición directa a la aspersión ya que, con pocas excepciones, son seres nocturnos que salen cuando las temperaturas del aire han descendido y la humedad relativa del aire excede el punto de rocío. Para la mayor parte de los anfibios, sus ciclos de actividad nocturna los exponen raramente a las aspersiones directas. La excepción son algunas especies que descansan en posiciones expuestas sobre las hojas, a plena luz del sol, los especímenes juveniles de muchas especies y los renacuajos de algunas. Dado que la aspersión de erradicación sólo se lleva a cabo a la luz del día y a horas tempranas, la ruta más probable de exposición es mediante el contacto con las superficies asperjadas. El glifosato y el surfactante POEA con el cual se formula, se absorben fuertemente en el suelo y la materia orgánica, reduciendo la probabilidad de exposición a partir de estas fuentes. Sin embargo, el contacto con las hojas puede permitir la exposición. Otros plaguicidas más tóxicos, como los utilizados por los productores de coca pueden no ser absorbidos tan fuertemente y estar más biodisponibles por esta ruta.

En este contexto, Lynch y Arroyo realizaron un estudio, cuyas conclusiones se publicaron en 2008, sobre los riesgos probables para la fauna anfibia colombiana resultantes de la producción de coca. Para ello examinaron los potenciales efectos de la exposición al glifosato de los anfibios. El análisis se basó en dos aspectos:

El comportamiento y ecología de las especies.
La proximidad entre los lugares donde se había registrado la presencia de anfibios en el país de los registros existentes, archivados en el Instituto de Ciencias Naturales de Bogotá, y los lugares en los que se estaban produciendo cultivos ilícitos, y el subconjunto de ellos que habían sido asperjados con glifosato.

Adicionalmente se revisaron las amenazas para la especie, ecológicas y del comportamiento, en relación con la pérdida del hábitat y la exposición potencial a los químicos empleados para la producción de coca.

Basándose en los datos sobre la localización de los anfibios recolectados en Colombia, se obtuvieron registros de 193 especies (28% de la diversidad nacional) de ranas y sapos, encontrados en un perímetro de 10 km de las áreas donde se cultiva coca. Análisis adicionales con software ARC MAP permitieron medir la distancia directa que separaba los lugares de recolección de las ranas, de los campos de coca identificados y de las áreas donde se estaba llevando a cabo aspersión aérea. Los registros dentro o cerca de los campos de coca incluyeron datos de 11 de 13 familias de ranas y sapos que se sabía estaban presentes en Colombia.

De todas formas, en ocasiones las alteraciones del hábitat favorecían a algunos anfibios. Tanto en la Cordillera Occidental (un área originariamente cubierta por bosque montano perenne) como en la Amazonía cercana a Leticia (una región que originariamente fue bosque húmedo bajo), había algunas especies que parecían haberse beneficiado con la intervención humana o la modificación de su hábitat. Estas especies se volvieron comunes en áreas que habían experimentado remoción completa o parcial de la vegetación nativa y eran difíciles de encontrar en búsquedas intensivas en los hábitats naturales boscosos. Dichas especies de anfibios tal vez se volvieron más numerosas al reducirse la necesidad de competir con otras especies pues lo normal era que la mayoría de las especies reaccionasen adversamente a la alteración de su hábitat, en términos de población o visibilidad.

De todas formas las especies que vivían en los lugares situados dentro, cerca o rodeados por las áreas de producción de coca, se limitaban a las que tenían sólo una pequeña parte de su distribución en Colombia, extendiéndose a los países vecinos. Sin embargo, para estas especies, la alta densidad de la producción de coca en las tierras bajas occidentales de Caquetá, Putumayo y Nariño y en las orientales del Cauca implicaba un alto riesgo de exposición a los plaguicidas utilizados para la producción y erradicación de la coca.

Para realizar su investigación, los autores revisaron la colección de anfibios logrando caracterizar (y documentar) la distribución geográfica esperada para 750 especies con un alto nivel de precisión. Además, en trabajo conjunto con la Policía Antinarcóticos, localizaron todos los cultivos de coca conocidos, los cuales fueron georreferenciados de tal manera que pudieron medir con precisión la distancia geográfica entre las poblaciones de anfibios y las áreas en las cuales se empleaban plaguicidas para la producción y erradicación de la coca.

Lynch y Arroyo encontraron que la producción de coca y las aspersiones aéreas para erradicarla estaban restringidas geográficamente a áreas en las que la actividad productiva se podía llevar a cabo sin la intervención del Gobierno. Estas áreas no abarcaban toda la extensión del país ni latitudinal ni altitudinalmente pues la coca usualmente se producía ilegalmente a cotas superiores a 1.000 m. Las 153.134 ha de terreno que fueron objeto de las aspersiones aéreas para erradicación en 2007 representaron sólo el 0,15% de la superficie de Colombia, aproximadamente.

En la revisión de la fauna de anuros de tierras bajas de Colombia se observaron tres áreas que podrían identificarse como áreas calientes de biodiversidad: la primera, en el extremo sur oriental; la segunda, en la mitad septentrional de las tierras bajas del Pacífico y la tercera, en una franja lenticular a lo largo de la base oriental de los Andes, en el sur occidente de Colombia. La producción de coca era modesta en las dos primeras pero evidente en la última. No obstante, las grandes áreas de distribución de la mayoría de las especies se ubicaban fuera de donde las autoridades colombianas se esforzaban en controlar la producción de coca.

Además, las consecuencias de la producción de coca podían ser más severas sólo para un número limitado de especies que escasamente habitaban en el territorio colombiano. Especialmente en Nariño, en Putumayo occidental y en las áreas adyacentes de Cauca y Caquetá, los efectos de la producción de coca y de las aspersiones aéreas para erradicación habían puesto varias especies de ranas en riesgo, por lo menos en términos de su distribución en Colombia. Otras especies también podían estar en riesgo, pero se desconocía su cifra exacta ya que apenas se había investigado. Debido a que estas especies se había encontrado principalmente en Ecuador, se asumía que allí persistían poblaciones saludables.

En general, los riesgos de los plaguicidas utilizados para la producción de coca y las aspersiones para erradicarla debían contextualizarse respecto de la mayor toxicidad de los productos utilizados por los cultivadores y de la sensibilidad de las ranas de Colombia a la mezcla de glifosato y surfactante utilizada en las aspersiones aéreas para erradicación. Ensayos de toxicidad en el laboratorio mostraron que los estadios larvales acuáticos de las especies colombianas no eran diferencialmente sensibles cuando se comparaban con ranas de otros lugares. Cuando se probaron en condiciones reales, en aguas superficiales (15 cm de profundidad) en presencia de sedimento y partículas que absorbían el glifosato y el surfactante, que era más tóxico, la toxicidad se redujo. Los estadios terrestres fueron menos susceptibles que los estadios acuáticos. Por el contrario, algunos de los productos empleados por los cultivadores podían estar más biodisponibles en el medio ambiente y no mitigarse su riesgo.

El efecto del cambio del hábitat asociado a la tala de bosques para la producción de coca sobre los anfibios y otra fauna y flora, era de gran importancia. Alguna idea al respecto fue reportada en la región amazónica de Leticia, donde la riqueza de especies declinó de 98 especies en el área rural a 6 especies en los parques de la ciudad, lo cual refleja los efectos de la alteración y fragmentación crecientes del hábitat.

5.10. RECUPERACIÓN DE TERRENOS DEGRADADOS POR EL CULTIVO DE COCA

5.10.1. Recuperación ambiental en los valles de Apurímac, Ene y Mantaro (Perú)

En los valles de los ríos Apurimac, Ene y Mantaro (VRAEM), el 70% del territorio presenta características netamente forestales, el 23% tiene terrenos accidentados y rocosos y solamente un 7% es apto para labores agrícolas. Sin embargo en el VRAEM, los colonos, con el fin de incrementar sus ingresos económicos, han invadido los terrenos forestales para convertirlos en tierras de cultivo poniendo en grave riesgo gran parte de la flora y la fauna. La pérdida anual de más 7.000 hectáreas de bosques en el VRAEM por la tala ilícita de árboles está ocasionada por la agricultura migratoria de diferentes cultivos pero principalmente de los cultivos ilegales de coca. Las comunidades del VRAEM están expuestas a los deslizamientos de cerros a consecuencia de la citada tala indiscriminada y las lluvias, entre otros factores, ocasionando la degradación de los suelos.

Actualmente existen 29.000 hectáreas de terrenos deforestados y degradados por la acción del hombre sólo en el distrito de Kimbiri. En los suelos degradados en los que se abandona el cultivo de la coca, la invasión del helecho Pteridium representa un serio problema pues retrasa la recuperación de la estructura edáfica y la composición de los bosques y obstaculiza o, en el peor de los casos, imposibilita las labores agrícolas y forestales al obligar a los campesinos a abandonar sus tierras por la fuerte inversión inicial en mano de obra que requiere el abatimiento de la población de helechos, cuyos rizomas con tallos subterráneos forman una densa red bajo el suelo que es extremadamente difícil de remover en su totalidad y prácticamente inmune a los herbicidas. Desafortunadamente, no se trata sólo de una maleza que crece profusamente ahogando pastos y cultivos ya que también es una amenaza para los humanos, en la medida en que afecta su salud y la de sus animales de cría. Al ser ingeridos por el ganado, los helechos producen afecciones graves como avitaminosis, parálisis mecánica, padecimientos hematológicos, ceguera permanente, hemorragias internas y probablemente cáncer. Existen evidencias de que algunos de sus efectos pueden transmitirse al ser humano por medio de la leche de animales expuestas al Pteridium la cual contiene un carcinógeno denominado ptaquilósido en cantidad suficiente para ser el causante o coadyuvante de un muy alto índice de cáncer gástrico, como ya ha sido observado en algunas regiones de Venezuela y de Costa Rica, donde este helecho invade los potreros de producción láctea.

Con este trasfondo, Villagaray[141], en 2014, presentó los resultados de un estudio cuyos objetivos eran determinar el grado de recuperación de suelos degradados por medio de la plantación del paloto (Ochroma pyramidale), kudzú (Pueraria phaseoloides) y desmodium (Desmodium ovalifolium) en terrenos cubiertos de alpillales o helechos (Pteridium aquilinum). La prueba se realizó en una parcela demostrativa degradada por cultivos de coca anteriores, situada en la comunidad de Pichari Alta del VRAEM, con una altitud de 810 m s.n.m., precipitaciones anuales de 1.700 mm y temperatura anual media de 22ºC.

Para el experimento, Villagaray utilizó la tecnología agroforestal de árboles en pastizales. En primer lugar se plantaron ejemplares del árbol paloto y, posteriormente y de manera secuencial, de las herbáceas kudzú y Desmodium ovalifolium (desmodium).

Los resultados (Figura 5.14)[142] demostraron que se habían establecido el kutzu y el desmodium, que eran alimentos apetecibles para el ganado vacuno, ovino, caprino y animales

.........

Manejo de la parcela después de la plantación de paloto   Plantaciones de paloto de 11 meses de edad, con kutzú y desmodium sin helechos

Figura 5.14. Evolución del tratamiento agroforestal de la parcela experimental

(Fuente: Villagaray, 2014. Modificada)

Figura 5.15. Materia seca y verde aportada por las distintas herbáceas (Fuente: Villagaray, 2014)

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menores como el cuy. Se logró eliminar las plantas invasoras como el helecho alpillo (Pteridium aquilinum) y también el rabo de zorro (Andropogum bicornis) sin emplear productos agroquímicos contaminantes del medio ambiente ni realizar las quemas convencionales que practicaban generalmente los productores en los meses de junio a septiembre.

En la Figura 5.15[143] se puede observar la cantidad de materia seca y verde aportada por las distintas especies herbáceas. El ella se aprecia que el kutzu era el que incorporaba la mayor cantidad de materia, seca y verde, al suelo en comparación con las otras herbáceas.

En los 9 meses que duró el tratamiento del terreno de la parcela experimental, aumentó el pH (de 5,2 a 6,13), mejoró el contenido en nitrógeno, potasio, calcio, magnesio y materia orgánica, disminuyó en aluminio, sodio y fósforo y, en definitiva, quedó preparada para incorporar nuevos cultivos de calidad como cacao, café, cítricos y otros frutales.

5.10.2. Recuperación ambiental en Rupa Rupa (Huánuco, Perú)

La degradación del suelo está considerada como el mayor problema ambiental que conmina la producción mundial de alimentos y una de las cuatro principales amenazas para el desarrollo sostenible de los terrenos agrícolas. La degradación de los suelos tras ser empleados en el cultivo de coca abarcaba grandes extensiones en Perú, por lo que Calixto[144] planteó un estudio conducente a determinar el resultado de aportar Inga edulis en la recuperación de tales suelos degradados por la mala praxis en el cultivo de coca. Esta especie es un árbol leguminoso, semejante a la mimosa, de copa densa, ancha, aparasolada, que alcanza alturas de hasta 30 m, con diámetros del tronco comprendidos entre 30 y 60 cm. Se cultiva para aprovechar sus grandes vainas comestibles; a los efectos que interesan, tiene la propiedad de fijar el nitrógeno lo que permite la rotación de cultivos (Figura 5.16)[145].

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Figura 5.16. Inga edulis (Fuente: Jardín Botánico Universidad de Málaga; Monaco Nature Encyclopedia)

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La prueba fue realizada en el caserío Buenos Aires, distrito Rupa Rupa, provincia Leoncio Prado, departamento Huánuco durante dos años. Sus resultados se presentaron en 2018. Calixto utilizó una parcela de 0,5 ha aproximadamente, en la que se plantaron plantones de Inga edulis.

Este terreno formaba parte de un parcela de 5 ha que estuvo cultivada con coca durante 20 años aproximadamente; el suelo había tenido un periodo de descanso de 5 años.

La parcela en ensayo fue dividida en tres zonas (A, B y C) para la recolección de las muestras de suelo de acuerdo a las características topográficas del terreno. En ella se plantaron 556 plántulas de Inga edulis en un marco de 3×3 m, al tresbolillo, para aprovechar al máximo el área a revegetar.

Se tomaron 30 muestras de la zona A, 18 de la zona B y 16 de la zona C, a la profundidad de 0-30 cm. Se recolectaron además muestras simples de cada zona a la profundidad 30-50 cm. Con el primer lote de 30 muestras se prepararon tres (denominadas compuestas); las tres muestras del segundo se conservaron como muestras simples. En total, seis muestras del terreno. De todas ellas se determinaron la materia orgánica, el pH, el fósforo, la saturación de aluminio, la CICe[146], las bases totales (Ca+Mg+K) y el potasio.

Para recolectar los datos de crecimiento de Inga edulis se midieron la altura y diámetro, registrando solamente la planta más pequeña y la más grande de cada hilera, calculándose el promedio de ambas. Además de ellos se registró la supervivencia de los plantones.

El muestreo descrito para suelos e Inga edulis se realizó al principio y al final del ensayo (2 años). El resumen de los resultados se muestra en la Tabla 5.3[147].

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PARÁMETRO

PROFUNDIDAD SUELO

0-30 cm

30-50 cm

Materia orgánica

Antes

Después

1,86

3,14

0,98

1,36

pH

Antes

Después

4,50

4,36

4,58

4,47

Fósforo

Antes

Después

6,48

3,82

6,00

3,44

Saturación Al

Antes

Después

64,95

49,63

54,57

52,19

CICe

Antes

Después

6,19

8,46

6,08

7,33

Bases totales

Antes

Después

1,45

4,17

1,36

3,61

Potasio

Antes

Después

0,28

0,35

0,26

0,29

Tabla 5.3. Resultados del tratamiento del suelo (Fuente: Autor con datos de Calixto, 2018)

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El incremento de materia orgánica detectado a una profundidad de 0 a 30 cm sin duda se debió a que en esta zona se encontraba el 90% de las raíces de Inga edulis. En este espesor, según los índices al uso, el suelo pasó de ser de baja fertilidad (1,86%) a alta fertilidad (3,14%).

El pH del suelo apenas varió, demostrando el carácter ácido que presentan.

El contenido en fósforo decreció de forma similar en las dos zonas (0-30 cm, 30-50 cm). Esta disminución fue interpretada por Calixto como debida a la asimilación por Inga edulis durante dos años que incrementó significativamente su tamaño. El fósforo sería devuelto progresivamente al terreno a través de la caída de las hojas.

El menor contenido en aluminio suponía una mejora relevante del terreno que quedaba abierto al crecimiento de otras especies vegetales.

El incremento significativo en la banda superficial del terreno (de 6,19 meq/100g a 8,46 meq/100g), permite clasificarlo como suelo de fertilidad media según este indicador.

Los mayores valores de las bases totales (de 1,45 meq/100g a 4,17 meq/100g en la banda superficial) indica que los nutrientes del suelo habían aumentado y podrían sostener el crecimiento de otras especies.

El aumento de potasio significaba que, de acuerdo con este indicador, el suelo más superficial había pasado de tener fertilidad media (0,28 meq/100g) a fertilidad alta (0,35 meq/100g).

Los resultados de la capa superior de suelo se prepararon para poder calcular con sus parámetros el Índice de Fertilidad Química del Suelo de Parent (IFQ). La Tabla 5.4[148] los muestra, y su sumatorio simple permite calcular el Índice de Fertilidad IF. Según el mismo, la fertilidad del suelo pasó de ser baja (7) a moderada (8,5).

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PROFUNDIDAD

DENSIDAD DE RAICES

DE Inga edulis

PERIODO

.

.

.

IFQ

.

.

.

IF

M.O.

pH

P

Sat. Al

CICe

BT

K

0-30 cm

90%

Inicio

1

1

2

0,5

1

0,5

1

7

Final

2

1

1

0,5

1

1

2

8,5

Tabla 5.4. Cálculo del Índice de Fertilidad Química del suelo

(Fuente: Calixto, 2018. Modificada)

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En lo relativo a la supervivencia de los plantones de Inga edulis, de los 556 iniciales sobrevivieron 501, es decir, el 90,1%. La evolución de la talla y del diámetro del tronco de los plantones (valores promedio) se muestra en la Tabla 5.5[149].

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DIMENSIÓN

INICIAL

FINAL

Altura (m)

0,40

1,93

Diámetro tronco (cm)

1,50

13,80

Tabla 5.5. Evolución medidas de los plantones

(Fuente: Autor con datos de Calixto, 2018)

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En conclusión, la autora demostró que el Inga edulis aportaba fertilidad química del suelo, produciendo un incremento significativo de materia orgánica, potasio, capacidad de intercambio catiónico y bases totales y una disminución del fosforo (que es un nutriente necesario para el crecimiento de la planta que sería devuelto al sistema con la caída de las hojas), y de la saturación de aluminio. El pH se mantuvo casi constante durante los 2 años que duró el estudio

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5.11. CULTIVO ILEGAL DE COCA EN ESPACIOS PROTEGIDOS

Un problema especial que ocasiona el cultivo ilegal de coca es cuando se realiza en lugares de especial relevancia ecológica y/o cultural que gozan de la protección del Estado. Este asunto ha sido investigado por Bernal y colaboradores en Colombia, en donde reviste especial gravedad[150]. En Perú y Bolivia la incidencia es menor y los estudios y la adopción de medidas correctoras no están tan desarrollados.

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Figura 5.17. Parques Nacionales Naturales de Colombia afectados por cultivos ilícitos

(Fuente: Bernal et al, 2020)

En 2019, el 47% de los cultivos de coca en Colombia estaban ubicados en 15 de las 54 áreas protegidas del Sistema de Parques Nacionales Naturales (SPNN), resguardos indígenas y tierras de comunidades negras (Figura 5.17)[151]. En total sumaban 6.785 ha de cultivo que representaban un riesgo para la biodiversidad y los ecosistemas agravado por la práctica de quemas, presencia de ganadería y acaparamiento de tierras. La existencia de estos cultivos está asociada y es impulsada por grupos armados ilegales que afectan la seguridad de las autoridades ambientales y a las poblaciones de los PNN y sus zonas aledañas. Muchas familias tienen una elevada dependencia de esta economía ilegal. En dichas áreas, además de las actividades comentadas, se practica la minería, la caza ilegal y la siembra de otros cultivos que no están permitidos.

La normativa que rige a los PNN define los usos permitidos a las comunidades que los habitan (22.000 familias en 2015) con el fin de regular las prácticas que pueden causar daños o representar un riesgo para el medio ambiente y el acervo cultural de estas zonas.

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Superficies expresadas en miles de hectáreas

Figura 5.18. La evolución de los cultivo de coca en los PNN colombianos y en el país

(Fuente: Bernal et al, 2020)

La evolución de la superficie cultivada de coca en los PNN colombianos entre 2001 y 2019, comparada con los implantados en el país, se muestra en la Figura 5.18[152]. La tendencia de ambas es similar, alcanzando un mínimo histórico en 2013, momento a partir del cual experimentaron un rápido incremento llegando a su máximo nivel en los PNN en 2017 con 8.301 ha de los 14,4 millones de hectáreas protegidos en tierra firma a nivel nacional.

La evolución de los cultivos de coca en estos espacios naturales está relacionada con las dinámicas políticas, económicas y sociales que suceden en las regiones y municipios donde se encuentran. Los factores que la explican son variados, aunque los autores consideran que ninguno de los cultivos se debe al uso tradicional de la hoja de coca.

Por una parte lado hay que mencionar a los procesos de colonización y poblamiento en los parques que, ocasionalmente, casos han estado acompañados por la expansión de cultivos ilegales, especialmente de coca y amapola. Esta ocupación obedece a diversas causas entre las que pueden citarse la violencia y el conflicto de los grupos armados y narcotraficantes, la falta de tierras disponibles dentro de la frontera agropecuaria, el declive de las economías regionales e, incluso, algunos procesos de colonización promovidos por el propio Estado. Cabe señalar que aunque la Constitución colombiana establece que nadie puede establecer una relación de tenencia formal con esos predios una vez creada el área protegida, en diversos casos estaban ocupados con anterioridad a su declaración como PNN. El proceso de colonización se ve favorecido por ciertas condiciones que caracterizan estos lugares, como son su difícil acceso, la gran extensión, la reducida presencia del Estado en ellos y una localización geográficamente estratégica para el cultivo, procesamiento y/o tráfico de cocaína.

Por otra parte, se encuentran los efectos colaterales que han acompañado a las intervenciones del Estado, entre los que puede citarse el impacto de la erradicación forzada de plantas de coca, que han aumentado los cultivos ilícitos en las áreas protegidas. Esta dinámica se incrementó con el uso de la fumigación aérea, en la medida en que la normativa prohíbe el uso de esta herramienta dentro de los PNN, debido a que, sin este factor disuasivo, los cultivos se terminaron desplazando a estos espacios.

El número de personas que se encuentran en las áreas del SPNN y dependen, directa o indirectamente, de los cultivos ilícitos es difícil de calcular, estimándose en unas 3.800 familias. Esta población presenta características y condiciones diferenciadas en su relación con los cultivos ilícitos y el acceso a la tierra, existiendo una variada tipología de casos, desde cultivadores de coca con título de propiedad sobre la tierra a simples recolectores de la hoja, cultivos implantados total o parcialmente dentro de las áreas protegidas, cultivadores que residen dentro o fuera de las mismas, los integrantes de comunidades indígenas y negras que tienen cultivos de coca, destinados a usos no tradicionales, en territorios colectivos que se traslapan con los PNN. etc. A mayores habría que considerar otros tipos de actores vinculados al cultivo ilícito de coca que son los grupos armados, facciones criminales y personas que son considerados como grandes cultivadores cuya problemática debe resolver la fuerza pública y la justicia.

La información socioeconómica sobre las personas dedicadas al cultivo de la coca en los PNN es escasa; los datos conocidos apuntan a que su situación es similar a la de las poblaciones que tienen cultivos de coca en otras zonas del país, con ingresos que, para una mayoría de ellas, no superan la línea de pobreza constituyendo los cultivos ilícitos la única alternativa económica para muchas familias. De hecho, el 65% del total de la población rural residente en los PNN ha sido clasificada en situación de pobreza según el índice de DANE Pobreza Multidimensional ajustado, un 19,4% más que la media del país, que es de 45,6%. Esto indica que la población asentada en las áreas del SPNN se halla entre la más pobre y vulnerable del país.

Los impactos de los cultivos de coca en los PNN son de diverso tipo:

Impactos ambientales. El más conocido es la deforestación, con la consecuente pérdida de biodiversidad y alteración de los ecosistemas, pero también es importante la contaminación de cuerpos de agua y suelos como resultado del mal uso de fertilizantes, correctores de pH del suelo y productos químicos durante la siembra y transformación de la hoja de coca.
Expansión de la frontera agropecuaria. Sucede cuando las familias se asientan en los PNN o sus zonas de amortiguación iniciando prácticas agropecuarias en ellas para complementar su economía y garantizar su alimentación.
Tensiones y conflictos sociales en las comunidades y con el Estado. En algunos casos, se originan tensiones entre las familias que han habitado estas zonas tradicionalmente y los nuevos colonos que llegan para establecerse y promover cultivos de coca (a veces llevados allí por grupos armados). Igualmente se producen choques entre las comunidades campesinas y étnicas por los cultivos de coca, generando conflictos interculturales. Así mismo, la siembra de cultivos ilegales y su erradicación forzada dentro de los PNN han dado lugar a enfrentamientos entre las poblaciones y las autoridades, especialmente la fuerza pública.
Migración de población flotante al interior de los PNN. La expansión de los cultivos ilícitos ha supuesto incrementar la población flotante, lo que representa una fuente de desequilibrio social que amenaza a las comunidades ya establecidas en el área protegida.
Desplazamiento forzado. Afectan a las familias previamente asentadas que se han visto obligadas a huir por negarse a sembrar cultivos ilícitos o, incluso, cuando se ven obligados a buscar otra ocupación debido a la bajada de los precios de éstos.
Debilitamiento del orden y de la legitimidad de las autoridades ambientales. La siembra de cultivos ilegales ha estado relacionada con la llegada de grupos armados que han impuesto órdenes locales ilícitos mantenidos mediante el recurso de la violencia para controlar las áreas protegidas y sus pobladores. Frecuentemente, estos grupos armados han amenazado, agredido y expulsado a los funcionarios de los PNN, o han obstaculizado sus funciones al mismo tiempo que imponían manuales de conducta para regular las relaciones con el medio ambiente y las personas.
Conexión con otras causas de deforestación. La siembra de cultivos de coca ha ocasionado el posterior establecimiento de la ganadería extensiva y la ocupación de tierras.
Cambios en los patrones culturales de las comunidades. En algunos lugares, el cultivo y transformación de la hoja de coca ha generado cambios en la cultura material e inmaterial de las comunidades que habitan en ellos, erosionado las tradiciones ancestrales y poniendo en riesgo la conservación de los valores históricos y culturales de la comunidad.

Ante esta situación, el Estado colombiano ha intervenido para disminuir la superficie ocupada por los cultivos de coca en los PNN, minimizar sus impactos y ofrecer alternativas a las familias que dependen económicamente de este recurso. Al respecto, las acciones son de dos tipos, antidroga y ambientales.

Aplicando una política antinarcóticos, las autoridades han priorizado el uso de dos herramientas: la erradicación forzada, conducente a reducir la superficie cultivada de coca, y los programas de desarrollo alternativo, que pretenden dar una respuesta a largo plazo y generar las condiciones para el tránsito a la economía legal de las familias dependientes de estos cultivos. La primera, con mucho, ha sido la más efectiva.

Desde el punto de vista ambiental, la respuesta oficial se ha basado en la aplicación de dos tipos de políticas:

La que prioriza la conservación de las áreas protegidas y dificulta la ocupación territorial de las personas. Para ello, se suele recurrir a trasladar a los campesinos, comprando o expropiando sus terrenos, o reubicándoles fuera de los PNN concediéndoles títulos de terrenos baldíos.
La que promueve la adopción de medidas orientadas a conciliar ambas posiciones y que han implicado una flexibilización frente a la ocupación de las áreas protegidas. En este caso se han planteado políticas y directrices de conservación con participación de las comunidades que habitan esos espacios. Bajo este enfoque, la erradicación de los cultivos ilícitos, su sostenibilidad en el largo plazo y la conservación de los territorios, no son objetivos o contrarios y se pueden realizar con las familias vinculadas a esta economía ilícita.

En lo que respecta a la erradicación forzosa, la Figura 5.19[153] muestra la comparativa de las superficies de coca censadas en PNN versus la de coca erradicada de ellas, entre 2007 y 2019. En este período, la fuerza pública erradicó 26.158 ha de coca en 31 PNN.

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Figura 5.19. Superficies de coca censadas en PNN versus las erradicadas (Fuente: Bernal et al, 2020)

De la comparación de los dos tipos de superficies consideradas se aprecia que, en los últimos años, mientras que las hectáreas de coca han aumentado, la erradicación ha sido muy irregular y fue especialmente reducida entre 2014 y 2016, cuando el ritmo de crecimiento de los sembradíos de coca aumentó sensiblemente. La comparación también permite ver el bajo nivel de eficiencia de la erradicación para controlar los cultivos en los PNN. Por ejemplo, en el periodo 20172018, para reducir en un 5% (8.301-7.844=457 ha) los cultivos de coca en estos territorios, se tuvieron que erradicar un total de 4.230 ha.

Cabe señalar que en 2015 el Estado decidió poner en marcha la Estrategia Integral de Sustitución de Cultivos Ilícitos, cuyo objetivo es combatir eficazmente el problema del narcotráfico en todos los eslabones de la cadena. En ella se planteó la creación de un Plan Especial para los Parques Naturales, orientado a la erradicación voluntaria, relocalización e implementación de actividades afines a la conservación de las áreas protegidas del Sistema de Parques Nacionales. Con la aprobación del Acuerdo de Paz entre el gobierno colombiano y las FARC, este Plan Especial fue reemplazado por el Programa Nacional Integral de Sustitución de Cultivos Ilícitos (PNIS).

Por su parte, los programas de desarrollo alternativo comenzaron en 2018, priorizándose la intervención en nueve áreas protegidas en el período 2019-2020, cuyos resultados no han sido recogidos por el informe de Bernal et al, que es anterior a la finalización de los mismos, aunque su realización ha mostrado tener ciertos problemas.

En Bolivia la problemática del cultivo en reservas naturales tiene mucha menor importancia que en Colombia. De acuerdo con la UNODC[154], en 2020 se detectaron plantaciones de coca en 6 de las 22 Áreas Protegidas (APs) del país (Figura 5.20)[155][156]. La superficie ocupada era pequeña, pero aumentó entre 2019 y 2020 de 315 a 454 ha, incrementándose un 44% en promedio pese a que en

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Figura 5.20. Cultivos de coca en Áreas Protegidas bolivianas (2020) (Fuente: UNODC, 2021. Modificada)

dos de dichas áreas se apreció una disminución de la superficie de cocales. De todas formas, teniendo en cuenta que la superficie de APs bolivianas suma 17.070.000 ha, la parte afectada por cultivos cocaleros es despreciable.

La tendencia creciente fue la misma a nivel de los sembradíos de coca del país, pasándose de una superficie cultivada de 25.500 ha (2019) a 29.400 ha (2020), con un incremento del 15% (Figura 5.21)183. Por el contrario, igualmente a escala nacional, en la misma figura se aprecia la evolución de la superficie sometida a Racionalización/Erradicación, que lo hizo en sentido contrario, disminuyendo drásticamente en 2020.

Figura 5.21. Superficie de coca sometida al programa de Racionalización /Erradicación y superficie con cultivo de

coca, ambas a escala nacional (Fuente: UNODC, 2021)

En lo que respecta específicamente a los cultivos de coca en las APs, su peso porcentual respecto de la superficie cocalera del país es muy pequeño (1,5%). Por la reducida superficie afectada no presenta la importancia que en Colombia.

El informe de la UNODC sobre monitoreo del cultivo de coca no aporta información sobre medidas específicas adoptadas para hacer frente al cultivo ilegal de coca en las APs bolivianas pero recomienda en sus conclusiones impedir sistemáticamente la proliferación de cultivos excedentarios de coca en los Parques Nacionales y Áreas Protegidas mediante la erradicación de estos cultivos.

En el Perú, la Comisión Nacional para el Desarrollo y Vida sin Drogas (DEVIDA) ha reportado las cifras correspondientes a superficies cultivadas en 2019 y 2020184, discriminadas para el país, para las Áreas Naturales Protegidas (ANP) y para las denominadas Zonas de Amortiguamiento (ZA) de las anteriores. Los resultados se muestran en la Tabla 8.14.

Las superficies afectadas en las ANP son pequeñas y su ubicación puede apreciarse en la

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183

OFICINA DE LAS NACIONES UNIDAS CONTRA LA DROGA Y EL DELITO (UNODC). Monitoreo … Pág.

48.

184

(1) COMISIÓN NACIONAL PARA EL DESARROLLO Y VIDA SIN DROGAS (DEVIDA). DEVIDA reporta

61.777 hectáreas de cultivos de coca en producción al 2020. Plataforma Digital Única del Estado Peruano. 24 de octubre de 2021. https://www.gob.pe/institucion/devida/noticias/548304devidareporta61777hectareasdecultivosdecocaenproduccional2020/. Consultada el 3 de mayo de 2022. (2) OBSERVATORIO PERUANO DE DROGAS. Monitoreo de la superficie cultivada con arbusto de coca en producción, Perú2019. Reporte N. 02. Noviembre 2020.

ÁREA

SUPERFICIE DE COCALES (ha)

VARIACIÓN

2019/2020 (%)

2019

2020

Total Perú

54.655

61.777

+13

Areas Naturales Protegidas

218

260

+19

Zonas de Amortiguamiento

6.806

9.150

+34

Tabla 8.14. Superficies cocaleras en Perú (Fuente: Autor con datos de DEVIDA)

Figura 5.22. Áreas Nacionales Protegidas y Zonas de Amortiguamiento afectadas por cultivo de coca

(Fuente: Observatorio Peruano de Drogas, 2020. Modificada)

Figura 5.22[157]. En 2019 afectaban a 8 de las 74 ANP[158] peruanas y a 19 ZA de ellas y de otras ANP. Lo reseñable es que la superficie cultivada de coca en las ANP ha tenido un incremento del 19% entre 2019 y 2020 y del 34% en las ZA, confirmando una tendencia creciente que lleva detectándose una década a causa del cultivo ilícito. El monitoreo del 2019 evidencia, sin embargo, desaceleración en el crecimiento en algunas de estas zonas. Afortunadamente para los espacios naturales peruanos, el cultivo de coca es más intensivo en las ZA que en las ANP. Así, las primeras sustentan el 0,4% de la superficie cultivada total mientras que las segundas reúnen el 14,8% del área cocalera total nacional.

Las iniciativas anticocaleras oficiales se basan en la reactivación de la economía en las cuencas cocaleras del país, asegurando la promoción del desarrollo en zonas altamente vulnerables al narcotráfico. Son lideradas por DEVIDA con la colaboración de UNODC y de la Unión Europea. La entidad peruana también trabaja con diferentes instituciones públicas en el Sistema de Información para Lucha contra las Drogas (SISCOD), que incluye un nuevo modelo de monitoreo de cocaína para conocer el comportamiento del narcotráfico más allá de la cantidad de hectáreas cultivadas de hoja de coca. En 2020, DEVIDA tenía previsto invertir 152 millones de soles en proyectos y actividades de desarrollo alternativo, en beneficio de más de 40.000 familias agricultoras, entre ellos el fomento del cultivo de café, cacao y plátano y la cría de alpacas (pacos) y truchas en piscigranjas. Algunos de estos proyectos ya producido sus primeros frutos para los beneficiarios[159].

6. PRINCIPIOS ACTIVOS DE LA HOJA DE COCA

6.1. PRINCIPIOS ACTIVOS Y SU UTILIDAD PRÁCTICA

Los múltiples principios activos que contiene la hoja de coca le confieren un carácter de vegetal casi único. La peruana Empresa Nacional de la Coca (ENACO) ha realizado análisis detallados de los componentes químicos presentes en las hoja de la variedad Erythroxylum coca[160]. A la vista de los mismos, ENACO sugiere múltiples usos posibles de la hoja, con la ventaja añadida de que dichos compuestos son fácilmente obtenibles en frío lo que garantiza su inalterabilidad en el proceso de extracción.

El estudio de compuestos nitrogenados dio positivo para alcaloides de la cocaína y afines, con gran actividad fisiológica. Son anestésicos locales y estimulantes del sistema nervioso central. Así mismo, se detectó la presencia de aminoácidos (componentes de las proteínas) que constituyen una clase importante de alimento.

El estudio para acetogeninas dio positivo para taninos y flavonoides. Los taninos poseen acción astringente y, por lo tanto, precipitan las proteínas y constriñen los pequeños vasos, detienen las hemorragias y son útiles en tejidos dañados, inflamados y ulcerados, en donde actúan protegiendo y previniendo irritaciones externas formando una capa protectora antiséptica bajo la cual tiene lugar la regeneración de los tejidos. Han demostrado también actividad antibiótica por su propiedad de coagular el protoplasma bacteriano destruyendo el microorganismo. Los taninos pueden ser utilizados en úlceras gingivales por su actividad anti inflamatoria y protectora, promoviendo la curación. Poseen, igualmente, actividad citostática y actividad antineoplásica. Los flavonoides poseen actividad antiviral, anti inflamatoria y citotóxica.

El ácido ascórbico, también detectado en la hoja de coca, favorece la curación y mantiene la integridad de las mucosas y previene las hemorragias de los vasos capilares. En combinación con los flavonoides, refuerza las paredes de estos conductos sanguíneos.

Dentro de los compuestos isoprenoides se determinaron triterpenoides, saponinas, aceites volátiles y carotenoides.

Los triterpenoides han demostrado tener también actividad anti inflamatoria por su similitud estructural de los esteroides.

Las saponinas son conocidas por su acción expectorante y antitusiva y tienen importancia económica debido a su fácil conversión a hormonas esferoides.

Los aceites volátiles son constituyentes farmacológicamente activos. La mayoría tiene actividad antibacteriana y pueden tener valor terapéutico en infecciones orales. Varios poseen valor por su acción anti inflamatoria y anestésica; esto último es de gran importancia como agente anti irritante y balsámico, reduciendo la inflamación y el dolor.

Los carotenoides son conocidos por tener valor nutricional como provitamina A. Dentro de los carbohidratos fueron encontrados poliosas y almidón de gran valor energético.

A la vista de esta relación es evidente que la hoja de coca constituye una fuente muy rica de sustancias químicas de alto valor medicinal y presenta un gran potencial farmacológico. Estas sustancias y otras no analizadas son las responsables del efecto positivo que el consumo tradicional produce en la fisiología de los indígenas andinos.

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ENFERMEDAD

ALTIPLANO

VALLE

TRÓPICO

Dolor de estómago

Hinchazones

Luxaciones

Fracturas

Partos

Dolores de cabeza

Resfriados

Dolores de muelas

Heridas contusas

63 %

4 %

2 %

1 %

1 %

7 %

18 %

4 %

4 %

66 %

3 %

2 %

1 %

0,1 %

6 %

15 %

2 %

4 %

61 %

3 %

2 %

0,4 %

0,2 %

9 %

24 %

1 %

4 %

Tabla 6.1. Enfermedades y lesiones comunes tratadas con coca

(Fuente: Jordán et al, 1989. Modificada)

La Tabla 6.1[161] muestra las enfermedades que tradicionalmente son curadas en Bolivia mediante tratamientos de los que forma parte la hoja de coca, individualizados por regiones ecológicas. De entre ellas destaca significativamente el dolor estomacal, seguido de los resfriados. Quizás por ello es una costumbre extendida entre la población tomar un mate de coca después de las comidas o para entrar en calor en épocas frías.

6.2. METABOLITOS SECUNDARIOS

Las plantas producen una gran cantidad de compuestos químicos que, históricamente, se han clasificado como metabolitos primarios y secundarios. Los primarios son los únicos que, por definición, son esenciales para el crecimiento, desarrollo y reproducción de las células. Por el contrario, los secundarios son aquellos que no son esenciales para la vida de la planta. Pese a ello, hoy en día es admitido de forma general que los metabolitos secundarios tienen un importante rol en la supervivencia de la planta como un todo, por ejemplo, en la comunicación entre plantas, atrayendo agentes polinizadores o como defensa contra herbívoros y agentes patógenos.

Por tanto, se denominan metabolitos secundarios a una amplia variedad de moléculas orgánicas que no parecen tener una función directa en procesos fotosintéticos, respiratorios, asimilación de nutrientes, transporte de solutos o síntesis de proteínas, carbohidratos o lípidos. Son originados por las plantas a partir del carbono asimilado y de la energía disponible para los procesos internos. En la coca se pueden encontrar diversos metabolitos secundarios siendo los más estudiados e importantes los alcaloides, los flavonoides (que ya se han citado) y los terpenos.

Los alcaloides son moléculas heterocíclicas básicas que contienen nitrógeno en su estructura, los cuales han sido biosintetizados a partir de aminoácidos. Como precursores, poseen actividad farmacológica significativa y han sido empleados a lo largo de la historia. Al tener el nitrógeno un estado de oxidación negativo, puede formar sales cuando es combinado con ácidos haciéndolos solubles en agua. La mayoría de los alcaloides son sólidos cristalinos, blancos o incoloros, de sabor amargo, punto de fusión definido y peso molecular alto, y ópticamente activos a excepción de los derivados de purina. Son producidos por las plantas posiblemente como defensa ante herbívoros o depredadores. La cocaína y otros alcaloides de la especie Erythroxylum coca pertenecen al grupo de los alcaloides heterocíclicos derivados del tropano de los cuales la coca produce un cierto número cuyas peculiaridades se comentan en el capítulo siguiente.

Los flavonoides presentan una cierta diversidad pero todos contienen quince átomos de carbono en su núcleo básico y están dispuestos en una configuración C6- C3 -C6, en la que dos anillos aromáticos A y B están unidos por una unidad de tres átomos de carbono que pueden formar o no un tercer anillo C. En el género Erythroxylum se han encontrado diversos flavonoides: en E. coca var. ipadu están presentes cinco conjugados de taxifolina y un O-conjugado de quercetina; en la especie E. novogranatense var. truxillense están un O-conjugado de quercetina, Oconjugado de fisetina, y dos O-conjugados de kaempferol. En los extractos de las hojas de la especie E. coca var. coca se han encontrado seis O-conjugados del eriodictiol y en la especie E. novogranatense. var. novogranatense existen dos O-conjugados de luteolina y tres O-conjugados de kaempferol.

Los terpenos son un grupo de sustancias que se pueden biosintetizar a partir del isopreno (2-metil butadieno). En el aceite esencial de E. coca var. coca se han encontrado varios terpenos como β-pineno (monoterpeno), β-mirceno (monoterpeno) y nerolidol (sesquiterpeno)[162].

6.3. GENERALIDADES SOBRE LOS ALCALOIDES Y LA COCAÍNA

Los alcaloides se definen como compuestos cíclicos que contienen nitrógeno en un estado de oxidación negativo, cuya distribución está limitada a los organismos vivos. Constituyen uno de los grupos de productos naturales más importante pues, de los 50.000 conocidos, unos 12.000 son alcaloides.

Por su abundancia y variadas propiedades han sido usados por el ser humano desde el principio de la civilización como medicinas, venenos, drogas, infusiones, etc. Ejemplos de alcaloides son la cafeína, la nicotina, la morfina, la codeína, la teobromina, relacionada con el sabor amargo del chocolate, o la ouabaina, que incluso hoy en día se emplea en zonas de África y Sudamérica para fabricar dardos venenosos.

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Figura 6.1. Estructura de los alcaloides de tropano y de la cocaína (Fuente: Pardo, 2011. Modificada)

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Dentro de los alcaloides, la familia de los tropánicos es de las más importantes. Se caracterizan por tener una estructura química con un núcleo 8-azabiciclo[3.2.1], más conocido como anillo de tropano (Figura 6.1)[163]. La presencia de estos alcaloides es notable en varias familias botánicas, entre ellas la Erytroxylaceae.

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Por sus efectos anticolinérgicos, antiinfecciosos y analgésicos, los alcaloides tropánicos se han utilizado con fines medicinales e, incluso en la actualidad, tienen aplicaciones médicas. Uno de los tropánicos más comunes es la cocaína (ver Figura 6.1).

Hoy en día se conocen unas 230 especies dentro del género Erythroxylum, la mayoría de ellas distribuidas en Sudamérica, pero también en África, India y Australia. De éstas, solamente dos y sus variedades contienen cocaína en cantidades aproximadas del 1% (materia seca), E. coca var. coca, E. coca var. ipadu, E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var. truxillense. El uso de estas plantas se remonta a varios miles de años atrás siendo las cuatro variedades citadas producto de la selección humana con objeto de conseguir progresivamente mayores efectos estimulantes. Sólo así se explica el elevado contenido en cocaína en dichas variedades cultivadas ya que pocas plantas almacenan metabolitos secundarios en cantidades próximas al 1%.

El efecto estimulante de la cocaína se debe a que inhibe la reabsorción del neurotransmisor dopamina en el cerebro. Puesto que los receptores de la dopamina están involucrados en el control de las respuestas de placer, la cocaína estimula los centros capaces de producirlo (centros de placer).

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  Figura 6.2. Erythroxylum coca (Fuente: Ruiz y Pavón, 1800. Modificada)  

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Aunque hoy día su uso médico es muy limitado, la cocaína se ha empleado, por ejemplo, como anestésico en cirugía nasal y ocular, en oftalmología para dilatar la pupila, o para el tratamiento de úlceras en la boca193.

                                           

192 RUIZ, H.; PAVÓN, J.A. Flora peruviana, et chilensis […] Tomus IV, c. 1800. Lam. 398.
193 PARDO, J.C. Biosíntesis … Págs. 1-3.

Las propiedades más sobresalientes de la hoja de coca se deben al efecto de una serie de alcaloides que forman parte de su composición química, el más importante de los cuales es la cocaína.

ELEMENTO ANALIZADO

COCA DE TOTORA (%)

COCA DE LA PAZ (%)

Almidón

Goma

Ácido péptico

Azúcar

Fibrina

Leñoso

Cocaína

Clorofila y grasa

Ceniza

Agua

23,9

1,2

2,2

17,5

7,5

29,7

1,0

1,0

5,0

11,0

23,9

1,3

2,2

17,6

7,6

29,8

0,4

1,0

5,1

11,1

TOTAL

100,0

100,0

Tabla 6.2. Análisis de la hoja de coca (1886) (Fuente: Soria, 1998)

Posiblemente como consecuencia de los efectos apreciados en el uso de la cocaína, en 1886, las droguerías de Berlín solicitaron a la casa Fricke que les enviara coca de los yungas de Cochabamba; una vez recibida, se efectuaron análisis de la coca de Totora y de La Paz llegándose a los resultados que se indican en la Tabla 6.2[164]. Valga este análisis como referencia temprana y rudimentaria de la composición de la hoja de coca.

6.4. LOS ALCALOIDES DE LA COCA

En 1971 Espinel y Guzmán[165] supieron de la presencia de alcaloides no descritos hasta la fecha en E. novogranatense por lo que decidieron estudiarlos e identificarlos para su posible empleo en medicina. Las autoras enumeraron los nueve alcaloides hallados hasta la fecha en las hojas de coca según los datos bibliográficos, que se indican en la Tabla 6.3[166][167]96, y los caracterizaron por su fórmula química y su temperatura de fusión o ebullición, según los casos.

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GRUPO DE ALCALOIDE

ALCALOIDE

Grupo de la cocaína

Cocaína

Cinamilcocaína α-Truxilina β-Truxilina

Grupo de la tropeína

Tropococaína

Grupo de la acilecgonina

Benzoilecgonina

Grupo de la higrina

α-Higrina β-Higrina Cuscohigrina

Tabla 6.3. Alcaloides detectados en las hojas de coca (1971)

(Fuente: Autor con datos de Espinel y Guzmán)

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Seguidamente procedieron a analizar las hojas, encontrando cocaína y tres alcaloides más que identificaron como benzoilecgonina, cinamilcocaína y tropococaína, es decir, ninguno que no se supiera que contenían las hojas de coca. La proporción relativa de los cuatro en las muestras analizadas se indica en la Tabla 6.4[168].

ALCALOIDE

PORCENTAJE

Cocaína

Cinamilcocaína

Benzoilecgonina

Tropococaína

62,25

16,33

13,61

7,8

Tabla 6.4. Proporción de alcaloides en E. novogranatense  

(Fuente: Autor con datos de Espinel y Guzmán)

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Poco después, en 1975 un equipo de la Universidad de Harvard (Estados Unidos) analizó las variedades cultivadas de coca en las que aisló catorce alcaloides, la mayor parte de los cuales pertenecían a la serie del tropano tales como atropina y escopolamina; en conjunto constituían fundamentalmente una combinación de ecgoninas, tropeínas e higrinas[169]. Los alcaloides detectados eran benzoilecgonina, cocaína, metilcocaína, metilecgonina, cinamilcocaína, dihidroxitropano, tropococaína, benzoiltropina, higrina, higrolina, cuscohigrina, alfa truxilina, beta truxilina y nicotina. En dicho estudio se calculó que el contenido en alcaloides en las hojas de coca, dependiendo de la variedad de la planta, variaba del 0,25% al 2,25% de su peso.

Posteriormente, en 1977, Holmstedt y colaboradores[170] analizaron 62 muestras de plantas de 13 especies de coca, entre ellas las más afines a las variedades de coca cultivadas, para conocer su contenido en cocaína. Las muestras fueron tomadas de ejemplares naturales y comprados en los mercados de Colombia, Perú y Bolivia. Tras los análisis solo detectaron el alcaloide en las hojas de E. coca y E. novogranatense, incluida la variedad E. novogranatense var. truxilense, en cantidades que se muestran en la Tabla 6.5[171]. También hallaron una pequeña cantidad en las ramitas de E. novogranatense (0,13%) y nada en las semillas de E. coca.

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VARIEDAD COCA

PAÍS

Nº MUESTRAS

COCAÍNA (%)

Rango

Promedio

E. coca

Perú-Bolivia

16

0,13-0,86

0,66

E. novogranatense

Colombia

10

0,17-0,76

0,46

E. novogranatense var. truxilense

Perú

1

0,71

0,71

Tabla 6.5. Cocaína en cocas cultivadas (Fuente: Autor con datos de Holmstedt et al, 1977)

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No obstante, los autores reconocían que en su investigación sólo habían buscado cocaína pero que podía haber otros alcaloides en las especies sin cocaína, como ya había sido reportado desde época tan temprana como 1938 en Panamá y Sudamérica. Admitían que los conocimientos sobre alcaloides eran rudimentarios y abogaban por la necesidad de realizar más estudios que profundizasen en aclarar la distribución y variación de estos compuestos dentro del género Erythroxylum y su potencial utilidad en la sistemática.

Una novedosa investigación sobre la distribución de cocaína y cinamilcocaína en los distintos tejidos de las plantas de coca fue realizada por Youssefi, Cooks y McLaughlin[172] en 1979. Para ello contaron con dos colecciones de plantas de E. coca cuyos elementos analizaron mediante espectroscopia de energías cinéticas de iones analizada por masas (MIKES). En cada una de las colecciones, denominadas Tingo María y Trujillo que representaban dos zonas distintas de Perú, analizaron hojas de diferentes tamaños y edades, ramitas y frutos llegando a los resultados que muestra la Tabla 6.6[173].

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COLECCIÓN

PARTE DE LA PLANTA

CINAMILCOCAÍNA

(%)

RELACIÓN COCAÍNA/ CINAMILCOCAÍNA

Tingo María

Hoja pulverizada (control)

Margen de la hoja

Margen de la hoja

Margen de la hoja

Margen de la hoja

Margen de la hoja

Centro de la hoja (con nervios)

Centro de la hoja (sin nervios)

Centro de la hoja (sin nervios)

Peciolo de la hoja

Ramita

Ramita

Ramita

Fruto pulverizado (control)

Centro del fruto

Interior del fruto

Exterior del fruto

Rabo del fruto

2,3

4,2

3,6

2,3

1,8

1,1

6,1

2,6

1,1

6,4

33

30

9

51

No detectable

68

33

50

43

23

27

42

54

90

15

37

90

15

2,1

2,3

10

1,0

No detectable

0,47

2,0

1,0

Trujillo

Hoja pulverizada (control)

Margen de la hoja

Material parasitario

Centro del fruto

Rabo del fruto

9,0

8,5

No detectable

No detectable

20

10

11

No detectable

No detectable 4,0

Tabla 6.6. Distribución de cocaína y cinamilcocaína en plantas de E. coca

(Fuente: Autor con datos de Youssefi et al, 1979)

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De cada una de estas dos colecciones se preparó una muestra de control que serviría como referencia. Los principales hallazgos en Tingo María fueron:

Las hojas contenían la mayor concentración relativa de cocaína.
Los contenidos de las hojas mostraban una amplia variabilidad del ratio cocaína/cinamilcocaína (factor 4) incluso cuando se analizaban las mismas partes de las hojas.
Los márgenes de las hojas presentaban menores concentraciones de cinamilcocaína en relación con la cocaína que los centros, a menos que se eliminaran los nervios.
Los peciolos de las hojas y los nervios contenían relativamente más cinamilcocaína que los márgenes.
El contenido de cinamilcocaína se incrementaba en el material leñoso.
Los frutos contenían las mayores concentraciones de cinamilcocaína, hasta el 68% del total de los dos alcaloides, aunque había importantes variaciones de los contenidos dentro del propio fruto, al igual que en las hojas.

Una conclusión adicional derivada del análisis de los datos de las dos poblaciones era que podían distinguirse una de otra mediante la relación cocaína/cinamilcocaína que para Tingo María variaba de 90 a 0,47, mientras que para Trujillo los ratios correspondientes eran 11 y 4.

Los datos del estudio apuntaban a una mayor concentración de cinamilcocaína en los tejidos más viejos, como ramitas vs hojas.

Por tanto, quedaba evidenciado que los alcaloides se distribuían irregularmente por la planta alcanzando muy diferentes concentraciones en su diversas partes.

Por su parte, Evans[174], en 1981, se hacía eco de que las recientes investigaciones apuntaban a que el género Erythroxylum contenía numerosos alcaloides de tropano. El autor repasó los distintos hallazgos referenciados en la bibliografía y distribuyó, por especie, cada uno de los alcaloides citados por los diversos autores desde 1888. En lo que respecta a las cocas cultivadas, Evans unió E. coca con las dos variedades de E. novogranatense, refiriendo la presencia en ellas de 19 compuestos, tal como se indica en la Tabla 6.7[175].

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ALCALOIDE

ALCALOIDE

Cocaína

Cinamilcocaína

Cinamilecgonina

Ecgonina

Tropococaína

Tropan-3α-ol

Tropan-3β-ol

Tropan-3α,6β-diol

Metilecgonina

3α-Benzoiloxitropano

α-Truxilina β-Truxilina Higrina

Higrolina

Cuscohigrina

Nicotina

Colina

Norecgonina

Metilecgonidina

Tabla 6.7. Alcaloides de la coca (Fuente: Autor con datos de Evans, 1981)

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Informaba también Evans de que las variedades cultivadas contenían las siguientes cantidades de alcaloides:

Hojas: 0,05-0,2%.
Raíces: 0,04-0,12%. – Semillas: 0,03-0,23%.

sin que indicara si la referencia era sobre la biomasa seca o cualquier otra.

En este mismo año 1981, Turner, Ma y Elsohly por un lado y Rivier por otro analizaron con procedimientos analíticos distintos el contenido en alcaloides de la hoja de coca. Los primeros analizaron coca de Trujillo, Cuzco y Tingo María y encontraron cocaína (media 0,59%), y cis y trans cinamilcocaína (0,05% y 0,03% respectivamente)[176]. Los trabajos de Rivier[177] fueron especialmente relevantes pues llegaron a importantes conclusiones sobre los procedimientos de extracción de alcaloides que, pese a ello, no fueron recogidas por una serie de investigadores posteriores empeñados en la tarea de identificar los alcaloides de la planta. Dado el elevado número de estas sustancias reportado como parte de las hojas de coca, su variabilidad química, y los dudosos métodos de identificación de las hojas y de análisis empleados, Rivier se propuso, en primer lugar, identificar por cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) los principales alcaloides de las hojas y, después, comparar la eficacia en la extracción de estos alcaloides con diferentes disolventes en las variedades E. coca, E. novogranatense var. novogranatense y E. novogranatense var. truxillense. Tras analizar seis métodos llegó a la conclusión de que la extracción con etanol era la única que no producía alcaloides derivados durante el proceso, y que la coca sólo contenía cocaína (mayoritaria) y los derivados cis y trans de la cinamilcocaína. Rivier encontró, por ejemplo, que la extracción con ácidos, especialmente con los fuertes como el sulfúrico, transformaba hasta el 50% de cocaína en metilecgonina. Teniendo en cuenta las diferentes concentraciones de alcaloides que encontró Rivier entre hojas de distintas edades que habían sido cultivadas en las mismas condiciones, llegó a la conclusión de que dicha variación era un factor genético y que las concentraciones de cocaína, cis-cinamilcocaína y trans-cinamilcocaína no se podían emplear, con el nivel de conocimientos existente en aquellos momentos, como marcadores quimiotaxonómicos.

En 1983 Plowman y Rivier analizaron 53 muestras de las cuatro variedades de coca cultivadas provenientes de distintos cocales de Perú y Bolivia obteniendo un resultado similar al anterior, es decir, sólo detectaron la presencia de tres alcaloides, tal como se indica en la Tabla 6.8[178].

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VARIEDAD DE COCA

COCAÍNA

CIS-CINAMILCOCAÍNA

TRANS-CINAMILCOCAÍNA

E. coca var. coca

0,63

0,05

0,0183

E. coca var. ipadu

0,25

0,005

0,0

E. novogranatense var. novogranatense

0,77

0,287

0,092

E. novogranatense var. truxillense

0,72

0,154

0,0775

Cantidades en mg alcaloide/100 mg de hoja seca

Tabla 6.8. Contenidos en alcaloides de hojas secas de cocas cultivadas (Fuente: Plowman y Rivier, 1983)

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CLASE

ALCALOIDE

Tropano

Cocaína cis-Cinamilcocaína trans-Cinamilcocaína

Benzoilecgonina

Metilecgonina

Metilecgonidina

Norfomilecgonina

Pseudotropina

Benzoiltropina

Tropococaína Dihidroxitropano α-Truxilina β-Truxilina

Pirrolidina

Higrina

Higrolina

Cuscohigrina

Dihidrocuscohidrina

Piridina

Nicotina

Tabla 6.9 Alcaloides de la coca

(Fuente: Autor con datos de Novak et al, 1984)

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Los citados autores reconocieron la dificultad para garantizar la calidad y representatividad de los análisis ya que no controlaron ni el origen y tratamiento sufrido por las hojas empleadas[179], ni la clasificación botánica de muchos especímenes antiguos usados, ni tampoco pudieron garantizar que los métodos de análisis fueran exhaustivos a la hora de detectar alcaloides por lo que solo analizaron los tres citados. Del citado estudio se desprende que la coca amazónica era la menos rica en cocaína de las cuatro y que los contenidos en cinamilcocaína eran sensiblemente mayores en las variedades de E. novogranatense que en las de E. coca.

Basándose en datos bibliográficos, Novak, Salemink y Khan[180] concluyeron en 1984 que las cuatro especies cultivadas de coca contenían 18 alcaloides pertenecientes a las clases tropano, pirrolidina y piridina de los cuales la cocaína era el más abundante. La Tabla 6.9[181] muestra sus nombres.

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Figura 6.3. Estructura molecular de los alcaloides de tropano

(Fuente: Johnson y Elsohly, 1991)

Pese a ello, la publicación recogía la idea de Rivier de 1981 acerca de los métodos de extracción de los alcaloides y del análisis posterior, y de que sólo existían tres alcaloides endógenos de la coca que eran cocaína y cis y trans-cinamilcocaína. Las estructuras moleculares de los distintos alcaloides referenciados por los autores se muestran en las Figuras 6.3 y 6.4[182].

Más de diez años después de que Youssefi, Cooks y McLaughlin detectaran en 1979 la presencia de cocaína en los frutos de la coca, Johnson y Elsohly[183] investigaron en profundidad el asunto. Sus resultados, publicados en 1991, confirmaban el hallazgo de 1979 añadiendo algunas precisiones. Los citados autores seleccionaron semillas de frutas maduras de E. coca var. coca que introdujeron en incubadoras, tras lo cual diseccionaron y analizaron los embriones y endospermos (Figura 6.5)[184].

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Figura 6.4. Estructura molecular de los alcaloides de pirrolidina (izq.) y de piridina (dcha.)

(Fuente: Johnson y Elsohly, 1991)

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Para ello mantuvieron la mitad de las semillas en la oscuridad mientras que la otra mitad fue colocada en un ambiente mixto día/noche con 14 horas de luz y 10 horas de oscuridad. Las semillas fueron analizadas a los 3, 6, 9, 12 y 15 días del inicio del tratamiento, separando embriones y endospermos para su análisis.

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Figura 6.5. Semilla con embrión y endospermo (Fuente: Gobierno de Aragón)

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Los contenidos de cocaína medidos el día 0 fueron de 0,005% (sobre peso seco) en embriones y de 0,001% en endospermos (Figura 6.6)[185]. Hasta el día 9, las concentraciones en los embriones apenas variaron pero a partir de ese día se notó una significativa influencia de la luz de modo que las semillas que crecieron en un ambiente mixto diurno/nocturno incrementaron su contenido en cocaína espectacularmente. La concentración de cocaína apenas varió en los embriones de las semillas mantenidas en oscuridad. En lo que respecta a los endospermos, las concentraciones con y sin luz fueron prácticamente las mismas y no variaron a lo largo de la prueba. En resumen, la investigación probó que la síntesis de la cocaína en E. coca var. coca dependía de la luz y que la síntesis de cocaína de nueva creación no ocurría hasta el día 9, todo ello en los embriones.

Se desconoce si este mismo proceso tenía lugar en las hojas jóvenes en desarrollo de los arbustos de coca.

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Figura 6.6. Contenidos en cocaína de embriones y endospermos de E. coca var. coca   

(Fuente: Johnson y Elsohly, 1991)

.

En 1994 Moore y sus colaboradores[186] realizaron nuevos análisis de hojas de coca, algunas de ellas de origen no bien definido, encontrando además de los tres alcaloides citados por Plowman y Rivier, proporciones importantes de metilecgonina, cuscohigrina y truxilina y cantidades menores de tropococaína216. Sin embargo, según un posterior estudio de Sauvain et al (1996) estos autores no tuvieron en cuenta los hallazgos de Rivier en 1981 por lo que puede afirmarse que los compuestos obtenidos a mayores distintos de los tres de Rivier se debieron a deficiencias en el tratamiento y análisis de las muestras[187]. Ese mismo 1994, Casale y Moore[188] publicaron un trabajo sobre la detección de cuatro nuevos alcaloides en las hojas de coca, la pasta de coca y la cocaína ilegal en el que separaron estos compuestos empleando ácido clorhídrico.

Con objeto de conocer la distribución de alcaloides en las hojas de coca, desde el momento de su emisión hasta la caída, Johnson y Emche[189] realizaron una investigación cuyos resultados fueron publicados en 1994, en la que determinaron las concentraciones de ocho alcaloides en hojas, tallos, raíces, brotes y frutos. Entre sus conclusiones se destacan que el mayor contenido de los ocho alcaloides analizados se encontró en las hojas jóvenes aún enrolladas, que las concentraciones de las cinamilcocaínas en las hojas se mantuvieron durante todo el periodo de crecimiento, que los alcaloides más escasos fueron tropococaína y tropinona y que los contenidos en todos los alcaloides, excepto trans-cinamilcocaína, disminuían gradualmente a medida que las hojas envejecían. Los detalles de esta investigación se comentan más adelante.

Siendo sabido por investigaciones anteriores que las hojas eran la parte de la planta de coca más rica en cocaína pero que su distribución en las mismas era irregular, Johnson[190] acometió una nueva investigación, cuyos resultados publicó en 1995, con el objetivo de caracterizar las concentraciones y distribución de los mismos ocho alcaloides con los que trabajó en 1994, es decir, cocaína, cis y trans-cinamilcocaína, higrina, tropinona, metilecgonina, cuscohidrina y tropococaína , en las hojas de E. coca var. coca. Para realizar un análisis completo de la superficie de las hojas, Johnson las dividió transversalmente en cuatro secciones y longitudinalmente en otras tres. Muestreando cada una de ellas en hojas maduras, de 35 a 70 días de edad, obtuvo una distribución zonal de los alcaloides cuyo resumen es el siguiente. Cocaína era el principal alcaloide de las hojas siendo su concentración más elevada en el margen de las hojas (0,48%) y en la zona entre éste y el falso nervio medial (0,45%), y menor en la banda restante entre el falso y el verdadero nervio medial, en el centro de la hoja (0,41%). Metilecgonina (0,46%) e higrina (0,32%) presentaban sus mayores concentraciones en la banda marginal de la hoja, y las menores en la banda central, mientras que trans-cinamilcocaína (0,24%) era más abundante en el peciolo de la hoja. Ciscinamilcocaína, cuscohigrina, tropinona y tropococaína tenían una distribución bastante regular en la hoja. Esta investigación se comenta con mayor detalle en el próximo capítulo.

La influencia del pH del suelo en los cultivos era conocida en los vegetales de uso más extendido pero no en la coca ni en la producción de cocaína. Por ello Johnson y Foy decidieron estudiar el asunto, publicando sus resultados en 1996[191]. En su investigación consideraron las variedades E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense que cultivaron en terrenos con pH variable comprendido entre 3,5 y 7,0 a fin de determinar los modelos de acumulación de biomasa (hojas, tallos y raíces) y las concentraciones de cocaína en ellas. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

El pH del suelo afectaba al contenido de cocaína y a la cantidad total de alcaloides en las hojas de las dos variedades.
La cocaína fue el alcaloide más abundante en las hojas de E. coca var. coca mientras que la metilecgonina y las cinamilcocaínas lo fueron en las hojas de E. novogranatense var. novogranatense.

Johnson y Foy también estudiaron en esta investigación la variación del contenido en ocho alcaloides con el pH del terreno en las dos variedades E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense, empleando plantas jóvenes procedente de semillero. Para el pH del suelo natural del lugar en donde realizaron la experiencia (Maryland, EE.UU), que era de 4,7, los contenidos medidos se indican en la Tabla 6.10[192]. Un detallado resumen de este trabajo se presenta más adelante.

Ese mismo año de 1996, Moore, Casale y Cooper223 analizaron en detalle las truxilinas y sus nueve isómeros en 117 muestras de cocaína ilícita provenientes de Colombia (52 muestras), Brasil

(14), Ecuador (16), Perú (16) y Bolivia (19). En dichas muestras, las truxillinas estaban presentes como impurezas de la cocaína; los contenidos máximos y mínimos obtenidos fueron 12,3% y 0,2% expresados como porcentajes del peso de la cocaína. Los resultados medios y en conjunto por país se muestran en la Tabla 6.11[193] y proporcionan una idea de la riqueza y variedad de las truxullinas presentes.

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Tabla 6.10. Contenidos medios en ocho alcaloides en coca cultivada en laboratorio (Fuente: Autor con datos de Johnson y Foy)

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Tabla 6.11. Contenidos de truxulina en cocaína (Fuente Moore et al, 1996. Modificada)

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Por su parte, los mismos Moore y Casale, continuando con su investigación de 1994, publicaron en 1996[194] tres estudios en los que dedujeron la presencia de nuevos y numerosos alcaloides menores en las hojas de E. coca var. coca, en la pasta de coca y en la cocaína ilegal, al parecer haciendo caso omiso de las recomendaciones de Rivier sobre la creación de nuevos productos secundarios si la agresividad del tratamiento de extracción de alcaloides era grande.

Johnson continuó sus estudios sobre la coca realizando en este año de 1996[195] un estudio sobre el contenido de alcaloides en los distintos tejidos de E. coca var. coca durante la etapa de desarrollo productivo. Analizó la presencia de ocho de ellos en las ramas, con o sin capullos florales, hojas terminales y partes de la flor, detectando contenidos muy variados entre los diferentes tejidos. Cocaína fue el principal alcaloide extractado mientras que cuscohigrina fue el menos abundante. La parte con mayor concentración de alcaloides fueron las hojas jóvenes en la parte terminal de las ramas.

Con objeto de conocer el efecto de la temperatura y de la luz en el crecimiento de la hoja de coca y en su contenido en cocaína, Acock y colaboradores227 investigaron detalladamente el problema y presentaron sus resultados en 1996. Como resumen de las mismas cabe señalar que:

La temperatura media óptima diaria para el crecimiento de las hojas era de 27ºC.
La luminosidad influía en la masa foliar de los arbustos.
La concentración de cocaína en las hojas no era afectada por la cantidad de luz pero sí por la temperatura.

Más adelante se presenta un amplio resumen de esta investigación detallando sus conclusiones.

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Figura 6.7. Dibujos de tres morfotipos de E. coca var. coca (Fuente: Sauvain et al, 1997. Modificadas)

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Las investigaciones de Glass228 sobre el uso de cromatografía de gases y la cromatografía líquida de alto rendimiento publicadas en 1997 validaron el análisis de los alcaloides de coca por estos métodos cuyos resultados fueron similares, lo que daría pie a su uso extensivo por los estudiosos de estos compuestos de la coca.

También en 1997 se publicaron los trabajos llevados a cabo por un equipo formado por especialistas del Instituto Boliviano de Biología de Altura (IBBA), del Instituto Francés de Investigación Científica para el Desarrollo en Cooperación (ORSTOM) y de la Universidad Mayor de San Simón en Cochabamba (UMSS) que, conjuntamente, realizaron un estudio en el que analizaron los alcaloides presentes en la hoja de coca boliviana229. Para considerar la influencia meteorológica

                                           

227

ACOCK, M.A.; LYDON, J.; JOHNSON, E.; COLLINS, R. “Effects of temperature and light levels on leaf yield and cocaine content in two Erytroxylum species”. Annals of Botanny. Nº 78. 1996. Págs. 49-53.

228 GLASS, R.L. “Analysis of hygrine and cuscohygrine in coca leaves using gas chromatography”. Journal of Agricultural and Food Chemistry. Vol. 45. Nº 8. 1997. Págs. 3114-3117. 229

SAUVAIN, M.; MORETII, C.; RERAT, C.; RUIZ, E.; BRAVO, A.; MUÑOZ, V.; SARAVIA, E.; ARRÁZOLA,

S.; GUTIÉRREZ, E.; BRUCKNER, A. “Estudio químico y botánico …”. Págs. 39-46. Una versión del citado artículo enfocada desde un punto de vista más técnico es SAUVAIN, M.; RERAT, C.; MORETTI, C.;

SARAVIA, E.; ARRAZOLA, S.; GUTIÉRREZ, E.; LEMA, A.M.; MUÑOZ, V. “A study of the chemical

y vegetativa, las plantas se muestrearon en época seca y al comienzo y final de la época lluviosa. Para ello tomaron repetida y muy controladamente muestras de la variedad E. coca var. coca (Figura 6.7)230 de diversos cocales en los yungas de La Paz y en el Chaparé y su entorno (Cochabamba), que es la preferida por los indígenas para el consumo tradicional. Las muestras fueron descritas morfológicamente y analizadas con una cuidada sistemática. En lo que respecta a los alcaloides, sólo encontraron los tres conocidos, es decir, cocaína (mayoritaria), ciscinamilcocaína y trans-cinamilcocaína (minoritarias), en unas concentraciones que se indican en la Tabla 6.12.

El estudio demuestra una importante variación del contenido en alcaloides a lo largo del año, duplicándose la concentración de la cocaína en las hojas recolectadas en la estación seca comparadas con las recogidas en la época lluviosa.

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LOCALIDADES COCALERAS BOLIVIANAS

PROMEDIO COCAÍNA (*)

PROMEDIO CIS-CINAMILCOCAÍNA (*)

PROMEDIO TRANS-CINAMILCOCAÍNA (*)

Yungas. Dic. 1991

Chaparé. Dic.1991

Yungas. Feb.1992

Chaparé. Marzo 1992

Yungas. Mayo 1992

Chaparé. Junio 1992

0,327

0,318

0,496

0,530

0,599

0,507

0,0160

0,0205

0,0118

0,0177

0,0079

0,0096

0,0030

0,0031

0,0050

0,0056

0,0031

0,0050

PROMEDIO TOTAL

0,463

0,0139

0,0041

       (*) Gramos de alcaloide/100 gramos de hoja seca.

Tabla 6.12. Contenido en alcaloides de Erythroxylum coca var. coca en Bolivia (Fuente: Sauvin et al, 1997. Modificada).

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A partir de estos últimos estudios, según los autores, quedaba demostrado que los alcaloides de la coca eran exclusivamente tres y que el resto provenía de la incorrecta manipulación durante la extracción de los alcaloides y del uso de técnicas de análisis inadecuadas.

Las investigaciones sobre los alcaloides de la coca adquirieron un nuevo enfoque cuando Ferreira, Stephen y Vaughn231 publicaron los resultados de su investigación en 1998 cuyo objetivo era detectar la cocaína en los tejidos de las hojas, tallos y frutos de E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense por medio de protocolos histoquímicos, citoquímicos e inmunocitoquímicos232. A nivel de los tejidos, los alcaloides de tropano se localizaron en las hojas, tallos y frutos. Los más abundantes estaban situados en el mesófilo233 de las hojas (Figuras 6.8234 y

                                                                                                                                                 

composition of Erythroxylum coca var. coca leaves collected in two ecological regions of Bolivia”. Journal of Ethnopharmacology. Nº 56. 1997. Págs. 179-191. 230

SAUVAIN, M.; RERAT, C.; MORETTI, C.; SARAVIA, E.; ARRAZOLA, S.; GUTIÉRREZ, E.; LEMA, A.M.; MUÑOZ, V. “A study of the chemical …”. Págs. 189,190.

231

FERREIRA, J.F.S.; DUKE, S.O.; VAUGHN, K.C. “Histochemical and immunocytochemical localization of tropane alkaloid in Erythroxylum coca var. coca and E. novogranatense var. novogranatense”. International Journal of Plant Sciences. Vol. 159. Nº 3. 1998. Págs.492-503.

232 Histoquímica: Técnicas basadas reacciones químicas en las que intervienen moléculas pertenecientes al propio tejido.

Citoquímica: Rama de la citología que investiga la composición química de las sustancias celulares y su localización, por medio de métodos que permiten la observación microscópica de las mismas.

Inmunocitoquímica: Rama de la citoquímica que se ocupa de la localización microscópica de las proteínas presentes en los tejidos o células, tomando como base una reacción de antígeno anticuerpo. El antígeno es la proteína o parte de la proteína que se quiere detectar en el tejido.

233 Mesófilo: Tejido que se encuentra entre la epidermis superior e inferior de las hojas. Está constituido por tejidos vasculares que forman los nervios de las hojas y un tejido parenquimático especializado para realizar la fotosíntesis denominado clorénquima. El parénquima puede ser en empalizada, situado en la epidermis superior (haz de la hoja) y formado por células alargadas, y el parénquima esponjoso en la inferior, con

6.9235) y, más concretamente, en las capas de células del parénquima en empalizada, parénquima esponjoso y parénquima vascular (formando pares con fenoles), y en algunas células del clorénquima, tal como muestra la Figura 6.10236; en ellas la presencia de alcaloides se caracteriza por la aparición de zonas negruzcas.

Figura 6.8. Esquema de la estructura del mesófilo (Fuente: Wikipedia)  

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Figura 6.9. Sección de una hoja de coca en la zona del nervio medial con las divisiones de los tejidos (Fuente: Ferreira et al, 1998. Modificada)

                                                                                                                                                 

células irregulares entre las que se encuentran grandes espacios intercelulares. WIKIPEDIA. Mesofilo.

https://es.wikipedia.org/wiki/Mesofilo_(bot%C3%A1nica). Consultada el 5 de diciembre de 2018.

234

WIKIPEDIA. Mesofilo …

235

FERREIRA, J.F.S.; DUKE, S.O.; VAUGHN, K.C. “Histochemical …” Pág. 495.

236

FERREIRA, J.F.S.; DUKE, S.O.; VAUGHN, K.C. “Histochemical …” Pág. 496.

Figura 6.10. Localización de alcaloides en sección medial de hoja de coca

(Fuente: Ferreira et al, 1998. Modificada)

Los alcaloides se detectaron también en el embrión y en el endospermo de las semillas de los frutos casi maduros (naranjas) y maduros (rojos), pero no en los sin madurar (verdes). Los embriones tenían de 2,5 a 5 veces más cocaína (en porcentaje de peso en seco) que los endospermos pero mucho menos que las hojas. Al contrario que en éstas, la concentración de cocaína era comparativamente pequeña.

PARTE DE LA PLANTA

ALCALOIDE

CONTENIDOS (%)

Embriones

Metilecgonima

Cocaína

Cis-Cinamilcocaína

Trans-Cinamilcocaína

Alcaloide sin identificar 1

Alcaloide sin identificar 2

0,73

0,019

0,123

0,187 0,05

0,216

Endospermo

Metilecgonima

Cocaína

Cis-Cinamilcocaína

Trans-Cinamilcocaína

Alcaloide sin identificar 1

Alcaloide sin identificar 2

0,032

0,006 0,05

0,073

0,024

0,028

Hojas

Nervio medial

Cocaína

0,18

Hoja completa

Cocaína

0,3-0,8

Frutos:

Cocaína

0

Tabla 6.13. Contenidos en alcaloides de la planta de coca

(Fuente: Autor con datos de Ferreira et al, 1998. Modificada)

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La Tabla 6.13[196] muestra los contenidos medios hallados por Ferreira, Stephen y Vaughn en las distintas partes de la planta.

Incidiendo más en la ubicación de los alcaloides, cabe decir que la unión de éstos en pares con fenoles resultó en compuestos en las vacuolas del parénquima fotosintético y vascular. Los alcaloides se presentaban asociados con glóbulos intravacuolares en agregados con un núcleo formado por compuestos fenólicos y una periferia enriquecida en alcaloides; esta localización indica que pudieron formar pares con fenoles in vivo que, de esta manera, los mantenían relativamente inmóviles en las vacuolas.

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En esta posición, los alcaloides posiblemente no intervenían en el normal funcionamiento de la célula pero constituían una reserva para otros propósitos como la interacción de la planta con patógenos, insectos herbívoros o animales. Esta idea estaba avalada por la localización subepidermal de los alcaloides, en las zonas más blandas de la hoja desde los estadios iniciales del desarrollo foliar y en las semillas.

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Figura 6.11. Identificación de cocaína de diferentes regiones productoras de coca

(Fuente: Ehleringer et al, 2000. Modificada)

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En 2000, Ehleringer y colaboradores[197] publicaron un trabajo que explicaba un método para localizar el origen geográfico de la cocaína basado en la variación de los isotopos de carbono (13C) y nitrógeno (15N) que contenían las plantas de coca y la cocaína obtenida de ellas en varias regiones cocaleras de Sudamérica (Figura 6.11)[198]. La base de esta variación isotópica regional posiblemente se deba a las diferencias de composición de los suelos (que afectan al nitrógeno) y a la humedad y duración de la temporada húmeda (que influían en el carbono). Para llevar a cabo su estudio recolectaron 200 muestras de las cinco regiones más productoras de coca de Bolivia, Perú y Colombia en las que determinaron su contenido en truxilina, trimetoxicocaína y en alcaloides total. De estas mismas muestras obtuvieron cocaína en la que midieron los isótopos citados y su proporción respecto de un patrón de referencia, obteniendo los ratios isotópicos δ13C y δ15N. Añadiendo una corrección en función de las concentraciones de truxilina (+0,1·Truxilina, ‰) y trimetoxicocaína (-10·trimetoxicocaína, ‰), llevaron los valores calculados a un gráfico que claramente muestra las características diferenciales de las cocaínas obtenidas en distintos lugares (ver Figura 6.11). Con este método predijeron exitosamente el origen del 96% de las 200 muestras tomadas.

Posteriormente ha habido que esperar hasta 2005 para encontrar un nuevo trabajo sobre los alcaloides de la coca. En esa fecha Casale y colaboradores[199] presentaran los resultados de una investigación sobre los alcaloides contenidos en las semillas de E. coca var. coca proveniente del Chaparé (Bolivia). Los compuestos detectados por los métodos de análisis más modernos fueron los once que se muestran en la Tabla 6.14.

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ALCALOIDE

ALCALOIDE

Cocaína

Metilecgonina

Metilecgonidina

Hexanoilecgonina

Cis-cinamilcocaína

Trans-cinamilcocaína

3α-acetoxitropano

N-norbenzoiltropina

Benzoiltropina

Tropina

Cuscohigrina

Tabla 6.14. Alcaloides de semillas de la coca

(Fuente: Casale et al, 2005. Modificada)

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Lo notable del trabajo es que habiendo realizado la extracción con ácido sulfúrico, y la identificación por cromatografía líquida/espectrometría de masas, los autores comentaran explícitamente que tanto metilecgonidina como metilecgonina eran alcaloides primarios de la coca y no productos derivados del proceso de extracción, lo que constituye la primera objeción a las ideas de Rivier de 1981. De ser así, se tendrían que incorporar a los tres alcaloides considerados originales por dicho autor, es decir, la cocaína y cis y trans-cinamilcocaína.

En 2009 Lydon y colaboradores[200] publicaron los resultados de una investigación sobre la influencia de la radiación solar ultravioleta en la presencia de alcaloides en E. novogranatense var. novogranatense, cuya producción se dedicaba en gran medida a la obtención de cocaína ilícita.

En concreto plantearon un estudio de campo para determinar si la componente ultravioleta solar podía afectar los niveles de cinamilcocaína con respecto a los de truxilina en las plantas crecidas sobre el terreno. Finalizada la investigación, los resultados fueron:

La radiación ultravioleta no alteraba significativamente la forma de las plantas de coca.
La exposición a la radiación ultravioleta afectaba a ciertos alcaloides: disminuía el contenido en cinamilcocaínas y lo incrementaba en truxilinas.
Como consecuencia de lo anterior, las truxilinas se formaban a partir de las cinamilcocaínas con intervención de la radiación ultravioleta.

Este trabajo se comenta más detalladamente en el capítulo siguiente.

En 2011 Pardo presentó su investigación sobre la forma de almacenamiento de la cocaína en plantas de la especie E. coca, partiendo de la hipótesis de que existía una interacción con el ácido clorogénico que formaba la base de este almacenamiento. Previamente, diferentes estudios llevados a cabo sobre el almacenamiento de alcaloides habían puesto de manifiesto la interacción de éstos con compuestos fenólicos almacenados dentro de las vacuolas de las células, en particular con el ácido clorogénico, quedando atrapados en su interior en lugar de ser secretados, siendo ésta la forma de acumulación del alcaloide. De hecho, se encontró que el ácido clorogénico y la cocaína interaccionaban en disolución formando un par, y que dicha interacción se centraba en la parte aromática de ambas moléculas, algo que ya adelantado por Ferreira et al en 1998.

Los análisis de diversas partes de las plantas de E. coca demostraron que las hojas desarrolladas adultas acumulaban la mayor concentración de cocaína (Figura 6.12)[201]; por tanto eran ellas las que realmente realizaban la función de almacenamiento.

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Figura 6.12. Concentraciones de alcaloides en distintas partes de la planta de E. coca  

(Fuente: Pardo, 2011. Modificada)

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Centrando en ellas los experimentos de inmunohistoquímica, Pardo demostró que el almacenamiento de la cocaína no tenía lugar de forma dispersa entre todas las células del mesófilo sino que se centraba en ciertas capas del tejido de la hoja, es decir, que estaba compartimentada, tal como muestra la Figura 6.13[202].

En ella se aprecia cómo las células en el mesófilo son las que principalmente contienen cocaína (color amarillo). En particular, este alcaloide parece situarse en las células del mesófilo esponjoso, ya que la fluorescencia que aparece en el mesófilo en empalizada se presenta siempre de forma más difusa, y podría ser ruido debido a que todas las plantas presentan auto fluorescencia que a menudo resulta complicada de eliminar. En conclusión, las acumulaciones puntuales de color amarillo brillante son las verdaderamente atribuibles a la presencia de cocaína, todas ellas fuera del parénquima en empalizada y dentro del mesófilo esponjoso que, de esta forma, parecía acaparar la función de almacenamiento.

Respecto del papel jugado por la cocaína, condicionado por su localización en vacuolas, Pardo comentaba lo siguiente:

Si bien se necesita continuar investigando en este campo, el hecho de que la cocaína se acumule sobre todo en las hojas adultas mucho más abundantes que las hojas en desarrollo, y de que se almacene de forma compartimentada, ayuda a pensar en la función ecológica que juega dicho alcaloide, función que hasta la fecha es desconocida. Se podría argumentar su papel dentro del mecanismo de defensa de la planta, puesto que estando compartimentada no sería tóxica para la célula vegetal, siendo liberada en caso de destrucción de la misma por el ataque de un organismo herbívoro y realizando su función insecticida, parecido a como se ha propuesto en otras publicaciones (Stephen et al., 1998)[203].

Finalmente Pardo reconocía que la investigación de la biosíntesis de alcaloides tropánicos se encontraba todavía en sus primeros pasos, pero que ya se estaban iniciando nuevos proyectos que profundizarían en el conocimiento de tan importante cuestión[204].

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..

Figura 6.13. Detección con fluorescencia de cocaína realizada en una hoja adulta de E. coca. Imágenes tomadas en secciones trasversales de la hoja (Fuente: Pardo, 2011. Modificada)

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Él mismo continuó con otros colegas estas investigaciones estudiando el sistema seguido por E. coca para almacenar cocaína, publicando nuevos hallazgos en 2013[205]. De acuerdo con los mismos, la formación de pares o complejos entre los alcaloides y otras sustancias era una estrategia importante que las plantas utilizaban para facilitar su almacenamiento en vacuolas y eliminar la auto toxicidad. Tras sus investigaciones, Pardo y colaboradores establecieron una fuerte correlación entre los niveles de los alcaloides de la coca (típicamente cocaína y cinamilcocaína) con los de ácido clorogénico y de dos hidroxicinamil ésteres de ácido quínico, con los que formaban pares. Estos eran los elementos que permitían fijar y mantener los alcaloides en las vacuolas del mesófilo de las hojas.

  

7. COCA, ALCALOIDES Y PARÁMETROS AMBIENTALES

Los estudios del efecto de diversos parámetros ambientales en las variedades cultivadas de la planta de coca y en sus alcaloides han mejorado el conocimiento sobre el comportamiento de Erythroxylum en condiciones variadas. Dichos estudios se han basado frecuentemente en plantas jóvenes obtenidas de semilleros que se han cultivado en invernaderos bajo condiciones controladas, alejados sus habitats habituales. Dado que el contenido en alcaloides depende, entre otros parámetros, de la edad de las hojas y de las plantas y de las condiciones ambientales, las conclusiones obtenidas tienen un alcance limitado pero no por ello menos interesante habida cuenta del desconocimiento previo existente sobre estas cuestiones. La detección de numerosos alcaloides en la hoja de coca entra en conflicto con los resultados de las investigaciones de Rivier de 1981, sin que se haya encontrado constancia de que éstas fueran erróneas, salvo en un caso que involucra a metilecgonidina y metilecgonina; tal vez los investigadores posteriores simplemente las desconocieran, lo que no deja de ser sorprendente. El hecho es que durante el tiempo que duraron la mayor parte de estos experimentos con alcaloides (1994-1997) los investigadores no citan a Rivier hasta que, en 1997, Sauvain y colaboradores recuperaban y daban por válidas sus conclusiones con carácter general. En este contexto, comentar las principales investigaciones realizadas sobre la coca y sus alcaloides con un trasfondo ambiental, conduce al conocimiento de técnicas de trabajo y de unos resultados interesantes. Sin embargo, tal vez habría que poner en cuarentena alguno de estos hallazgos debido a la aparición de alcaloides nuevos durante el proceso de identificación que posiblemente puedan deberse a la técnica empleada en la extracción. Finalmente hay que considerar que los datos sobre el desarrollo de los plantones y arbustos en condiciones variables de cultivo son importantes pues muestran las respuestas de las plantas a su implantación en ambientes diferentes.

Como anticipo cabe señalar que las propiedades de los alcaloides más frecuentes encontrados en la hoja de coca y sus metabolitos son las siguientes. La cocaína está presente en las cuatro variedades de coca cultivada y, en mucha menor cantidad, en otras treinta variedades silvestres. Es el alcaloide más conocido y, además de sus notorios poderes estimulantes, se comporta como un potente insecticida a concentraciones inferiores al 1% y tiene efectos anestésicos. Otro alcaloide, cinamilcocaína, produce efectos cardiovasculares anticolinérgicos y simpatéticos. Algunos metabolitos, como benzoilecgonina, son estimulantes potentes que no inhiben la recaptación de dopamina y tropococaína, pero no inducen los efectos eufóricos de la cocaína pura. La tropococaína también presenta efectos anestésicos y se usa habitualmente como tal en operaciones oftálmicas y de la médula espinal debido a su potencia y baja toxicidad[206][207].

         

7.1. EFECTOS DE LA RADIACIÓN SOLAR ULTRAVIOLETA EN LA PRODUCCIÓN DE ALCALOIDES

En 2009 Lydon y colaboradores[208] presentaron los resultados de una investigación comenzada en 2005 sobre un asunto poco estudiado, como era la influencia de la radiación solar ultravioleta (en lo sucesivo UV) en la presencia de alcaloides en una de las cocas más cultivadas (E. novogranatense var. novogranatense) cuya producción se dedicaba en gran medida a la obtención de cocaína ilícita.

En aquella época se sabía que la radiación UV afectaba a la formación de compuestos truxílicos y a la dimerización[209] de los alcaloides; en el ambiente en que crecían las cocas cultivadas, entre ellas la variedad en estudio, la radiación UV solar probablemente podía facilitar la fotodimerización de cis y trans-cinamilcocaína en la formación de truxilinas en los tejidos de la hoja de coca. Esta circunstancia permitiría que, utilizando los valores de cinamilcocaína combinados con los de truxilina, se pudiera añadir precisión a las técnicas de localización del origen geográfico de la fuente de plantas empleadas en la producción ilícita de cocaína. En conclusión, Lydon y colaboradores plantearon realizar un estudio de campo para determinar si la componente UV solar podía afectar los niveles de cinamilcocaína con respecto a los de truxilina en las plantas que crecían sobre el terreno.

A causa del reducido espesor de la capa de ozono y del incremento del ángulo cenital del sol en las zonas ecuatoriales, la cantidad de radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre es mayor en las regiones tropicales, particularmente a elevada altitud. Las plantas se han adaptado a los ambientes de alta radiación UV produciendo elevados niveles de hidroxicinamatos y/o flavonoides que absorben fuertemente radiación en las bandas UV y actúan como pantallas antisolares. Las especies de Erythroxylum cultivadas por su contenido en cocaína crecen en las regiones tropicales de Sudamérica en un amplio rango de altitudes. Además de flavonoides, la coca cultivada produce ácido cinámico derivado de metilecgonina y cis y trans-cinamilcocaína. Transcinamilcocaína parece ser el alcaloide que primero se forma el cual, por fotólisis[210] solar, se convierte parcialmente en cis-cinamilcocaína. Los niveles naturales de radiación UV pueden aumentar la cantidad de ácidos truxílico y truxínico producidos por las plantas. Los primeros compuestos truxílicos identificados en ellas fueron los alcaloides derivados (truxilinas) que se aislaron en las hojas de los Erythroxylum cultivados en la región de Trujillo. Desde entonces, las truxilinas se han detectado en las hojas de todas las variedades cultivadas de coca.

El estudio de Lydon y colaboradores se realizó en el Beltsville Agricultural Research Center, de Beltsville (Maryland, Estados Unidos), localizado a 39ºN de latitud por lo que es ahí donde corresponden los resultados numéricos obtenidos que, para su validación, habría que trasladar a las latitudes reales en las que mayoritariamente se cultiva la coca, que son de 11ºN a 18ºS.

Para el ensayo eligieron 15 plantas de E. novogranatense var. novogranatense de dos años de edad que fueron trasplantadas en condiciones idénticas, desde su lugar de crecimiento al suelo de tres pequeños invernaderos abiertos por los laterales. Durante la prueba fueron regadas según necesidades y abonadas cada dos semanas con fertilizante NPK 20-20-20.

Cada uno de los invernaderos fue recubierto por un tipo de plástico de distinto comportamiento frente a las radiaciones UV. De ellas se consideraron tanto la UV-A (longitud de onda entre 315 y 400 nm) como la UV-B (longitud de onda entre 280 y 315 nm). La primera alcanza totalmente la superficie terrestre durante todo el año, incluso en los días nublados. Representa el 95% de la radiación UV que llega a la superficie. La segunda tiene mayor energía, es parcialmente absorbida por el ozono y solo llega a la superficie de la tierra en un porcentaje mínimo, un 5%, pese a lo que puede producir daños en los organismos vivos. La radiación UV es altamente mutagénica, es decir, induce a mutaciones.

Los plásticos de los invernaderos actuaron como un filtros frente a estas radiaciones transmitiendo al interior los porcentajes a que se indican en la Tabla 7.1. El primer filtro prácticamente no oponía resistencia al paso de la radiación, dejando pasar tanto UV-A como UV-B casi en su totalidad; a los efectos descriptivos esta situación se identificó como +UV-B +UV-A (altas radiaciones en ambas longitudes de onda). El plástico del segundo invernadero era mucho más selectivo, trasmitiendo una pequeña parte de UV-B y mucha mayor cantidad de UV-A; la situación se identificó como -UV-B +UV-A (baja radiación UV-B y alta radiación UV-A). Finalmente el tercer invernadero fue cubierto con un plástico casi impermeable a las radiaciones, siendo denominada la situación como -UV-B -UV-A (bajas radiaciones en las dos longitudes de onda).

INVERNADERO/ FILTRO

RADIACIÓN TRANSMITIDA (%)

RADIACIÓN RECIBIDA POR LAS PLANTAS

DENOMINACIÓN SEGÚN RADIACIÓN

1

UV-B +UV-A: 95%

UV-B: 1.967 kJ UV-A: 80 MJ

+UV-B +UV-A

2

UV-B: 10%

UV-A: 78%

UV-B: 207 kJ

UV-A: 66,1 MJ

-UV-B +UV-A

3

UV-B: 0% UV-A: 1,5%

UV-B: 0

UV-A: 1,3 MJ

-UV-B -UV-A

Tabla 7.1. Información sobre radiaciones (Fuente: Autor con datos de Lydon et al, 2009)

Tras 52 días de control se calcularon las dosis UV a las que estuvieron sometidas las plantas tras el tratamiento, resultando las que indica la citada tabla. Como es lógico en función del plástico empleado, las dosis UV recibidas por las plantas fueron mucho mayores en el invernadero 1 que en el 2 y mayores en éste que en el 3.

Al finalizar la prueba, para analizar los componentes de las plantas que absorbían radiación UV y calcular el peso específico de las hojas, se eligieron cinco hojas de cada planta, tomando de cada una dos muestras circulares de 1,5 cm de diámetro, es decir, 10 muestras/planta; con la mitad se configuró la muestra general del arbusto, dejándose la otra mitad en reserva.

Un primer resultado determinó que ni la biomasa total, expresada en peso seco por planta, ni el peso específico de las hojas, medido por unidad de superficie, habían sido significativamente afectados por la radiación a la que estuvieron sometidas, tal como indica la Tabla 7.2[211].

INVERNADERO/ FILTRO

DENOMINACIÓN SEGÚN RADIACIÓN

PESO ESPECIFICO MEDIO (mg/cm2)

BIOMASA

(g planta seca)

1

+UV-B +UV-A

25,8

24,6

2

-UV-B +UV-A

27,5

22,7

3

-UV-B -UV-A

25,9

28,1

Tabla 7.2. Efecto de la radiación UV en el peso específico de las hojas y en la biomasa   

(Fuente: Lydon et al, 2009. Modificada)

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Los diferentes tratamientos con UV afectaron a la cantidad de compuestos captadores de radiación UV, lo que demuestra que las plantas respondieron al tratamiento. Se sabe que los flavonoides de las hojas aumentaron de concentración, acumulándose en las células de la epidermis, como respuesta a la radiación UV-A y UV-B, por lo que se piensa que tienen una misión protectora en ambientes de elevada radiación UV, atenuándola antes de que alcance las biomoléculas de las células mesofilas del interior de las hojas.

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Figura 7.1. Efectos de tres tratamientos con radiación UV en el contenido de alcaloides

(Fuente: Lydon et al, 2009. Modificada)

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La radiación UV no alteró significativamente los niveles de cocaína o trans-cinamilcocaína en las hojas de E. novogranatense var. novogranatense aunque se apreció una tendencia a que sus concentraciones decrecieran. El nivel de cis-cinamilcocaína en las hojas expuestas a UV-A y UV-B fue notablemente distinto del correspondiente de las hojas que crecieron sin radiación UV pero igual al de las hojas expuestas a UV-A en ausencia de UV-B. Por el contrario, el nivel de las truxilinas en las hojas expuestas a UV-A en ausencia de UV-B fue mayor que en las hojas que se desarrollaron en ausencia de radiación UV, pero no fueron diferentes en las hojas expuestas a UV-A y UV-B. Estos efectos se muestran gráficamente en la Figura 7.1[212].

La disminución de las cinamilcocaínas y el incremento de las truxilinas en función de la exposición a la radiación UV apoya la hipótesis de que dicha radiación está involucrada en la formación de truxilinas a partir de las cinamilcocaínas. Sin embargo, a la vista de los resultados, Lydon y colaboradores no pudieron confirmar si la componente UV de la radiación solar había participado en la transformación de trans-cinamilcocaína en cis-cinamilcocaína. Las cinamilcocaínas absorben intensamente radiación UV en la región comprendida entre 270 y 290 nanometros, mientras que la cocaína y la truxilina no absorben radiación o lo hacen en escasa proporción en esta misma longitud de onda.

Las especies de Erythroxylum cultivadas han evolucionado y crecen en regiones con elevada radiación UV. Los niveles de radiación UV a latitud 39ºN donde se realizó la investigación, pueden alterar notablemente la relación truxillina/cinamilcocaína en las hojas de E. novogranatense var. novogranatense. Pero los niveles de radiación UV se incrementan generalmente con la altitud y la latitud decreciente de manera que los modelos climáticos que estiman los flujos de UV-B en la superficie de la tierra predicen casi un incremento del 1% de UV-B cuando cambia 1º la latitud.

Consecuentemente los efectos observados por Lydon y colaboradores en el lugar de la investigación fueron de un 21 a un 39% inferiores a los que corresponde en las latitudes 11ºN a 18ºS que es donde se cultiva la coca en Sudamérica.

En consecuencia, según Lydon y colaboradores, no sería irrazonable sugerir que los estudios realizados en la región donde las especies de Erythroxylum se cultivan, podrían observarse grandes impactos de las radiaciones UV-A y UV-B sobre las cinamilcocaínas y las truxilinas. Los resultados del estudio apoyan la hipótesis de que las cinamilcocaínas producen truxilinas en presencia de radiación UV.

Por consiguiente, como conclusiones principales del estudio se destacarían que:

La morfología de las plantas de coca no varíaba significativamente con la radiación UV.
Una mayor exposición a la radiación UV disminuía la concentración de las cinamilcocaínas e incrementaba la de truxilinas.
Las truxilinas se formaban a partir de las cinamilcocaínas con intervención de la radiación UV.

7.2. VARIACIÓN DE LOS CONTENIDOS EN ALCALOIDES EN LAS PLANTAS DE E.

COCA

El período central de la década de los años 1990 fue pródiga en investigaciones sobre los alcaloides de la coca. Una de ellas fue realizada por Johnson y Emche[213] sobre la presencia en las hojas de ocho alcaloides y su variación, desde el momento en que brotaban hasta su caída, cuyos resultados se publicaron en 1994. Posteriormente Johnson254 realizó en solitario una segunda investigación sobre la distribución de los alcaloides dentro de la propia hoja publicando los resultados en 1995. Por su evidente relación se comentan conjuntamente.

7.2.1. Variación del contenido en alcaloides en las hojas de coca desde que brotan hasta que caen

Hasta la fecha de publicación del trabajo de Johnson y Emche (1994), la determinación de los alcaloides de la coca se centró en los contenidos de las hojas, tallos, raíces, brotes y frutos. Desde 1906 se sabía que existía un metabolismo continuo de cocaína y cinamilcocaínas en las hojas, fuera cual fuera su edad. Las hojas más jóvenes contenían más cinamilcocaínas que cocaína, mientras que la concentración de alcaloides se incrementaba en paralelo con el peso de la hoja.

La edad de las hojas era muy importante ya que de ella dependía en contenido en alcaloides. Las hojas de un tallo que estaban localizadas en posiciones similares podía parecer que tenían la misma edad pero, en algunas ocasiones, no era así: las causas no eran otras que un suministro de nutrientes desigual para los distintos brotes y cambios en el espectro lumínico, es decir, en la luz recibida. Si las hojas sometidas a estas condiciones no crecían lo suficiente, no se cosechaban y podían quedar para la siguiente defoliación, con lo que en ésta podían coexistir hojas de distinta edad en el mismo tallo y, por tanto, distinto contenido de alcaloides. Para evitar este inconveniente, el estudio de Johnson y Emche se realizó sobre hojas de la misma edad, siguiendo su desarrollo desde el momento en que brotaban hasta que se caían; su objetivo era cuádruple:

Determinar el contenido de ocho alcaloides en los brotes, en las hojas de coca aún sin desplegar (7 días de edad) y en las hojas abiertas.
Describir el modelo de variación de los alcaloides en la hoja durante toda su vida.
Determinar el tiempo que las hojas permanecían unidas al tallo.
Hallar el período de tiempo en que las hojas estaban metabólicamente activas en lo relativo a los alcaloides.

Para ello emplearon plantas de coca de 24 meses de edad obtenidas de semilla y cultivadas y controladas en condiciones idénticas. Las hojas fueron etiquetadas e identificadas individualmente, muestreadas periódicamente y analizadas mediante cromatografía de gases y espectrometría de masas.

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Figura 7.2. Cambios en la hoja desde una primera fase enrollada hasta su caída

(Fuente: Johnson y Emche, 1994. Modificada)

Los cambios típicos de las hojas se muestran en la Figura 7.2[214] desde la semana 1 después de brotar hasta su caída. La relación entre el peso seco de la hoja y su edad se ha representado en la Figura 7.3[215]; en ella puede apreciarse que el peso máximo se alcanzaba en la semana 12 mientras que la senescencia257 era visible en la semana 24. Las hojas adquirieron su máxima dimensión 35 días después de abrirse el brote lo que probaba que el tamaño que alcanzaban era independiente de su edad.

Figura 7.3. Variación del tamaño de la hoja con su edad

(Fuente: Johnson y Emche, 1994. Modificada)

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ALCALOIDE

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CONTENIDO (%)

Brotes

Hojas enrolladas

Hojas desenrolladas

Cocaína

0,18

0,75

0,61

Metilecgonina

0,47

0,78

0,59

Higrina

0,19

1,80

0,68

Tropinona

0,11

0,33

0,08

Trans-cinamilcocaína

0,19

3,90

0,31

Cis-cinamilcocaína

0,06

0,06

0,55

Cuscohigrina

0,23

1,97

0,52

Tropococaína

0,05

0,12

0,05

Tabla 7.3. Contenidos en alcaloide de las hojas de E. coca para distintas edades

(Fuente: Autos con datos de Johnson y Emche)

En esta época ya era bien sabido que el contenido de alcaloides de la hoja de E. coca variaba debido a las condiciones ambientales durante su crecimiento, al método de almacenamiento de la hoja después de ser cosechada y al tratamiento seguido en la extracción química de los alcaloides. Para conocer su metabolismo en las hojas a lo largo de toda su vida, se monitorizaron ocho alcaloides los cuales se midieron en hojas de la misma edad entendiendo que, si eran cosechadas simultáneamente, el patrón evolutivo de estas sustancias se debía a la edad de las hojas y no a las variaciones de contenidos debidos a la presencia de hojas de distinta edad.

Los contenidos de los distintos alcaloides en los brotes, las hojas sin desplegar (7 días de edad) y las hojas desplegadas (semana 5) se muestran en la Tabla 7.3[216]. Gráficamente, la evolución de los contenidos puede apreciarse en la Figura 7.4259.

Las hojas enrolladas contenían la mayor cantidad de cocaína (0,75%) de todas las hojas analizadas. La mayor concentración en las hojas desenrolladas se obtuvo en la semana 8 (0,62%, ver Figura 7.4). El nivel de cocaína fluctuó entre las semanas 5 a 9, después de lo cual disminuyó gradualmente hasta la caída de la hoja, momento en que era de 0,39%.

La concentración de metilecgonina fue menor que el de cocaína durante la vida de la hoja excepto en la fase en que estuvo enrollada. Entre las semanas 2 y 26 su valor varió hasta el mínimo alcanzado cuando la hoja cayó (0,32%). El patrón de la evolución de este alcaloide fue similar al de la cocaína. Por metabolismo, metilecgonina puede formarse a partir de tropinona o convertirse en cocaína.

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Figura 7.4. Variación de los contenidos de alcaloides con la edad de las hojas de E. coca

(Fuente: Johnson y Emche, 1994. Modificada)

                                                                                                                                                 

259

JOHNSON, E.L.; EMCHE, S.D. “Variation of alkaloid …”. Págs. 648-649.

La higrina alcanzó su máxima concentración durante la semana 5 en las hojas desenrolladas (ver Figura 7.4). De las semanas 7 a 36 el contenido descendió hasta 0,20% al final de la vida de las hojas. La higrina se puede metabolizar a tropinona, tropina y, finalmente, escopolamina.

Las concentraciones de tropinona y tropococaína fueron las que menos fluctuaron a lo largo de la vida de las hojas (ver Figura 7.4). Esto podría indicar que dichos alcaloides fueran estables desde el punto de vista del metabolismo durante todo ese tiempo, pero cabe otra interpretación. El mayor contenido se concentró en las hojas enrolladas (7 días de vida), disminuyendo después de la semana 1 con pequeñas variaciones (ver Figura 7.4); este hecho, alternativamente, podría interpretarse que representaba un rápido metabolismo y/o interconversión[217] en la propia hoja. Los autores no se decantaron por ninguna de las dos opciones.

La trans-cinamilcocaína se presentaba en mucha mayor cantidad en las hojas enrolladas que en las más viejas (ver Figura 7.4). Por su parte, el contenido en cis-cinamilcocaína era menor en las hojas enrolladas y más abundante en las más viejas desplegadas. Durante las semanas 16 a 23 la concentración de cis-cinamilcocaína fue superior al de la cocaína, hecho éste divulgado por primera vez. Los valores de ambas cinamilcocaínas fluctuaron de la semana 8 a la 23. En la semana 31 la cantidad de trans-cinamilcocaína superó a la de todos los alcaloides medidos en las hojas desplegadas, algo que también era novedoso. En aquella época no se conocía el metabolismo de las cinamilcocaínas y, por tanto, los autores ignoraban si trans-cinamilcocaína era transportada de las hojas viejas a las más jóvenes o si era interconvertida en las propias hojas.

Los contenidos de todos los alcaloides en las hojas que permanecieron 24 semanas unidas al tallo experimentaron una disminución similar, excepto las cinamilcocaínas. De las semana 20 a la 36 las hojas comenzaron a mostrar senescencia y su color varió de verde oscuro a dorado y, finalmente, a amarillo (ver Figura 7.2). En la semana 34 ya habían caído varias hojas y las que aún permanecían unidas a los tallos mostraban una gran degradación, con la clorofila remanente dispuesta en el nervio medial y en la base de la hoja.

Como conclusiones de su estudio, Johnson y Emche destacaron lo siguiente:

El mayor contenido de los ocho alcaloides analizados se encontró en las jóvenes hojas enrolladas de 7 días de edad.
Los elevados contenidos de las cinamilcocaínas en las hojas se mantuvieron a medida que éstas crecían.
Los contenidos de tropococaína y tropinona se mantuvieron bajos comparados con los del resto de alcaloides.
Los contenidos en todos los alcaloides, excepto trans-cinamilcocaína, disminuían gradualmente a medida que las hojas envejecían, desconociéndose si este fenómeno se debía a redistribución o interconversión. Este fenómeno comenzaba 14 días después de despuntar los brotes.
Considerando los modelos de los ocho alcaloides monitorizados, en las hojas tenía lugar el metabolismo activo de los alcaloides, que comenzaba en las incipientes hojas enrolladas y continuaba hasta su caída.
Los modelos de acumulación de los ocho alcaloides deberían permitir conocer el momento de su máxima concentración en las hojas.
Investigaciones futuras deberían estudiar en detalle el metabolismo de los ocho alcaloides considerados.

7.2.2. Contenido y distribución de los alcaloides en la hoja de E. coca

En un trabajo de 1979, Yuossefi et al mostraron los patrones de distribución de cocaína y cinamilcocaína en diferentes plantas de E. coca concluyendo que las hojas eran la parte de la planta más rica en cocaína, que las hojas presentaban una amplia gama de contenidos en dicho alcaloide, que los márgenes de las hojas, en relación con la cocaína contenían menos cinamilcocaínas que el centro de las mismas, y que el peciolo y los nervios de las hojas contenían relativamente más cinamilcocaína que sus márgenes.

Basándose en la irregular distribución de la cocaína en las hojas, Johnson[218] emprendió una nueva y detallada investigación, cuyos resultados publicó en 1995, con el objetivo de caracterizar las concentraciones y distribución de los mismos ocho alcaloides con los que trabajó en 1994, es decir, cocaína, cis y trans-cinamilcocaína, higrina, tropinona, metilecgonina, cuscohidrina y tropococaína , en las hojas de E. coca var. coca.

Para realizar un análisis completo de la superficie de las hojas, Johnson las dividió transversalmente en cuatro secciones (peciolo, base, media y anterior, Figura 7.5[219]).

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Figura 7.5. División de la hoja de coca en secciones y subsecciones (Fuente: derecha, Johnson, 1995; izquierda, Mariani, 1896. Modificadas)

Las tres últimas fueron diseñadas para que cada una ocupara, aproximadamente, un tercio de la hoja. Además se dividieron longitudinalmente en tres subsecciones, la primera una banda de 2 mm alrededor del borde de la hoja; la segunda, el área entre la anterior y el falso nervio medial, y la tercera, el área entre el citado falso nervio y el verdadero en el centro de la hoja.

El tejido de las hojas, de una edad madura (35 a 70 días) fue muestreado de acuerdo con la citada división zonal, repitiéndose los ensayos tres veces. Los resultados medios obtenidos, para cada alcaloide, sección y subsección se muestran en 3D en la Figura 7.6[220] que proporciona una visión de la distribución espacial de los alcaloides en toda la superficie de la hoja.

En el peciolo el alcaloide más abundante era la trans-cinamilcocaína (0,24%), seguido por orden decreciente de cuscohigrina, higrina, metilecgonina, cocaína, cis-cinamilcocaína, tropococaína y tropinona. Estos resultados medios pueden consultarse en la Figura 7.7[221].

Figura 7.6. Distribución zonal de contenidos de alcaloides en las hojas de coca

(Fuente: Johnson, 1995. Modificada)

En lo que respecta a las cinamilcocaínas, la concentración de la forma trans en el peciolo superaba a la de la hoja completa.

Higrina fue el tercer alcaloide más abundante en la hoja de coca. Dentro de ella la concentración en la banda marginal era la más rica (0,32%) mientras que las más pobres eran la zona entre el falso y el verdadero nervio medial y el peciolo que contenían 0,25% y 0,11% respectivamente.

Tropinona fue el alcaloide más escaso (0,004%) y el que más regularmente estaba distribuido en toda la hoja. En el peciolo la concentración era superior, el 0,11%.

Metilecgonina fue otro de los alcaloides más frecuente en las hojas. Su concentración era más alta en la banda periférica y en el falso nervio medial, donde alcanzaba el 0,46% y el 0,43% respectivamente. La concentración en el peciolo tenía valores similares a los de higrina y cocaína.

Cuscohigrina y tropococaína presentaron contenidos similares en sus respectivas subsecciones, valiendo 0,16% y 0,04% en ellas.

Cocaína era el principal alcaloide de las hojas siendo su concentración más elevada en la banda periférica (0,48%) y en la subsección entre ésta y el falso nervio medial (0,45%), y menor en la banda restante entre el falso y el verdadero nervio medial, en el centro de la hoja (0,41%). Debe hacerse notar que los contenidos de metilecgonina y cocaína eran similares en sus respectivas secciones de la hoja y en el peciolo también descendían a la cuarta parte.

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Figura 7.7. Contenido medio de alcaloides en peciolos y hojas de coca desenrolladas

(Fuente: Johnson, 1995. Modificada)

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En resumen, cocaína, metilecgonina e higrina presentaban sus mayores concentraciones en la banda marginal de la hoja, y las menores en la banda central, mientras que trans-cinamilcocaína era más abundante en el peciolo de la hoja. Cis-cinamilcocaína, cuscohigrina, tropinona y tropococaína tenían una distribución bastante regular en la hoja.

7.3. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y DE LA INTENSIDAD LUMÍNICA EN LA PRODUCCIÓN DE HOJA Y DE COCAÍNA

Las variedades de coca más importantes, E. coca var. coca y E. novogranatense var.

novogranatense crecen en ambientes cálidos a temperaturas medias que varían, según los distintos

autores, entre 19º y 25ºC. Se sabía que el crecimiento de ambas se retrasaba cuando se cultivaban por debajo de 10ºC o por encima de 35ºC. En 1996 poco se conocía de la respuesta de estas especies a la temperatura y menos al efecto que sobre ellas ejercía la mayor o menor luminosidad. Cierto que E. coca var. coca crecía en el sotobosque, a media sombra, mientras que E. novogranatense var. novogranatense lo hacía a pleno sol. Tampoco era conocido si las condiciones ambientales influían en el contenido en cocaína de las hojas. Plowman, en 1981, opinaba que este factor dependía tanto de las características genéticas como de las condiciones de crecimiento de las plantas. De hecho encontró distintos contenidos de cocaína en dos variedades de E. coca que habían crecido en ambientes similares pero nada dijo sobre si las variedades requerían condiciones ambientales similares para el óptimo desarrollo de las hojas, ni tampoco sobre si las condiciones que favorecían el crecimiento de la hoja mejoraban su contenido en ellas. Téngase presente que los datos publicados sobre este parámetro en plantas cultivadas al natural y en invernaderos variaban entre 0,13 y 1,05 % para E. coca var. coca y entre 0,17 y 0,93% para E. novogranatense var. novogranatense, cantidades expresadas en ambos caso en porcentajes medidos en pesos de hoja seca.

Ante esta indefinición Acock y colaboradores[222] estudiaron el problema y presentaron sus resultados en 1996. En concreto su objetivo fue cuantificar los efectos de la temperatura y de la luz, expresada en densidad de flujo de fotones fotosintéticos266 (PPFD, en inglés), en el crecimiento de la hoja de coca y en su contenido en cocaína de las especies E. coca var. coca y E. novogranatense var. novogranatense.

Para ello tomaron plantas de 12 meses cultivadas a partir de semillas, que replantaron en invernaderos iluminados artificialmente según un procedimiento estándar. El cultivo se produjo en condiciones iguales para todas ellas, con tierra, humedad, riego y abonos normalizados. El experimento se realizó en Beltville, Maryland (EE.UU), situado a 39ºN de latitud.

En una primera fase, los pequeños arbustos de coca fueron plantados en invernaderos con ambientes controlados, en los que se sometieron a fotoperiodos de 12 horas con temperaturas diurnas/nocturnas de 20/15, 25/21, 30/26 y 35/31ºC y PPFD de 155, 250 y 400 μmol·m-2 ·s-1 durante 53 días, después de los cuales se recolectaron las hojas, se secaron y se determinaron los contenidos en cocaína. Por tanto, las primeras hojas se recogieron cuando las plantas tenían una edad de 13,5 meses.

En una posterior segunda fase, las temperaturas de los invernaderos se mantuvieron constantes durante las 24 horas del día con valores de 19, 23 y 27ºC. Las plantas crecieron así durante 180 días, recolectándose seguidamente. En este caso, las plantas tenían una edad de 19,5 meses en el momento de recoger las hojas.

Se cultivaron 9 plantas de cada especie para cada combinación temperatura/PPFD. Los resultados obtenidos en la primera cosecha fueron los siguientes:

Las temperaturas óptimas de cultivo que produjeron mayor cantidad de hoja seca fueron 26,2ºC para E. coca var. coca y de 27,0ºC para E. novogranatense var. novogranatense (Figura 7.8A)267.

267

La temperatura afectó a la cantidad de cocaína en las hojas siendo máxima a 24ºC para E. coca var. coca y a 25ºC para E. novogranatense var. novogranatense (ver Figura 7.8B).

La cantidad de cocaína producida por planta depende de la masa foliar y de la concentración de cocaína en las hojas. Los especímenes de E. coca var. coca tenían mayor concentración de cocaína en las hojas (ver Figura 7.8B) pero los de E. novogranatense var. novogranatense eran vegetativamente más vigorosas (ver Figura 7.8A). La combinación de ambos factores resultó en un contenido de cocaína por planta que no fue significativamente distinto para ninguna temperatura (ver Figura 7.8C).

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Figura 7.8. Resultados cultivos Erythroxylum para distintas temperaturas (fase 1)

(Fuente: Acock et al, 1996. Modificada)

La temperatura óptima para la producción de cocaína por planta era aquella que producía más masa foliar. Esta producción dependía más de dicha masa foliar que de la concentración de cocaína en las hojas.
Las plantas de ambas variedades que crecieron con una PPFD entre 250 y 400 μmol·m-2·s-1 proporcionaron mayor peso de hoja seca que las que lo hicieron con PPFD 155 μmol·m-2·s-1 (Tabla

7.4)268.

En ambas especies no se han encontrado diferencias significativas en el peso de hoja seca con PPFD de 250 y 400 μmol·m-2·s-1.
Las plantas de E. coca var. coca produjeron bastante menos masa foliar que las de E. novogranatense var. novogranatense para cualquier valor de PPFD.
Cuando se comparan las masas foliares de las dos especies en las temperaturas y PPFD más favorables para cada una de ellas (30/26ºC y 250 μmol·m-2·s-1 para E. coca var. coca y 30/26ºC y 400 μmol·m-2·s-1 para E. novogranatense var. novogranatense), ésta última produjo un 29,5% más.

                                           

268

En las condiciones menos favorables para las dos especies (20/16ºC y 155 μmol·m-2·s-1 para ambas), E. novogranatense var. novogranatense produjo un 118% más, demostrándose que esta especie es la más vigorosa de las dos.

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ELEMENTO MEDIDO/ESPECIE DE COCA

PPFD

(μmol·m-2·s-1)

155

250

400

PESO SECO DE HOJA (g/planta)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

2,51

3,93

4,33

5,48

4,14

5,61

CONCENTRACIÓN COCAINA (mg/100 mg hoja seca)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

0,71

0,68

0,80

0,60

0,74

0,67

CONTENIDO COCAÍNA (mg/planta)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

17,81

27,67

34,81

31,91

30,68

37,11

Tabla 7.4. Efecto de la intensidad lumínica en el peso de hoja seca y la concentración de cocaína. Plantas de 13,5 meses de edad. Temperatura media 28ºC. Cada valor es una media de 9 observaciones

(Fuente: Acock et al, 1996. Modificada)

La concentración de cocaína en las hojas no fue afectada por la iluminación (valores similares para los tres rangos de PPFD, ver Tabla 7.4).

Los resultados de la segunda cosecha se indican a continuación:

Para un PPFD de 400 μmol·m-2·s-1, el peso de hoja seca de las plantas que crecieron a 23ºC o 27ºC fue superior que el de las que lo hicieron a 19ºC, para ambas especies (Tabla 7.5)269.

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ELEMENTO MEDIDO/ESPECIE DE COCA

TEMPERATURA

DIARIA

MEDIA (ºC)

19

23

27

PESO SECO DE HOJA (g/planta)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

3,44

12,79

10,90

18,42

14,98

20,95

CONCENTRACIÓN COCAINA (mg/100 mg hoja seca)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

1,22

0,86

0,87

0,86

0,80

0,88

CONTENIDO COCAÍNA (mg/planta)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

43,0

107,9

92,1

157,4

120,8

179,6

Tabla 7.5. Efecto de la temperatura en el peso de hoja seca y la concentración de cocaína. Plantas de 19,5 meses de edad. PPFD 400 μmol·m-2·s-1. Cada valor es una media de 5 observaciones

(Fuente: Acock et al, 1996. Modificada)

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La cantidad de hoja seca de E. novogranatense var. novogranatense) fue siempre superior a la de E. coca var. coca, para todas las temperaturas.
La concentración de cocaína en la hoja de las plantas de E. novogranatense var. novogranatense que crecieron a 400 μmol·m-2·s-1 no fue afectada por la temperatura.
La concentración de cocaína en la hoja de las plantas de E. coca var. coca que crecieron a 400 μmol·m-2·s-1 fue superior a 19ºC que a 23 y 27ºC.
El contenido en cocaína por planta en E. novogranatense var. novogranatense fue mayor que en E. coca var. coca. La razón es que la concentración de cocaína en las hojas fue similar en ambas especies, salvo para ésta última a 19ºC, y la primera produjo más masa foliar.

                                           

269

E. novogranatense var. novogranatense produjo más masa foliar con valores de PPFD comprendidos entre 250 y 400 μmol·m-2·s-1 que con 155 μmol·m-2·s-1 cerca de la temperatura óptima de 27ºC.

E. coca var. coca apenas incrementó la masa foliar hasta que PPFD aumentó a 400 μmol·m-2·s-1, a 27ºC (Tabla 7.6)[223].
El contenido en cocaína de las hojas de ambas especies apenas fue afectado por la iluminación por debajo de 400 μmol·m-2·s-1, a 27ºC.
La diferencia en el contenido de cocaína por planta en diversas condiciones de PPFD para E. novogranatense var. novogranatense se debió a la mayor masa foliar.

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ELEMENTO MEDIDO/ESPECIE DE COCA

PPFD

(μmol·m-2·s-1)

155

250

400

PESO SECO DE HOJA (g/planta)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

8,07

10,72

11,08

18,69

14,98

20,95

CONCENTRACIÓN COCAINA (mg/100 mg hoja seca)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

0,78

1,01

0,89

0,89

0,80

0,88

CONTENIDO COCAÍNA (mg/planta)

E. coca var. coca

E. novogranatense var. novogranatense

65,0

101,3

103,1

166.1

120,8

179,6

Tabla 7.6. Efecto de la intensidad lumínica en el peso de hoja seca y la concentración de cocaína. Plantas de 19,5 meses de edad. Temperatura media 27ºC. Cada valor es una media de 5 observaciones (Fuente: Acock et al, 1996. Modificada)

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Comparando las concentraciones de cocaína en las hojas entre la primera y la segunda cosecha puede decirse lo siguiente:

Era mayor en las plantas de 19,5 meses de edad que en las de 13,5 meses, especialmente para E. novogranatense var. novogranatense. Para E. coca var. coca este efecto era mayor a una temperatura de 18ºC (Tabla 7.7)[224].

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ESPECIE DE COCA

TEMPERATURA DIARIA MEDIA (Cosecha 1/Cosecha 2)

18/19ºC

23/23ºC

28/27ºC

E. coca var. coca

Cosecha 1

Cosecha 2

0,73

1,22

0,84

0,87

0,74

0,80

E. novogranatense var. novogranatense

Cosecha 1

Cosecha 2

0,43

0,86

0,49

0,86

0,67

0,88

Tabla 7.7. Contenido medio en cocaína (mg/100 mg hoja seca). PPFD 400 μmol·m-2·s-1

(Fuente: Acock et al, 1996. Modificada)

La diferencia en la concentración de cocaína en las hojas podía deberse a la edad de la hoja en el momento de la recolección. En la primera, la edad calculada de las hojas fue de 19 días, mientras que en la segunda aumentó a 52 días.
Es posible que algunas diferencias en el contenido en cocaína de las hojas que se atribuyeron a la temperatura o al tipo de especie pudieran deberse indirectamente a la edad de las hojas recogidas.

Las hojas más jóvenes tendían a tener un menor contenido de cocaína.

Para identificar cualquier efecto directo de la temperatura, la luz y el tipo de especie en la concentración de cocaína en las hojas era necesario examinar dicha concentración en hojas de la misma edad.

Como conclusiones, Acock y colaboradores destacaron las siguientes:

La temperatura óptima para la producción de hoja en ambas especies era aproximadamente de una media diaria de 27ºC.
La masa foliar de E. coca var. coca no disminuía con el valor de PPFD (la luminosidad) de 400 a 155 μmol·m-2·s-1 tan dramáticamente como lo hacía E. novogranatense var. novogranatense, apoyando el hecho de que la primera estaba adaptada a la sombra mientras que la segunda medraba mejor en ambientes más luminosos.
La concentración de coca en las hojas no estaba afectada por un PPFD ≤ 400 a 155 μmol·m-2·s-1.
El efecto de la temperatura en dicha concentración fue variable, cambiando de una cosecha a la siguiente para ambas especies.
La producción de cocaína por planta era, principalmente, función de la masa foliar. Las condiciones ambientales que estimulaban el crecimiento de las hojas redundaban en mayores producciones de cocaína.
El efecto de la temperatura, el PPFD y el tipo de especie en la concentración de cocaína de la hoja podía ser directo o ser resultado de las diferencias de edad media de las hojas de la planta.

7.4. INFLUENCIA DEL pH EN LA ACUMULACIÓN DE BIOMASA Y CONTENIDO DE ALCALOIDES EN LAS PLANTAS DE COCA

Las variedades E. coca var.coca y E. novogranatense var. novogranatense se han cultivado en Sudamérica en ambientes muy distintos. La primera crece en los valles húmedos tropicales de los Andes orientales, desde Ecuador hasta Bolivia. Por el contrario, la segunda está bien adaptada a las regiones secas y ha sido cultivada en los valles áridos inter andinos de Colombia y a lo largo de su costa caribeña, aunque también crece perfectamente en los Andes colombianos a altitudes de 1.000 a 1.800 m.

La acidez/basicidad (pH) de los suelos en estas áreas varía. Donde medra E. coca var.coca el pH es de 3,5 a 4,5, mientras que E. novogranatense var. novogranatense crece en terrenos en los que el pH está comprendido entre 4,5 y 7,5.

Los efectos de la acidez del suelo en el crecimiento de las plantas son bien conocidos. Los suelos húmicos tropicales, en su estado natural, son generalmente ácidos, con pH<5. Los factores que limitan el crecimiento vegetal en los suelos húmicos son diversos, como el reducido pH, la deficiencia de P, Ca y Mg, y la toxicidad de Al y Mn. Sin embargo, hasta que Johnson y Foy decidieron estudiar el asunto y publicar sus resultados en 1996[225], poco se había investigado sobre el crecimiento de cualquiera de las cuatro variedades de coca cultivada en suelos ácidos de la región andina de Bolivia, Colombia y Perú. Para ello, dichos autores cultivaron en invernadero especímenes de E. coca var.coca y E. novogranatense var. novogranatense en terrenos con pH variable comprendido entre 3,5 y 7,0 para determinar los modelos de acumulación de biomasa (hojas, tallos y raíces). Utilizaron 189 plantones de 12 meses de edad, obtenidos directamente de semilla, que replantaron en diversos tipos de suelos tratados con ácido sulfúrico y carbonato cálcico para obtener una amplia gama de pH. De esta forma, se elaboraron mezclas de cultivo con pH de 3,5; 4,7 (el suelo original), 5,0; 5,5; 6,0; 6,5 y 7,0. Una planta de cada grupo de pH se conservó en el terreno original como referencia de control. Las de ambas variedades de coca se dejaron crecer en estos suelos durante 10 meses en condiciones de cultivo y pH controladas, siendo abonadas de forma idéntica con fertilizante N-P-K de larga duración, que apenas modificó la acidez de los distintos suelos. Ninguna planta padeció síntomas de clorosis ni necrosis de las hojas, salvo las que se cultivaron con pH extremos. Las plantas se defoliaron a los 10 meses (con 22 meses de edad) y, posteriormente, otras dos veces, a los 23 y 24 meses de edad[226]. Los pesos de la biomasa (hojas, tallos y raíces) se determinaron en tres plantas elegidas al azar de cada tipo de suelo y pH una vez secos. Después de cada cosecha se midió la acidez del suelo. Los alcaloides fueron determinados mediante el análisis de las hojas cosechadas de las plantas elegidas aleatoriamente.

7.4.1. Biomasa y pH

La Tabla 7.8[227] muestra los cambios del pH del suelo durante el crecimiento y desarrollo de las dos variedades de coca. Cada valor es la media del pH del suelo de las 3 plantas cosechadas en cada cosecha por intervalo de pH. Es de destacar la pequeña variación de la acidez de los suelos que solo se incrementó muy ligeramente desde el día del trasplante (día 7) hasta el momento en que tuvieron lugar las posteriores cosechas, 10, 11 y 12 meses después.

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Tabla 7.8. Cambios de pH durante el crecimiento de la coca (Fuente: Johnson y Foy, 1996. Modificada)

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El tamaño medio de las plantas en el momento de su trasplante era de 21 cm. La primera fase del crecimiento de las plantas ocurrió 20 días después del trasplante. Cuatro meses después del mismo, las plantas de E. coca var. coca cultivadas a pH 3,5-6,0 presentaron una larga fase de desarrollo (altura 28 cm) mientras que las cultivadas entre pH 6,5-7,0 apenas crecieron (altura 23

cm). Las primeras crecieron permanentemente incrementando su biomasa hasta el momento de la última cosecha.

Los ejemplares de E. novogranatense var. novogranatense trasplantados en suelos de pH 4,7-6,0 también experimentaron una larga fase de crecimiento. Por el contrario, las cultivadas en suelos de pH 3,5; 6,5 y 7,0 padecieron un importante retraso del mismo.

En lo que se refiere a las plantas que crecieron en pH más extremos, cabe decir lo siguiente. Las de la variedad E. coca var. coca cultivada a pH 6,5 incrementaron gradualmente su biomasa; sin embargo, el 45% de ellas padeció clorosis y murió antes de la tercera cosecha; las que sobrevivieron experimentaron síntomas similares a los de carencia de hierro que, normalmente, se presentaban en suelos alcalinos, aunque también podían ser inducidos por el aluminio en suelos ácidos. Por tanto, parecía que E. coca var. coca se ajustaba a un modelo de planta calcífuga[228], que toleraba el aluminio en suelos ácidos y no asimilaba el hierro, tanto más cuanto se incrementaba el pH. De acuerdo con ello, el crecimiento de E. coca var. coca fue reducido con valores de pH>6,0. Este hecho fue confirmado por los resultados obtenidos con pH 7,0 ya que las plantas permanecieron casi siempre en la fase de subdesarrollo. A este pH, E. coca var. coca perdió biomasa aérea y subterránea comparada con las que crecían con pH 3,5-6,0 (Figura 7.9)[229]. Es más, en la primera cosecha, el 55% de las plantas cultivada a pH 7,0 había muerto y las que no, padecían clorosis.

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Figura 7.9. Efectos del pH del suelo en la coca (Fuente: Johnson y Foy, 1996. Modificada)

Por su parte, los especímenes de E. novogranatense var. novogranatense que crecieron en suelos de pH 3,5; 6,5 y 7,0 tuvieron los mismos síntomas que los de E. coca var. coca cultivados a pH 7,0 y la misma carencia de biomasa (ver Figura 7.9). Por su comportamiento E. novogranatense var. novogranatense podría aproximarse al modelo de calcicol[230], que era aparentemente afectado de forma negativa por la presencia de aluminio a pH 3,5 pero asimilaba mejor el hierro que E. coca var. coca cuando el pH aumentaba a 6,0. Sin embargo, cuando se consideraba la acumulación de biomasa tanto en una como en otra variedad a pH 6,5-7,0, E. novogranatense var. novogranatense era la más adaptable de las dos a terrenos de elevado pH (ver Figura 7.9).

Por consiguiente, puesto que hubo pérdida de biomasa de las partes aéreas y subterráneas a pH 6,5 para E. coca var. coca y 3,5; 6,5 y 7,0 para E. novogranatense var. novogranatense, puede considerarse que estos pH eran extremos y considerados inadecuados y desaconsejables para el desarrollo de dichas variedades.

La acumulación de biomasa por encima y por debajo del suelo para E. coca var. coca fue óptima a pH 3,5 (ver Figura 7.9). Si el valor medio de los terrenos donde se cultiva esta variedad en Bolivia y Perú era de 4,85 y 5,15 respectivamente, resultaba que se estaba perdiendo producción en aquellos terrenos cuyo pH superase 3,5.

En conclusión:

El crecimiento óptimo para E. coca var. coca ocurría cuando el pH del suelo era de 3,5, y para E. novogranatense var. novogranatense en el intervalo pH 4,7-6,0.
Los pH extremos, inadecuados para el cultivo de coca, eran de ≥ 6,5 para E. coca var. coca y 3,5 ≥ pH ≥ 6,5.

7.4.2. Alcaloides y pH

Los resultados que Johnson y Foy obtuvieron en los análisis de ocho alcaloides de las hojas de E. coca var. coca y de E. novogranatense var. novogranatense se muestran en las Tablas 7.9, 7.10 y 7.11[231]. En ellas figuran las concentraciones medidas a los 22, 23 y 24 meses de edad de las plantas en función del pH del terreno de cultivo.

En las dos primeras cosechas de hojas (a los 22 y 23 meses) los autores evaluaron los contenidos de alcaloides de dichas variedades con objeto de determinar si el pH del suelo afectaba a sus concentraciones antes del tiempo habitual en que, en los casos reales, se recogía la primera cosecha en las plantaciones. Esto ocurría normalmente a los dos años (24 meses) de ser plantada la coca in situ y era un dato desconocido hasta entonces. La citada Tabla 7.9 muestra que para E. coca var. coca el contenido de cocaína variaba de 0,69% (pH 3,5) a 0,79% (pH 6,5). Sin embargo, a pH 7,0 la cantidad de cocaína se reducía drásticamente hasta el 0,14%. No obstante, la riqueza en este alcaloide a pH 6,5 era más alta que la equivalente a pH 3,5 e igual que a pH 4,7, el del terreno natural. Considerando que estos pH eran los que proporcionaban más biomasa (ver Figura 7.9) y que ésta disminuía sensiblemente a pH 6,5, la producción de cocaína por planta cultivada a dicho pH 6,5 se reducía un 45% a pesar de que el contenido de cocaína era aparente normal en E. coca var. coca (ver Tabla 7.9, Figura 7.9).

En las hojas de E. novogranatense var. novogranatense también se aprecia un elevado contenido de cocaína en suelos de pH 3,5 (0,43%) mientras que el promedio a los pH 4,7-7,0 era inferior E. novogranatense var. novogranatense, el 0,32% (ver Tabla 7.9).

Las elevadas concentraciones de cocaína en las hojas de E. coca var. coca (pH 6,5) y E.

novogranatense var. novogranatense (pH 3,5; 6,5; 7,0) fueron atribuidos por los autores al estrés de las plantas provocado por los pH extremos del terreno de cultivo, demostrado porque la biomasa de hojas de ambas variedades a esos pH era muy baja, síntoma de sus malos desarrollos (ver Figura 7.9).

Un aspecto a tener en cuenta, ya advertido por los autores, es que los alcaloide detectados en su estudio en las hojas tanto de E. coca var. coca como de E. novogranatense var. novogranatense lo fueron de plantas nuevas. Por ello debe tenerse cuidado cuando se comparen estos valores con los datos existentes pues serían equivalentes a los obtenidos en plantaciones nuevas más que con los provenientes de plantas más viejas que se habían defoliado previamente. Los autores alertan de esto ya que ellos no dispusieron de los datos de las cosechas de las plantas consideradas en su estudio que pudieran haberse hecho después de los 24 meses de duración del mismo.

De hecho, las concentraciones de cocaína medidas en este estudio en las hojas de E.

novogranatense var. novogranatense, excepto en los pH extremos, fue menor que el reportado por Plowman y Riviewr (0,77%) y se aproxima al promedio de Holmstedt el al (0,46%). Estos investigadores ya apuntaron que estas diferencias podían deberse a la edad de la planta y a la época de la cosecha. Los alcaloides determinados en el trabajo de Johnson y Foy fueron a partir de plantas nuevas, quizás más pobres en cocaína que las más viejas o las que hayan sido cosechadas varias veces.

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Tabla 7.9. Contenido de alcaloides en función del pH (22 meses) (Fuente: Autor con datos de Johnson y Foy, 1996)

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Tabla 7.10. Contenido de alcaloides en función del pH (23 meses)

(Fuente: Autor con datos de Johnson y Foy, 1996)

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Tabla 7.11. Contenido de alcaloides en función del pH (24 meses)

(Fuente: Autor con datos de Johnson y Foy, 1996)

La Figura 7.10[232] muestra cómo el pH del suelo afecta al contenido de cocaína y a la cantidad total de alcaloides en las hojas de las dos variedades correspondientes a una sola planta; por ello, los datos informan sobre la cantidad de cocaína y alcaloides totales que podrían predecirse para una planta individual (de ambas variedades de coca) que crecieran en terrenos con el pH indicado.

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Figura 7.10. Efecto del pH en el contenido de cocaína por planta de coca

(Fuente: Johnson y Foy, 1996. Modificada)

Los valores que se indican en la mencionada figura fueron calculados para plantas individuales a cada nivel de pH, más que como promedio. La razón de este proceder fue la pérdida de plantas experimentada en los suelos de pH extremo, mortandad que ya se ha comentado.

El modelo representativo de la acumulación de cocaína en las hojas de E. coca var. coca y de E. novogranatense var. novogranatense que crecieron a pH extremos (≥ 6,5 y ≤ 3,5 y > 6,5 respectivamente), varió de la primera a la segunda cosecha (ver Tablas 7.9 y 7.10), de forma que la cocaína medida en E. coca var. coca cultivada a pH 7,0 comparada con los valores más bajos de pH, se multiplicó por un factor 3,6, mientras que solo por un factor 1,5 en E. novogranatense var. novogranatense. Los contenidos de cocaína a los pH indicados fueron los más elevados en el estudio de Johnson y Foy y mostraron ser sensibles al suelo alcalino.

En lo relativo a otros alcaloides medidos durante la primera y segunda cosecha de E. coca var. coca a pH 3,5, la concentración de metilecgonina, que puede metabolizarse a cocaína, solo excedió la de ésta en la primera cosecha. Sin embargo, a pH 5,5 y 6,0, en los que la biomasa de la planta no pareció modificarse (ver Figura 7.9), el contenido en metilecgonina resultó inferior (con una excepción, ver Tabla 7.10, pH 7,0) que en los pH extremos (pH 6,5 y 7,0, ver Tablas 7.9, 7.10 y 7.11, Figura 7.9). Los autores reconocieron que desconocían si la disminución de metilecgonina detectada a pH 5,5 y 6,0 se debió a una alteración y/o a la conversión en cocaína. Lo que sí observaron en esos valores de pH fue el incremento de metilecgonina entre los pH 6,5 y 7,0 (ver Tabla 7.9). Por otra parte, el contenido de este alcaloide en E. novogranatense var. novogranatense fue más variable en la segunda cosecha que en la primera y tercera (Tablas 7.9, 7.10 y 7.11) pero, aun así, fue el más abundante en las hojas de la citada variedad.

Los contenidos en trans y cis-cinamilcocaína en E. novogranatense var. novogranatense superaban a los de equivalentes en E. coca var. coca en todos los niveles de pH, lo que coincidía con los resultados reportados por otros investigadores. De las dos, trans-cinamilcocaína fue la predominante en ambas variedades.

Del resto de alcaloides analizados, cuscohigrina, tropinona y tropocaína fueron los más escasos, tanto en E. coca var. coca como en E. novogranatense var. novogranatense, con la particularidad de que tropinona no fue detectada muchos casos. Higrina fue el alcaloide más abundante en las hojas de E. coca var. coca en la primera cosecha, en cantidad similar a las previamente reportadas excepto en suelos de pH 4,7; 5,5 y 6,0. El contenido en higrina en las hojas de E. novogranatense var. novogranatense en la primera cosecha fue más variable que el medido en las dos variedades durante la segunda y tercera defoliación.

Como conclusiones, Johnson y Foy resaltaron las siguientes:

El incremento de alcaloides a pH extremos parecía deberse al estrés de las plantas.
El contenido en cocaína en E. coca var. coca cultivada a pH 4,7-6,0 era independiente de la biomasa de hojas.
La cocaína fue el alcaloide más abundante en las hojas de E. coca var. coca mientras que la metilecgonina y las cinamilcocaínas lo fueron en las hojas de E. novogranatense var. novogranatense.

7.5. EFECTOS DEL NITRÓGENO EN LA PRODUCCIÓN DE COCA

Un curioso estudio enfocado a determinar un método para predecir la importancia de la cosecha de coca a partir del contenido en nitrógeno (N) en las plantas fue realizado por Acock y Johnson[233] en 1998. Más en detalle, el estudio examina cómo afecta la disponibilidad de N al estatus[234] de dicho elemento en varias partes de la planta y en los componentes de la cosecha.

El estatus del N en los tejidos vegetales puede describirse de varias formas. La más sencilla es la concentración de N en esos tejidos. Otros indicadores son la demanda282 y el estrés283 de N, que informan sobre el N contenido respecto de la capacidad máxima de absorción.

Como las hojas tienen elevados contenidos de N comparados con otros tejidos de las plantas, la fertilidad parece jugar un papel básico en la variabilidad de la producción foliar, y puede también afectar a la concentración de cocaína. Muchos investigadores han observado una fuerte relación entre la concentración de N y su rendimiento fotosintético. Si los efectos del N en la producción se medían por medio de las variaciones del valor N asimilado o de la superficie fotosintética activa, entonces la disponibilidad de N tendría un impacto particularmente relevante en el desarrollo y producción de cosecha foliar.

En conclusión, variando los niveles de disponibilidad de N para la planta, era posible inducir en ella condiciones que permitieran:

Determinar el rango de variación de la concentración de N en los tejidos de la planta.
Definir la concentración, la demanda y el estrés de N en función de la disponibilidad de N.
Determinar qué componentes de la producción de coca eran más sensibles a la disponibilidad de N y describir cambios en dichos componentes en función de ella.
Comprobar la hipótesis de que el estatus de N en el tejido de la planta podía emplearse como indicador para predecir la producción de coca de la correspondiente cosecha.

La prueba realizada por Acock y Johnson consistió en someter a ocho plantas de coca de 14 meses de edad a un cultivo en condiciones óptimas de temperatura (25±2ºC), luz, agua y pH (4), en invernadero, alimentándolas con cuatro soluciones nutritivas. Las plantas fueron defoliadas al comienzo de la prueba y fertilizadas con una solución que contenía 25, 50, 100 ó 200 mg de N/litro. Estas soluciones, además, llevaban incorporadas cantidades fijas de P, K, Ca y Mg. Después de 100 días de crecimiento, todas las plantas volvieron a ser defoliadas. Aleatoriamente se eligieron tres plantas de cada tratamiento para ser cosechadas a muerte procesando sus restos. De ellas se midieron:

Número de puntos de crecimiento de la planta[235].
Número de hojas jóvenes y viejas por punto de crecimiento (Figura 7.11)[236][237].
Superficie y peso seco de las hojas jóvenes y viejas.
Peso seco de tallos y raíces.

Las raíces fueron divididas en primarias, secundarias y terciarias basándose en su posición y diámetro.

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Figura 7.11. Puntos de crecimiento en tallo de E. novogranatense

(Fuente: Johansson, 2014. Modificada)

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Tras efectuar las mediciones y análisis correspondientes, se obtuvieron los siguientes resultados:

La concentración de N en la planta de coca variaba de 1,7 a 4,0% en las hojas, 1,1 a 2,3% en los tallos y 0,8 a 2,2% en las raíces, lo que indica que el tejido de las hojas era el que más acumulaba.
La mayor o menor disponibilidad de N no afectó a las concentraciones de N en los tallos y raíces primarias, pero sí en el resto de partes de las plantas.
La media de las diferencias en el estrés de N en los tejidos de las plantas variaba de 0,45 a 0,67. Las hojas viejas tenían menos estrés que las nuevas.
La demanda de N fue mayor en los brotes, especialmente en las hojas jóvenes.
La demanda de N en las hojas viejas fue más sensible a la disponibilidad de N.
El número total de puntos de crecimiento de la planta se incrementaba con la disponibilidad de N, lo que sugería que elevados valores de ésta conducían a una mayor demanda de N por la planta, y que altas concentraciones de N disponible podían no solo aumentar la capacidad de asimilación de las hojas existentes sino también estimular la creación de otras nuevas.
El número y tamaño de las hojas jóvenes observadas en los puntos de crecimiento no se modificaron por el tratamiento con N, pero los correspondientes a las hojas viejas se incrementaron linealmente con la aplicación de N.
En las hojas jóvenes se apreció una notable disminución lineal del área foliar específica (SLA)[238] a medida que crecía la disponibilidad de N. Las hojas viejas no fueron afectadas por la citada disponibilidad de N.
Las concentraciones de cocaína en las hojas no fueron modificadas por el tratamiento con N.
El peso seco de las hojas evolucionó de forma lineal con la disponibilidad de N, pero el de tallos y raíces no fue afectado significativamente.
El incremento de materia seca en las hojas a medida que aumentaba la disponibilidad de N provino de los tallos, pero no de las raíces.
La relación entre la concentración de N y la actividad fotosintética indica que había una notable relación entre el estatus de N y la producción de hojas. La Figura 7.12[239] muestra los resultados de utilizar la concentración, el estrés y la demanda de N en hojas viejas a fin de estimar la producción foliar. Entre aquellas y ésta existe una cierta correlación (r=0,58), pero la capacidad de predecir la mayor o menor importancia de las cosechas de hoja resultó ser muy reducida a la vista de la gran variabilidad de la producción foliar con los distintos estatus de N (ver Figura 7.12).

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Figura 7.12. Relación entre la producción de hoja y varios estrés de N de hojas viejas de coca

(Fuente: Acock y Johnson, 1998. Modificada)

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A modo de resumen y conclusiones de la investigación de Acock y Johnson cabe señalar lo siguiente:

El estatus de N de todos los tejidos estudiados fue afectado por la disponibilidad de N, excepto los tallos y raíces principales.
Los cambios en los componentes de la planta ligados a la producción de coca, en relación con la disponibilidad de N, ordenados de mayor a menor importancia, fueron:

· El número de puntos de crecimiento por planta.

· El número de hojas por punto de crecimiento.

  · La proporción de hojas viejas en los puntos de crecimiento.   · El tamaño de las hojas viejas.

La disponibilidad de N afectó al área foliar específica de las hojas jóvenes, pero la concentración de cocaína en las hojas no varió.
El estatus de N en las hojas estaba relacionado con la producción de hojas pero la correlación era demasiado variable para poder predecir con acierto la importancia de la cosecha.

7.6. ESTIMACIÓN DE LA MASA FOLIAR DE LOS ARBUSTOS DE COCA Y DE SU PRODUCCIÓN DE HOJA

La estimación de la producción foliar de los arbustos de coca también ha sido objeto de estudio por parte de Acock y otros investigadores. Un primer trabajo, publicado en 1994288, tuvo su continuidad en otro más completo realizado en los años siguientes y editado en 1998289.

El objetivo de estos estudios era estimar la producción de hoja de coca, es decir, la masa foliar, de arbustos mediante modelos matemáticos, en distintos hábitats. Si en 1994 se hacía hincapié en el método del análisis de la copa (PCA), en 1998 se le comparaba con un segundo método, el de submuestreo290 de la copa (CSS).

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Figura 7.13. Hojas jóvenes de coca sobre un tallo (Fuente: Biolib. Modificada)

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La producción de un arbusto de coca se podía estimar midiendo su copa justo antes de la cosecha. Había varios métodos para hacerlo pero, cuanto más exacto era, más difícil resultaba su aplicación. Las medida más precisa de la producción foliar se calculaba defoliando la planta, secando las hojas recogidas y pesándolas, pero el método era muy laborioso. Para agilizar el proceso se habían diseñado métodos alternativos; Acock y colaboradores pusieron su atención en dos de ellos.