Caupí

El caupí ( Vigna unguiculata ) es una leguminosa herbácea anual del género Vigna . Puede ser erecta, semierecta ( rastrera ) o trepadora . Presenta una gran diversidad morfológica , con amplias variaciones en el tamaño, la forma y la estructura de la planta. Se reconocen cuatro subespecies, tres de las cuales se cultivan.

Su tolerancia a los suelos arenosos y a las escasas precipitaciones la han convertido en un cultivo importante en las regiones semiáridas de África y Asia . Fue domesticada en África ^{[ 4 ]} y es uno de los cultivos más antiguos que se cultivan. Probablemente, un segundo evento de domesticación tuvo lugar en Asia, antes de que se extendiera a Europa y América.

La mayor parte del caupí se cultiva en el continente africano, particularmente en Nigeria y Níger , que representan el 66% de la producción mundial. Una estimación de 1997 sugiere que el caupí se cultiva en 12,5 millones de hectáreas (31 millones de acres) de tierra, tiene una producción mundial de 3 millones de toneladas y es consumido diariamente por 200 millones de personas. ^{[ 5 ]} La infestación de insectos es una limitación importante para la producción de caupí, causando a veces más del 90% de pérdida en el rendimiento. ^{[ 6 ]} El barrenador de la vaina de la leguminosa Maruca vitrata es la principal plaga previa a la cosecha del caupí y el gorgojo del caupí Callosobruchus maculatus la principal plaga posterior a la cosecha. Requiere muy pocos insumos, ya que los nódulos de la raíz de la planta son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico , lo que lo convierte en un cultivo valioso para los agricultores con escasos recursos y muy adecuado para el cultivo intercalado con otros cultivos.

Este cultivo se cultiva principalmente por sus semillas, ricas en proteínas , aunque también se pueden consumir las hojas y las vainas inmaduras. Las semillas se suelen cocinar para preparar guisos y currys, o se muelen para hacer harina o pasta. La planta entera también se utiliza como forraje para animales, y es probable que su uso como alimento para el ganado sea el responsable de su nombre.

Se encuentra una gran diversidad morfológica dentro del cultivo, y las condiciones de crecimiento y las preferencias de los productores para cada variedad varían de una región a otra. ^{[ 7 ]} Sin embargo, como la planta es principalmente autopolinizadora , su diversidad genética dentro de las variedades es relativamente baja. ^{[ 8 ]} Los frijoles carita pueden ser bajos y arbustivos (tan bajos como 20 cm u 8 pulgadas ) o comportarse como una enredadera trepando a soportes o arrastrándose por el suelo (hasta una altura de 2 m o 6 pies 7 pulgadas ). ^{[ 9 ] [ 10 ]} La raíz principal puede penetrar hasta una profundidad de 2,4 m (7 pies 10 pulgadas) después de ocho semanas. ^{[ 11 ]}        

El tamaño y la forma de las hojas varían mucho, lo que hace que esta sea una característica importante para clasificar y distinguir las variedades de caupí. ^{[ 12 ]} Otra característica distintiva del caupí son los largos pedúnculos de 20 a 50 cm (8 a 20 pulgadas) , que sostienen las flores y las vainas de semillas. Un pedúnculo puede sostener cuatro o más vainas de semillas. ^{[ 11 ]} El color de las flores varía a través de diferentes tonalidades de púrpura, rosa, amarillo, blanco y azul. ^{[ 10 ]}  

Las semillas y las vainas de los caupíes silvestres son muy pequeñas, ^{[ 11 ]} mientras que las variedades cultivadas pueden tener vainas de entre 10 y 110 cm (4 y 43 pulgadas) de largo. ^{[ 13 ]} Una vaina puede contener de seis a trece semillas que suelen tener forma de riñón, aunque las semillas se vuelven más esféricas cuanto más confinadas están dentro de la vaina. ^{[ 9 ] [ 11 ]} Su textura y color son muy diversos. Pueden tener una cubierta lisa o rugosa y ser moteadas, jaspeadas o con manchas. Los colores incluyen blanco, crema, verde, rojo, marrón y negro, o diversas combinaciones. ^{[ 11 ]}  

Vigna unguiculata es un miembro del género Vigna (guisantes y frijoles). Unguiculata es latín para "con una pequeña garra", lo que refleja los pequeños tallos en los pétalos de la flor. ^{[ 14 ]} Los nombres comunes para los guisantes de vaca cultivados incluyen guisante de ojo negro, ^{[ 15 ]} guisante del sur, ^{[ 16 ]} niebe ^{[ 17 ]} (alternativamente ñebbe), ^{[ 18 ]} y guisante crowder. ^{[ 19 ]} Todos los guisantes de vaca cultivados se encuentran dentro de la clasificación universalmente aceptada de la subespecie V.  unguiculata unguiculata , que luego se divide comúnmente en cuatro grupos de cultivares : unguiculata , biflora , sesquipedalis y textilis. ^{[ 7 ] [ 20 ]} La clasificación de los parientes silvestres dentro de V.  unguiculata es más complicada, con más de 20 nombres diferentes que se han usado y entre 3 y 10 subgrupos descritos. ^{[ 7 ] [ 21 ]} Los subgrupos originales de stenophylla , dekindtiana y tenuis parecen ser comunes en todos los tratamientos taxonómicos, mientras que las variaciones pubescens y protractor fueron elevadas al nivel de subespecie por una caracterización de 1993. ^{[ 7 ] [ 22 ]}

La primera referencia escrita de la palabra «caupí» apareció en 1798 en los Estados Unidos. ^{[ 14 ]} El nombre probablemente se adquirió debido a su uso como forraje para las vacas. ^{[ 23 ]} El guisante de ojo negro, un nombre común utilizado para el grupo de cultivares unguiculata , describe la presencia de una mancha negra distintiva en el hilo de la semilla. Los guisantes de ojo negro se introdujeron por primera vez en los estados del sur de los Estados Unidos y algunas variedades tempranas tenían los guisantes muy juntos en sus vainas, lo que dio origen a los otros nombres comunes de guisante sureño y guisante crowder. ^{[ 14 ]}

La subespecie sesquipedalis llegó a Estados Unidos a través de Asia. Se caracteriza por tener vainas inusualmente largas, lo que da origen a su nombre en latín ( sesquipedalis significa "pie y medio de largo") y a los nombres comunes de judía de metro, judía espárrago y judía larga china. ^{[ 24 ]}

En comparación con la mayoría de los demás cultivos importantes, se sabe poco sobre la domesticación , dispersión e historia del cultivo del caupí. ^{[ 25 ]} Aunque no hay evidencia arqueológica del cultivo temprano del caupí, el centro de diversidad del caupí cultivado es África Occidental, lo que llevó a un consenso temprano de que este es el probable centro de origen y lugar de domesticación temprana. ^{[ 26 ]} Nuevas investigaciones que utilizan marcadores moleculares han sugerido que la domesticación pudo haber ocurrido en África Oriental y actualmente ambas teorías tienen el mismo peso. ^{[ 25 ]} Datos arqueobotánicos recientes de África Oriental han indicado que el caupí no se extendió como un paquete de cultivo único y uniforme. Los datos de este estudio mostraron que su integración se produjo en múltiples oleadas con poblaciones migrantes. ^{[ 27 ]}

Aunque la fecha de inicio de su cultivo puede ser incierta, todavía se considera uno de los cultivos domesticados más antiguos. ^{[ 28 ]} Restos de caupí carbonizado de refugios rocosos en el centro de Ghana se han datado en el segundo milenio a . C. ^{[ 29 ]} Se cree que en el 2300 a. C., el caupí llegó al sudeste asiático, donde pudieron haber ocurrido eventos de domesticación secundarios. ^{[ 20 ]} Desde allí viajaron hacia el norte hasta el Mediterráneo, donde fueron utilizados por los griegos y los romanos. ^{[ 30 ]} Las primeras referencias escritas al caupí datan del 300 a. C. y probablemente llegaron a América Central y del Norte durante el comercio de esclavos entre los siglos XVII y principios del XIX. ^{[ 20 ] [ 26 ]}

El caupí prospera en condiciones secas y pobres, creciendo bien en suelos con hasta un 85 % de arena. ^{[ 31 ]} Esto lo convierte en un cultivo particularmente importante en regiones áridas y semidesérticas donde no crecen muchos otros cultivos. Además de ser una fuente importante de alimento para los humanos en regiones pobres y áridas, el cultivo también puede usarse como forraje para el ganado. ^{[ 32 ]} Su capacidad de fijación de nitrógeno significa que, además de funcionar como cultivo único, el caupí puede intercalarse eficazmente con sorgo , mijo , maíz , yuca o algodón . ^{[ 33 ]}

La temperatura óptima para el crecimiento del caupí es de 30 °C (86 °F) , por lo que solo está disponible como cultivo de verano en la mayor parte del mundo. Crece mejor en regiones con una precipitación anual de entre 400 y 700 mm (16 y 28 pulgadas) . Los suelos ideales son arenosos y tolera mejor los suelos infértiles y ácidos que la mayoría de los demás cultivos. Generalmente, se siembran 133 000 semillas por hectárea (54 000/acre) para las variedades erectas y 60 000 por hectárea (24 000/acre) para las variedades trepadoras y rastreras. Las semillas se pueden cosechar después de unos 100 días o la planta entera se puede usar como forraje después de unos 120 días. Las hojas se pueden recolectar a partir de las 4 semanas después de la siembra. ^{[ 34 ]}    

Estas características, junto con sus bajos requerimientos de fertilización , hacen del caupí un cultivo ideal para los agricultores con escasos recursos que viven en la región del Sahel en África Occidental. Las variedades de maduración temprana de este cultivo pueden prosperar en el clima semiárido , donde las precipitaciones suelen ser inferiores a 500 mm (20 pulgadas) . El momento de la siembra es crucial, ya que la planta debe madurar durante las lluvias estacionales. ^{[ 35 ]} El cultivo se suele intercalar con mijo perla , y se seleccionan plantas que proporcionan tanto alimento como forraje en lugar de las variedades más especializadas. ^{[ 36 ]}  

El almacenamiento de las semillas puede ser problemático en África debido a la posible infestación por plagas poscosecha. Los métodos tradicionales para proteger el grano almacenado incluyen el uso de las propiedades insecticidas de los extractos de neem , la mezcla del grano con ceniza o arena, el uso de aceites vegetales, la combinación de ceniza y aceite en una solución jabonosa o el tratamiento de las vainas de caupí con humo o calor. ^{[ 37 ]} Los métodos más modernos incluyen el almacenamiento en recipientes herméticos, el uso de irradiación gamma o el calentamiento o la congelación de las semillas. ^{[ 38 ]} Las temperaturas de 60 °C (140 °F) matan las larvas del gorgojo, lo que ha llevado a un impulso reciente para desarrollar formas económicas de calentamiento solar que puedan usarse para tratar el grano almacenado. ^{[ 39 ]} Uno de los desarrollos más recientes es el uso de un sistema de doble bolsa reutilizable y económico (llamado PICS ) que asfixia a los gorgojos del caupí. ^{[ 40 ]}  

Plagas y enfermedades

Los insectos son un factor importante en los bajos rendimientos de los cultivos de caupí africano, y afectan a cada componente tisular y etapa de desarrollo de la planta. En infestaciones graves, la presión de los insectos es responsable de más del 90% de pérdida en el rendimiento. ^{[ 6 ]} El barrenador de la vaina de la leguminosa, Maruca vitrata , es la principal plaga previa a la cosecha del caupí. ^{[ 41 ]} Otras plagas importantes incluyen chinches chupadoras de vainas , trips , pulgones , gorgojo del caupí y escarabajos posteriores a la cosecha Callosobruchus maculatus y Callosobruchus chinensis . ^{[ 6 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]}

M. vitrata causa el mayor daño al caupí en crecimiento debido a su amplio rango de hospedadores y distribución cosmopolita . ^{[ 46 ]} Causa daños a los botones florales, flores y vainas de la planta, con infestaciones que resultan en una pérdida de rendimiento del 20 al 88 %. ^{[ 46 ]} Si bien el insecto puede causar daños en todas las etapas de crecimiento, la mayor parte del daño ocurre durante la floración. ^{[ 46 ]} El control biológico ha tenido un éxito limitado, por lo que la mayoría de los métodos preventivos se basan en el uso de agroquímicos . Se ha desarrollado caupí genéticamente modificado para expresar la proteína cry de Bacillus thuringiensis , que es tóxica para las especies de lepidópteros , incluida la maruca. ^{[ 47 ]} El caupí BT se comercializó en Nigeria en 2019. ^{[ 48 ]}

Las infestaciones severas de C. maculatus pueden afectar al 100% de los guisantes almacenados y causar pérdidas de hasta el 60% en pocos meses. ^{[ 49 ] [ 50 ]} El gorgojo generalmente entra en la vaina del caupí a través de agujeros antes de la cosecha y deposita los huevos en la semilla seca. ^{[ 51 ]} Las larvas se abren camino hacia la semilla, alimentándose del endospermo . El gorgojo se desarrolla hasta convertirse en un adulto sexualmente maduro dentro de la semilla. ^{[ 52 ]} Un solo brúquido puede poner de 20 a 40 huevos, y en condiciones óptimas, cada huevo puede desarrollarse hasta convertirse en un adulto reproductivamente activo en 3 semanas. ^{[ 53 ]} Los métodos de protección más comunes implican el uso de insecticidas, siendo los principales plaguicidas utilizados los carbamatos , los piretroides sintéticos y los organofosforados . ^{[ 54 ]}

El caupí es susceptible a enfermedades causadas por nematodos , hongos, bacterias y virus, lo que puede resultar en una pérdida sustancial en el rendimiento. ^{[ 55 ]} Las enfermedades comunes incluyen tizón , pudrición de la raíz, marchitamiento, oídio , nudo de la raíz, roya y mancha foliar . ^{[ 56 ]} La planta es susceptible a los virus del mosaico , que causan la aparición de un patrón de mosaico verde en las hojas. ^{[ 56 ]} El virus del mosaico del caupí (CPMV), descubierto en 1959, se ha convertido en una herramienta de investigación útil. ^{[ 57 ]} El CPMV es estable y fácil de propagar a un alto rendimiento, lo que lo hace útil en el desarrollo de vectores y sistemas de expresión de proteínas . ^{[ 57 ]} Una de las defensas de la planta contra algunos ataques de insectos es el inhibidor de tripsina del caupí (CpTI). ^{[ 58 ]} El CpTI se ha insertado transgénicamente en otros cultivos como un disuasivo de plagas . ^{[ 59 ]} CpTI es el único gen obtenido fuera de B. thuringiensis que se ha insertado en un cultivo genéticamente modificado disponible comercialmente. ^{[ 60 ]}

Además de los estreses bióticos, el caupí también enfrenta varios desafíos en diferentes partes del mundo, como la sequía, el calor y el frío. ^{[ 61 ]} La sequía reduce la tasa de crecimiento y desarrollo, lo que en última instancia reduce el rendimiento, aunque el caupí se considera más tolerante a la sequía que la mayoría de los demás cultivos. ^{[ 62 ]} La sequía en la etapa de prefloración en el caupí puede reducir el potencial de rendimiento en 360  kg/ha. ^{[ 63 ]} Los parientes silvestres de los cultivos son la fuente principal de material genético, que puede aprovecharse para mejorar la tolerancia biótica/abiótica en los cultivos. ^{[ 64 ]} El Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA), Nigeria y el Instituto de Medio Ambiente e Investigaciones Agrícolas buscan aprovechar la diversidad genética de los caupíes silvestres y transferirla a los cultivares para hacerlos más tolerantes a diferentes estreses y adaptables al cambio climático. ^{[ 65 ]}

La mayor parte del caupí se cultiva en el continente africano, particularmente en Nigeria y Níger, que representan el 66% de la producción mundial de caupí. ^{[ 67 ]} La región del Sahel también incluye otros productores importantes como Burkina Faso , Ghana , Senegal y Malí . Níger es el principal exportador de caupí y Nigeria el principal importador. Es difícil obtener cifras exactas para la producción de caupí, ya que no es un cultivo de exportación importante. Estimar la producción mundial de caupí es bastante difícil, ya que generalmente se cultiva en mezcla con otros cultivos, pero según una estimación de 1997, el caupí se cultivó en 12,5 millones de hectáreas (31 millones de acres) y tuvo una producción mundial de 3 millones de toneladas métricas (3.000.000 de toneladas largas; 3.300.000 de toneladas cortas) . ^{[ 5 ]} Si bien desempeñan un papel fundamental en la agricultura de subsistencia y como forraje para el ganado, el caupí también es considerado un importante cultivo comercial por los agricultores de África Central y Occidental, con un estimado de 200 millones de personas que lo consumen diariamente. ^{[ 68 ]} 

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura , en 2012, el rendimiento promedio de caupí en África Occidental se estimó en 483 kilogramos por hectárea (431 lb/acre) ^{[ 67 ]} , lo que aún representa un 50% menos que el rendimiento potencial estimado. ^{[ 69 ]} En algunos métodos de cultivo tradicionales, el rendimiento puede ser tan bajo como 100 kilogramos por hectárea (89 lb/acre) ^{[ 10 ]} .  

Fuera de África, las principales zonas de producción son Asia, Centroamérica y Sudamérica . Brasil es el segundo mayor productor mundial de semillas de caupí, con el 17% de la producción anual, aunque la mayor parte se consume dentro del país. ^{[ 4 ]}

Las semillas de caupí proporcionan una rica fuente de proteínas y energía alimentaria , así como minerales y vitaminas. ^{[ 72 ]} Esto complementa la dieta basada principalmente en cereales en los países que cultivan caupí como cultivo alimenticio principal. ^{[ 73 ]} Una semilla puede contener un 25 % de proteína y tiene un contenido de grasa muy bajo. ^{[ 74 ]} El almidón de caupí se digiere más lentamente que el almidón de los cereales, lo cual es más beneficioso para la salud humana. ^{[ 72 ]} El grano es una rica fuente de ácido fólico , una vitamina importante que ayuda a prevenir defectos del tubo neural en los bebés nonatos. ^{[ 75 ]}

El caupí se ha denominado a menudo "carne del pobre" debido a los altos niveles de proteína que se encuentran en las semillas y las hojas. ^{[ 76 ]} Sin embargo, contiene algunos elementos antinutricionales , en particular ácido fítico e inhibidores de proteasa , que reducen el valor nutricional del cultivo. ^{[ 72 ]} Se utilizan métodos como la fermentación, el remojo, la germinación, el descascarillado y la esterilización en autoclave para combatir las propiedades antinutricionales del caupí aumentando la biodisponibilidad de los nutrientes dentro del cultivo. ^{[ 77 ]} Aunque se han realizado pocas investigaciones sobre el valor nutricional de las hojas y las vainas inmaduras, lo que se sabe sugiere que las hojas tienen un valor nutricional similar al de la hierba mora y las hojas de batata , mientras que las vainas verdes tienen menos factores antinutricionales que las semillas secas. ^{[ 72 ]}

Los frijoles carita se cultivan principalmente por sus vainas comestibles, aunque también se pueden consumir las hojas, las semillas verdes y las vainas, lo que significa que el frijol carita se puede usar como fuente de alimento antes de que se cosechen los frijoles secos. ^{[ 78 ]} Al igual que otras legumbres , los frijoles carita se cocinan para hacerlos comestibles, generalmente hirviéndolos. ^{[ 76 ]} Los frijoles carita se pueden preparar en guisos, sopas, purés, cazuelas y curries. ^{[ 79 ] [ 80 ]} También se pueden procesar en pasta o harina. ^{[ 72 ]} Los frijoles largos chinos se pueden comer crudos o cocidos, pero como se encharcan fácilmente, generalmente se saltean, se sofríen o se fríen en aceite abundante. ^{[ 81 ]}

Un refrigerio común en África es el koki o moin-moin , donde los frijoles carita se machacan hasta formar una pasta, se mezclan con especias y se cuecen al vapor en hojas de plátano. ^{[ 82 ]} Las albóndigas de frijoles carita dan wake son comunes en el norte de Nigeria y sus alrededores. ^{[ 83 ]} También usan la pasta de frijoles carita como complemento en la fórmula infantil cuando destetan a los bebés de la leche. ^{[ 84 ]} Los esclavos traídos a América y las Indias Occidentales cocinaban los frijoles carita de manera muy similar a como lo hacían en África, aunque muchas personas en el sur de Estados Unidos consideraban que los frijoles carita no eran aptos para el consumo humano. ^{[ 85 ]} Un plato popular era el Hoppin' John , que contenía frijoles carita cocidos con arroz y sazonados con cerdo. Con el tiempo, los frijoles carita se volvieron más universalmente aceptados y ahora el Hoppin' John se considera un plato tradicional del sur que se sirve ritualmente el día de Año Nuevo. ^{[ 86 ]}

• Investigación sobre el caupí en el Instituto Internacional de Agricultura Tropical (IITA)
• Red para el Mejoramiento Genético del Caupí para Todos (NGICA)
• Documento de consenso sobre consideraciones de composición para nuevas variedades de caupí (Vigna unguiculata): nutrientes clave para alimentos y piensos, antinutrientes y otros componentes, Serie de la OCDE sobre la seguridad de los nuevos alimentos y piensos n.º 30
• Adam D. Steinbrenner, María Muñoz-Amatriaín, Antonio F. Chaparro, Jessica Montserrat Aguilar-Venegas, Sassoum Lo, Satohiro Okuda, Gaetan Glauser, Julien Dongiovanni, Da Shi, Marlo Hall, Daniel Crubaugh, Nicholas Holton, Cyril Zipfel, Ruben Abagyan, Ted CJ Turlings, Timothy J. Close, Alisa Huffaker y Eric A. Schmelz: "Una proteína similar a un receptor media las respuestas inmunes de las plantas a los patrones moleculares asociados a los herbívoros" . En: PNAS. 23 de noviembre de 2020. doi:10.1073/pnas.2018415117 . Ver también:

• Carly Cassella: La saliva de las orugas hambrientas alerta a las plantas de caupí para que activen sus defensas . En: Science ^Alert . 5 de diciembre de 2020.

• Vigna unguiculata en plantas de África occidental: una guía fotográfica.