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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULDAD DE CIENCIAS Caracteres epidérmicos de la lámina foliar de Llavea cordifolia Lag. T É S I S QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: BIÓLOGA P R E S E N T A: MARIBEL PANIAGUA IBAÑEZ DIRECTORA DE TÉSIS: M. EN C. AURORA ZLOTNIK ESPINOSA 2005 FACULDAD DE CIENCIAS UNAM UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. ¡'lI/lhl .1 .I! '1-. "\1 I t I ',,1. ACT. MAURICIO AGUlLAR GONZÁLEZ J efe de la División de Estudios Profesionales de la Facultad de Ciencias Presente Comunicamos a usted que hemos revisado el trabajo escrito: Ca rae teres epidérmi cos de la lámina foliar de Llavea cordifolia Lag . realizado por Maribel Paniagua Ibañez con número de cuenta 094 31 3 8 7 - 3 , quien cubrió los créditos de la carrera de: B i o lo q í a Dicho trabajo cuenta con nuestro voto aprobatorio. Director de Tesis Propietario Propietario Propietario Suplente Suplente Atentamente M, en C . Auro r a Zlotnik Espinosa DA.t mYa Lto fnJ,,:: Ora , Guillerm~na Murguía Sánchez 1~l~..'J ""? . M. en C . Ro,enda Margar,ta Ponee Salazar ~~~~ M. en C . Rubén Castellanos Ramírez ~~, Ora , Marcela Esperanza Aguilar Morales ~:~~~;;;;s.' Consejo Depa rtamental de Biología . Juan Manuel ROdríguez Chávez AGRADECIMIENTOS A DIOS POR DARME LA OPORTUNIDAD DE VIVIR Y CUMPLIR ESTA META A la Máxima Casa de Estudios, UNAM, por permitir que formara parte de su matricula estudiantil y por aportar los servicios necesarios para mi formación académica. Mi más profundo agradecimiento a mi directora de tesis: M. en C. Aurora Zlotnik, por su infinita paciencia, apoyo técnico, académico, económico, personal y moral durante el desarrollo de este trabajo. ¡¡No encuentro las palabras para agradecer tanta confianza!! M. en C. Margarita Ponce, Dra. Guillermina Murguía, Dra. Marcela Aguilar y M. en C. Rubén Castellanos por aceptar ser parte del sínodo, así como por sus comentarios y correcciones a este trabajo, los cuales dieron más sustento a la tesis. ¡Gracias por todo! Ana Isabel Bieler Antolín, Bióloga y Maestra en fotografía del Laboratorio de Microcine de la Facultad de Ciencias, UNAM, por la ayuda otorgada para obtener las fotografías que ilustran este trabajo. A mis Abues: María Luisa Sánchez López por las platicas tan amenas todas las mañanas, los licuados energéticos y sus palabras de aliento “Arriba y Adelante” pero sobre todo por el gran amor de madre que me ha dado sin condición. La quiero tanto que no alcanzaría el papel para decirle cuanto. Aurelio Ibañez Durán por instarme a no olvidar mis obligaciones y ser parte de los motivos principales para concluir con esto; ser “Bioloca” como solía decirme. Lo extraño tanto, dejó un vacío muy grande pero sé que desde el cielo está cuidándome. A mis Padres: Lucila Ibañez Sánchez y José Antonio Paniagua por el apoyo económico durante el inicio de mi carrera. Finalmente he concluido. A mis Hermanas: Miriam, Rocio y Brenda Yazmín por ser compañeras de una infancia tan bonita, soportar mi histeria y las desveladas de periodos de exámenes. A mis Tíos: Raymundo y Martha por prestarme el equipo de campo; Aurelio y Ofelia por escucharme y por los momentos alegres brindados; Leticia y Jorge por apoyarme a adquirir mi primer libro. Gracias por estar conmigo, creer en mi y apoyarme. A mis Primos: Fernando, Héctor y Mildred por su cariño y confianza. Espero de todo corazón que ustedes también lo logren. A mis Sobrinos: Daniela Jazmín y Erik Daniel por darme la alegría de su existencia y la oportunidad de ser su tía, por el cariño mas inocente que he recibido, por tomar mis cosas sin permiso, por darle alegría a mi vida y ser el motivo principal de mi existencia. Angelitos míos, espero estar cuando me necesiten, los quiero mucho y los amaré por siempre. A mis amigos: Lidia (comadre), Fabiola, Martha, Yohana, Alberto, Mauricio y César por compartir su amistad conmigo durante la prepa y universidad. Gracias por estar dispuestos en cualquier momento aun cuando por razones externas hemos tenido que estar lejos. Aurora Zlotnik, Verónica Juárez, Beatriz Hidalgo, Guadalupe Caballero, Guillermina Murguía, Margarita Santillán, Guadalupe Segura, Susana Valencia, Rocio Esteban, Ana Mendoza, Patricia Mussali, Efraín Tovar, Daniel Navarro, Francisco Sour, Guillermo Ramírez, Federico Jiménez, Othón Alcántara, Carlos Ruiz, Ramiro Cruz, Enrique Ortiz, Raúl Contreras, Zenón Cano, Iván Castellanos, José Luis Villaseñor y Alfredo Saynes. Gracias por ser de una forma u otra parte de mi formación académica, excelentes profesores, creer en mi y sobre todo por ser amigos. A mis Amigas las Víboras: Maricela Maldonado (boa mayor), Iliana Herrera (anaconda sentida) Elisa Cabrera (coralillo divertida). Gracias por compartir conmigo parte de su tiempo y ser mis cómplices en otros pero sobre todo por seguir siendo mis amigas. Ana, Nelly, Violeta, Gabriela, Carmen, Silvia, Talina, Estela, Ileana, Diana, Nadya, Abril, Dense, Gimena, Armando, Daniel, Jorge, Hamleth, Alberto, José Antonio, Ricardo, Arturo, Erick, Luis Antonio, Luis Humberto, Roberto y Julián. Por ser compañeros y amigos de generación, a cada uno de ustedes los aprecio y saben que siempre los voy a recordar como parte importante en mi vida. Patty Mussali, Hannah y Efraín Tovar gracias por darme la oportunidad de ser amigos, creer en mi, darme ánimos de seguir y ver la vida con más tranquilidad pero sin caer en la mediocridad, gracias de verdad por todo su apoyo moral, ético, económico y académico. ¡Los quiero mucho y espero estar siempre que me necesiten! Mauricio Mora a quien agradezco el haberme ofrecido infinidad de veces su espalda tan grande para ayudarme a cargar con todos mis problemas, sus hombros para llorar mi desesperación, sus manos para tomarme de ellas y caminar segura, su fuerza para continuar con esta meta, pero sobre todo por el gran amor que me ofrece día a día y cumplir nuestro sueño!!! TQMMM. ÍNDICE Resumen....................................................................... 1 Introducción................................................................... 2 Antecedentes................................................................. 5 Objetivos......................................................................... 39 Materiales y Método....................................................... 40 Resultados...................................................................... 45 Discusión........................................................................ 49 Conclusiones.................................................................. 55 Anexo: Glosario de Términos......................................... 56 Bibliografía citada........................................................... 63 1 Resumen El presente trabajo, que trata sobre algunas características anatómicas de Llavea cordifolia Lag., pretende ser de utilidad para estudios posteriores relacionados con anatomía de helechos. Llavea cordifolia fue descritapor Lagasca en 1816 Gen. Sp. pl. 33. Es un helecho de hábito herbáceo terrestre y rupícola que se desarrolla en bosques de pinos, encinos y en bosques mesófilos de montaña así como en vegetación secundaria derivada de estos tipos sobre carreteras y caminos pero casi siempre en cañadas húmedas en un rango altitudinal de 900 a 2490 msnm. Es la única especie del género y se distribuye a lo largo de todo el territorio mexicano, parte de Guatemala y Costa Rica; actualmente se le ubica en la familia Pteridaceae. Esta especie ha sido poco estudiada por lo que es escasa la información estructural que sobre ella existe. El objetivo ha sido el de aportar datos sobre la morfología de estomas, índice estomático y morfología de tricomas, para contribuir así a su conocimiento. Se han empleado dos técnicas de estudio: la técnica de réplica y la técnica de disociado mecánico. Los resultados obtenidos indican que son dos los tipos de estomas que se encuentran en la cara abaxial de los foliolos estériles y que existen también en esta cara, en lo que son las células acompañantes de los estomas, tricomas tipo papila. Los tipos de estomas no se ajustan a los descritos con anterioridad para los helechos. Se discute por ello sus particularidades así como el posible significado de la papila de las células acompañantes. Se incluye en glosario de términos. 2 Introducción La Anatomía Vegetal es una de las múltiples disciplinas con que cuenta la Botánica. Actualmente es importante en áreas tales como la Taxonomía, la Ecofisiología y la Farmacognosia, por mencionar sólo algunas, ya que aporta caracteres específicos para la determinación de géneros y especies, datos para establecer el nexo ambiente-estructura-función y elementos para reconocer materiales vegetales de interés económico, respectivamente (Cutter, 1978). Dentro de la Morfología Vegetal, se utilizan términos que nos indican el tipo de estructura que se está estudiando, por ejemplo, macromorfología que es el estudio de caracteres externos y micromorfología que es sinónimo de Anatomía Vegetal (Younken, 1951b; Stace, 1980). El estudio de los tejidos vegetales se realiza de dos formas, de acuerdo a la ubicación que tienen los tejidos y células en la planta, ya sea en endomorfología cuando los tejidos y células se localizan en la parte interna del órgano vegetal y en exomorfología cuando los tejidos y células se localizan en la parte externa del órgano vegetal (incluidos los estomas). Para llevar a cabo dicho estudio es necesario hacer observaciones en el microscopio fotónico y realizar técnicas de tinción que permitan una mejor diferenciación de las estructuras (Stace,1980). Los caracteres epidérmicos son uno de los más importantes caracteres anatómicos de las plantas ya que es por medio de ellos que las plantas pueden regular su reacción ante los factores ambientales (Cutter, 1978); por este motivo, se espera que el presente trabajo genere un mayor interés por realizar más estudios relacionados con anatomía foliar y en particular enfocados a los caracteres epidérmicos de las pteridofitas. Los helechos o pteridofitas son plantas vasculares que durante todo su ciclo de vida nunca llegan a la formación de semilla (Pérez et al.,1995); sin embargo, son las plantas formadoras de esporas más evolucionadas. Los usos de los 3 helechos son muy limitados en el mundo actual; los helechos maduros, en su mayoría, contienen alcaloides o son venenosos, por lo que en su estado juvenil las frondas de unas cuantas especies sólo pueden ser comestibles si se hierven previamente. Sólo algunas especies de helechos como el helecho macho (Dryopteris flix-mas) y el polipodio (Polypodium vulgare), se utilizaron antiguamente en la medicina tradicional. Recientemente, el interés por los helechos como plantas ornamentales ha ido en aumento (Hetwood y Chant, 1984). A diferencia de otras plantas, en éstas se alternan dos fases independientes: esporofito (2n) y gametofito (n). Los helechos pueden habitar ecosistemas acuáticos o terrestres pudiendo llegar a vivir en asociación con otros grupos y formar una comunidad. Otra característica que distingue a los helechos, es la forma que presentan las hojas en estado inmaduro, pues se encuentran circinadas hacia adentro y hasta que maduran se desenrollan en su totalidad; los esporangios se ubican en la cara inferior (dorsal) o en los márgenes de las hojas (Pérez et al.,1995) y la forma de éstos es el criterio principal de clasificación. A diferencia de las plantas con semilla, los helechos no desarrollan crecimiento secundario, por tanto, no poseen ni madera ni corteza (Hetwood y Chant, 1984). A los helechos se les atribuyen propiedades medicinales, ornamentales e incluso como indicadores altitudinales, como es el caso de los helechos himenofiláceos (Pérez et al.,1995). En México, las pteridofitas son parte de todos los tipos de vegetación, por tal motivo la diversidad y abundancia está calculada entre 1000 y 1100 especies que incluyen desde los helechos acuáticos, escandentes, hemiepífitos y epífitos, hasta los terrestres que llegan a alcanzar longitudes que sobrepasan los 10 metros adquiriendo así alturas considerables; un claro ejemplo son los helechos arborescentes de las familias Dicksoniaceae y Cyatheaceae. Los helechos existen hace más de 300 millones de años (los fósiles de helechos se remontan hasta el período Carbonífero) y el grado de sobrevivencia que han conseguido en 4 determinados climas depende principalmente de la capacidad que tienen de adaptación (Pérez et al., 1995; Schooley, 1997). La especie en la que está enfocado este estudio es Llavea cordifolia, descrita por Lagasca en el año de 1816. Gen. Sp. Pl. 33. (http://homepages.caverock.net.nz/~bj/fern/llavea.htm, http://mobot.mobot.org/cgi-bin/search_vast, http://www.geocities.com/fernsiam/main-fern.html, http://www.inibio.ac.cr/bims/ubi/plantas/ubiespejo/ubiid=2582&-find.html). Se distribuye a lo largo de todo el territorio mexicano, parte de Guatemala y Costa Rica. Es la única especie del género. Actualmente se le ubica en la familia Pteridaceae, aun cuando dicha familia presenta problemas taxonómicos. Esto favorece que Llavea cordifolia sea colocada en otras familias según el autor; además, debido a que ha sido muy poco estudiada, la información que existe sobre ella, hasta el momento, es mínima. Es por ello que este trabajo trata de encontrar caracteres epidérmicos para contribuir al conocimiento de la fronda de esta especie que es única dentro de la pteridoflora mexicana. 5 Antecedentes Historia de la Anatomía Vegetal La Anatomía Vegetal estudia la estructura, organización y desarrollo tanto de células como de tejidos vegetales, basándose principalmente en rutinas de microtecnia y en la microscopía de luz para distinguir detalles finos y texturas que son imposibles de ver a simple vista (Younken, 1951a; Jones, 1967; Estrada et al., 1982; Radford et al., 1986; Slayter y Slayter, 1992). Son los anatomistas quienes con su técnica tan acertada demuestran que en diferentes partes de una sola planta, algunos caracteres anatómicos se mantienen constantes, por lo que pueden contribuir a las definiciones taxonómicas no sólo a nivel de especie sino también a nivel de género o incluso de familia. Por ello, actualmente la Anatomía Vegetal es una disciplina que tiene un papel muy importante dentro de los trabajos filogenéticos y sistemáticos, pues se ha reconocido que los resultados obtenidos a partir de técnicas anatómicas son de mayor confianza que aquellos de trabajos realizados con fundamento en técnicas basadas en caracteres exomorfológicos que comúnmente llevaban a cabo diversos investigadores (Van Cotthem, 1973). Fue Robert Hooke (1635-1703) quien fabricó el primer microscopio reconocido y quien utilizando un trozode corcho descubrió la existencia de lo que en la actualidad conocemos como célula, al mismo tiempo que aseguraba una amplificación de imagen del objeto hasta de 30 veces su tamaño real. En 1665 Hooke publicó sus resultados en el libro “Micrografía”. Las observaciones más a detalle se lograron gracias a que Antonio van Leeuwenhoek de 1673 a 1716 perfeccionó las lentes compuestas permitiendo aumentos de hasta 275 veces su tamaño real (Estrada et al., 1982; Bracegirdle, 1986; Fahn, 1990; Aguilar et al., 1996). 6 A principios del siglo XVIII, la micrografía se divide en dos partes: una macroscópica y otra microscópica, en esta última la investigación más antigua es el estudio de las vías de la savia con el uso de colorantes que fue realizada por Sarratat de la Baisse en 1733. El método de los cortes empleado en botánica se obtiene con el micrótomo construido y descrito por George Adams; sin embargo, el primer micrótomo que es verdaderamente útil para esta técnica fue el perfeccionado en el año 1843 por Oschatz (Estrada et al., 1982). La Anatomía Vegetal es una de las disciplinas más antiguas de la Botánica y es a partir de las investigaciones microscópicas de Nehemia Grew que surge lo que ahora se conoce como Anatomía Sistemática, la cual requiere de caracteres anatómicos cuando se pretenden reconocer las relaciones filogenéticas (Metcalfe, 1979; Stace, 1980; Morton, 1981; Radford et al., 1986) y un claro ejemplo son los estudios que respectivamente realizaron Radlkofer (clasificación del género Serjania) y Solereder (libro titulado “Anatomía Sistemática de las Dicotiledóneas”) que proporcionaron las bases suficientes para que otros investigadores continuaran con estudios partiendo de datos anatómicos comparativos (Metcalfe, 1979). A partir de las descripciones realizadas por Grew que son cuidadosas y completamente detalladas en cuanto a ilustración de material botánico se refiere, se confirma que cada especie vegetal tiene por lo menos una estructura particular que le permite ser reconocida y diferenciada del resto (Cutter, 1978; Metcalfe, 1979). En el año 1838 y 1850 Schleiden, von Möhl y Schulze publicaron una serie de trabajos relacionados con pruebas histoquímicas lo que generó el interés entre los botánicos por realizar dichas pruebas. A Hartig se le acredita en 1854 de hacer el proceso de tinción carmín del dominio popular (Bracegirdle, 1986). En América, la Anatomía Vegetal inicia a mediados del siglo pasado, siendo Jeffrey (1866-1952) uno de los pioneros estadounidenses. En la India es P. Maheshwari (1904-1966) quien promueve el estudio de la Anatomía Comparada. 7 En países como Holanda, países escandinavos, Suiza, Japón y lo que se conocía como La Unión Soviética, se realizaron muchos estudios anatómicos en la segunda mitad del siglo XX (Metcalfe, 1979). En lo que respecta a México, actualmente en los centros de investigación de las universidades públicas de México, tales como la UNAM, UAM-Iztapalapa, UACH, Colegio de Posgraduados y otras, hay distintos grupos de estudio que están enfocados a diferentes objetivos relacionados con la Anatomía como la anatomía de semillas, anatomía de madera, etc. Epidermis Este vocablo deriva de las palabras epi, encima, y derma, piel (Esau, 1985). La epidermis es el primer tejido protector o aislante que desarrolla cualquier planta y que recubre externamente el cuerpo vegetal en su estructura primaria (Paniagua et al., 1993) tanto en hojas, tallos y raíces como en partes florales, frutos y semillas (Cutter, 1978; Fahn, 1990; Paniagua et al., 1993). Forma la barrera de relación con el medio externo (Paniagua et al., 1993) y está generalmente compuesta de una cubierta externa (cutícula) y de células epidérmicas que a su vez pueden ser células ordinarias, células guarda o tricomas, que tienen su origen en la protodermis (Salisbury, 1968). En tallos y raíces de los vegetales que poseen crecimiento secundario (dicotiledóneas y gimnospermas), la epidermis es substituida por la peridermis tras el primer año de vida de la planta. La epidermis mejor estudiada es la de las hojas, que está siempre presente, por no desarrollar estos órganos crecimiento secundario (Paniagua et al., 1993). Debido a que la epidermis varía en composición, función, origen y duración es imposible llegar a una definición precisa que englobe todas sus funciones y que se base en un solo criterio (Esau, 1985). 8 Algunas de sus principales funciones son reducir o equilibrar la pérdida tanto de agua como de productos de reserva, pemitir la aireación, minimizar daños mecánicos y restringir la posible infección por esporas de hongos, bacterias y pequeños insectos; esto es debido a que las paredes externas tanto tangenciales como radiales de las células epidérmicas tienen la propiedad de no ser digeridas por estar impregnadas de una sustancia cerosa que es la cutina (Salisbury, 1968; Cutter, 1978; Fahn, 1990; Paniagua et al., 1993; Mauseth, 1998). Su importancia también radica en estar relacionada con la absorción de rayos UV (ultravioleta), ser el factor más importante en el balance de la energía de la hoja y estar involucrada en el ciclo circadiano y fotoperíodo, además de ser la interfase entre la planta y el medio ambiente (Esau, 1977; Mauseth, 1988). De la epidermis se derivan células guarda y células acompañantes, que en conjunto forman el complejo estomático. Existen estructuras epidérmicas accesorias o prolongaciones asociadas a las células epidérmicas, como los tricomas o pelos, que pueden persistir a lo largo de toda la vida de la planta o desprenderse conforme avanza su desarrollo (Esau, 1977, 1985; Cutter, 1978; Metcalfe, 1979; Mauseth, 1988; Rudall, 1994). La epidermis no es un tejido fotosintético pero en algunos helechos, plantas acuáticas y plantas vasculares superiores terrestres las células guarda contienen cloroplastos bien desarrollados (Esau, 1985). La morfología y anatomía de la epidermis varía entre especie y especie llegando a ser lo suficientemente homogénea en un mismo taxón al grado de ser considerada como un caracter de importancia taxonómica en la clasificación a nivel de género y especie (Esau, 1977; Willmer, 1983; Patil y Patil, 1986; Radford et al., 1986; Dele y Pereira, 1988; Jones, 1988; Malik y Bhardwaja, 1992; Rudall, 1994; Willmer y Fricker, 1996). Cabe señalar que la epidermis puede modificar su estructura por la acción de factores ambientales (Cutter, 1978). Ejemplo de ello se encuentra en el trabajo de Mickel y Votava (1971) donde se reportan las 9 diferencias en cuanto a tamaño, frecuencia y posición de estomas, esto bajo diferentes condiciones ecológicas, en 13 especies del género Marsilea. Estomas En griego la palabra estoma significa boca (Esau, 1985). La continuidad de la epidermis es interrumpida por diminutas aberturas que son espacios intercelulares limitados por células especializadas: las células guarda o también llamadas oclusivas, que pueden ser de forma arriñonada o de mancuerna. Por fuera de estas, las células directamente en contacto con ellas suelen modificarse de modo que son estructuralmente distintas del resto de las células epidérmicas (Paniagua et al., 1993); en este caso se les denomina como células anexas, asociadas, acompañantes, subsidiarias o accesorias para distinguirlas de las células no modificadas a las que se llama “células vecinas” (Baranova, 1987). En este trabajo, para evitar confusión con la terminología, se optó por emplear un solo nombre para referirse a cada uno de los tipos de células: células guarda y células acompañantes, respectivamente. Algunos autores consideran como estoma únicamente al complejo formado por las dos células guarda y el ostíolo o poro estomático, que es el orificio que se forma entre estas dos células (Fahn, 1990). Otros consideranque el estoma es el conjunto del poro estomático, las células guarda y las células acompañantes que se suman a su alrededor (Paniagua et al., 1993). Esta última definición es la que se aplica en el presente trabajo, por lo que se utiliza indistintamente el término de “estoma” y “complejo” o “aparato estomático”, que es como algunos otros autores denominan al conjunto de poro estomático, células guarda y células acompañantes (Baranova, 1987). Las células que forman al estoma pueden originarse de dos modos diferentes: origen mesógeno, cuando las células acompañantes se forman de la 10 misma célula precursora que da origen a las células guarda y origen perígeno, cuando las células acompañantes provienen de células protodérmicas diferentes a las que originarán las estomáticas (Paniagua et al., 1993). Esta particularidad, así como la presencia o ausencia de células acompañantes, es lo que ha servido de fundamento para elaborar distintas clasificaciones de los tipos de estomas. Clasificaciones de tipos de estomas Como ya se indicaba, los dos principales criterios para clasificar los tipos de estomas son el morfológico (presencia, forma, arreglo y número de células acompañantes) y el ontogenético (origen de células acompañantes en relación a las células guarda). Sin embargo, durante mucho tiempo, ha existido confusión en torno a ambos tipos de clasificación ya que diversos autores han tratado de combinar ambos criterios en una sola clasificación y tales esfuerzos no han tenido éxito ya que tratar de unirlas y formar un solo esquema conduce a tener clasificaciones más complejas y por lo tanto poco prácticas. A continuación se presentan seis propuestas de clasificación de estomas. • Clasificación de Vesque (1889) Es la primera y más conocida clasificación morfológica de estomas en dicotiledóneas. A la fecha sigue teniendo vigencia ya que es la clasificación más sencilla de aplicar. Es de interés señalar, sin embargo, que esta clasificación está basada en la ontogenia del complejo estomático y es así como establece seis tipos, de los cuales, tres son perígenos (células guarda y células acompañantes que provienen de diferente célula madre) y tres mesógenos (células guarda y células acompañantes que provienen de la misma célula madre); no obstante, debido a la convergencia que tienen durante el desarrollo, sólo cuatro tipos pueden ser distinguidos a nivel morfológico en la madurez: Ranunculáceo: Estoma maduro rodeado por células epidérmicas no diferenciadas del resto (ausencia de células acompañantes). 11 Rubiáceo: Estoma maduro acompañado por un par de células acompañantes paralelas a la abertura estomática. Cariofiláceo: Estoma maduro con un par de células acompañantes con orientación perpendicular en relación a la abertura estomática. Cruciferáceo: Estoma maduro rodeado de tres células donde una de ellas es más pequeña que las otras dos. Los nombres fueron designados con relación a la familia en la cual, de acuerdo a Vesque, son característicos; sin embargo, estos mismos tipos se presentan en otras familias, lo que provoca que los términos sean ambiguos, aun cuando fueron muy usados en farmacología para la identificación de materiales medicinales (Baranova, 1987, 1992). • Clasificación de Florin (1931) Esta clasificación reconoce dos tipos de ontogenia estomática en gimnospermas: Sindetoquéilico: las células guarda y acompañantes proceden de la misma célula madre. Haploquéilico: las células guarda y acompañantes proceden de diferentes células madre. Ambos tipos pueden ser diferenciados en su estructura adulta ya que en el primero dos células acompañantes bordean a las células guarda mientras que en el segundo un número indefinido de células vecinas rodea a las células guarda. Sin embargo, cabe señalar que la presencia de células acompañantes definidas no siempre caracteriza al tipo sindetoquéilico, al igual que su ausencia no necesariamente significa que el estoma es de tipo haploquéilico. De ahí que ambos términos sean poco usados en un sentido ontogenético y que algunos autores mencionan que es mejor no utilizarlos para describir las células relacionadas a los estomas, señalando que en su lugar es preferible que se 12 utilicen los términos de mesógeno y perígeno; ambos términos habían sido propuestos en 1933 por el mismo Florin, quien no les dio uso en sus subsecuentes estudios (Baranova, 1987, 1992). • Clasificación de Metcalfe y Chalk (1950) y sus modificaciones (1983/1987). Esta clasificación incluye cuatro tipos de estomas en dicotiledóneas y se basa principalmente en la topografía y distribución de las células guarda, sin considerar la ontogenia del complejo estomático. Sustituye la terminología propuesta anteriormente por Vesque (1889) y actualmente es aceptada por todo el mundo, convirtiéndose así, en la clasificación más clásica con que se cuenta (Tabla 1). Tabla 1. Cuadro comparativo de teminología propuesta en Baranova, 1987 y 1992. ANTERIOR (VESQUE) (1889) ACTUAL (METCALFE Y CHALK) (1950, 1983-1987) Ranunculáceo Anomocítico Rubiáceo Paracítico Cariofiláceo Diacítico Cruciferáceo Anisocítico Anomocítico: Estoma rodeado por un número limitado de células que son indistinguibles en tamaño y forma del resto que se encuentra en la epidermis. Paracítico: Estoma acompañado a cada lado por una o más células acompañantes paralelas al eje de la abertura estomática y células guarda. Diacítico: Estoma rodeado por un par de células acompañantes, en ángulo respecto al eje de la abertura estomática. Anisocítico: Estoma rodeado por tres células acompañantes de las cuales una se distingue de las otras dos por ser más pequeña. * • ~ . . .... < . ~ . .. 13 • Clasificación ontogenética de Pant (1965). Reconoce tres categorías que se basan en el desarrollo de los estomas y la relación de origen con células vecinas sin considerar la morfología de los estomas adultos. Dos de estas categorías fueron llamadas mesógena y perígena usando los términos que habían sido propuestos por Florin (1931). Pant propuso el término mesoperígeno para el tipo transicional entre mesógeno y perígeno (Fryns- Claessens and Van Cotthem, 1973; Baranova, 1987, 1992). Mesógeno: Células guarda y acompañantes que provienen de la misma célula madre. Perígeno: Células guarda y acompañantes que provienen de diferente célula madre. Mesoperígeno: Algunas células acompañantes provienen de la misma célula madre que da origen a las células guarda y el resto provienen de distinta célula madre. • Clasificación de Van Cotthem (1970). Describe cinco nuevos tipos de estomas con criterio morfológico en helechos (Baranova, 1987, 1992): Hipocítico: Dos células acompañantes en las que el poro estomático está en su pared anticlinal común, ya que por arriba de ellas yacen las células guarda en posición diacítica. Pericítico: Células guarda rodeadas por una sola célula acompañante; no hay unión entre las células guarda y la célula acompañante a través de una pared anticlinal , de ahí que el aspecto es de un “estoma flotante”. Desmocítico: Células guarda rodeadas por una sola célula acompañante; hay unión entre las células guarda y la célula acompañante a través de una pared anticlinal (generalmente de ubicación polar), de ahí que el aspecto es de un “estoma suspendido”. Polocítico: Estoma unido al lado distal (marginopolar) de la célula acompañante única, misma que tiene forma de herradura. 14 Estaurocítico: Estoma rodeado por cuatro (algunas veces por tres o cinco) células acompañantes similares, con paredes anticlinales en posición atravesada con respecto a las células guarda; las células acompañantes están más o menos alargadas radialmente Con esta información, Van Cotthem abre el campo de estudio de los tipos estomáticos propiosde los helechos y, de hecho, en el mismo año (1970) él mismo introduce tres estomatotipos más. Más adelante, complica su clasificación al incorporar más tipos estomáticos así como el criterio ontogenético, de modo que dicha clasificación pierde mucho de su valor práctico. Los tipos morfológicos básicos descritos originalmente por este autor no dejan, sin embargo, de ser valiosos para el análisis de tipos estomáticos en helechos. • Clasificación de Patel (1979). Parte de considerar que en un cierto número de casos los términos existentes no explican la verdadera morfología de un complejo estomático o son ambiguos, de ahí que propone una nueva clasificación y nuevos términos. Reconoce 44 tipos de estomas basados en el número, tamaño, posición y forma de las células acompañantes. Estos tipos a su vez, los agrupa dentro de seis grandes categorías basadas en el número de ciclos de células acompañantes que existen alrededor de los estomas. De cualquier modo, los términos propuestos por Patel, que constan de varias partes de acuerdo a las categorías reconocidas, resultan ser incómodos e inconvenientes en su aplicación, siendo este un claro ejemplo de que los términos de uso generalizado deben ser cambiados con gran cautela y sólo en casos extremos (Baranova, 1987). $ ......................... . . .. . >: ....... :';. 15 Importancia de los estomas Son estructuras epidérmicas que tienen valor taxonómico (Younken, 1951a) ya que permiten hacer diferenciación entre taxa; además, intervienen en procesos fisiológicos tan importantes como la transpiración, en la que permiten la salida de vapor de agua al exterior de la planta (Salisbury, 1994). • Intercambio gaseoso: La epidermis con su cutícula protege a la hoja de la desecación, pero también reduce el intercambio gaseoso a niveles muy bajos. Es a partir de un sistema de poros pequeños o estomas, que se difunden los gases; los estomas son lo suficientemente eficaces para el intercambio de dióxido de carbono, en tanto que a su vez regulan la evaporación. Los poros o estomas, representan no más del 0.1% de la superficie foliar, sin embargo, los gases pueden entrar y salir con gran rapidez. No hay duda de que los gases son capaces de pasar por los estomas, puesto que se produce escaso intercambio gaseoso a través de las superficies foliares carentes de estomas. La mayor parte de la cutícula es relativamente impermeable al oxígeno, dióxido de carbono y agua. En 1900 el fisiólogo inglés F.F. Blackman, y en forma independiente H.T. Brown y F. Escombe, observaron que la difusión de CO2 a través de las hojas estaba en correlación con la presencia y número de estomas. Esto quedó comprobado con el estudio que realizaron Brown y Escombe donde tomando todos los estomas cuando están completamente abiertos; una hoja en fotosíntesis absorbe cerca de 70 veces más CO2 por unidad de área de poros estomáticos (ostíolos) que un plato abierto de N NaOH, que es uno de los absorbentes más fuertes de CO2 que se conocen. Los poros tienden a permitir en 16 general el paso del gas proporcionalmente a su diámetro en vez de su área; en los poros grandes el factor área es de mucha importancia pero en poros pequeños, como los estomas, la circunferencia es relativamente mucho mayor y la difusión es más cercanamente proporcional a la circunferencia que el área. Mientras más pequeño sea el poro, más eficiente es su difusión por unidad de área. Debido a que la forma de los poros estomáticos no es redonda sino oval, la relación a la circunferencia no es exacta (Bidwell, 1990). • Movimiento estomático: Las células guarda contienen cloroplastos y poseen un curioso engrosamiento sobre sus superficies adyacentes. Cuando la presión de turgencia dentro de la célula guarda aumenta y las células se tornan túrgidas, asumen la forma de un plátano, con las paredes engrosadas y separadas para formar un poro o una abertura llamada ostíolo. Cuando disminuye la presión de turgencia, las células guarda se tornan flácidas, las paredes engrosadas se aproximan y los poros se cierran. Existen estomas de varios tipos, sin embargo, los fundamentos de sus movimientos son los mismos (Bidwell, 1990). • Factores que afectan el mecanismo de actividad de los estomas: La respuesta fisiológica que se lleva a cabo en los estomas dentro del cuerpo vegetal está influida ya sea directa o indirectamente por distintos factores ambientales, entre los que destacan: calidad y cantidad de luz, concentración de CO2 atmosférico, temperatura y humedad relativa o presión de vapor, así como los contaminantes a que esté expuesta (Willmer and Fricker, 1996). La apertura y cierre de estomas puede deberse a controles de tipo retroalimentación por medio del agua y el CO2 . En el caso del agua, son dos tipos principales de control estomático; el primero, es un control hidropasivo que resulta del efecto sobre estomas de todo el potencial de agua de la planta. Este 17 mecanismo protege a las plantas del daño producido por la extrema reducción de agua. El segundo, el control hidroactivo, comprende la medición del potencial hídrico por la planta con la detección de una reducción de agua, lo que opera un mecanismo o movimiento específico que cierra los estomas. Uno de los mecanismos está bajo la influencia del ácido abscísico (ABA); cuando existe agua en abundancia no se forma ABA y los estomas se mantienen abiertos. Cuando se produce una ligera reducción del agua se forma una pequeña cantidad de ABA y los estomas se cierran ligeramente. El dióxido de carbono (CO2) tiene un efecto significativo sobre los estomas, ya que las bajas concentraciones de CO2 promueven la apertura estomática, y las altas concentraciones causan el cierre rápido a la luz o a la oscuridad (Bidwell, 1990). El intercambio gaseoso es afectado por variables atmosféricas y edáficas, la conductancia estomática responde a la diferencia de presión de vapor hoja-aire, ya que las características atmosféricas son determinantes del comportamiento estomático (Montes, 2002). Otro factor importante es la luz, ya que los estomas normalmente se abren con la luz y se cierran en la oscuridad. La cantidad de luz necesaria para que se abran los estomas varía entre especies. Los estomas se cierran usualmente a intensidades luminosas por debajo del punto de compensación, que es el punto de intensidad de luz donde la producción de oxígeno de la fotosíntesis es suficiente para compensar el consumo de oxígeno durante la fase de respiración de la planta. El concepto del punto de compensación es importante porque toda planta que reciba luz por debajo del dicho punto puede llegar a morir (http://www.herbario.com.br/dataherb%20_rev_disc_univ_2_4/indiceestomtcafe. htm). Existen algunas excepciones en estomas de plantas que muestran fotosíntesis MAC (metabolismo ácido de las crasuláceas) pues se abren de noche y se cierran durante el día. Al parecer también la temperatura influye sobre la apertura estomática, pero su efecto no es tan claro como el de la luz. Por lo general, al incrementar la temperatura se acentúa la apertura de los estomas, 18 mientras el agua no llegue a ser limitante. Los estomas de algunas plantas no se abren a temperaturas muy bajas, aun cuando están expuestas a la luz intensa; otras variables que afectan a los estomas, como el viento, están generalmente relacionadas a la combinación de los factores antes mencionados (Bidwell, 1990). Frecuencia y distribución de estomas en la hoja La cantidad de estomas es muy variable en una misma planta; en un área determinada se puede apreciar esto, incluso en diferentes partes de la misma hoja y más aún entre diferentes hojas. Su distribución en las caras de la hoja permite clasificar a éstas de la siguiente manera: ya sea que pueden estar presentes los estomas enambas caras (anfiestomática) o sólo en una, en este caso sea en la cara superior o adaxial (epistomática) o en la cara inferior o abaxial (hipostomática) (Esau, 1977). Medición de los estomas (índice estomático) Los estomas se estudian por medio de observaciones microscópicas directas. Otras técnicas incluyen el goteo de líquidos tales como: soluciones colorantes o aceites y la medición de sus tasas de penetración; o la aplicación de una película de pegamento líquido transparente de secado rápido, esto es una película a base de una sustancia de establecimiento rápido como el colodión o el caucho de silicón para formar una copia de la superficie foliar, con la cual se hacen subsecuentes mediciones directas. Cabe señalar que ambas técnicas han sido objeto de críticas en el sentido de que el fluido de penetración añadido o la película pueden causar cambios en el ambiente de los estomas (Bidwell, 1990). De los estomas interesan sus dimensiones (largo y ancho), así como su frecuencia y sus patrones de distribución. En lo que a frecuencia se refiere, Salisbury (1928) introdujo el concepto de “índice estomático”, que relaciona el número de estomas por unidad de área foliar con el número de células 19 epidérmicas por unidad de área foliar, es decir, número de estomas por cada 100 células epidérmicas. Este concepto contrasta y complementa al de densidad estomática que es el del número de estomas presentes por unidad de área (mm2) (Bidwell, 1990; Willmer and Fricker, 1996). Tricomas En griego la palabra tricoma significa cabellera (Esau, 1985). Un tricoma o pelo vegetal se inicia como una protuberancia de una célula epidérmica, en conjunto, estos apéndices epidérmicos con forma, estructura y funciones diversas; pueden presentarse en todas las partes de la planta y llegan a persistir durante toda la vida de un órgano o ser efímeros (Esau, 1985). Las funciones más usuales son de protección (contra la iluminación excesiva, cambios de temperatura, evaporación excesiva y desecación), de secreción (pueden secretar materiales de la hoja como sal (NaCl) o compuestos aromáticos para la atracción de polinizadores o bien para distracción de herbívoros) y de absorción de agua (Willmer, 1983; Paniagua et al., 1993). Los tricomas pueden presentar amplias variaciones dentro de las familias y niveles taxonómicos menores e incluso en una misma planta o ser un carácter uniforme; lo anterior ha permitido emplearlos para la clasificación de géneros e incluso de especies de ciertas familias, así como en el reconocimiento de híbridos (Esau, 1985). Los tricomas se clasifican de acuerdo al número de células que los constituyen y también a su forma, los hay unicelulares cuando provienen de una única célula protodérmica que se alarga sin experimentar mitosis. Los tricomas unicelulares a su vez pueden ser papilares (las células epidérmicas quedan algo realzadas en forma de papilas cónicas), alargados simples (más o 20 menos filiformes), alargados enrollados (enrollados en su terminación), ramificados (sin perder su carácter unicelular) y estrellados (el contorno del pelo adquiere forma de estrella). Por otro lado, los hay pluricelulares que pueden ser alargados simples cuando están formados por columnas de varias células, ramificados cuando son en forma de rama, estrellados pero con pie basal, escuamiformes y lanosos que forman una columna de células en donde además de que se disponen una sobre la otra, también se disponen unas al lado de otras, o bien sólo como prominencias que se originan del dermatógeno, aunque algunas veces intervienen en su formación tejidos más profundos como el estrato subepidérmico. Estas prominencias suelen ser glandulares, es decir, almacenan sustancias y que con el calor estallan, dejando así las plantas perfumadas. Los tricomas glandulares cuentan con una estructura celular muy variable; éstos son clasificados de acuerdo al tipo de secreción en hidátodos activos cuando secretan una solución acuosa con ácidos orgánicos y constan de un pedúnculo uniseriado y una cabeza oval y pluricelular. Otros tipos de tricomas glandulares son los secretores de sal, los secretores de mucilago, los secretores de terpenos, los coléteres (secretan una mezcla de terpenos y mucílagos de consistencia pegajosa), los secretores de néctar, las glándulas de plantas carnívoras (pedunculadas o sésiles), los pelos urticantes y los pelos radiculares especializados en la absorción de agua (Paniagua et al., 1993). Normalmente, los pelos pluricelulares constan de un pie introducido en la epidermis, y un cuerpo proyectado hacia fuera. Otro tipo común son los pelos escamosos o peltados. Solo por abundar, una escama consiste de una superficie discoidal, a menudo sostenida por un pedúnculo o bien, sujeta directamente al pie (Esau, 1985). 21 Cabe mencionar finalmente, que los tricomas estan organizados en patrones regulares sobre la superficie de la planta. Esto no es privativo de ellos, ya que algo similar sucede con los estomas y, de hecho, cuando ambos coexisten, los patrones se superponen de forma tal que entre ellos no hay traslape. Hoy día diversos trabajos estudian los mecanismos genéticos y moleculares que favorecen el establecimiento de estos patrones en las plantas. Este tipo de investigación tiene como fundamento el análisis morfológico detallado de los estomas y tricomas. Si bien al momento Arabidopsis es la planta modelo más utilizada, no deja de ser importante el estudio de los caracteres epidérmicos de otras especies, pues ello puede dar pauta a que también se les utilice en este tipo de trabajos de tanta trascendencia (Tabla 2). Tabla 2. Trabajos sobre el desarrollo de patrones en la epidermis de las plantas. Hernández, Passas y Smith 1999 En clones de maíz analizan la importancia de los patrones celulares de formación y las relaciones de linaje vs. la información posicional de las células involucradas en el proceso de diferenciación. Concluyen que para el caso del maíz, la información posicional es más importante que los aspectos de linaje para explicar los patrones de distribución lineal de estomas y células buliformes. Hülskamp 2000 Realiza un estudio de morfogénesis celular, donde explica, cómo se da la ramificación en los tricomas basándose en Arabidopsis. Esta información le permite ofrecer la hipótesis de que el desarrollo de tricomas ocurre en dos fases: la primera, donde se da la organización celular, y la segunda, que corresponde a la elongación y bifurcación del tricoma que varía de acuerdo al estado de desarrollo del mismo. Kellogg 2001 Explica la función de dos proteínas que son funcionalmente intercambiables, aunque una de ellas es expresada 22 solamente en la raíz y la otra sólo en brotes; sus diferentes funciones son el resultado de la modificación de secuencias regulatorias a lo largo del tiempo evolutivo, siendo así un ejemplo de diversificación morfológica creada por duplicación de genes y cambios en regulación. Larkin, Marks, Nadeau y Sack 1997 Explican el destino de las células epidérmicas y la formación de patrones en las hojas, señalando que la diferenciación celular requiere de que las células indiferenciadas primero sean seleccionadas para ser asignadas a un sitio específico. Indican que las señales intercelulares que establecen los patrones celulares en plantas aún no se conocen en su totalidad. Nadeau y Sack 2003 Revisan los eventos y rutas moleculares involucradas en la formación de estomas. Sugieren que señales célula a célula son las que confieren información espacial acerca de identidad y localización celular, de modo que es así como se definen patrones estomáticos y abundancia de estomas. Schiefelbein 2003 Describe, tomando como modelo a Arabidopsis, que los mismos componentes genéticos estáninvolucrados en la formación de patrones epidérmicos en raíces y brotes. Explica, sin embargo, cómo estos componentes genéticos tienen efectos distintos sobre las células formadoras de tricomas de ambos órganos. Schnittger, Folkers, Schwab, Jürgens y Hülskamp 1999 Estudian el papel del gen TRIPTYCHON en la iniciación de tricomas y desarrollo de patrones de tricomas en Arabidopsis. Szymanski, Lloyd y Mand 2000 Describen el patrón espacial de tricomas en Arabidopsis y, tomando como base este modelo, explican la información genética, celular y molecular que se tiene acerca de la morfogénesis de los tricomas. Serna, Torres- Contreras y 2002 Analizan el papel de los linajes celulares en la formación de estomas. Consideran que tienen una gran importancia en el 23 Fenoll desarrollo de los patrones estomáticos, señalan también que es igualmente importante en la formación de patrones la liberación de factores de inhibición, mismos que evitan que los estomas se formen uno en la unidad inmediata de otro. von Groll y Altmann 2001 Estudian los eventos involucrados en la formación de complejos estomáticos a partir del uso de mutantes de Arabidopsis. Se sugiere la existencia de una señal de origen proteico como factor desencadenante de la formación del complejo estomático. Trabajos sobre caracteres epidérmicos en helechos Ante la problemática que existe de que en el estudio de la gran diversidad de helechos no hay investigaciones exhaustivas sobre caracteres epidérmicos, en este trabajo se realizó una recopilación de citas para tratar de mostrar los estudios más sobresalientes. De este modo, se eligió como trabajo líder para la compilación de citas, el libro de Ogura (1972) titulado “Comparative Anatomy of Vegetative Organs of the Pteridophyta”. Otras fuentes sobre estudios en epidermis incluyen los recopilados por Zlotnik (1991) en su tesis de maestría titulada “Anatomía de Polypodiaceae s. str.”. En las tablas 3 y 4 se enlistan autores, años y una breve descripción de lo que trata el trabajo. Las referencias completas están incluidas en un apartado especial en la sección de Bibliografía. Tabla 3. Referencias bibliográficas de trabajos sobre epidermis foliar de helechos citados en Ogura (1972). Benze 1887 Describe que la pared exterior de las células epidérmicas es generalmente gruesa. Éstas son algunas veces espiral estriadas, como en Actiniopteris radiata y la pared interior es delgada pero puede ser muy gruesa como en Elaphoglossum 24 brevipes. Christ - Giesenhagen 1899 Observan que en las Marattiaceae, excepto Danaea y Christensenia, hay células especiales las cuales están llenas de cristales de sílice. Giesenhagen 1901 Observa que la estructura de Pyrrosia es muy característica pues presenta una variación de construcción entre especies. Hannig 1898 Observa que en los remanentes del pecíolo, la epidermis no tiene cambio, sin embargo, en Marattiales cuando la epidermis se desprende, las células que están bajo la misma toman color pardo y sirven como tejido protector llamado pseudofeloide. Harvey - Gibson Satake 1897 1934 En las especies micrófilas, como las hojas son más o menos verticales, los estomas están generalmente en ambos lados. En Selaginella, la distribución es generalmente en la superficie adaxial y es variable, por ejemplo, están ausentes en S. suberosa, S. uncinata, S. oregana, S. martensii o presentes en S. pilifera, S. involvens, S. kraussiana. Harvey - Gibson 1897 Las células guarda de Azolla son diferentes en estructura, pues pueden ser angulares y el ostiolo es perpendicular a la célula. Las de Selaginella viticulosa están divididas y constan de 3 ó 4 células. Harvey - Gibson Satake 1897 1934 Las hojas de los pteridofitas tienen tricomas de varias formas desde simples, hasta escamas complejas; generalmente no están presentes en las hojas de las especies micrófilas, excepto en el caso de Selaginella cuspidata y Selaginella viticulosa que cuentan con pequeños tricomas sobre la epidermis. Holden 1910 1916 Explica que cuando el pecíolo se daña, algunas células tienen cambios químicos evitando la producción de nuevas células. Si el daño ocurre en estado joven, algunas células pueden dividirse como células meristemáticas y producir una peridermis incompleta. Kondo Kondo - Toda 1962 1958 Una de las células epidérmicas puede ser la célula madre, como en Lycopodium, Selaginella, Isoetes, Ophioglossaceae, 25 Pant 1965 Osmundaceae y Marattiaceae, pero en otros casos la célula de la epidermis se divide dos veces o tres y una de ellas se convierte en célula madre y las células que la rodean en células acompañantes, el modo de tales divisiones varía. Linsbauer 1930 Numerosas secreciones resinosas o grasosas son llevadas al inicio del tricoma. Estas secreciones se presentan en Cheilantes viscosa y Cheilantes trichomanoides que sobre la superficie de la hoja dan una apariencia dorada o plateada, debido a esto, a los helechos que presentan tal secreción se les denomina helechos dorados o plateados según sea el caso. Luerssen Maróti 1873 1960 Los estomas de Marattiaceae son característicos, con las células guarda grandes y las células vecinas que sobresalen un poco y forman una gran grieta central y una amplia cavidad interna respiratoria como en algunas hepáticas. Mickel - Lersten 1967 Le llama estoma flotante al estoma que en un principio fue llamado estoma liberado por Prantl (1981) y Geisenhagen (1901) . Mitchell 1924 Encuentra que los estomas están distribuidos regularmente en toda la superficie de pecíolos y raquis, pero hay algunas especies que tienen la distribución de estomas de forma especial. En ambos lados y a lo largo del pecíolo se pueden observar las líneas de color verde claro sobre las cuales hay distribuidos numerosos estomas. Nakai 1933 Afirma la presencia de grandes pneumotóforos (estomas que se presentan como una mancha blanca) en el pecíolo de Dryopteris callosa. Nishida 1913 Retoma la opinión de Spanjer (1911), Neumann y Reichard (1917), y Jonson (1933) y niega la presencia de dichos poros de agua. Ogura 1938 Describe lo mismo que Mitchell pero denomina a las líneas observadas por éste como líneas respiratorias. Ogura 1935 Las especies de Polypodium en sentido amplio cuentan con una gran variedad de formas de tricomas. 26 Pelourde Haberlandt 1906 1924 Observa que una parte de la pared muestra una cresta interna como en algunas coníferas, Asplenium, Dryopteris, Aspidium y en algunas especies de Adiantum. Poirault 1893 Distingue y da el nombre a lo que se conoce como epidermis homogénea y heterogénea. Poirault Harvey - Gibson Williams Bower 1893 1897 1927 1928 Describen que hay en algunos casos, entre las células normales, células epidérmicas especialmente grandes o gruesas (célula espicular) como en Selaginella, Adiantum, Vittaria y Antrophyum. Prantl Kondo 1881 1929 1962 En algunas especies las células guarda están al mismo nivel que la epidermis pero en Pyrrosia adnascens, Pyrrosia spissus y Pyrrosia confluens los estomas están hundidos en el mesófilo para formar una cavidad respiratoria externa como en Pyrrosia sheareri donde las células guarda y células vecinas sobresalen; esto ocurre también en Schizaea y Anemia. Prantl Geisenhagen 1881 1901 En algunas especies, un par de células guarda están situadas dentro de una célula epidérmica y en tal caso tres formas de estoma se distinguen: 1) está situado libremente dentro de una célula “estoma liberado” 2) toca parcialmente la pared “estoma aplicado” 3) esta suspendido de la pared por una pared “estoma suspendido”. Esto sucede en Anemia y Pyrrosia donde pueden ser observados en una misma hoja. Spanjer Neumann - ReichardtJohnson 1911 1917 1933 1937 En algunas especies de Polypodium se observan pequeños puntos que pueden ser poros de agua, similares a los estomas. Thomae Linsbauer 1886 1930 Descubren que en la base del pecíolo de Osmudaceae hay poros entre las células epidérmicas pero esto es sólo en la parte adaxial donde crecen tricomas mucilaginosos. 27 Tabla 4. Referencias bibliográficas de trabajos sobre epidermis citados en Zlotnik (1991). Fryns Claessens - Van Cotthem 1973 Describe una nueva clasificación del tipo ontogenético para estomas y asegura que ningún otro nuevo tipo puede ser incluido ya que todas las posibilidades han sido consideradas. Gupta 1957 Describe la epidermis y características de los soros en 11 especies americanas de Marsilea. Reconoce que los caracteres de los soros han sido estudiados con anterioridad en los esporocarpos del género pero su valor sistemático no ha sido reconocido. La frecuencia de estomas por unidad de área foliar depende de la especie ya que se encontró un rango de 5 a 22. Inamdar, Patel - Bhatt 1971 Describen el desarrollo y la estructura de los estomas en 17 especies de helechos leptosporangiados, donde en la etapa madura los estomas son de tipo anomocítico, diacítico, tetracítico, suspendidos o flotantes. El desarrollo de estomas es haploquéilico, sindetoquéilico o sindetohaploquéilico. Mickel - Votava 1971 Describen la epidermis de Marsilea a partir del estudio que realizan con el aclaramiento de las hojas y encuentran una notable diversificación dentro del grupo. Pant - Khare 1969 Describen la estructura epidérmica y origen ontogenético en algunos helechos eusporangiados como Ophioglossaceae y Angiopteris, así como describe diversos detalles de la cutícula, tamaño y forma de células epidérmicas en las dos fases de la hoja. Pant - Khare 1971 Explican la estructura epidérmica de Psilotales a partir del estudio de epidermis madura y cutícula de dos géneros y la ontogenia epidérmica de Tmesipteris. Finalmente, cabe señalar que en Llavea cordifolia no existe hasta el momento trabajo alguno que esté enfocado a los caracteres epidérmicos, siendo así éste, el primero que se realiza. 28 Características de Llavea cordifolia Lag. Fig.1. Llavea cordifolia Lag. Pteridaceae. 1, pinna con foliolos fértiles (superior) y foliolos estériles (inferior); 2, foliolo estéril; 3, foliolos fértiles; 4-5 vista longitudinal y transversal de un foliolo fértil que muestra la disposición de los soros; 6, esporangio; 7-9 esporas (Tomado de Rovirosa, 1976). -- , • 29 Clasificación (Tryon and Tryon, 1982; Tryon and Lugardon, 1991; http://mobot.mobot.org/cgi- bin/search_vast, http://www.inibio.ac.cr/bims/ubi/plantas/ubiespejo/ubiid=2582&- find.html, http://www.flmnh.ufl.edu/natsci/herbarium/links/botselec.htm, http://www.rbt.ucr.ac.cr/revistas/48-1/botreyes.htm ). REINO: Plantae DIVISIÓN: Pteridophyta CLASE: Pteropsida ORDEN: Filicales FAMILIA: Pteridaceae GÉNERO: Llavea ESPECIE: Llavea cordifolia Descripción Llavea es un género monotípico distribuido en México, Guatemala (Copeland, 1947; Smith, 1981; Tryon and Tryon, 1982; Kubitzki, 1990; Tryon and Lugardon, 1991; Palacios, 1992; Mickel and Beitel, 1988) y Costa Rica (http://www.rbt.ucr.ac.cr/revistas/48-1/botreyes.htm, http://www.inibio.ac.cr/bims/ubi/plantas/ubiespejo/ubiid=2582&-find.html). Pertenece a la familia Pteridaceae, la cual es la más diversa pues cuenta con más géneros (26) que ninguna otra familia en Mesoamérica (Moran y Riba, 1995). En 1992 se le declara en peligro de extinción para el estado de Veracruz (Palacios, 1992). Aún cuando son pocos los helechos locales (una planta local primitiva es el vestigio de una flora antigua) a Llavea cordifolia se le considera como tal. Cuenta 30 con una distribución muy estrecha y es reconocida como un resto monotípico de un taxón que era de mayor amplitud. Debido a que presenta problemas taxonómicos se le ha relacionado con otras pteridofitas; por ejemplo, se le considera derivado de Pellaea, pero no existe la suficiente información que sostenga a dicha relación (Copeland, 1947). También se le considera semejante a Lygodium por compartir la característica de presentar pinnas fértiles que son parcialmente dimórficas, así como por la forma de los segmentos estériles, aun cuando hay diferencias en las esporas y el número cromosómico; también es frecuente encontrarlo situado cerca de Cryptogramma y Onychium a pesar de que presenta diferencias considerables con estos géneros (Tryon and Tryon, 1982; http://www.rbt.ucr.ac.cr/revistas/48-1/botreyes.htm). Llavea cordifolia es un helecho terrestre y rupestre. Su rizoma tiene de 1 a 2.5 cm de diámetro, es corto reptante, tiene inclinación horizontal, es compacto, con escamas de 4 a 6 por 0.5 a 1 mm, lanceoladas, con colores tan variados que van de pardas a negras, lustrosas y de margen entero (Smith, 1981; Mickel and Beitel, 1988; http://www.inibio.ac.cr/bims/ubi/plantas/ubiespejo/ubiid=2582&- find.html). Su tallo es decumbente o casi erecto, moderadamente firme (Tryon and Tryon, 1982; Kubitzki, 1990), las frondas de 25 a 140 cm de largo son parcialmente dimórficas donde la parte fértil se encuentra apicalmente siendo alargadas, estrechas y de margen entero, mientras que la parte estéril son segmentos amplios de tipo ovado a deltado, subcoriáceos y glaucos abaxialmente, el pecíolo de 10 a 80 por 0.2 a 0.4 cm, de 2/5 a 3/5 del tamaño de la fronda, es caniculado adaxialmente, amarillento a pardo-rojizo, escamoso, las escamas de 7 a 20 por 1 a 2 mm, lanceoladas a linear-lanceoladas, amarillentas, rígidas, la lámina de 15 a 80 por 10 a 35 cm, es ovada a deltada 2,3,4-pinnada, imparipinnada, glabra, cartácea, venas libres, raquis pajizo, glabro, con nervaduras continuas. Las pinnas de 8 a 30 por 5.5 a 15.5 cm, son ascendentes, pediculadas, el nervio central caniculado abaxialmente. Las pinnas estériles de 2.5 a 9 por 0.8 a 3 cm, ovadas, lanceoladas, equiláteras o inequiláteras, largamente 31 pediculadas, el pedículo de 2 a 5 cm, pinnas fértiles de 5 a 2 cm por 3 a 7 cm, lanceoladas, los últimos segmentos estériles de 0.5 a 5 por 0.7 a 1.5 cm, son ovados a lanceolados, enteros con base cunada a obtusa, margen cartilaginoso, los fértiles de 2 a 6 por 0.05 a 0.3 cm son lineares, apiculados, con base truncada a cordiforme (Smith, 1981; Mickel y Beitel, 1988; http://www.inibio.ac.cr/bims/ubi/plantas/ubiespejo/ubiid=2582&-find.html). Los soros están en las venas, son no parafisados, con indusio moderadamente bien diferenciado del margen, son de tipo acrosticoide (Tryon and Tryon, 1982; Blackmore and Tootill, 1984; http://www.inibio.ac.cr/bims/ubi/plantas/ubiespejo/ubiid=2582&-find.html); sus esporas son tetraédricas globosas, algunas veces son bilaterales (Copeland, 1947; Kubitzki, 1990; Tryon and Lugardon, 1991), triletes, la superficie es granular, áspera, su plano distal a menudo presenta más o menos densos tubérculos fusionados, lo que es la forma característica de los helechos Cheilanthoides (Tryon and Tryon, 1982; Tryon and Lugardon, 1991), su número cromosómico es n= 29 y las esporas miden de 32 a 49 nm y son de color pardo obscuro (Smith, 1981; Tryon and Tryon, 1982; Kubitzki, 1990; Tryon and Lugardon, 1991; http://www.rbt.ucr.ac.cr/revistas/48-1/botreyes.htm). Los gametangios son del tipo común en los helechos leptosporangiados y los anteridios se forman primero que los arquegonios. Se localizan en la región media central del gametofito. Los anteridios son alargados y están formados por una célula basal, una anular y la opercular discoidal que se desprende para la liberación de los anterozoides. Los arquegonios se forman tardíamente con respecto a los anteridios y se localizan por debajo de la escotadura meristemática, loscuellos están dirigidos hacia la región basal del gametofito y están formados por cuatro hileras de seis células cada una (http://www.rbt.ucr.ac.cr/revistas/48- 1/botreyes.htm). Su germinación corresponde al tipo-Vittaria ya que se forma la primera célula protálica clorofílica que sobresale de la cubierta de la espora, así como un largo rizoide hialino sin cloroplastos (Nayar and Kaur, 1971). 32 Distribución Llavea cordifolia se establece en tipos de vegetación como: Bosque de Pinus-Quercus, Bosque de Pinus-Quercus-Liquidambar (Smith, 1981), Bosque Mesófilo de Montaña, Bosque de escuamifolios, Bosque de Pinus, Bosque de Quercus y vegetación secundaria derivada de estos tipos de vegetación, sobre carreteras y caminos pero casi siempre en cañadas húmedas (Smith, 1981; Tryon and Tryon, 1982; Palacios, 1992), en un rango altitudinal de 900-2490 msnm. Tiene hábito herbáceo, terrestre y rupícola. Esto se corrobora con los datos de etiquetas con que cuentan los ejemplares que fueron consultados para la realización de este trabajo. En México: CHIAPAS Municipio: Amatenango del Valle, Comitán de Domínguez, El Porvenir, Ixtapa, La Trinitaria, Las Margaritas, San Andrés Larrainzar, San Cristóbal de las Casas, Tenejapa y Zinacantan. Colectores: Martín Gómez López. 460, 391 (MEXU); Reino Alava. 1311ª (MEXU); E. Matuda. 4642 (MEXU); M. Florez-Cruz. 368 (UAMIZ); A. Espejo, A. R. López F. y A. Flores C. 3080 (UAMIZ); D. E. Breedlove y R. F. Thorne. 22339, 212040 (MEXU). Ramón Riba, B. Perez-Garcia, A. Espejo y C. Toledo. 1351 (MEXU, FCME, UAMIZ, ENCB); Willmar Schwabe y Wolfgang Kailing. ND (MEXU); E. Palacios E. 215 (MEXU, FCME); Martín Gómez López. 245 (MEXU, ENCB); D. E. Breedlove. 29250 (MEXU, UAMIZ); Alush Méndez ton. 4787 (UAMIZ); Ramón Riba. 1470 (UAMIZ); E. Martínez S. 14263 (MEXU, ENCB); F. Hill y C. Cowan. 1564 (MEXU); Hernando Sánchez Mejorada. 561 (MEXU); Reino Alava. 1330 (MEXU); A. Chame y A. Luna. 382 (MEXU); R. J y D. A (Russell) Hickey. 963 (MEXU); D. E. Breedlove. 28696 (MEXU); D. E. Breedlove y A. R. Smith. 22406 (MEXU). 33 DISTRITO FEDERAL Delegación: Magdalena Contreras. Colectores: Equipo 6. ND (FCME). ESTADO DE MEXICO Municipio: Tejupilco. Colectores: R. Hernández M. ND. (XAL). GUANAJUATO Municipios: Atarjea y Xichú. Colectores: E. Ventura y E. López. 7650 (UAMIZ); J. Rzedowski. 41546 (UAMIZ, ENCB); E. Ventura y E. López. 6474 (MEXU). GUERRERO Municipio: Leonardo Bravo, Chilapa de Álvarez, Chilpancingo de los Bravo, Eduardo Neri y Tetipac. Colectores: Francisco G. Lorea. 2511 (MEXU, ENCB); Nuria Turrubiarte. 31 (MEXU, FCME); D. Rodríguez B y E. Martínez S. 66 (MEXU); K. Dreckmann y Lozano M. Mill. 105 (FCME); Francisco G. Lorea. 1169 (MEXU, FCME); E. Martínez S, J. C Soto y G. Silvia R. 4961 (MEXU); Ernesto Velázquez. 476 (MEXU, FCME); Martha Martínez Gordillo. 1753 (FCME); Jorge Calónico Soto. 7502b (FCME); E. Martínez S, O. Téllez V y L. Rico A. 2874 (MEXU). HIDALGO Municipio: Eloxochitlán, Huasca de Ocampo, Jacala de Ledezma, Lolotla, Molango de Escamilla, San Bartolo Tutotepec, Tianguistengo y Zacualtipan de Los Ángeles. 34 Colectores: Ramón Razo Zárate. 6 (MEXU); E. Matuda. ND (MEXU); Hernando Sánchez Mejorada. 678 (MEXU); J. Ceja, A. Espejo y A. R. López Ferrari. 46 (UAMIZ); R. Grether, H. Quero. 745 (UAMIZ); Grady L. Webster, W. Preston Adams, Kim Miller y Lillian Miller. 11330 (MEXU); Rafael Hernández Magaña y David Rodriguez B. 5098 (MEXU, XAL); Fred A. y David J. 36241 (MEXU); E. Lyonnet. 773 (MEXU); R. Hernández M. 3721 (MEXU); Paul Gallian y M. Leake. 1004 (MEXU); Leg E. Matuda. 32540 (MEXU); Silvia Fernández P. ND (FCME); Hernández Ramirez B. ND (FCME); Equipo 8. ND (FCME); Leticia Parra Gómez. ND (FCME); Safrei. ND (FCME); Gabriela Flores. 1 (FCME); M. L. Arreguin S. 1035 (MEXU); M. Martínez. ND (MEXU); A. Mendóza R, J. Ceja, B. Pérez G e I. Reyes. 186 (UAMIZ); Gloria Lozano. ND (FCME); B. Pérez García. 812 (MEXU, UAMIZ); Armando C. ND (FCME); F. Ramírez R y R. Riba. 633 (MEXU); A. J. Sharp. 441786 (MEXU); F. Ramírez R y R. Riba. ND (XAL); P. Case, S. Trott, D. Dunn, C. Dziekanowski y D. Thurm. 350 (MEXU); Paray. 4771 (MEXU); J. Gimate L. 888 (ENCB); Hernando Sánchez Mejorada. 219 (MEXU); Marisa Osuna. ND (FCME); M. Florez-Cruz. 136 (UAMIZ); José Luis López Garcia. 474 (UAMIZ); Silvia Purata. ND (FCME); Patricia León Mejía. ND (FCME); V. M. Huerta B. ND (XAL); R. Hernández M. ND (XAL); V. M. Huerta B. ND (XAL). NUEVO LEÓN Municipio: Aramberri, Galeana, Monterrey, Santiago y General Zaragoza. Colectores: Hinton et al. 20057 (MEXU); I. W. Knobloch. 1968 (MEXU); C. H. y M. T Mueller. 9729 (MEXU); ND 85, 86 (MEXU); G. B. Hinton. 20153 (ENCB); C. H. y M. T Mueller. 365 (MEXU); Francisco W. Pennell. 16864 (MEXU); Stephen S. White y Roy M. Chatters. 152 (MEXU); R. Aguirre C. 524 (ENCB); F. Chiang, T. L. Wendt y M. C. Johnston. 10134 (MEXU); C. H. Mueller. 2035 (MEXU); W. Hess y G. Wilhelm. 4350 (MEXU); R. Aguirre C. ND (UAMIZ); Hinton et al. 17486 (MEXU). OAXACA Municipio: San Pedro y San Pablo Ayutla, Cuyamecalco Villa de Zaragoza, Heróica Ciudad de Tlaxiaco, Huautla de Jiménez, Miahuatlán de Porfirio Díaz, Putla Villa de 35 Guerrero, San Juán Miahuatlán, San Juan Mixtepec, San Miguel Chimalapa, San Sebastián Río Hondo, San Sebastián Tecomaxtlahuaca, Santiago Comaltepec, Santiago Nacaltepec, Teotitlán del Valle y Totontepec Villa de Morelos. Colectores: M. Nee. 32177 (MEXU); Conzatti. 3855 (MEXU); Hugo y C. Conzatti y Cancino Gómez. ND (MEXU); John T. Mickel y Robert L. Hellwig. 4028 (MEXU); T. Herrera y M. Ulloa. ND (UAMIZ); L. Pacheco M. 3016 (UAMIZ); John T. Mickel. 1612 (ENCB); Raymundo Lucero. L16 (ENCB); D. E. Breedlove y F. Almeda. 59766 (MEXU); C. Reiche. ND (MEXU); Conzatti y Reko. 3294 (MEXU); T. Wendt, S. Maya y M. Ishiki. 5006 (MEXU); A. Ocampos V. ND (XAL); Juan Ismael Calzada. 19483, 21790 (MEXU); Jonh T. Mickel y Robert L. Hewing. 3703 (MEXU); L. Pacheco M, D. Barrington, C. Haufler y E. Andrews. 3186 (UAMIZ); William R. Anderson. 13000 (MEXU); José Rivera Reyes y Gary J. Martín. 387 (MEXU). PUEBLA Municipio: Ahuacatlán, Esperanza y Tetela de Ocampo. Colectores: CIS-INAH. 467-TIK, 546-TIK (UAMIZ); G. Arsène. 2180 (MEXU); P. Tenorio L. ND (XAL); Irma Reyes Jaramillo. 781 IRS (UAMIZ); Griselda Toriz A, A. Ocampos V. y P. Tenorio L. 524 (MEXU). QUERÉTARO Municipio: Arroyo Seco, Jalpan de Serra, Landa de Matamoros, Peñamiller y Pinal de Amoles. Colectores: S. Zamudio y E. Carranza. 6467 (MEXU, UAMIZ); Crecencio Guzmán. 51 (UAMIZ); F. C. Boutin. 3420 (MEXU); S. Zamudio y E. Pérez C. 9938 (MEXU); B. Servín O. ND (XAL); Ramón Riba. 1709, 1740 (UAMIZ); S. Zamudio. 5899 (UAMIZ); Hiram Rubio. 1326 (UAMIZ); J. Rzedowski. 43043, 44079, 46708,48135 (UAMIZ, ENCB); Erasmo González. 1380 (UAMIZ); E. Carranza González. 2561 (UAMIZ); Alejandro Herrera. 116 (MEXU, UAMIZ); Grady L. Webster y Gary J. Breckon. 16363 (MEXU); S. Zamudio y E. Pérez C. 10154 (MEXU); G. Rodríguez-Scherger. 19P (UAMIZ); L. Zelaya, 36 M. E. Fraile, L. Pacheco y J. Santana. 31 (UAMIZ); S. Zamudio Ruíz 6148 (MEXU); Eleazar Carranza. 508 (ENCB). TAMAULIPAS Municipio: Gómez Farías, Ocampo y Victoria. Colectores: Luis Hernández, T. Delevoryas, J. Treviño 3979 (MEXU); Jorge L. Mora- López, C. Zamora y L. Corral. 260 (MEXU); Mahinda Martínez. 1339 (ENCB). VERACRUZ Municipio: Atzacan, Calcahualco, Coacoatzintla, Coatepec, Córdoba, Fortín, Huatusco, Huayacocotla, Ixhuacán de los Reyes, Ixtaczoquitlán, Las Minas, Orizaba, Rafael Delgado, Río Blanco, San Andrés Tenejapan, Tatatila, Tequila, Texhuacán, Tlacolulan, Tlaquilpan, Tlilapan, Xalapa y Zongolica. Colectores: L. I Nevling y A Gómez-Pompa. 2301 (MEXU, UAMIZ); J. L. Martínez P. NP (XAL); F. Ventura A. 11224 (MEXU); V. E. LunaM. ND (XAL); H. Fink. ND (XAL); D. H. Lorence. ND (XAL); Juan Ismael Calzada. ND (XAL); S. Avendaño R y Juan Ismael Calzada. 410 (MEXU, XAL); R. Torres C. ND (XAL); M. Cházaro B. ND (XAL); M. Palacios-Ríos. ND (XAL); C. Durán E. ND (XAL); C. Durán E y P. Burgos. 627 (MEXU); C. Durán E. 1081 (MEXU); M. Cházaro B y J. Dorantes. 195 (UAMIZ); R. Torres C. y H. Hernández. 3259 (MEXU); E. B. Copeland. ND (XAL); ND. ND (MEXU); M. P. Jiménez. ND (UAMIZ); L. Pacheco M. ND (XAL); A. J. Sharp. 44878 (MEXU, XAL); V. Vázquez T. 447 (MEXU); M. Rosas R. ND (XAL); V. Vázquez T. ND (XAL); P. Tenorio L. 15519 (MEXU, XAL); K. Taylor y M. Nee. ND (XAL); Ramón Riba. 1298 (MEXU, UAMIZ); M. Palacios-Ríos y Salvador Hernández. 541 (MEXU, UAMIZ); R. Ortega O. 2049 (ENCB); R. Ortega O y M. Ortíz T. ND (XAL); M. Cházaro B. ND (XAL); M. Rosas R. ND (XAL); S. Avendaño R. ND (XAL); Brigada Areas Verdes. ND (XAL); V. Vázquez T. ND (XAL). 37 En Guatemala: Huehuetenango. Colectores: M. Barrios y M. Veliz. ND (MEXU); M. Veliz. ND (MEXU). Fig. 2. Distribución esquemática del género Llavea cordifolia Lag. en el territorio mexicano, de acuerdo a los datos de colecta que fueron obtenidos de etiquetas de herbario y de trabajo de campo. . " . ,. + + + + • + + + • , , ,. , + + + + + + + + + + + + 500 + ~~~~O~~~~500 ~ + + + + .,,, 'o. . , . ... + + + + + + .. + + + • .. + + + + + + + • .. .. .. + + + + + + + • + + + ' • + + + + • • • 38 Importancia En Chiapas, Llavea cordifolia se conoce con el nombre de Tzeltal chay ne wamal o Tzeltal K‘ixin wamal y su valor estriba en su uso medicinal, ya que se emplea para retirar el “aire” en las personas; su preparación consiste en hervir de 3-6 manojos del helecho en una olla para darse posteriormente baños durante varios días con la infusión. En el mismo estado (Chiapas) lo utilizan para contrarrestar el “edema” y su preparación consiste en hacer una mezcla de pino-helecho, hervirlo y finalmente se bañan con la mezcla, repitiendo esto mismo durante varios días. En zonas cálidas tiene valor ornamental pues lo usan para adornar el exterior de sus casas. 39 Objetivos Objetivo general Describir los caracteres epidérmicos presentes en la lámina foliar estéril de Llavea cordifolia Lag. y aportar datos sobre la morfología de estomas, índice estomático y morfología de tricomas. Objetivos particulares • Describir el o los tipos de estomas de la lámina foliar de Llavea cordifolia • Determinar el índice estomático de la especie • Describir el o los tipos de tricomas 40 Materiales y Método Estrategia aplicada 1. Se hizo una revisión de ejemplares en cinco herbarios (MEXU; FCME; UAMIZ, ENCB, XAL) con el fin de obtener información que se utilizó para determinar la distribución de la especie y elegir el sitio de colecta. También se realizó una búsqueda de información en bibliotecas reales y virtuales. 1. Se colectó material biológico (6 de marzo de 2002) en la localidad “La Joya del Hielo”; en el estado de Querétaro; las coordenadas del sitio son: 21º 13’ 44” N y 99º 8’ 34” O, la altitud de 1480 msnm, y el tipo de vegetación Bosque Mesófilo de Montaña de acuerdo a la clasificación de Rzedowski (1988). 2. El material colectado fue utilizado para: a. Preparar ejemplares de herbario b. Elaborar laminillas semipermanentes (fijación en etanol 70%) 3. De los ejemplares de herbario se prepararon cinco duplicados; dos de ellos ya fueron depositados en el Herbario de la Facultad de Ciencias (FCME) y el Herbario Nacional del Instituto de Biología (MEXU), ambos de la UNAM. El resto del material está en proceso de ser enviado como intercambio a los herbarios UAMIZ, ENCB y XAL. 4. Para la elaboración de las laminillas semipermanentes se eligieron al azar (selección arbitraria, no dirigida) foliolos estériles tanto del material herborizado como fijado. Se les aplicaron las técnicas de disociado mecánico y réplica; adicionalmente se realizaron cortes transversales para establecer con precisión el tipo de tricoma. Se elaboraron laminillas que fueron observadas en un microscopio fotónico bajo tres aumentos (40X, 75X y 100X) y con iluminación de contraste diferencial de interferencia (CDI) que permitió observar y analizar los tipos de 41 estomas y establecer la presencia y tipo de tricomas. Se eligieron los mejores campos y se obtuvieron micrografías en el laboratorio de Microcine (Facultad de Ciencias, UNAM) mediante el uso de un fotomicroscopio modelo Provis de la marca Olympus. Sobre las micrografías se registraron los datos morfométricos. Diagrama de flujo de la metodología del presente estudio Revisión y recopilación de información Bibliográfica: búsqueda en bibliotecas reales y virtuales Revisión de material en cinco herbarios nacionales Sistematización de la información de las etiquetas de herbario Elección del sitio de colecta del material para estudio anatómico Fijación de material en etanol 70% Elaboración de ejemplares de herbario Obtención de las coordenadas de los sitios de colecta con el programa ILWIS Mapeo de localidades para ilustrar la distribución de Llavea cordifolia en territorio mexicano Aplicación de técnicas de réplica y de disociado mecánico para la obtención de laminillas de epidermis en foliolos estériles; apoyo en cortes transversales para establecer tipo de tricoma Observación al microscopio fotónico y obtención de micrografías Registro e interpretación de caracteres morfométricos I I ~------;::::====- 42 Técnica de disociado mecánico 1. Se fijó material en etanol 70% por tiempo indefinido. 2. Ya fijados los foliolos, con ayuda de un bisturí y pinzas finas se extrajo una parte de la epidermis de cada lado del foliolo (haz y envés) y se les colocó en un portaobjetos. Esto se hizo exclusivamente con foliolos estériles. 3. Se agregó una gota de hipoclorito de sodio (blanqueador comercial ) durante 3- 5 minutos, para eliminar los pigmentos y aclarar el tejido. 4. Se eliminó el exceso de hipoclorito de sodio con papel secante. Se agregaron unas gotas de Azur A Frech al 0.1%, hasta observar que los tejidos adquirían un ligero tono azul; esto llevó de 3-5 minutos. 5. Se eliminó el exceso de colorante con papel secante. Se cubrió la muestra con jalea glicerinada; se protegió con un cubreobjetos tratando de eliminar las burbujas de aire que pudiesen formarse. Una vez seca la preparación, se eliminó el exceso de jalea con una navaja y se prosiguió a cubrir los bordes con barniz transparente para evitar que la jalea perdiera humedad. 6. Las laminillas se etiquetaron y se observaron en un microscopio fotónico bajo tres aumentos diferentes (40X, 75X y 100X) y con iluminación CDI (contraste diferencial de interferencia) para apreciar las características epidérmicas a detalle. Técnica de réplica 1. Se colocó una capa de pegamento líquido transparente de secado rápido (cianoacrilato) en un portaobjetos. 2. Se colocó el material herborizado por el haz ejerciendo presión y dejando secar por 1-2 minutos; esto mismo se repitió con el envés del foliolo. Los foliolos estériles fueron elegidos al azar. 3. Transcurrido el tiempo de secado se prosiguió a separar el material herborizado con sumo cuidado con pinzas de punta fina. 43 4. Se colocó un cubreobjetos sobre la réplica obtenida y se le fijó por un extremo mediante el uso de barniz de uñas transparente (montaje en aire). 5. Las laminillas se observaron en un microscopio óptico en aumentos de 40X, 75X, 100X con iluminación CDI (contraste diferencial de interferencia). Técnica para determinar el tipo de tricoma 1. Se eligieron foliolos
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