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Germinacion de Esporas de Cyatheaceae Bajo Diversas Temperaturas

1982; Wiley; Volume: 14; Issue: 4 Linguagem: Espanhol

10.2307/2388086

1744-7429

Blanca Pérez‐García, Ramón Riba,

Plant Diversity and Evolution

The role of different temperatures on the germination of spores of five species of Cyatheaceae is analyzed in this paper. Lophosoria quadripinnata and Trichipteris bicrenata have the widest tolerance to extreme temperatures, while Trichipteris scabriuscula has a reduced range of tolerance. The results show that a rough correlation can be established between the temperatures where the species grow best and its general distribution in America. ALGUNOS DE LOS FACTORES f isicos que condicionan la fisionomia de la vegetacion de un lugar determinado son la humedad, la luz, la naturaleza y constitucion del suelo y la temperatura; estos factores van a incidir de manera diversa sobre las distintas fases de la vida de un individuo. Las plantas en general desarrollan sus actividades biologicas entre los extremos termicos de 0 a 500 C, aun cuando estos limites varian de una especie a otra: el extremo inferior o minimo por debajo del cual la vida para determinadas plantas no es posible y el superior o maximo por encima del cu'al la planta perece. El optimo, es el m'as favorable para la vida de la planta y en el que las posibilidades de supervivencia de cualquier poblacion de la especie son mayores; lo que tiene importancia son los limites de tolerancia a la temperatura entre los cu'ales una poblacion se mantiene y compite con exito. En este estudio, se analizara el efecto que este uiltimo factor tiene en condiciones experimentales sobre la germinacion de esporas de ciateaiceas. Consideramos como temperatura optima aquella en la cual las esporas de cada especie alcanzaron su maximo porcentaje de germinaci6on en el menor tiempo. ANTECEDENTES Los primeros trabajos que tratan de germinacion de esporas en funcion de temperatura son los de Schelting (1875) y de Life (1907) para Anemia phyllitidis. Hurel-Py (1944, 1950) menciona la importancia de la temperatura en el desarrollo de gametofitos de Asplenium sp. y de Gymnogramme calomelanos (Pityrogramma calomelanos). El efecto de la temperatura, luz y auxinas en el alargamiento de los protonemas de helechos ha sido estudiado por Miller y Miller (1966). Weinberg y Voeller (1969) tratan de los factores externos que inducen a la germinacion de las esporas de helechos de diferentes familias haciendo hincapie en la luz, temperatura y acido giberelico; Mahlberg y Yarus (1977) informan del efecto de la luz, pH y temperatura en la germinaci6on de la megaspora y formacion del esporofito de Marsilea. Se sabe que, en general, la germinacion puede ocurrir entre 15 y 30? C, aunque las temperaturas optimas varian de acuerdo a las especies; por ejemplo, Dryopteris filinx-mas germina mejor a 20? C, mientras que para varias especies de Notholaena, Pellaea y Cheilanthes las temperaturas optimas para la germinacion varian entre 20 y 350 C. El porcentaje de germinacion de Platycerium alcicorne en la obscuridad aumenta entre 20? y 30? C, pero en la misma escala de temperaturas y en la obscuridad el porcentaje de germinacion de Pteridium aquilinum disminuye (Miller 1968). Warne y Lloyd (1980) encontraron ausencia de germinacion en Ceratopteris spp. a 120 C y germinacion optima entre 220 y 30? C; en Matteuccia struthiopteris las esporas germinaron entre 110 y 270 C y concluyen que los gametofitos de taxa de zonas tropicales tienen un desarrollo optimo a temperaturas mas altas que los taxa de zonas templadas. Las ma's altas temperaturas en las cu'ales hay germinacion, oscilan entre 30? y 350 C; en el otro extremo algunas esporas son capaces de germinar a temperaturas tan bajas como 10 o 20 C, Pteridium aquilinum y 50 C en el caso de Cyathea spinulosa Wall. ex Hook. (como C. boninsimensis, Miller 1968). MATERIAL Y METODO Las especies estudiadas son Lophosoria quadripinnata (Gmel.) C. Chr., Trichipteris bicrenata (Liebm.) Tryon, Trichipteris scabriuscula (Maxon) Tryon, Nephelea mexicana (Schl. & Cham.) Tryon y Cyathea fulva (Mart. & Gal.) Fee, todas ellas de la familia Cyatheaceae (tabla 1). Las cuatro primeras fueron recolectadas entre BIOTROPICA 14(4): 281-287 1982 281 This content downloaded from 207.46.13.51 on Sun, 19 Jun 2016 07:35:53 UTC All use subject to http://about.jstor.org/terms TABLA. 1. Especies estudiadas. Especies Altitud Habitat Lophosoria quadripinnata 1500-3800 msnm Laderas expuestas de caminos, cortes de carretera, caiiadas boscosas Trichipteris bicrenata 1000-2000 Bosques huimedos y matorrales Trichipteris scabriuscula 0-1800 Bosques huimedos densos, a lo largo de bancos de arroyos Nephelea mexicana 200-2800 Laderas y caniadas boscosas Cyathea fulva 900-3300 Laderas y caniadas boscosas Zacapoaxtla y Cuetzalan, Puebla, y la uiltima en los alrededores de Teziutl'n, Puebla, todas ellas en bosque mesofilo de montafia entre 1800 y 2000 msnm. Las esporas se obtuvieron colocando pinnulas con esporangios maduros y cerrados en cajas de petri esteriles, en donde estos abrieron por desecaci6n; las cajas se mantuvieron cerradas hasta el momento de las siembras sucesivas. Los ejemplares de herbario correspondientes estan depositados en el Herbario Metropolitano de la Unidad Iztapalapa (UAMI). Las esporas de ciateaceas son tipicamente triletes, con exina gruesa, no clorofilicas y permanecen viables por largo tiempo. Las esporas de todas las especies estudiadas tienen perina y son 64 por esporangio excepto Nephelea mexicrna que tiene 16. En principio se considero que todas las esporas eran viables, lo que se confirmo durante el transcurso de los experimentos. Para definir el momento del comienzo de la germinacion se han propuesto diversos criterios; en este caso, se iniciaron los recuentos en el momento en el que asoma la primera celula protalica y/o la primera celula rizoidal, por ser este hecho facilmente observable y confiable. Para el desarrollo del experimento se utilizo un dispositivo de gradiente termico que permite tener a las esporas de las especies estudiadas simultaneamente en condiciones similares. Este dispositivo consiste en una barra horizontal de aluminio de 87 cm de largo, 15 cm de ancho y 2.5 cm de grosor, con un extremo ubicado dentro de un tanque de enfriamiento y el otro dentro de un tanque de calentamiento, ambos depositos provistos de una mezcla de agua y glicerina en proporcion de 1:1 (Vazquez Y. 1975). Mediante la graduacion de la temperatura del agua en los respectivos tanques se obtuvo un gradiente continuo de temperatura a lo largo de la barra que, para este caso, fue de 110 a 350 C. Las temperaturas seleccionadas para determinar germinacion fueron 11?, 150, 180, 220, 250, 280, 320 y 350 C (? 1? C). La barra de aluminio se cubrio con una hoja de papel filtro, cuyos bordes estaban sumergidos a lo 282 Perez-Garcia and Riba largo en cubas laterales con agua para mantener constante la humedad de las muestras durante la duracion del experimento. En el 'area correspondiente a cada una de las temperaturas escogidas se colocaron esporas de las 5 especies; para cada especie se uso un cuadro de papel filtro Whatman No. 1 esteril, de 1 cm2 cubierto con una capa de agar al 19%. Los cinco cuadros de papel debidamente identificados se colocaron sobre un rectangulo de tela de algodon de 25 mm X 75 mm. El dispositivo se sometio a un regimen de iluminacion de 24 horas mediante una lampara de luz de dia General Electric de 40 W, suspendida a 60 cm sobre las muestras. La siembra de las esporas en los cuadros de papel se hizo mediante un pincel fino al que se le cortaron todas las cerdas, menos una. El nuimero de esporas en cada cuadro de papel vario entre 200 y 400. El experimento se repitio cuatro veces, cada una con una duracion de 30 dias, a los 30, 60, 90 y 120 dias a partir de la fecha de recoleccion. Las lecturas se hicieron cada dos a tres dias, colocando el rect'angulo de tela sobre un portaobjetos a fin de hacer los recuentos con un fotomicroscopio Carl Zeiss. La representacion grafica de los datos se hizo de manera similar a la sugerida por Thompson (1970). RESULTADOS El an6alisis de las graficas nos muestra que Lophosoria quadripinnata (fig. 1) y Trichipteris bicrenata (fig. 2) tienen un comportamiento bastante similar en lo que se refiere a temperaturas optimas (18-250 C), mientras que Trichipteris scabriuscula (fig. 3), Nephelea mexicana (fig. 4) y Cyath-ea fulva (fig. 5) alcanzaron 100% de germinacion solamente a 250 C (tabla 2). Con los datos de las graficas anteriores se elaboro la figura 6, en la que se localizo, para cada recuento sucesivo, el tiempo en el que cada especie alcanzo 50% de germinacion a las distintas temperaturas. Estas curvas nos dan la posicion de las temperaturas maximas y minimas en que hubo germinacion y reflejan las diferencias en la respuesta entre las cinco This content downloaded from 207.46.13.51 on Sun, 19 Jun 2016 07:35:53 UTC All use subject to http://about.jstor.org/terms