Printer Friendly

Caracterizacion ecologica y Fitoquimica de la Batatilla Ipomoea purpurea L. Roth (Solanales, Convolvulaceae) en el municipio de Manizales.

ECOLOGICAL AND PHYTOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF THE TALL MORNING GLORY IPOMOEA PURPUREA L. ROTH, ORDER: (SOLANALES, FAMILY: CONVOLVULACEAE) MANIZALES--COLOMBIA

INTRODUCCION

La batatilla (Ipomoea purpurea L. Roth) es una planta de enredadera que rodea la vegetacion, la envuelve y gana altura trepando sobre las plantas cultivadas lo cual se considera una adaptacion a la baja intensidad de luz y la predetermina como una de las 10 peores malezas, ya que su competencia reduce el rendimiento e interfiere con la cosecha (GOMEZ de E. et al., 2003). En cultivos como algodon y cafe por ejemplo, el manejo de las especies de batatilla es critico en todas las etapas de crecimiento del cultivo, desde la emergencia hasta las etapas mas tardias en donde se enredan en los tallos, hacen dificil su control, limitan la calidad de la recoleccion y deterioran la produccion final.

Para la zona cafetera se han reportado varias especies de batatilla asociadas a los cultivos de cafe: Ipomoea hederifolia, I. purpurea, I. tiliacea e I. trifida (GOMEZ & RIVERA, 1987). A pesar de que la literatura agronomica del pais ha informado problemas relacionados con la presencia y manejo de batatillas, se deben tener en cuenta estudios fitoquimicos de estas arvenses para descubrir las sustancias que sintetizan y su potencial aplicacion biotecnologica.

Como planta acompanante de los cafetales caldenses, la Ipomoea purpurea, se adapta a cualquier sistema de cultivo siempre y cuando las temperaturas sean suficientemente calidas. Siguiendo a RICHARSON (2000 citado por GUILLOT, 2006), es considerada arvense invasora en la medida que es una planta naturalizada que se reproduce abundantemente a considerable distancia de sus plantas parentales y posee potencial para extenderse sobre areas considerables. Si el medio ambiente es frio o la luz es insuficiente, las plantas no enredaran y floreceran tan pronto como uno o dos pares de hojas verdaderas se hayan desenrollado [por eso es que las plantulas pueden producir flores tan precozmente 20 o 15 dias despues de siembra (d.d.s.)]. Si la temperatura es calida y el ambiente humedo o bajo optimas condiciones, la enredadera se volvera mas larga y no florecera antes de tiempo (BARKER, 1917). Esta especie puede crecer con facilidad en climas tropicales y subtropicales, y para las condiciones de Manizales se desarrolla en ambientes calidos y en clima frio moderado. Se reproduce tanto por semillas como vegetativamente, los suelos ricos o fertilizados tienden a favorecer el crecimiento vegetativo sobre la floracion (GOMEZ de E. et al., 2003). Son plantas con alto grado de autofecundacion (BARKER, 1917), pero al mismo tiempo tienen gran exito en la polinizacion cruzada.

Ipomoea purpurea se destaca por ser ornamental, melifera, forrajera, por su habito trepador compite por espacio y luz con el cafetal y otras plantas, dificulta las labores propias de los cultivos, interfiere con el eficiente desarrollo de las cosechas e indirectamente (o directamente), puede incidir en la dinamica de insectos plaga y el desarrollo de enfermedades (PINILLA, 2002 citado por PLAZA & PEDRAZA, 2007).

Los meristemas apicales, hojas y capsulas-semilla de I. purpurea son danadas por varios herbivoros como lepidopteros y ortopteros (RAUSHER & SIMMS, 1989), coleopteros de las familias Alticinae, Chrysomelidae (JONES et al., 1978; ROSENTHAL, 1985), Curculionidae y otras larvas de lepidopteros (TIFFIN & RAUSHER, 1999). Por otra parte, los Himenopteros (Apis sp., Bombus sp.) son visitantes regulares de I. purpurea lo que ratifica su importancia en los procesos de polinizacion naturales y agricolas (GALETTO & BERNARDELLO, 2004).

Las flores, semillas, raices y tallos de las plantas se han usado como laxantes. Las semillas contienen alcaloides alucinogenos que son toxicos (GOMEZ de E. et al., 2003). 50 especies de plantas de la familia Convolvulaceae son usadas con propositos medicinales en Asia y el Pacifico (GARCIA & GUTIERREZ, 2006).

En varios generos de la familia Convolvulaceae, donde Ipomoea es uno de los mas grandes, se han descubierto sintesis bioquimicas exclusivas como la produccion, y posterior acumulacion de alcaloides ergolinicos, de naturaleza similar a los producidos por el ergot del centeno (Claviceps purpurea), considerados toxicos para el ser humano. Hay fuertes indicaciones de que Ipomoea asarifolia Roem. et Schult planta Convolvulacea, es colonizada por un hongo clavicipitaceo productor de alcaloides ergolinicos que seria el responsable de la acumulacion de dichas sustancias dentro de la planta. Este hongo esta equipado con material genetico esencial para la sintesis de alcaloides ergolinicos y es transmitido a las semillas. Asi, ambos organismos simbioticos (planta y hongo) estan en contacto con los alcaloides (AHIMSA-MULLER et al., 2007).

Los limitados aportes a la investigacion de plantas denominadas "malas hierbas" existentes en Colombia y la escasa conciencia sobre su uso potencial, han llevado a una marcada y generalizada tendencia a erradicar drasticamente plantas acompanantes que pueden ser utiles por sus contenidos quimicos. Vegetales de estas caracteristicas se pueden convertir en materia prima para la agro-industria de productos dirigidos a la proteccion de cultivos, los que por su naturaleza organica causan poco impacto en el ambiente, aspecto importante dentro de la investigacion, conservacion y manejo de la biodiversidad (LIEBMAN et al., 2001).

Autores como FERGET (1994) y HENAO et al. (2001), mencionan que con el fin de encontrar nuevas alternativas de manejo de plagas tendientes a racionalizar el uso de agroquimicos, disminuir los costos de produccion y obtener productos sanos, el uso de plantas con potencial insecticida es una herramienta valedera y eficiente para disminuir problemas sanitarios en varios cultivos. Mas de 2.000 especies vegetales en el mundo poseen propiedades insecticidas (RODRIGUEZ, 1998), a lo que habria que anadir muchas otras que permanecen todavia sin ser estudiadas (PASCUALVILLALOBOS, 1998). La interaccion de los insectos con las plantas ha dado lugar a una enorme variedad de metabolitos secundarios con actividad insecticida y estas propiedades han sido utilizadas por el hombre desde tiempos remotos para el control de plagas (YANG & CHANG, 1988 citados por PASCUAL-VILLALOBOS, 1998).

El proposito de este trabajo es caracterizar los aspectos ecologicos y fitoquimicos relevantes en la batatilla (Ipomoea purpurea L. Roth) e identificar preliminarmente la aplicacion agricola de sus componentes bioquimicos; complementariamente se describe la ecologia y comportamiento de esta especie y se identifica la presencia de sustancias fitoquimicas importantes en sus semillas. Este trabajo se realizo durante los anos 2008 y 2009

MATERIALES Y METODOS

Etapa de campo (caracterizacion ecologica)

Seleccion de las zonas de muestreo. Se seleccionaron en campo dos zonas donde se encontrara I. purpurea establecida representativamente (poblaciones silvestres). En sendas fincas de las veredas Bajo Tablazo y Agua Bonita (caracterizadas por temperatura minima de 16[grados]C, y maxima de 27[grados]C, humedad relativa 81%, altura sobre el nivel del mar entre 1800 y 1900 m, precipitacion anual 1860 mm anuales), se midieron las relaciones ecologicas. Se seleccionaron tres focos naturales para reconocer las arvenses asociadas y se instalaron tres parcelas de observacion de insectos asociados (P01: N 05[grados]01.873' - W 075[grados]32.292', 1898 m; P02: N 05[grados]01.465' - W 075[grados]2.353', 1877 m; P03: N 05[grados]00.965' - W 075[grados]32.672', 1798 m). Igualmente se sembraron plantas a 1,5 m entre surcos y 1,5 m entre plantas (20 plantas en total por parcela), para la siembra de las tres parcelas. Se preparo un germinador de 2 m x 3 m con 300 semillas obtenidas de poblaciones silvestres de I. purpurea de la zona cafetera de Manizales. Las plantas de cada parcela contaron con un sistema de tutorado, como unica labor agronomica realizada para guiar su crecimiento trepador.

Flora acompanante. Se realizo un inventario de las especies vegetales acompanantes encontradas dentro del area de influencia de 2 x 2 metros. Las plantas no reconocidas en campo se colectaron y fueron herborizadas e identificadas posteriormente en el herbario Facultad de Agronomia de la Universidad de Caldas (FAUC) por comparacion y con ayuda suministrada por especialistas en botanica. El inventario de cada foco se realizo a traves de tres epocas diferentes (noviembre, enero y marzo) con el fin de registrar la variacion de la diversidad vegetal durante todo el ciclo de vida de la Ipomoea purpurea, de acuerdo con el clima, a traves del tiempo.

Insectos asociados. A traves de las fases de crecimiento, desarrollo y establecimiento de la I. purpurea sembrada se obtuvieron inventarios de los insectos mas representativos definiendo su papel o funcion ecologica (plaga, polinizador, depredador, etc.) dentro del agroecosistema cafetero. Los muestreos se realizaron dos veces por semana, en las horas de la manana durante cuatro meses, para lo cual se hizo seguimiento a varias plantas escogidas al azar dentro de cada parcela de observacion por 30 minutos en cada planta, se registraron los insectos visitantes y los habitantes naturales. Se cuantifico la frecuencia de cada una de las especies vistas durante el tiempo de muestreo. Se tomaron registros fotograficos y colectas de insectos para su identificacion en el Laboratorio de Entomologia de la Universidad de Caldas.

Los resultados de flora acompanante e insectos presentes en los focos naturales y las parcelas establecidas, se presentan de forma agregada por la homogeneidad de las distribuciones poblacionales.

Recoleccion de semillas. Despues del seguimiento y monitoreo de las plantas de Ipomoea purpurea en cada una de las parcelas de estudio, y una vez se observo una masiva produccion de semillas al final del ciclo productivo, se procedio a su recoleccion, caracterizacion, seleccion y pesado para enviar muestras al laboratorio para efectuar las pruebas de fitoquimica.

Etapa de laboratorio

Analisis bromatologico. La muestra representativa de semillas (100 g) colectada en la zona de estudio se llevo al Laboratorio de Nutricion Animal y Vegetal de la Universidad de Caldas (5) para ser sometida a un analisis bromatologico completo.

Protocolo de extraccion de componentes alcaloidales. WITTERS (1975), FESTER (1995), HOFMANN et al. (2001) y AHIMSA-MULLER et al. (2007), muestran estudios relacionados con la extraccion de alcaloides de semillas de batatillas. Para el desarrollo de este trabajo se enfatizo en la busqueda de alcaloides ergolinicos en las semillas ya que son los componentes mas importantes reportados en la literatura. Se asumio el metodo practico de extraccion de alcaloides de semillas de Ipomoea spp. propuesto por FESTER (1995), que es especifico para este tipo de sustancias.

Se utilizaron 100 gramos de semillas seleccionadas y limpias de Ipomoea purpurea, para la extraccion en laboratorio, se pulverizaron mediante un licuado y se protegio el material molido de exposicion a la luz. Con este material se inicio la extraccion mediante el siguiente procedimiento:

1. Desgrasado:

Se colocaron 100 gramos de polvo de semillas dentro de una bureta protegida de la luz.

Se adiciono poco a poco el solvente (416 ml de hexano), que se encargo de eliminar las grasas presentes en el material vegetal. Este se dejo filtrar a traves del polvo de semillas hasta que se extrajeron totalmente las grasas (hora y media). Se evaporo el exceso de hexano de la muestra vegetal.

2. Basificacion:

Se preparo una solucion basificadora con amonio (amonio fuerte 5,7 ml) como agente basificante, cloroformo (510 ml) como solvente y metanol (51 ml) como anti-emulsificante. Esta solucion se dejo fluir lentamente a traves del material vegetal colectado en una bureta y el extracto fue recogido en un balon volumetrico protegido de la luz.

Evaporacion del exceso de solvente (se redujo el volumen del extracto en el balon volumetrico a la quinceava parte). Esto se logro mediante la intercalacion de evaporacion en estufa a menos de 40[grados]C y una evaporacion acelerada mediante un roto-evaporador al vacio a menos de 40[grados]C.

3. Redilucion:

El volumen obtenido fue diluido en una solucion de eter (113 ml), alcohol (7,6 ml) y agua destilada (60 ml) para reemplazar el solvente anterior (cloroformo) y permitir mas eficiencia en el paso siguiente.

4. Extraccion de alcaloides en acido tartarico:

A la solucion obtenida se le adiciono una solucion de acido tartarico en agua (24 ml) para favorecer la formacion de sales entre los alcaloides y el acido dejando los componentes extranos en el eter.

El procedimiento anterior se repitio cuatro veces con volumenes iguales (96 ml totales), dejando reposar 5 minutos en cada extraccion.

5. Basificacion de la solucion de acido tartarico:

El pH de la solucion debe subir hasta un rango de 8-8,5 (no por encima) y para ello se adiciono muy lentamente amonio hasta lograr dicho valor

6. Redilucion en eter:

Luego de alcanzar este valor de pH, los alcaloides fueron extraidos en dilucion con eter/agua (1:1) (repetida cuatro veces).

7. Evaporacion del eter al vacio:

Finalmente para obtener los alcaloides resultantes se evaporo el solvente (eter) bajo vacio en un roto-evaporador, produciendo el extracto que se debio proteger de la luz y refrigerarse rapidamente.

Se hizo un inventario de los componentes fitoquimicos presentes en las semillas de Ipomoea purpurea. Se realizaron comparaciones entre sus contenidos relativos, seleccionandose los componentes mas relevantes en esta especie para la elaboracion de formulaciones que podrian ser utiles en agricultura. Se caracterizo el extracto obtenido en laboratorio por las propiedades observadas.

Preparacion de extractos para la etapa de validacion. Del proceso de extraccion en laboratorio a partir de las semillas de Ipomoea purpurea se obtuvo 2,5 ml de extracto puro, y para realizar las pruebas del efecto del extracto diluido en agua destilada sobre el comportamiento en picudos negros (Cosmopolites sordidus Germar), se formularon cuatro tratamientos (bajo cuatro diluciones del extracto). Asumiendo una concentracion de 100% al producto proveniente de la extraccion en laboratorio, este volumen (2,5 ml) fue llevado a 5 ml por la adicion de un volumen igual de agua destilada, con lo que se llevo la solucion a una concentracion de 50% de extracto puro. De este volumen se utilizan 2,5 ml para aplicar en cada tratamiento, y se recupero el volumen inicial aforando con agua destilada hasta los 5 ml. De esta manera se prepararon diluciones a 25 y 12,5% de extracto puro.

Etapa de validacion (estudio preliminar)

Bioensayos. Se valoraron los efectos generales del extracto puro a concentraciones de 50, 25 y 12,5% de acuerdo con los diferentes tratamientos sobre adultos de Cosmopolites sordidus que se colectaron de cultivos del platano ya establecidos en la granja Montelindo. Con 5 individuos por caja petri se aplicaron 2,5 ml de las concentraciones del extracto de Ipomoea purpurea y se compararon con un testigo absoluto (2,5 ml de agua destilada), midiendose el porcentaje de mortalidad de los picudos a traves del tiempo y haciendo observaciones de la reaccion de los insectos al contacto con estas sustancias.

Tratamientos

[T.sub.0]. Aplicacion de 2,5 ml de agua destilada. (Testigo).

[T.sub.j]. Aplicacion de 2,5 ml de dilucion del extracto puro a 50%.

[T.sub.2]: Aplicacion de 2,5 ml de dilucion del extracto puro a 25%.

[T.sub.3]: Aplicacion de 2,5 ml de dilucion del extracto puro a 12,5%.

Por cada tratamiento se realizaron 2 repeticiones. Las aplicaciones se hicieron mediante un aspersor hasta agotar el volumen, procurando siempre impregnar completamente los insectos.

RESULTADOS

Caracterizacion eco-biologica de Ipomoea purpurea L. Roth en cafetales

Arvenses acompanantes. El total de especies asociadas a las poblaciones de Ipomoea purpurea en las veredas Bajo Tablazo y Aguabonita del municipio de Manizales (Caldas) fue de 83 especies, 81% de las arvenses halladas fueron Dicotiledoneas (Magnoliopside), 17% Monocotiledoneas (Liliopside), tambien se hallaron dos Pteridofitas: un licopodio y un helecho.

Las arvenses de las familias Asteraceae (veinte especies, 24%) y Poaceae (ocho especies, 9,7%) tuvieron la mas alta contribucion al total de especies asociadas, seguidas por las familias Solanaceae (cuatro especies, 4,8%), Euphorbiaceae, Caryophyllaceae, Malvaceae, Convolvulaceae y Polygonaceae (tres especies, 3,6%, cada una de las familias).

El venadillo Erigeron bonariensis L., la guasca Galinsoga ciliata (Raf.) Blake, y el cadillo Bidens pilosa L., fueron las especies arvenses mas asociadas a la batatilla Ipomoea purpurea, ya que fueron vistas y registradas en mas del 60% del area total estudiada. Tambien son de destacar arvenses como clavelillo o socialista Emilia sonchifolia (L.) D.C., coquito o cortadera Cyperus flavus (Vahl) Nees, conejas o canutillos Commelina diffusa Burm. f. & Commelina virginica L., arracachuelo o culantrillo Spananthe paniculata Jacq., helecho marranero Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., moradita o sanalotodo Cuphea sp. y yuyo quemado Siegesbeckia jorullensis H.B.K., entre todas las arvenses asociadas a este ecotipo de batatillas en diferentes cultivos de cafe en etapa de levante y de primeras cosechas.

Insectos asociados. Para las condiciones agro-ecologicas del municipio de Manizales la diversidad de insectos asociados a Ipomoea purpurea (visitantes y relacionados) es grande. La distribucion porcentual de los ordenes de insectos segun su abundancia es Hemiptera (23%), Coleoptera (23%), Thysanoptera (16%) y Orthoptera (12%), en conjunto representan 74% de la poblacion total de insectos asociados a la batatilla Ipomoea purpurea. El Grafico 1 evidencia la distribucion de los ordenes y senala las familias mas representativas en cada uno de ellos.

[GRAFICO 1 OMITIR]

La presencia de estados inmaduros comparado con la de adultos, es un indicador que permite diferenciar a nivel de campo si cierto grupo de insectos son visitantes ocasionales o estan directa y ecologicamente relacionados con las plantas estudiadas. Segun los datos colectados, 77% de los reportes son de insectos en estado adulto y el porcentaje restante de insectos inmaduros (larvas o ninfas), que indican una dinamica biologica y poblacional de las especies asociadas ligadas a la dependencia de la fuente alimenticia para el desarrollo completo de sus ciclos de vida (p.e., Acrididae, Noctuidae, Pentatomidae, Cicadellidae).

Teniendo en cuenta que la interaccion con los insectos dentro del sistema cultivo-arvense es determinante al pensar en las medidas de control dentro del sistema productivo, es necesario conocer su composicion funcional. De acuerdo con las observaciones en campo y la poblacion de insectos particular del area de estudio, se determino que la principal funcion de estos insectos es fitofaga (60%); interaccion que resulta perjudicial desde la perdida del area fotosintetica hasta la disminucion de la eficiencia en el uso de los recursos por parte de la planta. Considerando el sistema cultivo-arvense como un ecosistema de multiples relaciones, tambien se identifico la participacion de varios grupos de insectos en otras funciones importantes [polinizadores (2%), depredadores (30%), parasitoides, etc.], aportando elementos para asegurar que se produzca equilibrio entre el impacto de las plagas y el exito competitivo de las arvenses, consolidando de esta forma un ecosistema dentro de un sistema agricola con algunos ejes centrales; el Grafico 1 muestra las disposiciones relativas de estos habitos dentro de la poblacion de insectos asociados a Ipomoea purpurea L. Roth.

Caracterizacion fitoquimica

Analisis bromatologico. Las pruebas que hacen parte del analisis bromatologico completo al que fueron sometidas las semillas de la batatilla Ipomoea purpurea L. Roth. arrojaron los resultados que se muestran en la Tabla 1. Se destaca la presencia (por posible bioacumulacion o traslocacion hacia las semillas) de metales pesados como Hierro (59,83 mg/kg), Cobre (15,95 mg/kg), Manganeso (17,34 mg/ kg) y Zinc (39,03 mg/kg).

Extraccion de componentes alcaloidales a partir de semillas de Ipomoea purpurea mediante el protocolo adaptado de FESTER (1995). El extracto obtenido despues del proceso y luego de la evaporacion de los solventes utilizados, estuvo representado en un volumen final de 2,5 ml de una sustancia de color verde-oscuro, turbia, sin diferenciacion de fases, inodora, no grasosa y de apariencia un poco densa, a lo que se llamara en adelante extracto puro de semillas de Ipomoea purpurea.

Resultados del efecto insecticida del extracto de semillas de batatilla (ipomoea purpurea l. roth) sobre picudo negro (cosmopolites sordidus germar)

Los datos del efecto o mortalidad a las 5 horas de aplicacion de las diferentes diluciones del extracto de semillas, se muestran en el Grafico 2.

Cinco horas despues de aplicadas las diluciones del extracto puro obtenido de las semillas de batatilla sobre los insectos, se encontro mortalidad de 100% en los tratamientos [T.sub.1.1], [T.sub.1.2], [T.sub.2.1] y [T.sub.3.1]. En los tratamientos restantes ([T.sub.2.2] y [T.sub.3.2]), solo murieron 60% (3) y 50% (2) de picudos, respectivamente. La sobrevivencia de los insectos se produjo en los tratamientos con menor porcentaje de concentracion del extracto de semillas de Ipomoea purpurea

[GRAFICO 2 OMITIR]

Observaciones hechas diez horas despues de la aplicacion, no mostraron cambios significativos en el resultado anterior, solo el aumento en la mortalidad en el tratamiento [T.sub.2.2], lo que podria indicar un efecto retardado del extracto en algunos casos. Es de anotar el comportamiento de los picudos negros luego de estar expuestos a la accion de la dilucion del extracto puro de semillas de Ipomoea purpurea. Se observo, inmediatamente se aplico el extracto, la repulsion de los insectos hacia la sustancia aplicada, esto se evidencia en el movimiento del insecto como acto reflejo por escapar del liquido que quedaba dentro de las cajas, y la tendencia a ocupar las partes altas de las mismas y permanecer alli. La inmediata movilidad de los insectos posterior a la aplicacion va disminuyendo por minutos, hasta el punto en que ya no se desplazan, se quedan moviendo las patas en un mismo lugar y finalmente se quedan quietos. Para saber si estaban vivos o muertos, se les estimulo con una aguja para inducir respuesta.

DISCUSION

FASE DE CAMPO

Arvenses asociadas a Ipomoea purpurea L. Roth.

A nivel taxonomico hay que resaltar varios aspectos de estas plantas que suelen obviarse en muchos trabajos agronomicos, pero que a nivel ecologico son de mucha importancia al momento de entender su adaptacion, nicho ecologico, interrelaciones vegetales dentro de las comunidades y desempeno ambiental en los sistemas productivos. Dentro del orden Solanales, comparte antepasados evolutivos con las familias Solanaceae, Cuscutaceae y Polemoniaceae que usualmente tienen hojas alternas, flores actinomorfas, petalos unidos, cinco estambres, y un ovario supero que no esta partido en cuatro (MOHLENBROCK, 1990), caracteristicas que, ademas de ser compartidas taxonomicamente, podrian sugerir afinidad en los habitos de arvenses agresivas comunes a varias especies de estas familias y con un reconocido y marcado exito en la adaptacion a ambientes variados, disturbados y agrestes.

Ipomoea purpurea L. Roth en la region cafetera de Manizales, tiene como unas de las plantas mas relacionadas las especies de su mismo genero, de las cuales se identifican: Ipomoea hederifolia L., Ipomoea trifida (H.B.K.) G. Don., Ipomoea tiliacea (Willd) Choisy como las especies mas relevantes (GOMEZ & RIVERA, 1987). Estos vegetales comparten las caracteristicas generales del genero Convolvulacea (volubles, trepadoras, flor campanulada) y al tiempo tienen caracteristicas que las diferencian tanto a nivel botanico como desde sus habitos: la Ipomoea hederacea posee flores rojas pequenas, hojas sagitadas, tallos oscuros, lisos y delgados; es la mas rastrera de las especies Convolvulaceas en los cafetales y ocasionalmente trepa a los cafetos para acceder a la luz.

Ipomoea tiliacea presenta flores muy grandes de color morado intenso generalizado sin centros claros, hojas sagitadas grandes y alargadas, y esta asociada mas a los bordes de los cultivos de cafe, a bordes de caminos y en especial se halla trepando a arboles altos que conforman los sombrios de los cafetales o los arboles de los linderos, es buena atrayente de polinizadores grandes (himenopteros).

Ipomoea trifida es la convolvulacea mas abundante y limitante en los cafetales de la zona de estudio, dispone de flores claras color crema con bordes purpura claro, tallos oscuros con pocos tricomas, hojas sagitadas, presencia de latex y habito trepador envolvente, es la batatilla mas limitante en los sistemas productivos cafeteros ya que tiende a estrangular las plantas que le sirven de apoyo, incluidas arvenses arbustivas de porte medianamente alto, y especialmente en cafe se apodera completamente de la planta rodeandola, crece rapidamente, cubre la planta con sus tallos, hojas, inflorescencias y frutos, merma la produccion y la captacion de luz del cafeto, limita la fotosintesis, crea microclimas humedos e impide las labores culturales propias del cafeto desde fertilizacion hasta cosecha.

La Ipomoea purpurea L. Roth, es la mas vistosa de las batatillas de los cafetales ya que es la unica especie con un marcado polimorfismo en la forma de las hojas y en el color de la flor, mostrando individuos rosa, purpura, azules, blancos y blancos con flecos de colores rosas y purpura claro; es una planta imponente en los cafetales especialmente en la fase de levante donde la disponibilidad de luz y espacio estimula su diseminacion, utiliza los arboles como soporte y se enreda en ellos limitando su optimo desarrollo, pero al mismo tiempo dispara las poblaciones de insectos en los cafetales. Tradicionalmente ha sido de dificil manejo ya que por su habito trepador y la gran cobertura de una sola planta hace tedioso su control manual, mas aun cuando se ha registrado poca sensibilidad a la aplicacion de productos quimicos como el Glifosato (PAPA, 2005; TRUCCO, 2007). Otra caracteristica importante es que I. purpurea es una planta autocompatible (COBERLY & RAUSHER, 2003).

De acuerdo con los resultados de este estudio, la Ipomoea purpurea puede ser considerada, aparte de una maleza trepadora limitante, como un eje biologico que permite el desarrollo de una diversidad floristica sin precedentes (83 especies arvenses asociadas y mas de 8 ordenes de insectos), que alberga una serie de interacciones ecologicas de vital importancia en el desempeno equilibrado del ecosistema cafetero. La batatilla, tan repudiada por los agricultores dentro de sus cultivos, se torna en una arvense de relevante importancia ecologica para el correcto desempeno de sistemas productivos en armonia con el medio ambiente gracias a su nicho particular y las multiples funciones de relacion que ha desarrollado con plantas vecinas y con la fauna que aprovecha sus beneficios de proteccion y alimento.

Agronomicamente, se dispone de poca informacion acerca de los efectos de la interferencia de las arvenses sobre otras arvenses para la determinacion de umbrales y metodos eficaces de manejo, periodos criticos de competencia y densidad de arvenses utiles y nocivas. En la agrupacion de arvenses de mayor interferencia asociadas a Ipomoea purpurea sobresalen las familias Asteraceae (24%), Poaceae (9,7%), Solanaceae (4,8%), Cyperaceae (3%) y Convulvulaceae (3,6%), familias que por lo general presentan especies de porte arbustivo que sirven de soporte para que la batatilla ejerza su habito trepador. La diversidad floristica ligada a Ipomoea purpurea esta representada por algunas especies de plantas alelopaticas como las Cyperaceas, otras de habito de crecimiento trepador como batatillas y otras enredaderas, unas de estructura lenosa o semilenosa de raiz pivotante profunda como las escobaduras y verbenas, y otras notorias por su dificil manejo como el helecho marranero, entre muchas otras mas.

Como ocurre con la Ipomoea purpurea y flora acompanante, la competencia entre plantas, cuando existe un clima apropiado y suficiente disponibilidad de nutrientes, agua y bioxido de carbono, se hacen determinantes en su crecimiento, ya que tanto las plantas cultivadas como las arvenses, tienden a alcanzar en conjunto rendimientos maximos, con desarrollo de cada una de las especies a expensas de la otra, y llegan a formar una asociacion caracteristica entre varios tipos de plantas (VEGA, 1976 citado por GARCIA DE S. et al., 2000). No obstante, cuando existen condiciones adversas, las arvenses compiten con el cultivo y con otras arvenses acompanantes por cada uno de estos elementos, provocan efectos negativos en el crecimiento y la produccion; la mayor competencia entre arvenses y cultivo generalmente ocurren cuando las especies que compiten son similares en sus habitos vegetativos, metodos de reproduccion y demanda del medio ambiente (MARZOCCA et al., 1976 y KOCH et al., 1982 citados por GARCIA DE S. et al., 2000).

En cafe las especies de malezas varian de acuerdo con el sistema de cultivo utilizado. Asi, en plantaciones a plena exposicion solar predominan especies gramineas o plantas de hojas angostas, y en cultivos bajo sombra, especies que en su mayoria son dicotiledoneas o de hojas anchas (BELLAVITA et al., 1967 y MEJIA, 1976 citados por GARCIA DE S. et al., 2000); de acuerdo con los resultados, la gran mayoria de arvenses asociadas a Ipomoea purpurea son dicotiledoneas (81%) caracteristicas de sistemas productivos de cafe en pendiente y mediano sombreamiento. En Brasil se han reportado perdidas en rendimiento del cafe de 60% debido al manejo inadecuado y desyerbas inoportunas (BLANCO et al., 1978 citados por SALAZAR & HINCAPIE, 2005). Ademas, mantener el suelo libre de ellas ademas de resultar oneroso puede ocasionar problemas de erosion considerables [RODRIGUEZ & MARTELL (1987), BELLAVITA et al. (1967) y KOCH et al. (1982) citados por GARCIA DE S. et al. (2000)].

El agrupamiento taxonomico a nivel de familia, genero y especie permitio, igualmente, categorizar la comunidad de arvenses en la zona de estudio, ademas, la revision de las caracteristicas biologicas y ecologicas de las especies dominantes aporta elementos a la explicacion de su nivel poblacional (numero de individuos) en el area bajo analisis. La importancia del conocimiento de la estructura de las comunidades es distinguir como los miembros de la comunidad se relacionan o interactuan, evaluando mediante el numero de especies (riqueza) la dominancia y diversidad ecologica. Algunos factores que inciden en las bajas frecuencias de algunas especies son sus propias caracteristicas como el habito de crecimiento, altura de planta, arquitectura y desarrollo foliar y la distribucion poco homogenea dentro del sistema, logrando ubicarse solo en sitios particulares de las areas en produccion (distribucion en parches), permitiendo el predominio de algunas especies (dominantes) en detrimento de otras.

La presencia intermedia de arvenses de porte alto (cadillo, venadillo, batatilla, amaranto, etc.), impiden la captacion de luz a las plantas del estrato inferior, en general esta poblacion es facilmente controlada con herbicidas, lo que facilita a su vez el control de afidos, nematodos o virus, que utilizan estas plantas como hospedero alterno y que son reportados como plagas en los cultivos. Las practicas propias del manejo del sistema productivo como fertilizacion, control de arvenses, insectos plaga, enfermedades, y la preparacion del suelo, suponen cambios en el habitat en el que se desarrollan las especies, promoviendo o inhibiendo cambios en la cantidad de individuos de una poblacion de la flora acompanante al diseminar de forma continua las semillas por las areas cultivadas y remover constantemente el banco de semillas; esto favorece la germinacion de semillas en estado de latencia al encontrar condiciones aptas para surgir y desarrollarse. Se ha comentado la relacion entre el aumento de la germinacion de semillas y el disturbio de los habitats. Estos factores unidos a las condiciones de clima favorables que se presentan en la zona del Bajo Tablazo y Agua Bonita, representativas de la zona cafetera de Manizales, explican las frecuencias de las especies encontradas en este trabajo.

Las especies de arvenses mas relacionadas con la batatilla (venadillo, Erigeron bonariensis L.; guasca, Galinsoga ciliata (Raf.) Blake; y cadillo Bidens pilosa L.) son plantas de la familia Asteraceae, abundantes arvenses dicotiledoneas que alcanzan un porte semiarbustivo por encima de las cuales la batatilla se abre camino para trepar y alcanzar mayor disponibilidad de luz. Las observaciones hechas en campo del porte de estas plantas acompanantes podria sugerir un efecto estimulante de la presencia de batatilla sobre el porte y altura que pueden alcanzar, observacion que necesitaria confirmacion, pero que como caracteristica general permite valorar el papel eco-biologico de la Ipomoea purpurea sobre su entorno. Tambien son de destacar especies como el clavelillo o socialista, Emilia sonchifolia (L.) D.C., coquito o cortadera, Cyperus flavus (Vahl) Nees, siemprevivas o canutillos Commelina diffusa Burm. f. & Commelina virginica L., moradita Spananthe paniculata Jacq., y helecho marranero Pteridium aquilinum (L.) Kuhn., entre todas las arvenses asociadas a este ecotipo de batatillas, ya que son arvenses hospederas de plagas, nematodos y enfermedades, aparte de ser arvenses de dificil manejo al presentar fenomenos de resistencia o tolerancia a herbicidas; sin embargo, son plantas que han encontrado la forma de convivir con las batatillas en un equilibrio natural aunque no agronomico. Asi por ejemplo, las commelinas y el helecho marranero aprovechan el estrato bajo y sombrio que proporcionan las batatillas para desarrollarse aprovechando la reserva de humedad de estos microclimas, mientras que el coquito y la socialista no entran a competir en espacios ocupados por batatillas, sino que van ocupando su espacio a cierta distancia de estas. Aunque todas son consideradas malezas limitantes, a nivel ecologico son el habitat y el alimento de grandes poblaciones de insectos plaga y controladores biologicos, que dependen de la diversidad floristica y no de sistemas productivos en monocultivo

Insectos asociados a Ipomoea purpurea L. Roth. La diversidad de insectos asociados y visitantes de las batatillas es grande y de vital importancia ecologica para los ecosistemas agricolas cafeteros. Esta diversidad representada en valores superiores de ocho ordenes, 40 familias y 60 especies, al igual que diversos nichos ecologicos, convierten a la Ipomoea purpurea en un reservorio de insectos utiles asi como nocivos, de acuerdo con el criterio de quienes valoren su desempeno dentro del ecosistema. De la gran cantidad de insectos es importante destacar algunas observaciones generales y particulares que enfatizan el papel de la ipomoea purpurea como eje integrador del ecosistema cafetero.

De acuerdo con los resultados y observaciones de este estudio, los hemipteros asociados a las batatillas (23%), son insectos chupadores que dejan una mancha blanca caracteristica en las hojas, son el grupo mas diverso asociado a plantas de Ipomoea purpurea con diez familias, cada una en un nicho particular en relacion con esta fuente alimenticia destacandose los predadores y los transmisores de enfermedades. Es de subrayar la abundancia de los trips asociados a una familia (Thripidae, 15%), que se han especializado en flores marchitas y capsulas secas, por lo cual son considerados los insectos mas relacionados directamente con las semillas de Ipomoea purpurea de todos los que se haya podido encontrar en este estudio. Los coleopteros por su parte (23%), con cuatro familias, estan vinculados con danos en el follaje propios de varios generos de crisomelidos (8%) (Cerotoma sp., Diabrotica sp., Systena sp. y Epitrix sp.); a una accion depredadora y de control biologico por parte de Cycloneda sanguinea, unico coccinelido (1,6%) que se encontro asociado a las poblaciones de Ipomoea purpurea en la zona, e igualmente cabe destacar el nicho ecologico de los estafilinidos (15%) encontrados casi siempre en las flores de la batatilla, donde causan raspado en la corola y poseen una alta afinidad con el polen sugiriendo un rol polinizador, al tiempo que son considerados depredadores (de escolitidos, larvas de dipteros, etc.) utiles para el control biologico dentro de los sistemas agricolas.

El grupo de los ortopteros (12%) mostro gran afinidad hacia la batatilla, registrandose cuatro familias representativas: Acrididae (9,57%), Tettigonidae (3,2%), Eumastacidae (1,1%) y Gryllidae (0,53%) de los cuales los pequenos fueron los mas abundantes al alimentarse frecuentemente de las hojas de I. purpurea; mientras los tetigonidos por su parte ensenaron afinidad estrecha con la planta, expuesta por la presencia de diferentes estados de desarrollo que se encontraron posandose y alimentandose sobre las hojas. Aparte de los insectos arriba referidos, vale la pena destacar los afidos (2,13%) como un grupo de importancia agronomica por la incidencia de sus danos (insecto chupador y portador de virus) y por la gran facilidad de diseminacion gracias a los individuos alados que fueron los que mas se notaron alimentandose de los tejidos de Ipomoea purpurea y de varios hospedantes alternos registrados como flora asociada a la batatilla.

Sin embargo, los ordenes con menor representacion [Diptera (9%), Lepidoptera (9%), Hymenoptera (7%) y Psocoptera (1%)] de acuerdo con la abundancia de especies, no se pueden desechar ecologicamente en este estudio ya que, con las observaciones de campo, insectos de estos ordenes tienen un papel importante en los ecosistemas cafeteros donde se desarrolla Ipomoea purpurea. Ejemplo de ello son las mariposas asociadas (Geometridae, Noctuidae, Nymphalidae, Ctenuchidae, Brassolidae, Sphingidae y Pterophoridae) las que, como criterio general, se caracterizan por presentarse en estados inmaduros como larvas fitofagas agresivas asociadas directamente al fuerte dano por herbivorismo ejercido sobre las plantas y una marcada atraccion de los adultos hacia las flores de Ipomoea purpurea. Se hallaron larvas alimentandose tanto de hojas como de flores,

Por su parte, dentro del orden Diptera se identificaron moscas de la familia Lonchaeidae (4%) estrechamente asociadas a las flores ya sea como medio de proteccion, sitio para deposicion de huevos o como fuente de azucares para su alimentacion. Igualmente se han observado larvas minadoras asociadas a las hojas de Ipomoea purpurea formando galerias caracteristicas. Otro de los ordenes que registro poca abundancia pero gran importancia ecologica fueron los himenopteros, entre los cuales se destacan los de la familia Ichneumonidae (4,78%), Braconidae (1,06%), Apidae (1,06%), Formicidae (1,06%) y Vespidae (0,53%), insectos con multiples funciones: las hormigas son fitofagas y visitantes de los nectarios, los ichneumonidos y los braconidos son reconocidos parasitoides asociados a cultivos de cafe, que durante el ejercicio de su control biologico, utilizan las hojas de las batatillas como superficies de aterrizaje y de busqueda de azucares; las abejas son polinizadores por excelencia de multiples componentes de los ecosistemas, para el caso de Manizales se encontro que no son grandes factores de diseminacion de las batatillas ya que sus poblaciones no son elevadas y este nicho es ocupado por mariposas con largas espiritrompas para acceder al polen de las anteras ocultas dentro de sus flores tubulares.

La presencia y supervivencia de estados inmaduros (23%) en las batatillas Ipomoea purpurea sugiere un factor de proteccion suministrado por la planta. En grupos especificos como Lepidoptera y ciertas especies de Diptera, los estados inmaduros pueden ser mucho mas agresivos y causan dano mas grave que ciertos adultos especialmente en las hojas. Entre los insectos en estado adulto (77%) que producen impacto directo sobre la planta estan ortopteros, hemipteros, coleopteros, tisanopteros e igualmente lepidopteros e himenopteros que sirven como polinizadores y en algunos casos, los dos estados, inmaduro y adulto afectan indistintamente el desarrollo de la planta como es el caso de los ortopteros y cicadelidos.

De acuerdo con la literatura y las observaciones de campo, en especies como Ipomoea purpurea el herbivorismo es ubicuo y ha sido una de las principales fuerzas selectivas en la evolucion de las plantas. La herbivoria experimentada por este tipo de organismos es detrimental para la calidad de la planta con pocas excepciones. Sin embargo, la resistencia es solo una de dos estrategias que las plantas pueden emplear para reducir el impacto potencial del herbivorismo, la segunda, es la evolucion hacia la tolerancia al herbivorismo (TIFFIN & RAUSHER, 1999).

En un estudio reciente sobre I. purpurea, donde se considero el exito reproductivo para los componentes femenino y masculino de la flor, se encontro que la depresion por endogamia no es el mecanismo principal que contribuye a contra-balancear la transmision ventajosa de la autopolinizacion (CHANG & RAUSHER, 1998). Es decir, I. purpurea tiene la capacidad de reproducirse por autogamia, pero aun no estan claros los mecanismos que impiden que este sea su unico modo de reproduccion (GALETTO et al., 2002).

Entre las distintas especies del genero Ipomoea existen diferencias entre los polinizadores asociados, colores florales y sistemas de fecundacion. Las flores de estas plantas son visitadas por un diverso arreglo de animales, incluyendo abejas, polillas, escarabajos, mariposas, moscas de lengua larga, colibries y murcielagos [p.e. VAN DER PIJL (1954), VOGEL (1954), SCHLISING (1970), SOBREIRA-MACHADO & SAZIMA (1987) y MCDONALD (1991) citados por GALETTO y BERNARDELLO (2004)]. Estos visitantes buscan el nectar floral secretado por un nectario discoidal que circunda la base del ovario (FAHN, 1979 y CRONQUIST, 1981 citados por GALETTO & BERNARDELLO, 2004). Adicionalmente, el nectar extrafloral y los nectarios estan ampliamente extendidos en Ipomoea en peciolos y sepalos que son principalmente visitados por hormigas y sirven como un mecanismo de defensa a herbivoros (ELIAS, 1983 y KEELER & KAUL, 1984 citados por GALETTO & BERNARDELLO, 2004).

Sin hacer caso del polinizador, las especies de Ipomoea presentes en Suramerica tienen el nectar predominante en azucares tipo sucrosa. Este es un resultado inusual para las especies polinizadas por abejas, las cuales comunmente poseen nectar predominante en azucares tipo hexosa (GALETTO & BERNARDELLO, 2004), de este modo, no puede mostrarse generalizacion alguna con respecto a la composicion de azucares y la preferencia de los polinizadores. Para el caso de Ipomoea purpurea e Ipomoea rubriflora (especies que tienen una cantidad mas pequena de nectar por flor) secretan la mayoria del nectar durante la primera hora del tiempo de vida de la flor (GALETTO & BERNARDELLO, 2004). Algunas evidencias indican que la preferencia de solo unos pocos minutos por parte de las abejas en la deposicion de polen, da a este una fuerte ventaja competitiva en plantas de Ipomoea purpurea.

Despues de toda la interaccion insecto-planta arriba descrita, el exito adaptativo de la Ipomoea purpurea le ha permitido convivir con sus enemigos naturales, en un grado tal, que su desarrollo no es afectado drasticamente y logra cumplir con su papel como arvense trepadora agresiva no solo en cafetales sino tambien en otras zonas de explotacion agricola. Mas importante aun, es su funcion como reservorio de especies polinizadoras y controladores biologicos. Todo lo anterior indica la importancia ecologica de una planta que para muchos es vista como de alta interferencia productiva y que alcanza a disminuir los rendimientos de muchos de los cultivos agricolas tradicionales.

FASE DE LABORATORIO

Analisis bromatologico

Los resultados del analisis bromatologico, aunque hacen enfasis en las propiedades digeribles o relacionadas a la alimentacion animal, arrojan cifras acerca de la composicion fitoquimica de tejidos que caracterizan a la especie Ipomoea purpurea. Vale la pena destacar los contenidos de varias formas de compuestos nitrogenados [proteina bruta (20,81%), nitrogeno total (3,33%) y fibra bruta (12,08%)] que definen las propiedades organicas de estos tejidos al tiempo que son moleculas de vital importancia para la conformacion de alcaloides. En especies del genero Ipomoea se han reportado contenidos de latex (BHATTACHARYYA & MIDYA, 1979 citados por SHALTOUT et al., 2006) relacionado estrechamente con contenidos alcaloidales y de otros metabolitos secundarios, y que se encuentra presente en varias batatillas de la zona cafetera. Ipomoea trifida, posee una mayor cantidad de latex que Ipomoea purpurea, el cual se halla en hojas y tallos en proporciones relativamente escasas de acuerdo con las condiciones de humedad del suelo y el genotipo (para flor rosada es mas evidente que para flor morada o fucsia, etc.).

Algunos estudios adicionales reportados en la literatura, han mostrado que las hojas secas de varias Ipomoeas contienen alcaloides, azucares reductores, glucosidos y taninos (TIRKEY et al., 1988 citados por SHALTOUT et al., 2006). Dentro de los compuestos hallados en el latex hay insecticidas no identificados, sustancias como el acacetin-7-galactosido, glucosidos de flavona, y saponinas de estructura quimica desconocida llamadas ipomotoxinas, azucares tipo galactosa a 1-2% (LEGLER, 1965 citado por SHALTOUT et al., 2006). Analisis de la composicion quimica del nectar han exhibido aminoacidos (alanina, arginina, asparagina, acido glutamico, glicina, isoleucina y serina) y azucares (sucrosa, glucosa, fructosa, melibioasa y rafinosa), en nectares peciolares, pediculares y florales (KEELER, 1977 citado por SHALTOUT et al., 2006).

Los resultados mas notorios del analisis bromatologico se relacionaron con los contenidos de metales considerados pesados (Hierro 59,83 mg/kg, Cobre 15,95 mg/kg, Manganeso 17,34 mg/kg y Zinc 39,03 mg/kg), ya que estos contenidos reflejarian la sensibilidad (o el papel como bio-indicador) de las plantas de batatilla Ipomoea purpurea para las condiciones especiales de los suelos y los ambientes disturbados donde se desarrolla, ya que estas plantas tendrian la cualidad de acumular y movilizar estos elementos quimicos desde el suelo hasta las semillas, contribuyendo a la descontaminacion de suelos agricolas. Plantas acuaticas y terrestres son conocidas por bioacumular metales pesados en sus tejidos, y aunque representan una fuente potencial de estos quimicos contaminantes dentro de la cadena alimenticia humana, estas plantas podrian ser empleadas para la restauracion de sitios contaminados (MASSOL-DEYA et al., 2005). El fuego, la descomposicion de tejidos vegetales muertos, la dispersion aerea y el consumo por parte de aves y herbivoros de frutos, hojas y semillas de este tipo de plantas bioacumuladoras de metales pesados, podrian ser todas unas rutas historicas de la movilizacion de estos elementos dentro de los ecosistemas naturales y perturbados (MASSOL-DEYA et al., 2005).

El conocimiento de las dinamicas de bio-acumulacion de elementos traza, metales pesados y otros contaminantes de los ecosistemas en lugares determinados, podria ayudar a establecer practicas de manejo tendientes a prevenir futuras exposiciones de los seres humanos y animales a estos elementos dentro de sus cadenas alimenticias. A su vez, mecanismos de mitigacion y de una mejor restauracion del medio ambiente tambien pueden ser desarrollados gracias a estos conocimientos. Considerar a la batatilla Ipomoea purpurea como una planta bio-indicadora de la calidad del suelo y bio-acumuladora de contaminantes, le asigna a este tipo de especies unas funciones ecologicas y ambientales que muy pocas veces son reconocidas a arvenses agresivas como estas.

Extraccion de componentes alcaloidales de semillas de Ipomoea purpurea mediante el protocolo adaptado de FESTER (1995). En terminos generales, la cuantificacion de alcaloides presentes en semillas de distintas especies de Convolvulaceas muestra valores bajos. Se han comunicado determinaciones no solo en las especies, sino tambien en variedades de cultivo, en diversas regiones y bajo diferentes condiciones climaticas y culturales, con variaciones no muy notorias en las concentraciones de este tipo de sustancias (MANDRILE & BONGIORNO DE P., 1990). Segun GARCIA & GUTIERREZ (2006), la presencia de alcaloides es bastante dudosa en varias especies Convolvulaceas, ademas de que hay escasas referencias de estudios que confirmen la presencia de alcaloides en algunas de estas plantas; para el caso de Ipomea purpurea, sin embargo, los resultados no son lo suficientemente claros como para corroborarlo.

La ocurrencia unica de alcaloides tipo ergolina en las Convolvulaceas representa un interesante problema quimio-taxonomico. Hasta la fecha, los alcaloides ergolinicos han sido reportados en 28 especies Convolvulaceas representando seis diferentes generos de la familia de las batatillas, para el genero Ipomoea 11 especies han sido positivas para alcaloides ergolinicos (CHAO & DERMARDEROSIAN, 1973). A la fecha, 22 alcaloides ergolinicos han sido descritos dentro de las Convolvulaceas. Estos alcaloides incluyen: ergina, isoergina, chanoclavina-I, elimoclavina, lisergol, agroclavina, festuclavina, penniclavina, cicloclavina, ergometrina (ergonovina), ergometrinina, acido lisergico a-hidroxietilamida (acido lisergico metilcarbinolamida), acido isolisergico a-hidroxietilamida (acido isolisergico metilcarbinolamida), ergosina, y ergosinina (CHAO & DERMARDEROSIAN, 1973). La chanoclavina-I, alcaloide indolico triciclico, es uno de los principales compuestos presentes en las semillas y esta ampliamente distribuido a traves de la familia Convolvulaceae. La ergina y la isoergina constituyen un par isomerico y son los dos principales compuestos de la mayoria de las especies de la familia Convolvulaceae. No hay dos especies que posean exactamente los mismos patrones de alcaloides; por lo tanto, los alcaloides tipo ergolina pueden ser utiles en estudios quimiotaxonomicos de las Convolvulaceas, particularmente para la distincion entre especies (CHAO & DERMARDEROSIAN, 1973).

Muchos estudios han sido indicados en la quimio-taxonomia de las Convolvulaceas, por ejemplo: distribucion de alcaloides ergolinicos, constituyentes alcaloides no ergolinicos, resinas, esteroles, pigmentos de la cubierta de las semillas, principios volatiles, patrones de acidos grasos en los lipidos, glicosidos, y otros tantos (CHAO & DERMARDEROSIAN, 1973); sin embargo, aun son necesarias investigaciones farmacologicas sobre las resinas purgativas, las sustancias psico-tomimeticas y sedativas, las ergolinas uterotonicas, los principios antihistaminicos y las sustancias hipotensivas, etc. (CHAO & DERMARDEROSIAN, 1973).

La ausencia de reportes sobre la ocurrencia de los otros alcaloides ergolinicos comunmente encontrados en la naturaleza, puede ser atribuida al hecho de que en muchas instancias, los estudios fueron realizados sobre muy pequenas cantidades de semilla obtenida de especimenes de herbario. Razonablemente puede esperarse que mas alcaloides tipo ergolina, incluyendo nuevos alcaloides indolicos, puedan ser encontrados en cuanto mas especies y cantidades mas grandes de materiales convolvulaceos vayan siendo estudiados y vayan estando disponibles para la ciencia (CHAO & DERMARDEROSIAN, 1973). El procedimiento seguido en esta investigacion para extraccion de alcaloides garantiza la presencia de alcaloides ergolinicos en el extracto, pero se hace menester definir la especie quimica detectada

Aplicacion del extracto de semillas de batatilla (Ipomoea purpurea L. Roth) sobre el picudo negro (Cosmopolites sordidus Germar) plaga importante en cultivos de platano y banano

Teniendo en cuenta que las plantas sintetizan metabolitos para defenderse del ataque de herbivoros (HARBONE, 1997 citado por LIZARAZO et al., 2008), se ha demostrado que la aplicacion de extractos obtenidos a partir de ellas tiene la capacidad de ocasionar algun efecto inhibitorio sobre una gran variedad de insectos plaga (GRAINGE & AHMEDS, 1988 y PHILOGENE et al., 2004 citados por LIZARAZO et al., 2008). Sin embargo, el uso de metabolitos secundarios ha ido mas alla, ya que algunos extractos vegetales pueden inhibir el desarrollo de otros organismos vegetales, destacandose en este sentido las arvenses o malezas (ZARATEHERNANDEZ et al., 2006). Estos extractos se pueden obtener utilizando solventes organicos de diferente polaridad, con el objeto de extraer una mayor cantidad de metabolitos de las plantas y de esta manera potenciar los efectos repelente, antialimentario, ovicida o insecticida de los extractos sobre las plagas a controlar [MEJIA (1995), AUGER & THIBOUT (2004) y DUCROT (2004) citados por LIZARAZO et al. (2008)]. Los beneficios ecologicos del uso de compuestos organicos naturales, mejor conocidos como aleloquimicos, para el combate de plagas en el procesos de produccion agricola son muchos, ya que son biodegradables, persistentes en el suelo, no causan danos en los mantos acuiferos y, sobre todo, no son perjudiciales al ser humano (ZARATE et al., 2006).

El picudo negro, Cosmopolites sordidus, es una de las plagas mas importantes a nivel mundial por los graves impactos economicos ocasionados no solo al cultivo del platano sino tambien al de banano, ya que las galerias que forman las larvas en la base del pseudotallo debilitan la planta, provocando su posterior volcamiento con la ayuda del viento. Acorde con la literatura, segun GARCIA & GUTIERREZ (2006), a los herbivoros los alcaloides les resultan desagradables por su sabor amargo. Los efectos metabolicos del alcaloide son primariamente la inhibicion neuronal, produciendo agudos signos de toxicidad como convulsiones y paralisis respiratoria (CHEEKE & KELLY, 1989 citados por GARCIA & GUTIERREZ, 2006), efectos que pueden explicar la mortalidad de C. sordidus con los tratamientos de mayores concentraciones del extracto.

En la presente investigacion, seria necesario identificar y aislar por diversos metodos analiticos las moleculas que componen este tipo de extractos para determinar cual o cuales son los que generan los efectos insecticida y si la accion se debe a un efecto sinergico entre los metabolitos presentes en el extracto (DUCROT, 2004 citado por LIZARAZO et al., 2008).

Alcaloides como las saponinas (encontrados en Ipomoea purpurea, segun la caracterizacion fitoquimica), solaninas, solanigrina, tienen un mayor efecto como repelente que como insecticida o antialimentario; ademas, estos componentes pueden presentar especificidad por algunos insectos como los dipteros y las hormigas (GRAINGE & AHMEDS, 1988 citados por LIZARAZO et al., 2008). Calia secundiflora, asi como varias especies de Convolvulaceas, han sido consideradas especies toxicas por el alto contenido de alcaloides quinolizidinicos, principalmente en las semillas y las hojas, al crecer en zonas perturbadas, en suelos con bajo contenido de materia organica, nitrogeno y fosforo, y en grandes espacios sin vegetacion, lo cual se asocia al papel ecologico de los alcaloides que contienen (ZAVALA-CHAVEZ et al., 2006 citados por ZARATE et al., 2006). Sin embargo, el efecto de los insecticidas vegetales es dependiente de algunos factores extrinsecos, tales como la especie y variedad de la planta, epoca de recoleccion, parte cosechada y forma de preparacion, extraccion y aplicacion (RODRIGUEZ, 1996 citado por BOBADILLA et al., 2002).

Hasta la fecha se han llevado a cabo experimentos exitosos con extractos de plantas Convolvulaceas para el control de hongos fitopatogenos [p.e., con Ipomoea carnea Jacq., sobre Botrytis fabae (MAHMOUD et al., 2004)], extractos de hojas de Ipomoea carnea-fistulosa con actividad intoxicante e inhibitoria del crecimiento de larvas de dipteros para el control de larvas y pupas de Anopheles gambiae (OPS, 1999 citado por BOBADILLA et al., 2002) y otros tantos ensayos con agentes fitosanitarios y plantas arvenses.

BIBLIOGRAFIA

AHIMSA-MULLER, M.A., MARKERT, A., HELLWIG, S., KNOOP, V., STEINER, U., DREWKE, C. & LEISTNER, E., 2007.- Clavicipitaceous Fungi Associated with Ergoline Alkaloid-Containing Convolvulaceae. Journal Natural Products, 70 (12): 1955-1960.

BARKER, E.E., 1917.- Heredity Studies in the Morning-Glory (Ipomoea purpurea L. Roth). Department of Plant Breeding. Cornell University Agricultural Experiment Station Bull., 392 (60): 5-37.

BOBADILLA, M., ZAVALETA, E.G., GIL, F., POLLACK, V.L., SISNIEGAS, G.M. & GONZALES, M., 2002.- Efecto bioinsecticida del extracto etanolico de las semillas de Annona cherimolia Miller "chirimoya" y A. muricata Linneaus "guanabana" sobre larvas del IV estadio de Anopheles sp. Revista Peruana de Biologia, 9 (2): 64-73.

CHANG, S. & RAUSHER, M.D., 1998.- Frequency-Dependent Pollen Discounting Contributes to Maintenance of a Mixed Mating System in the Common Morning Glory Ipomoea purpurea. The American Naturalist, 152 (5): 671-683.

CHAO, J. & DERMARDEROSIAN, A.H., 1973.- Identification of Ergoline Alkaloids in the Genus Argyreia and Related Genera and Their Chemotaxonomic Implications in the Convolvulaceae. Phytochemistry, 12 : 2435-2440.

COBERLY, L.C. & RAUSHER, M.D., 2003.- Analysis of a Chalcone Synthase Mutant in Ipomoea purpurea reveals a novel function for flavonoids: Amelioration of Heat Stress. Molecular Ecology, 12: 1113-1124.

FERGET, G., 1994.- Hidrolatos de plantas cultivadas biologicamente y su utilizacion en la produccion de cultivos: una forma innovadora de manejo agricola. Santafe de Bogota. 35p.

FESTER, U., 1995.- Practical LSD Manufacture. Published by Loompanics Unlimited.

GALETTO, L. & BERNARDELLO, G., 2004.- Floral Nectaries, Nectar Production Dynamics and Chemical Composition in Six Ipomoea Species (Convolvulaceae) in Relation to Pollinators. Annals of Botany, 94: 269-280.

GALETTO, L., FIONI, A. & CALVINO, A., 2002.- Exito reproductivo y calidad de los frutos en poblaciones del extremo sur de la distribucion de Ipomoea purpurea (Convolvulaceae). Darviniana, 40 (1-4): 25-32.

GARCIA DE S., M., CANIZARES, A.; SALCEDO, F. & GUILLEN, L., 2000.- Un aporte a la determinacion del periodo critico de interferencia de malezas en cafetales del Estado Monagas. Bioagro, 12 (3): 63-70.

GARCIA, O.D. & GUTIERREZ, A.D., 2006.- Rastreo cualitativo de alcaloides, saponinas y glicosidos cianogenicos en malezas usadas como forrajes en el Estado de Queretaro. Facultad de Quimica, Universidad Autonoma de Queretaro, Mexico. 350p.

GOMEZ, A.A. & RIVERA, P.H., 1987.- Descripcion de malezas en plantaciones de cafe. Cenicafe. Chinchina (Colombia).

GOMEZ de E., C., ARRIETA, H.M.; MORALES, V.W. & DIAZ, D.A., 2003.- Ecobiologia de pajamona (Leptochloa filiformis), batatilla (Ipomoea sp.), rodilla de pollo (Boerhaavia erecta), granadilla (Paspalum fasciculatum) y mentolada (Stemodia durantifolia), malezas problema en el cultivo del algodon en los Valles calido del Alto Magdalena y Rio Sinu. Cartilla informativa, Corporacion Colombiana de Investigacion Agropecuaria, Corpoica, Bogota.

GUILLOT, O.D., 2006.- Ipomoea nil(L.) Roth e Ipomoea hederacea (L.) Jacquin, dos especies invasoras nuevas para la flora valenciana. Jardin Botanico Universidad de Valencia, Espana. Acta Botanica Malacitana, 31: 153-156.

HENAO, D., SOTO, G.A. & FLOREZ, E.L., 2001.- Evaluacion de cinco extractos plantas para el manejo de la mosca blanca de los invernaderos Trialeurodes vaporariorum (Westwood) en tomate. Fitotecnia, 51. Departamento de Fitotecnia, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Caldas, Manizales, Colombia.

HOFMANN, A., SCHULTES, R.E. & RATSCH, CH., 2001.- Plants of the gods: Their Sacred, Healing and Hallucinogenic Powers. Healing Arts Press, Rochester, Vermont.

JONES, D.A., KEYMER, R.J. & ELLIS, W.M., 1978.- Cyanogenesis in plants and animal feeding: 21-24 (en HARBOME, J.B. (ed.) Biochemical Aspects of Plant-Animal Coevolution. Academic Press, N.Y.

LIEBMAN, M., MOHLER, C.L. & STAVER, C., 2001.- Ecological Management of Agricultural Weeds, Cambridge University Press. 544p.

LIZARAZO, K., MENDOZA, C. & CARRERO, R., 2008.- Efecto de extractos vegetales de Polygonum hydropiperoides, Solanum nigrum y Calliandra pittieri sobre el gusano cogollero (Spodoptera frugiperda). Agronomia Colombiana, 26 (3): 35-45.

MAHMOUD, Y.A.G., EBRAHIM, M.K.H. & ALY, M.M., 2004.- Influence of some plant extracts and microbioagents on some physiological traits of faba bean infected with Botrytis fabae. Turk Journal Botanical, 28: 519-528.

MANDRILE, E.L. & BONGIORNO de P., G., 1990.- Principios activos naturales con accion alucinogena. VIII. Alcaloides derivados de la ergolina. Su presencia en especies de Convolvulaceas. Acta Farmaceutica Bonaerense, 9 (1): 41-52.

MASSOL-DEYA, A., PEREZ, D., PEREZ, E., BERRIOS, M. & DIAZ, E., 2005.- Trace Elements Analysis in Forage Samples from a US Navy Bombing Range (Vieques, Puerto Rico). International Journal of Environmental Research and Public Health, 2 (2): 263-266.

MOHLENBROCK, R.H., 1990.- Flowering Plants, Nightshades to Mistletoe Ilustrated Flora of Illinois. Southern Illinois University Press.

PAPA, J.C., 2005.- Deteccion de especies de malezas de importancia emergente en el centro-sur de la provincia de Santa Fe. Soja para mejorar la produccion, 30.

PLAZA, G.A. & PEDRAZA, M., 2007.- Reconocimiento y caracterizacion ecologica de la flora arvense asociada al cultivo de uchuva. Agronomia Colombiana, 25 (2): 306-313.

PASCUAL-VILLALOBOS, M.J. 1998.- Repelencia, Inhibicion del Crecimiento y Toxicidad de Extractos Vegetales en Larvas de Tribolium castaneum Herbst. (Coleoptera: Tenebrionidae). Boletin de Sanidad Vegetal Plagas, 24: 143-154.

RAUSHER, M.D. & SIMMS, E L., 1989.- The evolution of resistance to herbivory in Ipomoea purpurea. L. Attempts to detect selection. Evolution, 43 (3): 563-572.

RODRIGUEZ, S.H., 1998.- Determinacion de toxicidad y bioactividad de cuatro insecticidas organicos recomendados para el control de plagas en cultivos horticolas. Revista Latinoamericana de Agricultura y Nutricion, 1(3): 14-21.

ROSENTHAL, S.S., 1985.- Potential for biological control of field bindweed in California's coastal vineyards. Agr. Ecosyst. Environ., 13: 43-58.

SALAZAR, G.L. & HINCAPIE, G.E., 2005.- Arvenses de mayor interferencia en los cafetales. Avances Tecnicos Cenicafe, 333.

SHALTOUT, K.H., AL-SODANY, Y.M. & EID, E.M., 2006.- The biology of egyptian woody perennials 2. Ipomoea carnea jacq. Ass. Univ. Bull. Environ. Res., 9 (1): 75-91.

TIFFIN, P. & RAUSHER, M., 1999.- Genetic Constraints and Selection Acting on Tolerance to Herbivory in the Common Morning Glory, Ipomoea purpurea. The American Naturalist, 154 (6): 700-716.

TRUCCO, F., 2007.- Resistencia a Herbicidas en Malezas. XV Congreso de de Aapresid - Reinvencion y Prospectiva. (14 al 17 de agosto de 2007). Bolsa de Comercio de Rosario, Argentina.

WITTERS, W.L., 1975.- Extraction and identification of clavine and lysergic acid alkaloids from morning glories. Ohio J. Sci., 75 (4): 198-201.

ZARATE, HJ. & GARCIA, R., ZAVALA, F., PEREZ, R. & SOTO, M., 2006.- Toxicidad de los Extractos de Calia secundiflora (Ort.) Yakovlev. Revista Chapingo Serie horticultura, 12 (002): 197-202.

Hector Mauricio Arias Ortiz (1), Albeiro Lopez Bedoya (2), Maria Elena Bernal Vera (3) y Elmer Castano Ramirez (4)

* FR: 1-V-2010. FA: 1-VIII-2011.

(1) Ingeniero Agronomo E mail: penumbra_hmao@yahoo.com

(2) Ingeniero Agronomo E mail: albeirolopezb@hotmail.com

(3) Ingeniera Agronoma Profesora catedratica universidad de Caldas E mail: marielberve@hotmail.com

(4) Ingeniero agronomo. Profesor Titular universidad de Caldas E mail: elmercr@ucaldas.edu.co

(5) Laboratorio de Nutricion Animal y Vegetal. Instituto de Biotecnologia Agropecuaria. Vicerrectoria de Investigaciones y Postgrados. universidad de Caldas. Director: Julian Estrada Alvarez. Analista: Juan Manuel salgado Vargas. octubre 14/2009.
Tabla 1. Analisis bromatologico de semillas de Ipomoea purpurea L.
Roth.

ANALISIS            UNIDADES     MUESTRA

Humedad                %           7,53
Materia seca           %          92,47
Nitrogeno total        %           3,33
Proteina bruta         %          20,81
Grasa total            %           7,03
Fibra bruta            %          12,08
Cenizas totales        %           6,47
Fosforo                %           0,20
Potasio                %           1,33
Calcio                 %           0,16
Magnesio               %           0,22
Sodio                  %           0,02
Hierro               mg/kg        59,83
Cobre                mg/kg        15,95
Manganeso            mg/kg        17,34
Zinc                              39,03

Fuente: Laboratorio de Nutricion Animal y Vegetal, Universidad de
Caldas, 2009. Metodos de analisis: Humedad y Materia Seca
(Gravimetria). Nitrogeno y Proteina (Kjeldahl). Fibra (Digestion
Acido-alcalina). Grasa (Soxlhet). Cenizas (Calcinacion). Fosforo
(Colorimetrico). Ca, Mg, K, Na, Fe, Mn, Zn, Cu (Absorcion atomica).
Los resultados se dan en base seca.
COPYRIGHT 2011 Universidad de Caldas
No portion of this article can be reproduced without the express written permission from the copyright holder.
Copyright 2011 Gale, Cengage Learning. All rights reserved.

Article Details
Printer friendly Cite/link Email Feedback
Author:Arias Ortiz, Hector Mauricio; Lopez Bedoya, Albeiro; Bernal Vera, Maria Elena; Castano Ramirez, Elme
Publication:Boletin Cientifico Centro De Museos De Historia Natural
Article Type:Report
Date:Jul 1, 2011
Words:10681
Previous Article:Catalogo Ilustrado de las Mariposas de la Reserva de la Sociedad Civil Rogitama Biodiversidad (Arcabuco, Boyaca-Colombia).
Next Article:Plantas utiles para la elaboracion de artesanias en el departamento del cauca (colombia).
Topics:

Terms of use | Privacy policy | Copyright © 2020 Farlex, Inc. | Feedback | For webmasters