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Nota sobre la estructura poblacional de Echinocactus platyacanthus (Cactaceae) en la reserva de la Biosfera "Barranca de Metztitlan", Hidalgo, Mexico.

INTRODUCCION

La familia Cactaceae comprende cerca de 2000 especies en America. Con 913 taxa, Mexico tiene la mayor riqueza en el mundo de estas plantas, y 80% de las especies son endemicas al territorio de la Republica (Guzman et al., 2003; JimenezSierra, 2011). Dentro de las regiones con mayor diversidad de sus representantes destacan en el centro de Mexico el Valle de Tehuacan-Cuicatlan en Puebla, y la Reserva de la Biosfera "Barranca de Metztitlan" en Hidalgo. Esta reserva cuenta con 70 especies de cactaceas, con poblaciones importantes de Cephalocereus senilis, Neobuxbaumia polylopha, y varias biznagas, entre ellas Echinocactus platyacanthus (Semarnap, 1999).

Echinocactus platyacanthus, tambien conocida como biznaga dulce o de barril, es un cactus globular que puede alcanzar 2 m de altura y 1.2 de diametro. Prospera en el matorral xerofilo (Jimenez-Sierra, 2011). Esta especie es endemica de Mexico y se le encuentra entre los 1100 y 2400 m s.n.m. (Hernandez y GomezHinostrosa, 2011). Su distribucion es discontinua, aunque sus poblaciones no estan muy aisladas (Hernandez y Gomez-Hinostrosa, 2011). Se localiza en el desierto chihuahuense en Coahuila, Guanajuato, Hidalgo, Nuevo Leon, Queretaro, San Luis Potosi, Tamaulipas y Zacatecas. En el sur del Valle de Tehuacan, en Puebla y Oaxaca es relativamente comun (Gomez-Hinostrosa y Hernandez, 2000; Jimenez-Sierra y Eguiarte, 2010). Las areas del norte y del sur estan geograficamente aisladas por el Eje Neovolcanico Transversal (Trujillo Argueta, 1984).

La planta se encuentra protegida en Mexico por la NOM-059-SEMARNAT-2010, bajo la categoria "sujeta a proteccion especial" (Semarnat, 2010), y esta en la Lista Roja de la UICN en la categoria de "casi amenazada" (Hernandez et al., 2013). Entre los riesgos que sufre la especie estan i) la perturbacion del suelo por parte del ganado, lo que provoca la perdida de microhabitat adecuado para el establecimiento de nuevos individuos; ii) la explotacion de sus poblaciones para su uso en la fabricacion del dulce tradicional conocido como acitron o biznaga; y iii) su uso como forraje vivo para cabras y burros (Jimenez-Sierra et al., 2007; Jimenez-Sierra y Eguiarte, 2010). Debido a que la planta tiene un crecimiento lento (Jimenez-Sierra y Eguiarte, 2010), la extraccion de individuos adultos incrementa su vulnerabilidad.

Nuestro objetivo es generar datos sobre la estructura y densidad poblacional de Echinocactus platyacanthus dentro de la Reserva de la Biosfera "Barranca de Metztitlan" en dos localidades con diferente accesibilidad. En este trabajo evaluamos como afecta el impacto humano al crecimiento y la estructura poblacional de E. platyacanthus, ya que se considera que una de las principales amenazas que sufre es su extraccion no controlada (Jimenez-Sierra y Eguiarte, 2010). Como indicador del impacto humano usamos la accesibilidad y la distancia entre los sitios donde se encuentra la especie y los asentamientos humanos, asi como las carreteras mas cercanas.

METODOS

Area de estudio

La Reserva de la Biosfera "Barranca de Metztitlan" se encuentra en el estado de Hidalgo (20 14'15"-20 45'26" N y 98 23'00"-98 57'08" W) y tiene una superficie de 96 043 ha. La elevacion en la reserva varia de 1200 a 2600 m. El clima es seco (BS0hw) y semiseco (B[S.sub.1]hw), causado por el efecto de sombra de lluvia de la Sierra Madre Oriental. La temperatura media oscila entre 18 y 22[grados]C y la precipitacion anual es en promedio de 500 mm (Conanp, 2003).

Metodos de muestreo

El trabajo de campo se llevo a cabo el 27 y 28 de septiembre de 2014. Seleccionamos dos areas con grado de accesibilidad contrastante. El sitio 1 (S1) tenia dificil acceso y una mayor distancia a la carretera y los asentamientos humanos, por lo que consideramos el S1 menos propicio a la explotacion. El sitio 2 (S2) era de facil alcance y se encontraba contiguo a los dos elementos antropogenas mencionados, lo que lo hace mas susceptible para la extraccion de las plantas. Las areas muestreadas fueron 2000 m2 para S1 y 2015 m2 para S2. En cada sitio se censaron todos los individuos presentes y se midieron su altura y diametro.

Estructura poblacional

Encontramos ocho estados de desarrollo basados en el diametro y la altura: plantulas, organismos juveniles 1 y 2, y organismos adultos 1-5 (Cuadro 1) (Jimenez-Sierra y Torres-Orozco, 2003; Jimenez-Sierra et al., 2007). La estructura poblacional se categorizo de acuerdo con el criterio de Hegland y Van Leeuwen (2001), Brys et al. (2003) y Aguraiuja et al. (2008), quienes senalan que las poblaciones "dinamicas" se caracterizan por una mayor proporcion de organismos jovenes (plantulas, juveniles e inmaduros), las "normales" (o estandar) presentan una cantidad mas grande de adultos, pero con un alto numero de plantas juveniles, y en las "regresivas" dominan los adultos, especialmente los de considerable tamano con flores (en este tipo de poblacion es dificil encontrar senales de rejuvenecimiento ya que hay un bajo numero de individuos juveniles y plantulas).

Analisis estadistico

Se utilizo la prueba no parametrica de Mann-Whitney (P < 0.05) para determinar si habia diferencias significativas al comparar el diametro y la altura entre sitios (S1 y S2). La prueba de Fisher (a=0.05) se uso para observar la misma categoria de distinciones en la estructura poblacional de ambos sitios. Desarrollamos modelos de regresion lineal para identificar la relacion alometrica entre el diametro y la altura en cada sitio, y la significancia de los modelos se verifico con una prueba de ANOVA. Se considero la significancia estadistica a 95% para todos los casos. Los analisis estadisticos se realizaron con el software R version 3.0.1 (R Core Team, 2014).

RESULTADOS

Encontramos diferencias al comparar el tamano, la estructura poblacional y la relacion alometrica (altura-diametro) entre los sitios S1 y S2. Se censaron y midieron 456 individuos, 282 en el S1 y 174 en el S2. Solo se registro una plantula en el S2. Se hallaron adultos con flores y frutos en ambos sitios. Para el S1 se determino una densidad de 1410 plantas/ha, mientras que en el S2 el valor fue de 863. En el S1 los individuos eran ligeramente mas altos pero con menor anchura. El diametro promedio en el S1 fue 54.53 [+ o -] 27.09 cm y en el S2 de 64.35 [+ o -] 33.01 cm. En el S1 la altura media fue 76.0 [+ o -] 38.98 cm, y en el S2 de 71.79 [+ o -] 39.87 cm. Con respecto al diametro encontramos diferencias significativas al comparar los sitios (W = 28882, P = 0.001); sin embargo, para la altura no se obtuvieron (W = 21958, P = 0.059).

En lo que toca a la estructura poblacional, registramos que esta fue significativamente diferente entre sitios (P = 0.031). Los estados de desarrollo con mayor numero de individuos fueron adultos 2 y 3, con diametros entre 36 y 80 cm. Despues de las plantulas, los estados de desarrollo con menor cantidad de organismos fueron juveniles 1, con mediciones entre 3 y 11 cm, y adultos 5, con diametros superiores a 113 cm (Cuadro 1, Fig. 1).

En el S1 se censo una mayor cantidad de individuos en todos los estados de desarrollo, excepto plantulas y adultos 4. En el S1, adultos 2 tuvo el maximo numero de plantas, mientras que en el S2 supero adultos 3. Juveniles 2 tuvo la proporcion mas alta de individuos, seguido de adultos 1.

[FIGURA 1 OMITIR]

Las poblaciones de ambos sitios fueron consideradas de tipo regresivo. Estuvieron compuestas fundamentalmente por un alto numero adultos vegetativos, adultos con flores y sobre todo plantas generadoras (estados de desarrollo adultos 2-5), y una relativa escasez de plantulas, de las etapas de desarrollo prematuras y de juveniles (Cuadro 1). Los estadios juveniles tuvieron una baja representatividad con solo 12.9% de la poblacion total.

Con respecto a la relacion alometrica entre la altura y el diametro encontramos que en el S1 esta fue mayor (Altura = Diametro (0.69) + 38.21; [R.sup.2] = 0.24) en comparacion con el S2 (Altura = Diametro (0.48) + 40.42; [R.sup.2] = 0.16) (Fig. 2). Los modelos de regresion lineal para ambos sitios fueron significativos (S1: F = 90.282, P <0.001; S2: F = 33.435, P <0.001).

DISCUSION

Encontramos diferencias entre los dos sitios con un posible distinto grado de impacto humano. Sin embargo, debido al bajo numero de sitios, no tenemos evidencia suficiente para afirmar que las mismas se deban a la accesibilidad de los lugares, y a la distancia a los asentamientos humanos y a la carretera. Se requiere estudiar mas localidades para poder determinar si estos factores afectan al crecimiento y a la estructura de las poblaciones de E. platyacanthus. Sin embargo, a pesar de no poder definir el origen de estas disimilitudes, registramos en el S1 una mas grande cantidad de individuos con mayor altura.

El tipo de poblacion recesiva encontrado en los sitios representa una amenaza para la especie, puesto que tiene un mayor riesgo de extinguirse en un futuro proximo (Aguraiuja et al., 2008), y al ser plantas de crecimiento lento (Vazquez-Sanchez et al., 2012), las poblaciones no pueden regenerarse de forma rapida e incorporar individuos con la misma velocidad con la que son extraidos. La presencia de una sola plantula pone en evidencia la vulnerabilidad de la especie, y la baja cantidad de organismos juveniles sugiere una futura disminucion de la poblacion. El reducido numero de individuos juveniles y plantulas puede deberse al exceso de forraje causado por burros salvajes, ovejas y cabras (Jimenez-Sierra, 2011), cuyo efecto fue observado durante la realizacion de los censos.

Encontramos una mayor densidad de poblacion en el S1 en comparacion con las reportadas para otras areas como en el Valle de Tehuacan-Cuicatlan, Puebla, (1016 individuos/ha; Jimenez-Sierra et al., 2007), y para otra region en Hidalgo (1111 individuos/ha; Jimenez-Sierra y Eguiarte, 2010). Para algunas localidades dentro del Valle de Tehuacan-Cuicatlan (Jimenez-Sierra et al., 2007) la densidad de poblacion del S2 fue incluso mayor. En San Luis Potosi hay sitios en muy buen estado de conservacion (Salas de Leon et al., 1999) con una densidad media estimada de 1500 individuos/ha (Goettsch, 2007).

Los datos demograficos obtenidos en este trabajo representan una contribucion al conocimiento de la estructura de la poblacion de E. platyacanthus dentro de la Reserva de la Biosfera "Barranca de Metztitlan". Esta especie requiere acciones de conservacion debido al bajo numero de plantulas y de individuos jovenes. Si no se le da una proteccion apropiada, su existencia podria verse amenazada en el futuro. El estudio de la estructura de poblacion y los datos sobre su tamano son herramientas utiles para evaluar las prioridades de gestion y conservacion, y para entender la dinamica regional en los casos en que se carece de datos sobre la distribucion demografica precisa (Aguraiuja et al., 2008).

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a Hugo Hernandez, Karina Lopez, Anahi Montiel, Rebeca Raygosa, y a los estudiantes de Ecologia, grupo 1041, por su ayuda durante el trabajo de campo. Tambien damos las gracias a Raul Balderrama y Don Memo de "El Viejo Cactus" por su ayuda y asistencia durante el trabajo de campo. Agradecemos a la Facultad de Ciencias, de la Universidad Nacional Autonoma de Mexico, por el apoyo recibido. El trabajo de campo realizado en este estudio no viola ninguna legislacion ambiental de Mexico. Los autores tambien agradecen a los revisores por sus comentarios criticos para el mejoramiento de este articulo.

LITERATURA CITADA

Aguraiuja, R., M. Zobel, K. Zobel y M. Moora M. 2008. Conservation of the endemic fern lineage Diellia (Aspleniaceae) on the Hawaiian Islands: can population structure indicate regional dynamics and endangering factors? Folia Geobot. 43: 3-18.

Brys, R., H. Jacquemyn, P. Endels, M. Hermy y G. De Blust. 2003. The relationship between reproductive success and demographic structure in remnant populations of Primula veris. Acta Oecol. 24(5): 247-253.

Conanp. 2003. Programa de Manejo Reserva de la Biosfera Barranca de Metztitlan, Mexico. Comision Nacional de Areas Naturales. Mexico, D.F., Mexico. 202 pp.

Goettsch, B. 2007. Distribution modelling, macroecology and conservation: cacti of the Chihuahuan Desert Region. Ph.D. thesis. Animal and Plant Sciences, University of Sheffield, U.K.

Gomez-Hinostrosa, C. y H. M. Hernandez. 2000. Diversity, geographical distribution, and conservation of Cactaceae in the Mier y Noriega region, Mexico. Biodivers Conserv. 9: 403-418.

Guzman, U., S. Arias y P. Davila. 2003. Catalogo de cactaceas mexicanas. Universidad Nacional Autonoma de Mexico y Comision Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad. Mexico, D.F., Mexico. 313 pp.

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Hernandez, H. M., M. Chazaro y C. Gomez-Hinostrosa. 2013. Echinocactus platyacanthus. The IUCN Red list of threatened species. Version 2014.3. www.iucnredlist.org. (consultado el 5 de diciembre de 2015).

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Jimenez-Sierra, C., M. C. Mandujano y L. E. Eguiarte. 2007. Are populations of the candy barrel cactus (Echinocactus platyacanthus) in the desert of Tehuacan, Mexico at risk? Population projection matrix and life table response analysis. Biol. Conserv. 135: 278-292.

Jimenez-Sierra, C. y L. E. Eguiarte. 2010. Candy barrel cactus (Echinocactus platyacanthus Link & Otto): a traditional plant resource in Mexico subject to uncontrolled extraction and browsing. Econ. Bot. 64: 99-108.

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Salas de Leon, S. N., A. Garcia-Mendoza, J. A. Reyes Aguero y C. Villar Morales. 1999. Distribucion geografica y ecologica de la flora amenazada de extincion en la zona arida del estado de San Luis Potosi, Mexico. Polibotanica 10: 1-21.

Semarnap. 1999. Documento tecnico justificativo para la creacion de la Reserva de la Biosfera Barranca de Metztitlan, Hidalgo. Secretaria de Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca. Mexico, D.F., Mexico. 100 pp.

Semarnat. 2010. Norma Oficial Mexicana NOM-059-SEMARNAT-2010, Proteccion ambiental-Especies nativas de Mexico de flora y fauna silvestres-Categorias de riesgo y especificaciones para su inclusion, exclusion o cambio-Lista de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federacion. 30 de diciembre 2010. Segunda Seccion. Mexico, D.F., Mexico. pp. 77.

Trujillo Argueta, S. 1984. Distribucion geografica y ecologica de Echinocactus platyacanthus: un ejemplo de distribucion disyunta. Cact. Suc. Mex. 29(4): 75-80.

Vazquez-Sanchez, M., T. Terrazas y S. Arias. 2012. El habito y la forma de crecimiento en la tribu Cacteae (Cactaceae, Cactoideae). Bot. Sci. 90: 97-108.

Recibido en enero de 2015.

Reactivacion en febrero de 2016.

Aceptado en marzo de 2016.

Malinali Castaneda-Romero (1), Monserrat Luna-Contreras (1), Daniel VelaGodinez (1), Gessel Montoya-Santiago (1), Alejandro Gonzalez-Bermudez (1), Rodrigo Martinez Pena (1), Manuel Esperon-Rodriguez (1,2,3)

(1) Universidad Nacional Autonoma de Mexico, Facultad de Ciencias, Licenciatura de Ciencias de la Tierra, 04510 Mexico, D.F., Mexico.

(2) Macquarie University, Faculty of Sciences and Engineering, Department of Biological Sciences, Sydney NSW 2109, Australia.

(3) Autor para la correspondencia: orcacomefoca@ciencias.unam.mx
Cuadro 1. Numero de individuos encontrados en cada
estado de desarrollo de Echinocactus platyacanthus.
Se comparan dos sitios con diferente accesibilidad
en la Reserva de la Biosfera "Barranca de Metztitlan",
Hidalgo, Mexico. El sitio 1 (S1) es de mas dificil acceso
y mayor distancia a los asentamientos humanos y a la
carretera que el sitio 2 (S2). Los valores entre parentesis
indican las categorias de tamano de diametro en centimetros
(sensu Jimenez-Sierra y Torres-Orozco, 2003).

Sitio    Plantula      Juvenil 1     Juvenil 2      Adulto 1
           (< 3)       (3 - 11)     (11.1 - 25)    (25.1 - 36)

S1           -             8             34            30
S2           1             4             12            14
Total        1            12             46            44

Sitio    Adulto 2      Adulto 3       Adulto 4      Adulto 5
        (36.1 - 56)   (56.1 - 80)   (80.1 - 113)    (> 113.1)

S1          91            78             26            15
S2          47            50             33            13
Total       138           128            59            28
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Author:Castaneda-Romero, Malinali; Luna-Contreras, Monserrat; Vela-Godinez, Daniel; Montoya-Santiago, Gesse
Publication:Acta Botanica Mexicana
Article Type:Ensayo
Date:Apr 1, 2016
Words:2966
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