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Ontogenia de los estrobilos, desarrollo de los esporangios y esporogenesis de Equisetum giganteum (Equisetaceae) en los Andes de Colombia.

Ontogeny of strobili, sporangia development and sporogenesis in Equisetum giganteum (Equisetaceae) from the Colombian Andes.

Las Equisetaceae son cosmopolitas. Incluyen un solo genero Equisetum L., que reune unas 15 especies, y esta dividido en dos subgeneros, Equisetum, que incluye: E. arvense L., E. bogotense Kunth., E. diffusum D. Don, E. fluviatile L., E. palustre L., E. pratense Ehrh., E. sylvaticum L. y E. telmateia Ehrh. e Hippochaete (J. Milde) Baker (Hauke 1963, 1978, 1995), en el que se agrupan: E. giganteum L., E. myriochaetum Schltr. & Cham., E. hyemale L., E. laevigatum L., E. ramosissimum Desf., E. scirpoides Michx. y E. variegatum Schleich.

Los estudios realizados sobre la morfologia y los analisis moleculares de ADN sobre secuencias plastidiales rbcL, trnL-F, rps4 sugieren que es monofiletico (Pryer et al. 2001, 2004, Des Marais et al. 2003, Guillon 2004, Schuettpelz et al. 2006, Schuettpelz & Pryer 2008). Esos estudios tambien senalan que representaria un clado hermano de los helechos eusporangiados (Marattiales) y de los helechos leptosporangiados. Los tres grupos integrarian, juntos, un clado hermano de Ophioglossaceae y Psilotaceae (Pryer et al. 2001, 2004). De acuerdo con la morfologia de los espermatozoides (Renzaglia et al. 2000) y los caracteres de las raices (Kato 1983), se situan, con el resto de los helechos, en las Monilophyta, un grupo de reciente concepcion y aun en revision, basado en las Moniliformopses, nombre originalmente propuesto por Kenrick & Crane (1997) que se fundamenta en caracteres morfologicos tales como la presencia de raices caulogenas originadas en la endodermis, protoxilema mesarco, tapete plasmodial, espermatozoides pluriflagelados y caracteres geneticos, como la insercion de nueve nucleotidos en el gen plastidico rps4.

Los equisetos tienen un patron distintivo de crecimiento en nudos y entrenudos, tallos verticilados y hojas reducidas, connatas, en verticilos regulares (Tryon & Tryon 1982, Moran 1995). Los tallos tienen estructura interna lacunar, tejidos vasculares fragmentados en cordones con lagunas protoxilematicas y areas centrales huecas. Las estructuras esporogenas estan reunidas en estrobilos terminales.

Cada estrobilo tiene un eje central portador de esporangioforos, estructuras peltadas con una porcion basal que se asemeja a un pedicelo, el manubrio, y una porcion apical aplanada, el escutelo (a veces llamada vulgarmente escudo). Cada esporangioforo lleva un anillo de esporangios pendulos dirigidos hacia el eje del estrobilo.

Las esporas son clorofilicas, presentan una unica abertura circular que no se encuentra en otros helechos, estan cubiertas por un perisporio delgado, casi membranoso, de esporopolenina, que se adosa en la zona de abertura y cubre por completo la espora y se caracterizan por la presencia de dos apendices en forma de banda o cinta, higroscopicos, los elateres o elaterios unidos a la superficie de esporas en un punto comun (Hauke 1963, Lugardon 1978, Tryon & Lugardon 1990). Los estudios mas recientes sugieren que las paredes esporales tambien contienen silice (Currie & Perry 2009).

Tres especies, E. bogotense Kunth., E. giganteum L. y E. myriochaetum Schltdl. & Cham., se citan para Centroamerica y Sudamerica (Moran 1995), y crecen tambien en Colombia (Triana & Murillo 2005). Segun Tryon & Tryon (1982) E. giganteum vive en America tropical, desde el sur de Mexico hasta la Argentina; al igual que las otras dos especies mencionadas para Colombia, tiene amplia distribucion; es una planta predominantemente palustre, tanto de ambientes loticos como lenticos y humedales; tanto en zonas despejadas como areas mas protegidas como orillas de quebradas y bordes de barrancos sombrios y humedos. El rango altitudinal de las tres especies es similar, desde los 900 hasta los 4 500m (Murillo & Harker 1990), aunque E. giganteum es mas comun en zonas mas bajas, entre los 600 y 3 000m de altitud (Triana & Murillo 2005).

Los trabajos recientes en el genero Equisetum son abundantes, de caracter taxonomico, sistematico y evolutivo (Pryer et al. 1995, Renzaglia et al. 2000, Pryer et al. 2001, Des Marais et al. 2003, Guillon 2004, 2007, Smith et al. 2006). Otros trabajos tratan el genero en relacion con su capacidad de biomineralizar silice y acumularla en diversas partes del cuerpo vegetal, uno de sus caracteres mas notables, asi como la importancia de este compuesto biogenerado en la fisiologia de las plantas (Kaufman et al. 1973, Chen & Lewin 1969, Ernst 1990, Epstein 1999, Holzhuter et al. 2003, Currie & Perry 2007, Currie & Perry 2009).

Los estudios de la biologia reproductiva de las equisetaceas, en cambio, son escasos. Hawkins (1907) describio el desarrollo de los esporangios y la esporogenesis de E. hyemale, Beer (1909) analizo el proceso de maduracion de las esporas de E. arvense y E. fluviatile L. (sub. E. limosum L), registro la presencia de clorofila y describio el patron de deposito de las capas del esporodermo. Page (1972) estudio la morfologia y evolucion de los esporangioforos y ejes para determinar el origen de la disposicion de estas estructuras. Gullvag (1968) y Olsen & Gullvag (1973) estudiaron algunos aspectos ultraestructurales relacionados con la germinacion de las esporas en E. fluviatile y E. arvense respectivamente. Duckett (1970) relaciono la forma, tamano y color de las esporas de Equisetum con su viabilidad, y senalo las diferencias que se pueden encontrar entre las especies fertiles y los hibridos. Posteriormente, Lehmann et al. (1984), detallaron algunos caracteres estructurales y ultraestructurales de la esporogenesis de E. fluviatile. Uehara & Kurita (1989) describieron aspectos ultraestructurales hallados en el curso de la esporogenesis, asi como la morfogenesis de la pared de las esporas y los elateres de E. arvense; esos autores senalaron ademas que la maduracion de los esporangios en los estrobilos es basipeta, por lo que es posible encontrar todas las etapas del proceso de formacion de las esporas en un estrobilo maduro. Tryon & Lugardon (1990) estudiaron la ultraestructura de los elateres y la pared de las esporas de varias especies de Equisetum. Uehara & Murakami (1995) observaron la disposicion de los microtubulos del tapete durante el proceso de formacion de las esporas y mostraron la formacion de tapetal gaps (aqui llamadas camaras plasmodiales), alrededor de las tetradas y posteriormente alrededor de las esporas en formacion. Finalmente, Roshchina et al. (2004), evaluaron la utilidad de la tecnica de microscopia confocal en el estudio de la fisiologia de la espora, con la observacion de la autofluorescencia en esporas de E. arvense.

A pesar de que se cuenta con informacion general sobre la esporogenesis de algunas especies de Equisetum (Gullvag 1968, Olsen & Gullvag 1973, Tryon & Lugardon 1990), hasta el momento no hay trabajos que incluyan una descripcion detallada de la ontogenia de los estrobilos, esporangios y esporogenesis en especies del genero. A esto debe agregarse que las referencias existentes corresponden a especies de zonas templadas y no hay estudios sobre estos procesos en especies tropicales.

Por lo que antecede, este trabajo se propone describir la ontogenia de los estrobilos, los esporangios y efectuar aportes al conocimiento del proceso de esporogenesis de E. giganteum, con datos nuevos y originales sobre la biologia reproductiva de esta especie. Los resultados obtenidos se discuten en relacion con lo conocido hasta el momento para otras especies de Equisetum.

MATERIALES Y METODOS

Durante la epoca seca se recolectaron 30 ejemplares de E. giganteum, entre los meses de enero y febrero de 2010, a orillas del Rio Frio en las inmediaciones de la Estacion Experimental El Rasgon, de la Corporacion Autonoma Regional para la Defensa de la Meseta de Bucaramanga (CDMB), en la vereda Cristales, Corregimiento de Sevilla, Municipio de Piedecuesta, Santander a 7[grados] 2' 29" N, 72[grados] 57' 32" W y 2 200m de altitud. El material de soporte de este trabajo fue incluido en el Herbario de la Escuela de Biologia de la Universidad Industrial de Santander (UIS) referido a un numero de muestra con la clave EG-015.

Los estrobilos del eje principal y las ramificaciones fueron clasificados en siete etapas de maduracion, de las cuales se tomaron diez estrobilos por cada una de estas etapas. El material recolectado se fijo en FAA (formolalcohol-acido acetico) durante 24h. Posteriormente, se cortaron en fragmentos de 1cm de longitud para deshidratarlos en la serie habitual de alcoholes y dos pasos de aclaramiento en xilol (Ruzin 1999). Los fragmentos fueron embebidos en Paraplast (Mc Cormick[R]) durante 12h a 55[grados]C. Se obtuvieron secciones longitudinales y transversales con un microtomo rotatorio Spencer 820, en espesores de 3-5[micron]m y las secciones obtenidas se colorearon con safranina O-fast green (Johansen 1940). Las muestras se examinaron con un microscopio fotonico de alta resolucion Nikon 80i Eclipse, equipado con DIC y un microscopio Nikon Eclipse e200 equipado con fluorescencia, se utilizo filtro B-2 (filtro de excitacion 450490nm y filtro barrera 515nm). Las fotografias de alta resolucion y fluorescencia se obtuvieron con camara digital Nikon DS-2MV y camara Canon PowerShot A710 IS respectivamente, en la Unidad de Microscopia Electronica de la Universidad del Cauca y el laboratorio de Morfologia Vegetal de la Universidad del Valle. Todo el procesamiento del material se llevo a cabo en el Laboratorio de Histotecnia de la Escuela de Biologia de la Universidad Industrial de Santander.

Los terminos pteridologicos utilizados en este trabajo se encuentran en Lellinger (2002). De modo que se ha introducido en espanol el termino camaras plasmodiales para designar las formaciones que Uehara & Kurita (1989) llamaron tapetal gaps por considerarselo apropiado tanto en los descriptivo como funcional, y asi evitar la traduccion literal.

RESULTADOS

Los estrobilos maduros del eje principal de E. giganteum alcanzan una longitud de 3([+ o -]0.5)cm (Fig. 1), y los de las ramas laterales de 1.7([+ o -]0.7)cm. No se observaron diferencias en la ontogenia y la esporogenesis entre los estrobilos del eje principal y los de las ramas laterales, y se pudo constatar que este proceso es sincronico, puesto que todos los esporangios en un estrobilo, presentan el mismo grado de maduracion.

La formacion de los estrobilos se inicia a partir de tejido parenquimatico derivado del meristemo apical. Las celulas meristematicas son isodiametricas y presentan un nucleo voluminoso. En el tejido meristematico se observan las areas correspondientes a los nudos y entrenudos de los ejes aereos, asi como las hojas se encuentran formando verticilos alrededor de los nudos (Fig. 2).

A medida que se desarrollan y crecen los estrobilos, se observa la formacion de grupos de celulas parenquimaticas en todo el contorno de sus ejes. Estas celulas dan origen a los esporangioforos (Fig. 3). Cerca de la base de los esporangioforos, longitudinalmente y en toda la extension del eje del estrobilo aparecen grupos de celulas parenquimaticas mas o menos conectados entre si. Las celulas de estos grupos se alargan, se diferencian y en su fase mas avanzada forman engrosamientos helicoidales, dando origen a grupos de traqueidas que se proyectan hacia el esporangioforo, y contribuyen a la vascularizacion de los esporangios (Figs. 4-6).

Los agregados celulares que formaran los esporangios se caracterizan por sus celulas con citoplasma abundante y nucleos voluminosos marcadamente eucromaticos (Fig. 7). Estas celulas dan origen a la pared del esporangio, de varias capas celulares y al tejido esporogeno (Fig. 8). Este ultimo, por activas mitosis, forma rapidamente los esporocitos y las celulas del tapete que en esta etapa esta constituido, generalmente, por un estrato de celulas de citoplasma escaso (Fig. 9). Los esporocitos tienen forma variable y contorno poligonal, nucleo altamente eucromatico con varios nucleolos y citoplasma de aspecto granular/fibrilar (Fig. 10). A medida que maduran presentan un comportamiento nuclear que se caracteriza por una alta condensacion de la cromatina en una region de la periferia del nucleo, en tanto que la membrana nuclear permanece intacta. Asimismo, se observan estructuras filamentosas que conectan este material condensado y la membrana nuclear. Los nucleolos son visibles y el citoplasma presenta una apariencia filamentosa (Fig. 11).

A medida que crecen los esporangioforos, se produce la formacion del escutelo y el eje del esporangioforo o manubrio se hace mas prominente (Fig. 12).

[FIGURAS 1-7 OMITIR]

El escutelo esta formado por tejido parenquimatico y por una epidermis que madura rapidamente: sus celulas adultas presentan una pared externa formada por una delgada capa celulosica interna, brillante, que no se colorea y capas cuticulares de 10-15[micron]m de espesor, marcadamente coloreadas. La cutinizacion se extiende a las paredes anticlinales, y las excede con el aspecto de cunas cuticulares de tal forma que alcanza parte de las paredes tangenciales internas. La pared externa de la epidermis de los esporangioforos adultos presenta abundantes verrugas cuticulares. Paralelamente, se produce contraccion del citoplasma y picnosis nuclear (Fig. 13).

Al iniciarse la meiosis en los esporocitos, el tapete pierde la integridad histologica e invade parcialmente los espacios entre estos, al adquirir una estructura plasmodial e iniciar la formacion de las camaras plasmodiales, las cuales reunen agrupaciones de tetradas (Fig. 14). Es probable que la etapa de tetradas transcurra rapidamente, debido a que no se observa con frecuencia en las secciones obtenidas.

[FIGURAS 8-13 OMITIR]

Al avanzar la maduracion del esporangio, las proyecciones del tapete plasmodial rodean las esporas en formacion, las mismas quedan incluidas en camaras plasmodiales individuales; estas camaras estan delimitadas internamente por el esporodermo en desarrollo y externamente por la membrana del plasmodio (Fig. 15-16). En las camaras plasmodiales se desarrolla el perisporio y posteriormente los elateres (Fig. 16). Finalmente, el tapete degenera y las esporas con sus elateres quedan libres en la cavidad esporangial (Fig. 17). Para esta misma etapa, la pared del esporangio consta de un estrato celular externo y otro interno. El externo constituye la pared definitiva del esporangio y esta constituido por celulas que presentan engrosamientos en las paredes anticlinales y periclinales internas, aunque es posible observar tambien varias celulas con engrosamientos lignificados en la pared periclinal externa. El estrato celular interno se caracteriza por la presencia de celulas de citoplasma escaso con nucleos alargados (Fig. 18).

Las esporas maduras se encuentran recubiertas por el perisporio, una fina capa de esporopolenina que se adhiere a la zona de abertura de la espora (Figs. 18-19). La region de la abertura esporal es biconvexa y localizada en el sitio de union de las esporas en la tetrada, es decir, en la cara proximal de la espora; en este mismo sitio se adosan los elateres. El nucleo de la espora presenta contorno irregular, se ubica en posicion central, presenta un nucleolo prominente y el citoplasma aparece granular (Fig. 19).

En las observaciones con microscopia de fluorescencia, las esporas y los elateres emiten fluorescencia en el rango de longitud de onda del amarillo-naranja; las celulas de la pared definitiva del esporangio y las epidermicas del escutelo, emiten fluorescencia amarilla mientras que las demas celulas del escutelo, las parenquimaticas del estrobilo, los nucleos y los nucleolos de las esporas, emiten fluorescencia roja (Fig. 20).

DISCUSION

Aqui se han estudiado los procesos de desarrollo de los estrobilos, esporangioforos, esporangios y esporas en la especie neotropical E. giganteum. La ontogenia de las estructuras esporogenas y las esporas es el primer aporte de este tipo para una especie tropical del genero. El desarrollo de los estrobilos es similar en todos los ejes; los esporangioforos se diferencian rapidamente y no forman un arquesporio tipico, la esporogenesis es sincronica, el tapete es histologicamente discreto hasta que se produce la meiosis de los esporocitos y en esa etapa cambia a un estado plasmodial, invade la cavidad esporangial y rodea parcialmente las tetradas de esporas, y da origen a camaras plasmodiales en las que se depositan materiales estructurales, formadores de pared (exosporio y perisporio) de las esporas. La microscopia de fluorescencia indica que los elateres y la pared del esporangio son autofluorescentes, en tanto que otras estructuras emiten fluorescencia inducida por el colorante safranina O.

En relacion con el desarrollo de los estrobilos, Hawkins (1907), en estudios realizados sobre E. hyemale senalo que se inician a partir de celulas meristematicas y por divisiones anticlinales y periclinales forman grupos de celulas parenquimaticas los cuales se diferenciaran luego en los tejidos adultos de los estrobilos. Esos grupos originan masas pluricelulares sobresalientes, dispuestas helicoidalmente sobre el eje del estrobilo, a partir de las cuales se forman los esporangioforos. Esto coincide con lo observado en E. giganteum y tambien en E. bogotense (Rincon et al., datos no publicados). Las escasas referencias bibliograficas sobre este tema impiden generalizar la hipotesis sobre si este modelo de desarrollo de los esporangioforos es similar y puede generalizarse a otras especies de Equisetum.

En E. giganteum, los grupos de celulas parenquimaticas en los esporangioforos experimentan divisiones periclinales y anticlinales para originar los esporangios y generan dos estratos celulares: uno interno de crecimiento rapido que corresponde al tejido esporogeno y otro externo, de crecimiento lento, que origina la pared del esporangio. El tejido esporogeno se diferencia rapidamente para formar directamente los esporocitos y el tapete. Aunque, aparentemente esto es similar a lo descrito por Hawkins (1907) para E. hyemale y por Uehara & Kurita (1989) para E. arvense, esos autores destacan que el tejido esporogeno pasa por una fase de arquesporio previa a la formacion de los esporocitos y el tapete, una condicion que no se observo en E. giganteum, especie en la que no se hallo tejido arquesporico.

En relacion con el proceso de esporogenesis, Lehmann et al. (1984) lo consideraron asincronico en E. fluviatile, mientras que Uehara & Kurita (1989), lo describieron como basipeto al estudiar el desarrollo de los estrobilos de E. arvense, e indicaron que existe la posibilidad de encontrar todas las etapas del proceso de esporogenesis en un mismo estrobilo maduro. En el caso de E. giganteum se observo que la formacion y maduracion de las esporas es sincronico, una condicion similar a la de E. arvense y observada tambien en E. bogotense (Rincon et al., datos no publicados).

[FIGURAS 14-20 OMITIR]

Los esporocitos de E. giganteum presentan un nucleo altamente eucromatico, con uno o varios nucleolos, similar a lo observado por Lehmann et al. (1984) y Uehara & Kurita (1989) para E. fluviatile y E. arvense respectivamente, aunque estos autores no mencionan la apariencia fibrilar en el citoplasma que se observo en E. giganteum.

Los esporocitos de E. giganteum atraviesan por sucesivas etapas de maduracion que no han sido registrados para otras especies de Equisetum: inicialmente se dividen activamente por mitosis y aumentan rapidamente en cantidad; luego, en etapas premeioticas el material nuclear se condensa en un area del nucleoplasma, mientras que la membrana nuclear permanece intacta y se forman estructuras de apariencia fibrilar entre el material condensado y la envoltura nuclear. El fenomeno descrito se atribuiria al deterioro natural de las celulas en el curso de su diferenciacion, y no a las tecnicas de procesamiento de las muestras, ya que se observo coexistencia de celulas colapsadas y normales. Dado que estas observaciones fueron realizadas mediante microscopio de luz, un proximo estudio contempla analizar el proceso descrito con microscopia electronica de transmision (MET), con el fin de aclarar este aspecto. Las estructuras de apariencia fibrilar tambien han sido registradas en musgos (Karasawa 1986), helechos (Sheffield et al. 1983), y plantas superiores (Sheffield et al. 1979, Majewska-- Sawka et al.1990) al parecer en relacion con la formacion de vacuolas nucleares.

El tapete es una estructura que se relaciona siempre con los procesos de esporogenesis (Lugardon 1990, Pacini & Franchi 1993, Parkinson & Pacini 1995, Pacini 1997, Furness & Rudall 2001, Furness 2008). En Equisetum giganteum, es inicialmente celular pero se transforma plasmodial e invade los espacios entre los esporocitos, cuando estos inician la meiosis. Esta condicion es similar a la descrita para otras especies de Equisetum (Uehara & Kurita 1989, Lugardon 1990, Uehara & Murakami 1995).

Al finalizar la meiosis, las tetradas se encuentran parcialmente rodeadas por el tapete plasmodial y se aprecian agrupaciones de estas en la cavidad del esporangio. Similares caracteristicas de las tetradas y el tapete fueron registradas, en estudios efectuados con MET, por Uehara & Kurita (1989), no obstante esos autores senalan que en esa etapa de maduracion el tapete rodea totalmente las tetradas. En este trabajo se pudo constatar que el tapete invade completamente la cavidad del esporangio solo hasta que las esporas se han liberado de las tetradas y luego estas quedan encerradas en el interior de camaras plasmodiales individuales. Los movimientos del tapete y la formacion de las camaras plasmodiales son muy similares a los descritos por Parkinson (1987) para Psilotum nudum (L.) P. Beav. Aunque el termino camara plasmodial no ha sido utilizado previamente en relacion con Equisetum, su formacion, comportamiento y funcion indica que es equivalente a lo que se designa en lengua inglesa como "tapetal gap". En este trabajo se ha preferido introducir ese termino en lugar de una traduccion literal del ingles. Hacia el final de la esporogenesis de E. giganteum se pueden observar ya formados los elateres y el perisporio, todavia en el interior de las camaras plasmodiales, algo que es coincidente con E. arvense (Uehara & Kurita 1989, Uehara & Murakami 1995). Las imagenes efectuadas mediante microscopia de luz y MET son coincidentes, si bien las tomadas con la segunda tecnica permiten refinar estas observaciones.

Una vez que el tapete se desintegra y degenera, solo se observa una capa de celulas parietales de apariencia picnotica que cubren la cavidad del esporangio, un caracter que tambien se registro para E. bogotense (Rincon et al., datos no publicados), pero no para otras especies de Equisetum. Las celulas de la pared del esporangio maduro de E. giganteum presentan diferentes grados de engrosamiento en todas las paredes celulares; este caracter difiere de la mayoria de licofitos y otros monilofitos, que presentan engrosamientos de las paredes del esporangio en forma de "U" (Ollgaard 1975, Rolleri 1972, Uehara & Kurita 1991, Moran 2004, Rincon et al. 2009). Estos engro samientos actuan como un mecanismo sencillo para catapultar a las esporas, de manera que ayudarian en la dispersion. En las esporas de Equisetum, la dispersion estaria basada en la presencia y eficiencia de los elateres (Pacini & Franchi 1993).

En relacion con las esporas de Equisetum, no existe un acuerdo generalizado en la bibliografia acerca de los terminos aplicables a las capas de la pared. Uehara & Murakami (1995) describen la pared de las esporas de Equisetum como formada por cuatro capas: intina, exina, capa media y elateres, e indican que la exina se forma despues de la meiosis y consiste en dos capas distintas, una interna y otra externa, la cual se deposita luego de la formacion de la capa interna; lo que esos autores llaman capa media o intermedia, se deposita despues de la exina. Los terminos intina y exina son tipicos de los granos de polen y por lo tanto, se descartan en este trabajo y no deberian usarse en relacion con esporas. El perisporio es la capa externa que proviene de la desintegracion del tapete, mientras que se define como el episporio la capa externa de esporopolenina, que se encuentra por fuera del exosporio en algunos helechos heterosporados y en Equisetum (Lellinger, 2002). Tryon & Lugardon (1990) llaman episporio a las capas de esporopolenina externas al exosporio en Marsileaceae, Azolla y Salvinia. El termino perina (Erdtman 1943, Perkins et al.1985) se utiliza a veces como sinonimo de perisporio, pero Punt et al. (2007) consideran que el termino perina no debe usarse en relacion con esporas, y si en conjunto con sexina y nexina, para designar capas de pared en los granos de polen, en tanto que perisporio debe usarse conjuntamente con exosporio y endosporio, siempre en relacion con la pared esporal. Por otra parte debe considerarse el origen de estas capas: el exosporio proviene del protoplasto de las esporas, en tanto que las otras capas citadas, independientemente de su nombre, se originan a partir del tapete, indistintamente de su condicion celular o plasmodial (Beer 1909 y autores posteriores). En este sentido, el origen del perisporio y el episporio serian coincidentes, aunque difieran sus nombres y aun podrian usarse indistintamente. Aqui se ha preferido utilizar el termino perisporio.

Las esporas de E. ramosissimum, E. arvense y E. palustre han sido descritas por Uehara & Kurita (1989) y Lugardon (1990). Asi mismo, Tryon & Lugardon (1990) ilustran las esporas de E. bogotense, E. debile Roxb., E. giganteum, E. hyemale y E. telmateia. Las esporas de estas especies son esfericas, clorofilicas, con dos elateres, presentan el perisporio unido a la zona de la abertura esporal, que tiene un engrosamiento de forma lenticular, caracteres que tambien se pueden atribuir a E. giganteum.

La fluorescencia amarillo/naranja que se vio en el esporodermo de E. giganteum es inducida, producto de las propiedades fluorescentes de la safranina que colorea intensamente la esporopolenina. Los resultados aqui obtenidos coinciden con lo observado por Ruzin (1999) y Haseloff (2003) en relacion con este colorante y componentes de los tejidos vegetales, aunque Ruzin (1999) indica que la esporopolenina emite autofluorescencia amarilla/roja solo cuando es excitada con luz ultravioleta. Los nucleos y los nucleolos de las esporas y de las celulas de la pared del esporangio en E. giganteum emiten fluorescencia roja; en este caso tambien se interpreta como inducida por la coloracion con safranina, dado que la cromatina no seria autofluorescente (Ma et al. 1993, Ruzin 1999).

Los elateres muestran fluorescencia amarillo/naranja, similar a la observada en la pared de las esporas. Los elateres se colorean intensamente con fast green, un colorante que no induce fluorescencia (Bond et al. 2008), algo que sugiere que en estos se trataria de autofluorescencia, que provendria de algun compuesto presente en estas estructuras. Tryon & Lugardon (1990) senalan que estan formados por dos capas: una interna, delgada, constituida principalmente de celulosa y otra externa, de mayor espesor, formada por polisacaridos no celulosicos. En estos componentes habria que buscar la causa de la autofluorescencia, ya que la celulosa solo fluoresce generalmente de manera inducida y cuando esta mezclada con otros componentes de pared.

Los resultados de este trabajo y otros previos indican, por el momento que los procesos ontogeneticos y la estructura del esporodermo son caracteres relativamente constantes en Equisetum (Beer 1909, Tryon & Lugardon 1990, Lugardon 1990), algo que implica un valor diagnostico importante en la taxonomia del grupo (Grauvogel-Stamm & Lugardon 2009).

El desarrollo de las estructuras esporogenas y esporas de la especie tropical E. giganteum, difiere de lo conocido hasta ahora para especies del genero procedentes de zonas templadas y podria reflejar una adaptacion a diferentes condiciones de humedad estacional, tipicas de zonas con escasa amplitud termica en el ano pero con temporadas alternantes de lluvia y sequia. Esta adaptacion permitiria la formacion y maduracion de las esporas durante la estacion seca, para ser liberadas masivamente durante el inicio de la temporada humeda, un proceso que se apoya en caracteres especificos de los equisetos, como la ausencia de dormicion, el requerimiento de humedad alta para germinar, la rapida perdida de la viabilidad y la abundante clorofila de las esporas (Tryon & Lugardon 1990). Sin embargo, serian necesarios mas estudios ecologicos que indagaran sobre los factores externos eventualmente actuantes en la formacion y liberacion de las esporas de los equisetos tropicales para dar mayor apoyo a esta hipotesis.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a la Unidad de Microscopia Electronica de la Universidad del Cauca (Unicauca), a Dagoberto Arrieta Prieto, coordinador del Laboratorio de Histotecnia de la Universidad Industrial de Santander (UIS) por el prestamo temporal de las instalaciones y al Laboratorio de Morfologia Vegetal de la Universidad del Valle (Univalle) por el prestamo de los equipos. A Alba Marina Torres y a Heiber Cardenas (Univalle) por sus comentarios y sugerencias, y a los revisores anonimos, por las criticas constructivas que contribuyeron a mejorar el manuscrito final.

Recibido 14-XII-2010.

Corregido 30-III-2011.

Aceptado 28-IV-2011.

REFERENCIAS

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Edgar Javier Rincon Baron (1,6), Helkin Giovani Forero Ballesteros (2,6), Leidy Viviana Gelvez Landazabal (2,6), Gerardo Andres Torres (3) & Cristina Hilda Rolleri (4,5)

(1.) Grupo Semillero ecologico, Departamento de Biologia, Calle 13 # 100-00, Universidad del Valle, Sede Melendez, Cali, Colombia; ejrbaron@gmail.com

(2.) Laboratorio de Histotecnia, Escuela de Biologia, Universidad Industrial de Santander, Carrera 27 con calle 9, Bucaramanga, Colombia; vivigela@gmail.com, helfos85@gmail.com

(3.) Unidad de Microscopia Electronica, Carrera 2 # 1A-25, Urbanizacion Caldas, Universidad del Cauca, Popayan, Colombia; gantorres@gmail.com

(4.) Laboratorio de Estudios de Anatomia Vegetal Evolutiva y Sistematica (LEAVES), Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de La Plata, 64 entre 120 y diagonal 113, B1904 DZB, La Plata, Argentina; tinar.cris@ gmail.com, tinar@speedy.com.ar

(5.) Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas (CONICET), Buenos Aires, Argentina.

(6.) Grupo Microbiota, Campus Universitario Lagos del Cacique, Universidad de Santander (UDES), Bucaramanga, Santander, Colombia.
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Author:Rincon Baron, Edgar Javier; Forero Ballesteros, Helkin Giovani; Gelvez Landazabal, Leidy Viviana; To
Publication:Revista de Biologia Tropical
Date:Dec 1, 2011
Words:6588
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