Diferenciación anatómica foliar en poblaciones naturales de Pinus caribaea var. caribaea (Pinaceae) en Pinar del Río y Artemisa, Cuba
Palabras clave:
acícula, adaptación, análisis multivariado, variación anatómicaResumen
La variación de los caracteres anatómicos es crucial en el reconocimiento de la adaptabilidad ecológica, especialmente en Pinus. Pinus caribaea var. caribaea es un taxón endémico de Cuba occidental, en poblaciones puras o en simpatría con Pinus tropicalis y ocupa una gran variedad de ecótopos que se distinguen por las características del edátopo. El objetivo de esta investigación es determinar la variación anatómica de las acículas como respuesta adaptativa diferencial ante las condiciones ambientales determinadas por la litología, la altitud y la pendiente. Se muestrearon de 20 a 30 individuos de todos los ecótopos donde crece el taxón naturalmente. Se realizaron cortes transversales a 10 acículas de cada árbol y se evaluaron 12 variables anatómicas relacionadas con la regulación hídrica, el transporte y almacenamiento de metabolitos. Los resultados de los análisis estadísticos revelaron diferencias significativas entre ecótopos. El análisis de componentes principales mostró una relación entre variables anatómicas que siguen un patrón funcional de regulación hídrica y asimilación. Los análisis de conglomerados y de discriminante permitieron distinguir la formación de grupos por la relación de las variables anatómicas, principalmente por el efecto de la litología y las que más contribuyeron a diferenciarlos fueron las de regulación hídrica, metabolismo primario junto al grosor de la cutícula. Los resultados son una contribución a la conservación local del taxón pues la estructura de la variación anatómica es consecuencia de la evolución genética de las poblaciones y son muy importantes en estudios ecológicos y para el manejo silvicultural.
Citación: Geada-López, G., Sotolongo-Sospedra, R., Pérez-del Valle, L. & Ramírez-Hernández, R. 2021. Diferenciación anatómica foliar en poblaciones naturales de Pinus caribaea var. caribaea (Pinaceae) en Pinar del Río y Artemisa, Cuba. Revista Jard. Bot. Nac. Univ. Habana 42: 175-188.
Recibido: 23 de marzo de 2021. Aceptado: 13 de mayo de 2020. Publicado en línea: 21 de julio de 2021. Editor encargado: José Angel García-Beltrán.
Descargas
Citas
Adamidis, G.C., Kazakou, E., Fyllas, N.M. & Dimitrakopoulos, P.G. 2014. Species Adaptive Strategies and Leaf Economic Relationships across Serpentine and Non-Serpentine Habitats on Lesbos, Eastern Mediterranean. PLoS ONE 9(5): e96034. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0096034
Álvarez-Brito, A., Mercadet-Portillo, A., Echevarría, P., Hidalgo, E., Rodriguez, E., Martinez, J. & Suárez, E. 1991a. Estudio de interacción genotipo-ambiente en pruebas de procedencias de Pinus caribaea Morelet. Bol. Tec. Forest. 92(2): 3-13.
Álvarez-Brito, A., Romero, A., Mesa, M. & Ramírez, P. 1991b. Variaciones mensuales de los rendimientos en las especies del género Pinus resinadas en Cuba. Bol. Tec. Forest. 92(2): 45-53.
Badik, K.J., Jahner, J.P. & Wilson, J.S. 2018. A biogeographic perspective on the evolution of fire syndromes in pine trees (Pinus: Pinaceae). R. Soc. Open Sci. 53: 172412. https://doi.org/10.1098/rsos.172412
Bakkali, N.E. & Amraoui, M.B. 2018. The length, number, and endodermis area of needles discriminate two genetically distinct populations of Cedrus atlantica Manetti in the Moroccan Middle Atlas. Acta Soc. Bot. Pol. 872: 3591. https://doi.org/10.5586/asbp.3591
Barret, H.G. & Golfari, L. 1962. Descripción de dos nuevas variedades del “pino del Caribe”. Caribbean Forester 23(2): 59-71.
Boratyńska, K., Jasińska, A.K., Marcysiak, K. & Sobierajska, K. 2011. Pinus uliginosa from Czarne Bagno peat-bog Sudetes compared morphologically to related Pinus species. Dendrobiology 65: 17-28.
Boratyńska, K., Sękiewicz, K., Jasińska, A.K., Tomaszewski, D., Iszkuło, G., Ok, T., Dagher-Kharrat, M.B. & Boratyński, A. 2015a. Effect of geographic range discontinuity on taxonomic differentiation of Abies cilicica. Acta Soc. Bot. Pol. 844: 419-480. https://doi.org/10.5586/asbp.2015.027
Boratyńska, K., Jasińska, A.K. & Boratyński, A. 2015b. Taxonomic and geographic differentiation of Pinus mugo complex on the needle characteristics. Syst. Biodivers. 136: 581-595. https://doi.org/10.1080/14772000.2015.1058300
Cabrera-Bermudez, J. 2002. Introducción al catastro ingeniero- geológico y geoambiental de la provincia de Pinar del Río, aplicando tecnología SIG. Tesis de Doctorado. Universidad de Pinar del Río.
Cobiella-Reguera, J.L. 2008. Reconstrucción palinspástica del paleomargen mesozoico de América del Norte en Cuba occidental y el sudeste del Golfo de México. Implicaciones para la evolución del SE del Golfo de México. Rev. Mex. Cien. Geol. 253: 382-401.
Cobiella-Reguera, J. L., Hernández-Escobar, A., Díaz-Díaz, N. & Obregón-Pérez, P. 1997. Estudio de algunas areniscas de la formación San Cayetano y Polier Sierra del Rosario, Cuba occidental. Rev. Mex. Cien. Geol. 143: 59-68.
Conover, W.J. 1999. Practical Nonparametric statistics. John Willey & Sons, Inc. New York, USA.
Di Rienzo, J.A., Casanoves F., Balzarini M.G., Gonzalez L., Tablada M. & Robledo C.W. 2015. InfoStat versión 2015. Grupo InfoStat. Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. http://www.infostat.com.ar
Dieters, M.J. & Nikles, D.G. 1997. The genetic improvement of caribbean pine Pinus caribaea Morelet —building on a firm foundation. Pp. 33-52. En: Procceding of 24th Southern Forest Tree Improvement Conference. Gainsville, FL, USA.
Dieters, M.J., Thinh, H.H., Huong, P.T. & Nhan, H.D. 2006. Review of the performance and suitability of Pinus caribaea in Vietnam. Report prepared for CARD project 033/05VIE: Field evaluation and advanced vegetative mass-propagation technology for scaling up high-value plantations of Pinus caribaea and related hybrids in Vietnam.http://tailieu.vn/xem-tai-lieu/review-of-the-performance-and-suitability-of-pinus-caribaea-in-vietnam.1104001.html
Dilek, Y. & Furnes, H. 2011. Ophiolite genesis and global tectonics: Geochemical and tectonic fingerprinting of ancient oceanic lithosphere. Bull. Geol. Soc. Amer. 123(3-4): 387-411. https://doi.org/10.1130/B30446.1
Donnelly, K., Cavers, S., Cottrell, J.E. & Ennos, R.A. 2016. Genetic variation for needle traits in Scots pine (Pinus sylvestris L.). Tree Genet. Genomes 12: 40. https://doi.org/10.1007/s11295-016-1000-4
Dörken, V.M. & Stützel, T. 2012. Morphology, anatomy and vasculature of leaves in Pinus (Pinaceae) and its evolutionary meaning. Flora 207: 57-62. https://doi.org/10.1016/j.flora.2011.10.004
Esteban, L.G., Martın, J.A., de Palacios, P., Fernández, F.G. & López, R. 2010. Adaptive anatomy of Pinus halepensis trees from different Mediterranean environments in Spain. Trees 24: 19-30. https://doi.org/10.1007/s00468-009-0375-3
Farjon, A. 2013. Pinus caribaea var. caribaea. The IUCN Red List of Threatened Species 2013, e.T34184A2849737. https://www.iucnredlist.org/species/34184/2849737
Farjon, A. & Filter, D. 2013. An Atlas of the world’s Conifers: An analysis of their distribution, biogeography, diversity and conservation status. Brill, Leiden, Netherlands Brill, Leiden. https://www.doi.org/10.1163/9789004211810
Farjon, A. & Styles, B.T. 1997. Pinus (Pinaceae). Fl. Neotrop. Monogr. 75.
Francis, J.K. 1992. Pinus caribaea Morelet, Caribbean Pine: Pinaceae,
Pine Family. Pp. 394-403. US Forest Service, Southern Forest Experiment Station, Institute of Tropical Forestry. New Orleans & Los Angeles, USA.
Galdina, T. & Khazova, E. 2019. Adaptability of Pinus sylvestris L. to various environmental conditions. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 316: 012002. https://doi.org/10.1088/1755-1315/316/1/012002
García-Quintana, Y., Álvarez-Brito, A. & Guízar-Nolazco, E. 2007. Ensayo de procedencias de Pinus caribaea var. caribaea en Alturas de pizarras, Viñales, Pinar del Río, Cuba. Rev. Chapingo, Ser. Cienc. For. Ambient. 132: 125-29.
García-Quintana, Y., Flores, J., Geada-López, G. & Escarré-Estévez, A. 2009. Relación entre atributos ecofisiológicos de la especie vulnerable Pinus caribaea Morelet var. caribaea y características ambientales de ocho localidades en Pinar del Río, Cuba. Interciencia 345: 344-349
Geada-López, G., Karmiya, K. & Harada, K. 2004. Phylogeny of Diploxylon pines subgenus Pinus. For. Genet. 11(3-4): 213-221.
Ghimire, B., Kim, M., Lee, J.-H. & Heo, K. 2014. Leaf anatomy of Pinus thunbergii Parl. (Pinaceae) collected from different regions of Korea. Korean J. Pl. Taxon. 442: 91-99. https://doi.org/10.11110/kjpt.2014.44.2.91
Gibson, G. L. 1982. Genotype-environment interaction Pinus cari-baea. Interim Report. Commonwealth Forestry Institute. London, UK.
González-Torres, L.R., Palmarola, A., González-Oliva, L., Bécquer, E.R., Testé, E., Castañeira-Colomé, M.A., Barrios, D., Gómez-Hechavarría, J.L., García-Beltrán, J.A., Granado, L., Rodríguez-Cala, D., Berazaín, R. & Regalado, L. (comp.). 2016. Lista Roja de la flora de Cuba. Bissea 10 (número especial 1): 33-283.
Graves, A. 1981. Progress in the Pinus caribaea Morelet and Pinus oocarpa schiede international provenance trials. Commonw. For. Rev. 60(1): 35-43.
Grill, D., Tausz, M., Pöllinger, U., Jiménez, M.S. & Morales, D. 2004. Effects of drought on needle anatomy of Pinus canariensis. Flora 199(2): 85-89. https://doi.org/10.1078/0367-2530-00137
Hodžić, M.M., Hajrudinović-Bogunić, A., Bogunić, F., Marku, V. & Ballian, D. 2020. Geographic variation of Pinus heldreichii Christ from the Western Balkans based on cone and seed morphology. Dendrobiology 84: 81-93. https://doi.org/10.12657/denbio.084.007
Huang, Y., Mao, J., Chen, Z., Meng, J., Xu, Y., Duan, A. & Li, Y. 2016. Genetic structure of needle morphological and anatomical traits of Pinus yunnanensis. J. For. Res. 27(1): 13-25. https://doi.org/10.1007/s11676-015-0133-x
IGP [Instituto de Geología y Paleontología]. 2013. Léxico Estratigráfico de Cuba. Instituto de Geología y Paleontología, Centro Nacional de Información Geológica. La Habana, Cuba
Jankowski, A., Wyka, T.P., Żytkowiak, R., Nihlgård, B., Reich, P.B. & Oleksyn, J. 2017. Cold adaptation drives variability in needle structure and anatomy in Pinus sylvestris L. along a 1,900 km temperate–boreal transect. Funct. Ecol. 31(12): 2212-2223. https://doi.org/10.1111/1365-2435.12946
Jankowski, A., Wyka, T.P., Żytkowiak, R., Danusevičius, D. & Oleksyn, J. 2019. Does climate-related in situ variability of Scots pine Pinus sylvestris L. needles have a genetic basis? Evidence from common garden experiments. Tree Physiol. 39(4): 573-589. https://doi.org/10.1093/treephys/tpy145
Jardón-Barbolla, L., Delgado-Valerio, P., Geada-López, G., Vázquez-Lobo, A. & Piñero, D. 2011. Phylogeography of Pinus subsection Australes in the Caribbean Basin. Ann. Bot. (Oxford) 107(2): 229-241. https://doi.org/10.1093/aob/mcq232
Keeley, J.E. 2012. Ecology and evolution of pine life histories. Ann. For. Sci. 69(4): 445-453. https://doi.org/10.1007/s13595-012-0201-8
Köbölkuti, Z.A., Tóth, E.G., Ladányi, M. & Höhn, M. 2017. Morphological and anatomical differentiation in peripheral Pinus sylvestris L. populations from the Carpathian region. Dendrobiology 77:105-117. https://doi.org/10.12657/denbio.077.009
Krokene, P. 2015. Conifer Defense and Resistance to Bark Beetles. Pp. 177-207. En: Vega, F.E. & Hofstetter, R.W. (ed.). Bark Beetles Biology and Ecology of Native and Invasive Species. Elsevier Inc. London, UK. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417156-5.00005-8
Krokene, P. & Nagy, N.E. 2012. Anatomical aspects of resin-based defences in pine. Pp. 67-86. En: Fett-Neto, A.G. & Rodrigues-Corrêa, K.C.S. Pine Resin: Biology, Chemistry and Applications. Research Signpost. Kerala, India.
Larcher, W. 2003. Physiological plant ecology. 4th Ed. Springer. Berlin & Heidelberg, Germany.
Liu, C., Li, Y., Xu, L., Chen, Zh. & He, N. 2019. Variation in leaf morphological, stomatal, and anatomical traits and their relationships in temperate and subtropical forests. Sci. Rep. 9(1): 5803. https://doi.org/10.1038/s41598-019-42335-2
López, R., Climent, J. & Gil, L. 2008. From desert to cloud forest: The non-trivial phenotypic variation of Canary Island pine needles. Trees 22(6): 843-849. https://doi.org/10.1007/s00468-008-0245-4
López, R., Climent, J. & Gil, L. 2010. Intraspecific variation and plasticity in growth and foliar morphology along a climate gradient in the Canary Island pine. Trees 24(2): 343-350. https://doi.org/10.1007/s00468-009-0404-2
López, R., Zehavi, A., Climent, J. & Gil, L. 2007. Contrasting ecotypic differentiation for growth and survival in Pinus canariensis. Austral. J. Bot. 55(7): 759-769. https://doi.org/10.1071/BT07016
López-Almirall, A. 1982. Variabilidad del género Pinus (Coniferales: Pinaceae) en Cuba. Acta Bot. Cub. 12: 1-32.
López-Almirall, A. 1987. Pinaceae. Flora de la República de Cuba. Editorial Academia. La Habana, Cuba.
López-Rodríguez, R. 2009. Diferenciación adaptativa entre poblaciones de Pinus canariensis Chr. Sm. ex DC. Universidad Politécnica de Madrid.
Magaz-García, A. R., Hernández-Santana, J. R., Díaz-Díaz, J.L. & Hernández-Guerrero, I. 2006. Formación y consolidación de las morfoestructuras septentrionales de la región central del archipiélago cubano y su geodinámica reciente. Invest. Geog. 61: 7-23.
Martínez, D., Vázquez, M., Chang, J.L., Denis, R., Fernández, O., Fernández de Lara, R. & Barrios, E. 1994. Generalización del mapa geológico a escala 1:100000 del Occidente de Cuba. Instituto de Geología y Paleontología. La Habana, Cuba.
Meng, J., Chen, X., Huang, Y., Wang, L., Xing, F. & Li, Y. 2018. Environmental contribution to needle variation among natural populations of Pinus tabuliformis. J. For. Res. 30(4): 1311-1322. https://doi.org/10.1007/s11676-018-0722-6
Mercadet-Portillo, A., Marquetti, J. R., Alvarez-Brito, A., Pérez, M., Echevarría, P., Hidalgo, E., Ortiz, O., Rodriguez, E., Romeu, P., Avila, B., Parada, D., Yero, L., Sotolongo, P., Martinez, E., Maresma, H., González, A., Hechavarría, O., Hernández, O. & Paredes, L. 2001. Introducción de especies y procedencias en Cuba: Resultados de la investigación y proyecciones. Recur. Genet. For. 29: 15-18.
Nelson, C. D., Nance, W. L. & Wagner, D. B. 1994. Chloroplast DNA variation among and within taxonomic varieties of Pinus caribaea and Pinus elliottii. Canad. J. Forest. Res. 24(2): 424-426. https://doi.org/10.1139/x94-057
Nikolić, B., Bojović, S. & Marin, P. D. 2014. Morpho-anatomical properties of Pinus heldreichii needles from natural populations in Montenegro and Serbia. Pl. Biosystems 150(2): 254-263. https://doi.org/10.1080/11263504.2014.984008
Nikolić, B., Mitic, Z., Bojovic, S., Matevski, V., Krivosej, Z. & Marin, P. 2019. Variability of needle morpho-anatomy of natural Pinus heldreichii populations from Scardo-Pindic mountains. Genetika 51(3): 1175-1184. https://doi.org/10.2298/GENSR1903175N
Pérez-del Valle, L., Geada-López, G. & Sotolongo-Sospedra, R. 2020. Anatomía foliar comparada de Pinus caribaea var. caribaea y P. tropicalis (Pinaceae) en asociación simpátrica. Revista Jard. Bot. Nac. Univ. Habana 41: 163-174.
Pszczolkowski, A. 1978. Geosynclinal sequences of the Cordillera de Guaniguanico in western Cuba; their lithostratigraphy, facies deve- lopment, and paleogeography. Acta Geol. Pol. 28(1): 1-96.
Rebolledo-Camacho, V., Jardón-Barbolla, L., Ramírez-Morillo, I., Vázquez-Lobo, A., Piñero, D. & Delgado, P. 2018. Genetic variation and dispersal patterns in three varieties of Pinus caribaea (Pinaceae) in the Caribbean Basin. Plant. Ecol. Evol. 151(1): 61-76. https://doi.org/10.5091/plecevo.2018.1343
Samek, V. & Risco-Rodríguez, E. del 1989. Los pinares de la provincia de Pinar del Río, Cuba. Estudio sinecológico Editorial Academia. La Habana, Cuba.
Sitte, P. & Kadereit, J.W. 2002. Strasburguer - Tratado de Botánica. 35th Ed. Ediciones Omega, S.A. Barcelona, España.
Tiwari, S.P., Kumar, P., Yadav, D. & Chauhan, D.K. 2013. Comparative morphological, epidermal, and anatomical studies of Pinus roxburghii needles at different altitudes in the North-West Indian Himalayas. Turkish J. Bot. 37: 65-73. https://doi.org/10.3906/bot-1110-1
Tyukavina, O. N., Neverov, N.A. & Klevtsov, D. N. 2019. Influence of growing conditions on morphological and anatomical characteristics of pine needles in the northern taiga. J. For. Sci. 65(1): 33-39. https://doi.org/10.17221/126/2018-JFS
Vázquez-González, C., Sampedro, L., Rozas, V. & Zas, R. 2020. Climate drives intraspecific differentiation in the expression of growth-defence trade-offs in a long-lived pine species. Scientific Reports 10: 10584. https://doi.org/10.1038/s41598-020-67158-4
Venturas, M., García, S., Fajardo, M., Collada, C. & Gil, L. 2013. Species selection for reforestations: What happens with historic local extinctions and habitat protection zones? A case study in the Cantabrian Range. Eur. J. Forest. Res. 132(1): 107-120. https://doi.org/10.1007/s10342-012-0660-3
Wang, H., Malcolm, D.C. & Fletcher, A. M. 1999. Pinus caribaea in China: Introduction, genetic resources and future prospects. For. Ecol. Manag. 117: 1-15. https://doi.org/10.1016/S0378-1127(98)00479-4
Xing, F., Mao, J., Meng, J., Dai, J., Zhao, W., Liu, H., Xing, Z., Zhang, H., Wang, X. & Li, Y. 2014. Needle morphological evidence of the homoploid hybrid origin of Pinus densata based on analysis of artificial hybrids and the putative parents, Pinus tabuliformis and Pinus yunnanensis. Ecol. Evol. 4(10): 1890-1902. https://doi.org/10.1002/ece3.1062
Zhang, M., Meng, J.-X., Zhang, Z.-J., Zhu, S.-L. & Li, Y. 2017. Genetic analysis of needle morphological and anatomical traits among nature populations of Pinus tabuliformis. J. Plant Stud. 6(1): 62-75. https://doi.org/10.5539/jps.v6n1p62
Zheng, Y.Q. & Ennos, R. A. 1999. Genetic variability and structure of natural and domesticated populations of Caribbean pine Pinus caribaea Morelet. Theor. Appl. Genet. 98(5): 765-771. https://doi.org/10.1007/s001220051133
Descargas
Publicado
Cómo citar
Licencia
Derechos de autor 2021 Gretel Geada-López, Rogelio Sotolongo-Sospedra, Luitmila Pérez-del Valle, Robert Ramírez-Hernández
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
