libro sumapaz cs5(2)

Estudios de especies promisorias de la localidad de Sumapaz, Bogotá D.C.

2 Estudios en especies promisorias de la Localidad de Sumapaz, Bogotá D.C.

Estudios de especies promisorias de la localidad de Sumapaz, Bogotá D.C.

Jardín Botánico José Celestino Mutis2011

Jardín Botánico José Celestino Mutis, 2011 3

JUNTA DIRECTIVA

JUAN ANTONIO NIETO ESCALANTESecretario Distrital de Ambiente

INOCENCIO BAHAMÓN CALDERÓNRector

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

NORA LEÓN RODRÍGUEZDirectora

Instituto de Estudios Ambientales -IDEA-Universidad Nacional de Colombia

ÁNGEL GUARNIZO VÁSQUEZPersona Natural

COMITÉ DIRECTIVO

EDGAR MAURICIO GARZÓN GONZÁLEZDirector

JULIA DEL AMPARO MORALES AMADORSecretaria General

CLAUDIA ALEXANDRA PINZÓNSubdirectora Científica

TANIA ELENA RODRÍGUEZ ANGARITASubdirectora Educativa y Cultural

CLAUDIA MARCELA SERRANOSubdirectora Técnica y Operativa

CAROLD EDITH GÓMEZ FINOJefe Oficina Asesora Jurídica

ALEXANDER SÁENZ SIERRAJefe Oficina Asesora de Planeación

JULIA DEL AMPARO MORALES AMADOR (E)Jefe Oficina de Control Interno

MOISÉS PALACIOSJefe Oficina de Arborización

JUAN MUELAS TRÓCHEZCoordinador Programa Agricultura Urbana


Cordiandora editorialJUANA TORRES BETANCOURT

EditoresHÉCTOR LANCHEROS

LEONARDO MONTENEGRO

AUTORESDIANA CAROLINA CORZOIngeniera Agroindustrial

Investigadora en el área de transformació[email protected]

SERGIO LEONARDO CÓRDOBAIngeniero Agroecológico

Investigador en el área de propagación [email protected]

HÉCTOR LANCHEROSBiólogo, candidato a M.Sc. en Fisiología de Cultivos

Investigador en el área de ecofisiologí[email protected]

ANDREA DEL PILAR MARTÍNEZBioquímica Industrial, M.Sc. en Gestión Ambiental

Investigadora en el área de transformació[email protected]

BELKYS PÉREZIngeniera de Producción Biotecnológica

Investigadora en el área de propagación in [email protected]

MÓNICA PINEDA FOREROBióloga

Investigadora en el componente de etnoecologí[email protected]

ÉRIKA ANDREA PLAZASQuímica, M.Sc. en Química

Investigadora en el área de fitoquí[email protected]

VIVIANA RODRÍGUEZEstudiante de Licenciatura en Biología

[email protected]

INGRITH ZÁRATEEstudiante de Licenciatura en Biología

[email protected]

Revisión de contenidosDUBÁN CANAL

MARÍA EUGENIA TORRES

Diseño y diagramación PILAR ANDREA ORTÍZ SANABRIA

CAROLINA GARCÍA GUEVARA


Contenido


Presentación

Introducción

Capítulo 1. Plantas útiles de la Localidad de Sumapaz,Bogotá D.C., Colombia Mónica Pineda Forero

Capítulo 2. Observaciones sobre la morfología y la anatomía de las especies estudiadasHéctor Lancheros

Capítulo 3. Curva diaria de transpiración y fotosíntesis de Cavendishia bracteata en el corregimiento de Nazareth de la localidad de SumapazHéctor Lancheros

Capítulo 4. Análisis de las curvas diarias de transpiración y fotosíntesis de Bomarea multiflora Héctor Lancheros

Capítulo 5. Comparación de la respuesta de la conductancia estomática y el rendimiento fotosintético de Bomarea multiflora, Cavendishiabracteata y Rubus acanthophyllos en relación con las variables luz y temperaturaHéctor Lancheros

Capítulo 6. Micorrizas observadas en Bomarea multiflora, Cavendishia bracteata y Rubus acanthophyllosHéctor Lancheros, Ingrith Zárate y Viviana Rodríguez

Capítulo 7. Estudio químico preliminar y evaluación de actividad antibacteriana de Bomarea multifloraErika Andrea Plazas González


Capítulo 8. Actividad antibacteriana de Rubus acanthophyllosAndrea del Pilar Martínez

Capítulo 9. Obtención de antocianinas a partir de las hojas jóvenes de Cavendishia bracteataAndrea del Pilar Martínez

Capítulo 10. Transformación y uso de Bomarea multifloraDiana Carolina Corzo

Capítulo 11. Propagación de Bomarea multifloraSergio Leonardo Córdoba

Capítulo 12. Establecimiento in vitro de Rubus acanthophyllosBelkys Pérez


Presentación


La región de Sumapaz se encuentra en la cadena montañosa de los Andes y por tener una representación de más de 200 géneros de plantas vasculares y un buen porcentaje de plantas endémicas, es considerada uno de los grandes centros de diversidad de plantas del mundo. Aún así, son muchos los sectores que requieren exploración en Sumapaz (Hospital de Nazareth, 2007). A pesar de que la región es una zona que alberga importantes ecosistemas y una alta diversidad de flora, las áreas de cultivo y ganadería reducen las áreas disponibles para la conservación y, por lo tanto, la pérdida de biodiversidad. Entre otras consecuencias, estos procesos conllevan a la disminución de las poblaciones de especies silvestres, dentro de las cuales existen especies vegetales que presentan amplios potenciales de uso (Jardín Botánico José Celestino Mutis, 2008).

Es indispensable hacer esfuerzos para evitar la pérdida definitiva del conocimiento tradicional sobre plantas útiles en la región, no solo para preservar esta herencia cultural, sino también para registrar la información sobre ciertas especies que podrían ser relevantes para el desarrollo de nuevas fuentes de alimento, medicamentos, industria u otros beneficios (Akerele, 1993; Katewa et al., 2004). La información básica que puede obtenerse en este tipo de estudios, sobre especies económicamente importantes y con potenciales de uso y aprovechamiento, constituye una herramienta importante para la implementación de medidas adecuadas para su conservación efectiva y manejo a largo plazo (Araujo-Murakami y Zenteno, 2006).

El objetivo del estudio fue contribuir a la caracterización etnobotánica de la flora útil de la localidad de Sumapaz. Se obtuvo un inventario de las especies con potencial de uso de la zona y se recopiló información cultural respecto a su uso y manejo, por parte de los pobladores de la localidad.

Edgar Mauricio GarzónDirector


Introducción


Existe una gran diversidad de especies vegetales potencialmente útiles para un uso sostenible, entre ellas se destacan las especies alimentarias y aquellas con propiedades medicinales. Muchas de estas especies se hacen progresivamente más vulnerables debido a la extensión de las actividades humanas, las cuales han causado una alteración en la mayoría de las comunidades vegetales.

La región Andina de Colombia cuenta con un extenso recurso fitogenético que puede ser utilizado a niveles industrial, medicinal y alimenticio; sin embargo, también es una de las zonas más amenazadas debido a los procesos de intervención antrópica, tales como el aumento de la industrialización, la expansión de la zona urbana y el continuo desplazamiento de pobladores.

Las investigaciones sobre el manejo y el aprovechamiento de especies vegetales potencialmente útiles en áreas rurales del Distrito Capital se encuentran en un nivel muy bajo; este déficit se refleja principalmente en la falta de trabajos enfocados al conocimiento de la producción y el comportamiento fisiológico de especies que presentan un buen potencial económico, como es el caso de las especies de frutales silvestres, principalmente de las familias Ericaceae y Rosaceae.

La desaparición gradual de estas especies causaría la pérdida de un recurso que, bien manejado, podría ocupar un renglón en el ámbito económico del país al incrementar la competitividad a nivel externo y ofrecer nuevos productos. El deterioro de los ecosistemas, la disminución y el desconocimiento del uso y aprovechamiento de las especies vegetales nativas del Distrito Capital y la región, limita el crecimiento económico, el mejoramiento de la calidad de vida y el bienestar social de las poblaciones periurbanas y rurales. Como una alternativa para disminuir este deterioro gradual, se plantea la necesidad de crear un enfoque dirigido a un desarrollo sostenible basado en el uso racional de los recursos vegetales.

El presente trabajo se realizó en el corregimiento de Nazareth de la localidad de Sumapaz (Bogotá D.C.), en un área de la cuenca del río Blanco caracterizada por la presencia de vegetación típica de ambientes de bosque andino y altoandino.

La Localidad de Sumapaz se encuentra ubicada sobre la Cordillera


Oriental, entre 2.600 y 4.320 metros de elevación, a 30 kms al sur del casco urbano de Bogotá (Hospital de Nazareth, 2007). Ocupa un área total de 78.095 has. correspondiente al 42% del área total del Distrito (DAPD, 2004). El corregimiento de Nazareth tiene un área total de 30.069 has., correspondientes al 39% de la localidad (DAPD, 2004). La zona se caracteriza por temperaturas medias que oscilan entre 4,4ºC y 8,3ºC y precipitaciones bajas, que oscilan entre 776 mm en la zona norte de la localidad y 3.062 mm en la zona suroriental (DAPD, 2004). Entre los ecosistemas característicos, la localidad cuenta con bosques

andinos, bosques altoandinos y páramos (Fig. 1).

Figura 1. Área de estudio. Los puntos azules indican los sitios seleccionados para

la toma de muestras empleadas en los análisis fitoquímicos, de transformación de material vegetal y ecofisiológicos

La mayor parte del territorio pertenece al Parque Nacional Natural de Sumapaz, el resto del área donde se presentan los asentamientos, es en su mayoría un ecosistema de bosque alto andino (Alcaldía Local de Sumapaz, 2009). En las zonas altas de la localidad, de difícil acceso, se observa poca intervención, mientras que en las zonas bajas, más favorables para los asentamientos, el bosque se encuentra intervenido y las especies arbustivas no superan los 20 metros de altura (Alcaldía Local de Sumapaz, 2009).

La primera etapa de las investigaciones que hacen parte de este documento, consistió en una exploración etnobotánica dentro de la cual se identificaron los usos potenciales de las especies del área, de acuerdo con el conocimiento de la población local. Esta información


se complementó con información bibliográfica y recorridos de campo para la selección de tres especies con potencial de uso alimenticio y medicinal. Para cada una de las especies seleccionadas se analizaron los aspectos de ecofisiología, fitoquímica, bromatología, transformación, propagación tradicional y propagación in vitro.

Las especies seleccionadas fueron Bomarea multiflora, Cavendishia bracteata y Rubus acanthophyllos. La recolección de material vegetal y la toma de datos se hicieron en las veredas Santa Rosa, Las Auras y Nazareth.

A continuación se presentan los resultados obtenidos a partir de los trabajos desarrollados en las áreas de etnobotánica, ecofisiología, fitoquímica, transformación, propagación por métodos tradicionales y propagación in vitro.


Capítulo 1 Plantas útiles de la localidad de

Sumapaz, Bogotá D. C., Colombia


Plantas útiles de la localidad de Sumapaz, Bogotá D. C., Colombia

Mónica Pineda Forero

Introducción

El norte de los Andes posee una de las floras más diversas de América tropical, no obstante, ésta es una las regiones más amenazadas a nivel mundial, particularmente por su alta tasa de deforestación. (Gentry, 1989; Henderson et al., 1991). A pesar de esto y de su importancia a nivel de biodiversidad, las vertientes de los Andes están consideradas entre las áreas menos conocidas florísticamente en América del Sur y con una alta prioridad para exploraciones botánicas, ya que se estima que tienen un alto porcentaje de endemismo (Balslev, 1988; Campbell, 1989; Gentry, 1989). Igualmente, es poco el conocimiento que se tiene sobre el uso tradicional y la distribución de la flora en estas regiones, particularmente si se compara con estudios etnobotánicos en zonas bajas tropicales (Arango, 2004).

La región de Sumapaz se encuentra en la cadena montañosa de los Andes y por tener una representación de más de 200 géneros de plantas vasculares y un buen porcentaje de plantas endémicas, es considerada uno de los grandes centros de diversidad de plantas del mundo. Aún así, son muchos los sectores del Sumapaz que requieren exploración (Hospital de Nazareth, 2007). A pesar de que la región es una zona que alberga importantes ecosistemas y una alta diversidad de flora, las áreas de cultivo y ganadería reducen las áreas disponibles para la conservación y, por lo tanto, llevan a la pérdida de biodiversidad. Entre otras consecuencias, estos procesos implican la disminución de las poblaciones de especies silvestres, dentro de las cuales existen especies vegetales que presentan amplios potenciales de uso (Jardín Botánico José Celestino Mutis, 2008).

Es indispensable hacer esfuerzos para evitar la pérdida definitiva del conocimiento tradicional sobre plantas útiles en la región, no solo para preservar esta herencia cultural, sino también para registrar la información sobre ciertas especies que podrían ser relevantes para el desarrollo de nuevas fuentes de alimento, medicamentos, industria u otros beneficios (Akerele, 1993; Katewa et al., 2004). La información básica que puede obtenerse en este tipo de estudios,


sobre especies económicamente importantes y con potenciales de uso y aprovechamiento, constituye una herramienta importante para la implementación de medidas adecuadas para su conservación efectiva y manejo a largo plazo (Araujo-Murakami y Zenteno, 2006).

El objetivo del estudio fue contribuir a la caracterización etnobotánica de la flora útil de la localidad de Sumapaz. Se obtuvo un inventario de las especies con potencial de uso de la zona y se recopiló información cultural respecto a su uso y manejo, por parte de los pobladores de la localidad.

Área de estudio

Este estudio se desarrolló en la localidad de Sumapaz, zona rural de la ciudad de Bogotá D.C., departamento de Cundinamarca (Colombia), particularmente en el Corregimiento de Nazareth, en las veredas Santa Rosa, Las Auras, Ánimas Bajas, Ánimas Altas, Nazareth y Los Ríos. Se incluyó además la vereda Laguna Verde, del Corregimiento de Betania la cual limita con algunas de las veredas mencionadas anteriormente y presenta condiciones similares a éstas (Fig. 1.1).

Figura 1.1. Corregimientos de la Localidad de Sumapaz (Fuente: Alcaldía Local de Sumapaz)

La población de la localidad de Sumapaz corresponde en su mayoría a campesinos con una tradición de uso del suelo y aprovechamiento de los recursos vegetales de su entorno. El número de habitantes de la localidad se estimó en 5.667 en el 2005 (DANE, 2005), de los cuales el 32% corresponde al corregimiento de Nazareth (DAPD, 2004). Los pobladores de la localidad de Sumapaz se dedican principalmente a labores relacionadas con el campo (DANE, 2007), siendo la actividad


económica principal la pecuaria, seguida de la actividad agrícola con la papa como principal producto (UEL–DAMA, 2003).

Metodología

Se llevaron a cabo nueve salidas de campo entre junio y septiembre del 2009, en las cuales se realizaron entrevistas y recorridos etnobotánicos con informantes claves de la región. Se entrevistaron un total de catorce personas, ocho mujeres y seis hombres, con edades entre los 20 y 80 años. Los recorridos etnobotánicos fueron hechos con dos informantes de la localidad por zonas de bosque altoandino secundario, relictos de bosque, caminos veredales y potreros. Durante los recorridos se registraron las plantas útiles conocidas por los entrevistados y la información asociada: nombres comunes, usos, partes utilizadas, forma de uso y manejo. Se colectaron muestras botánicas de las plantas mencionadas y, cuando fue posible, se hizo un registro fotográfico de las especies. El material colectado fue procesado de acuerdo con Alexiades (1996a), y depositado en el herbario del Jardín Botánico José Celestino Mutis.

Las entrevistas se hicieron a través de conversaciones semiestructuradas (Alexiades, 1996b), centradas en una lista de preguntas que indagaban sobre las especies útiles conocidas por los informantes. La lista de preguntas incluyó información de las plantas como nombres comunes, usos, partes utilizadas, forma de uso y manejo de las especies y las zonas donde se pueden encontrar.

Se indagó también acerca de la edad de los informantes, su nivel de estudio y ocupación, así como de su lugar de procedencia, el de sus ancestros y el tiempo de residencia en la zona. Estos datos fueron tenidos en cuenta para realizar los análisis pertinentes en cuanto al conocimiento de los usos potenciales de las plantas de la región.

La información obtenida se consignó en una base de datos, donde se incluyeron los siguientes datos para cada especie: familia, nombre científico, nombres comunes, categorías de uso, descripción de usos, lugar de crecimiento (bosque, huertos, zonas de cultivo), colector, número de colección y nombre del informante. Para algunas de las plantas mencionadas por los informantes no se reportan nombres científicos, solo nombres comunes, ya que no fue posible colectarlas ni avistarlas durante las entrevistas etnobotánicas. Esta situación determinó que para algunos de los análisis fueran excluidas algunas


plantas de las cuales se desconocía su taxonomía o de las que no se obtuvo información específica sobre su categoría de uso; los casos en que esto ocurrió se especificaron al momento de presentar los resultados respectivos.

En cuanto a los usos reportados de las especies se definieron doce categorías (Tabla 1.1), tomando como referencia lo planteado por Marín-Corba et al. (2005).

Tabla 1.1. Categorías de uso de las plantas reportadas en exploraciones etnobotánicas en la localidad de Sumapaz

Categoría Descripción

AlimenticioIncluye especies cultivadas y del bosque, usadas como comestibles

ArtesanalIncluye especies utilizadas para elaborar artesanías, como fibras para cestería

ColorantePlantas utilizadas para elaborar tintes naturales o para el proceso de teñido de fibras

Forraje Plantas que sirven para alimento animal

IndustrialEspecies con potencial de ser utilizadas en procesos industriales como elaboración de jabones o espermas (velas)

Maderable

Incluye especies utilizadas por su madera como combustibles (para leña o carbón), para construcción (edificación de viviendas como vigas, cercas, techos, etc.) o para aserrío (procesos de ebanistería o elaboración de herramientas agrícolas)

Mágico-religioso Especies con connotaciones místicas

MedicinalPlantas usadas para tratar o prevenir enfermedades

OrnamentalEspecies con uso actual y potencial en el ornato y decoración de espacios

OtrosEspecies con usos específicos y que no pueden ser catalogadas en las otras categorías de uso definidas anteriormente


Resultados

Se reportaron un total de 96 plantas con potencial de uso en la zona de estudio (anexo 1.1), de éstas, 23 corresponden a algunas de las plantas mencionadas en entrevistas domiciliarias, las cuales no fue posible colectar, para estos casos sólo se reporta el nombre común.

Las 73 especies restantes pertenecen a 44 familias. La familia con mayor representación de especies es Asteraceae (18%), seguida de las familias Melastomataceae (5%), Myrtaceae (4%), Rosaceae (4%) y Solanaceae (4%) (Fig. 1.2)

Figura 1.2. Familias de plantas útiles más representativas de la localidad de Sumapaz (n= 74)


Los usos más comunes para las especies registradas fueron el medicinal, seguido del maderable y el alimenticio (Fig. 1.3). Se presentan en menor proporción los usos mágico-religioso, colorante, industrial, artesanal y forraje.

Figura 1.3. Usos potenciales de las plantas reportadas en exploraciones etnobotánicas en la localidad de Sumapaz (n=109)

Dentro de la categoría medicinal la familia más representativas fue Asteraceae (28%) (Fig. 1.4). Se reportaron un total de 35 usos terapéuticos de las plantas medicinales utilizadas en la zona de estudio los cuales se agruparon en 11 categorías (Fig. 1.5). Entre los usos más frecuentes se encuentran aquellos para tratar diferentes tipos de dolencias relacionadas con el sistema digestivo (15%), como dolores de estomago, diarrea, úlcera, estreñimiento, parásitos y pesadez del hígado. En segundo lugar se encuentran los usos analgésicos (14%), para tratar dolores generales en el cuerpo, dolor de cabeza, dolor de


oído, dolor de muela, dolor de riñón o dolores musculares, y el uso como tónico de diferentes órganos (14%) como el corazón, hígado, riñones y próstata. Se mencionan varios usos para tratar diferentes dolencias relacionadas con la piel (10%) como quemaduras, heridas, cicatrices o golpes e inflamaciones. También se reportaron usos para tratar dolencias en animales (10%) como diarrea, fiebre, mastitis en las vacas, heridas, para desinflamar o para sacar la «asoleadura» (cuando un animal se asolea mucho). En menor proporción se presentan otros usos incluyendo plantas para tratar la amigdalitis, paperas, vena varice, para agilizar el parto, para niños pequeños que no quieren caminar o gatear y para que los niños dejen de lactar.


Figura 1.4. Familias de plantas medicinales de la localidad de Sumapaz (n= 46).

Figura 1.5. Usos terapéuticos de las plantas medicinales reportadas en exploraciones etnobotánicas en la localidad de Sumapaz (n= 78)

Para la categoría maderable la familia con mayor proporción de reportes de especies útiles fue Melastomataceae (27%), seguida por Asteraceae y Cunoniaceae (13% cada una) (Fig. 1.6). Se encontró que el uso más común es para construcción (42%): edificación de viviendas, vigas, postes y cercas.

Figura 1.6. Familias de plantas maderables de la localidad de Sumapaz (n=14)


En segundo lugar se encontró el uso como combustible (38%), específicamente para leña y en un menor porcentaje el uso para aserrío o para fabricación de distintos tipos de herramientas agrícolas (21%) (Fig. 1.7). En el análisis de esta categoría se excluyeron tres plantas para las cuales no se presentó información detallada de su forma de uso (Cordia cylindrostachia, Escallonia paniculata y «siete cueros»).

Figura 1.7. Tipo de uso de plantas maderables en la localidad de Sumapaz (n= 26)

En cuanto a la categoría alimenticio la familia más representativa fue Myrtaceae (21%), seguida de Passifloraceae y Rosaceae (14% cada una) (Fig. 1.8). Los frutos son la parte más aprovechada de las plantas, los cuales, dependiendo de la especie son consumidos directamente o utilizados para preparar mermeladas.


Figura 1.8. Familias de plantas alimenticias de la localidad de Sumapaz (n=14)

En segundo lugar se encuentran las hojas, utilizadas como condimento, en la preparación de aguas aromáticas o agua de panela y en ensaladas. Por último se encuentra el tallo, empleado en sólo un caso (Fig. 1.9).

Figura 1.9. Partes de las plantas aprovechadas como alimento en la localidad de Sumapaz (n=18)

En cuanto al manejo dado a las plantas, se encontró que la mayor proporción son aprovechadas en estado silvestre y solo un bajo porcentaje son cultivadas (Tanacetum parthenium, Matricaria recutita, Calendula officinalis, Vasconcellea pubescens, Ficus carica y «ajenjo») o presentan ambos tipos de manejo (Parietaria debilis, y Verbena litoralis) (Fig. 1.10).


Figura 1.10. Forma de aprovechamiento de las especies útiles de la localidad de Sumapaz

Discusión

Teniendo en cuenta la baja representatividad de estudios etnobotánicos en zonas andinas (Arango, 2004) en comparación con la información disponible para zonas bajas tropicales, los resultados de este estudio constituyen un aporte importante a la caracterización de la flora útil de los Andes colombianos.

El número de plantas y familias reportadas (96 y 44 respectivamente) es comparable con la cifra presentada por Arango (2004), quien registró 115 especies y 58 familias de plantas útiles en Salento, Quindío, a una altitud de 1.895 m. El valor obtenido en este estudio es un poco menor debido posiblemente al bajo número de muestra utilizado, lo que puede determinar que muchas de las especies de plantas útiles de la localidad no hayan sido registradas.

El uso más representativo de las plantas reportadas fue el medicinal, patrón similar al encontrado en otros estudios en zonas rurales andinas (Arango, 2004; Aldunate et al., 1983), para comunidades rurales e indígenas en Suramérica (Coe y Anderson 1999; Rossato et al., 1999) y Norteamérica (Toledo et al., 1995). Esto concuerda además con lo establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS), que estima que alrededor del 80% de la población mundial utiliza frecuentemente las plantas medicinales como forma de atención primaria en salud (Bermudez et al., 2005). Dicha tendencia se hace aún mas fuerte en contextos rurales y en países en vía de desarrollo, donde el uso de hierbas para el tratamiento de enfermedades es muy importante en poblaciones, que en ocasiones por los altos costos, tienen dificultad para acceder a medicamentos convencionales y por lo tanto acuden a sus remedios tradicionales (Tene et al., 2007).

Al igual que lo encontrado por Thomas y colaboradores (2009) en los Andes Bolivianos, la familia Asteraceae fue la más representativa en cuanto a usos medicinales. Esta familia no es solo la dominante en el ecosistema de páramo (Luteyn, 1999) y una de las más grandes en el reino vegetal (Heinrich et al., 1998), sino que en zonas andinas presenta una gran popularidad en cuanto a usos medicinales, atribuida al gran espectro de componentes bioactivos que contiene (Thomas et al., 2009; Heinrich et al., 1998).


El tratamiento de molestias o dolencias del sistema digestivo fue el uso más reportado para las plantas medicinales de la zona, lo que concuerda con diversos estudios en comunidades rurales e indígenas de Bolivia, Ecuador y la Patagonia (Macia et al., 2005; Bourdy et al., 2000; Bourdy et al., 2004; Arrazola et al., 2002; Tene et al., 2007; Estomba et al., 2006).

Dentro de las especies maderables son especialmente importantes las plantas utilizadas en construcción, particularmente para las vigas de las casas y postes de las cercas; su uso para leña se encuentra en un segundo lugar. En estudios en comunidades rurales apartadas o comunidades indígenas donde el uso de los recursos del bosque constituye todavía una necesidad básica en otros ámbitos además del medicinal, se encuentra que las plantas maderables constituyen un porcentaje bastante alto de las especies útiles de la zona, en ocasiones similar o mayor al medicinal (Lucena et al. 2007; Rossato et al., 1999).

En cuanto a las plantas alimenticias reportadas por la comunidad, se observó una preferencia por las frutales, las cuales son aprovechadas en estado silvestre. La mayoría de éstas son consumidas ocasionalmente y no constituyen una fuente regular de alimento. En la zona de estudio, la mayor parte de los alimentos son llevados desde el área urbana de Bogotá y complementados con los productos obtenidos de las huertas caseras. El bajo aprovechamiento de especies silvestres comestibles y su falta de uso como complemento a la alimentación de las personas, evidencia la perdida de tradiciones ancestrales sobre el uso de estas plantas. En general el conocimiento sobre plantas con usos alimenticios en comunidades campesinas de zonas rurales se encuentra en detrimento, debido en parte a que los pobladores no dependen ya de los recursos del bosque para su alimentación, y las plantas que no son usadas constantemente en las sociedades humanas son propicias a ser olvidadas. En el caso del estudio realizado por Van den Eynden y colaboradores (2003) en el amazonas ecuatoriano sobre plantas alimenticias silvestres, se encontró que el conocimiento de las comunidades mestizas de la zona correspondía en promedio a un 20% del conocimiento de las comunidades indígenas de la misma área, pues mientras los indígenas colectan y usan diariamente plantas alimenticias del bosque, los mestizos lo hacen en muy raras ocasiones.

Aún así, en la zona de estudio, existen algunas especies de plantas


frutales como la morita de monte (Rubus megaloccocus), el mortiño (Hesperomeles ferruginea) la uva camarona (Macleania rupestris), la uva de anís (Cavendishia bracteata) y el agracejo (Vaccinium floribundum), algunas no reportadas por los informantes entrevistados en este estudio, que son usadas actualmente por la empresa comunitaria campesina Procampsu en la vereda Ánimas Bajas. Con estas especies se elaboran mermeladas y yogurt, que son comercializados a nivel local y en mercados campesinos de la ciudad de Bogotá, aunque lo anterior ocurre solamente en una de las cuatro veredas visitadas, lo cual demuestra en parte el interés de la comunidad por recuperar sus tradiciones y utilizar los recursos autóctonos en proyectos productivos que generen inclusión social y una fuente extra de ingresos en la comunidad, ya que en la época de cosecha algunas familias recolectan frutos de forma silvestre y los venden a la empresa (observaciones personales).

En este sentido se recomienda evaluar las especies reportadas en este estudio para determinar su potencial de ser incluidas en proyectos similares al mencionado anteriormente. Estos proyectos no solo ayudan a generar alternativas económicas para las pobladores de la zona, sino que se constituyen como herramientas para que la comunidad valore los recursos autóctonos y así se contribuye a la recuperación de los saberes tradicionales y a la protección de los recursos naturales.

Para las demás categorías (artesanal, colorante, forraje, industrial, mágico-religioso) los resultados sugieren que su representatividad como plantas útiles en la zona es baja, siendo las categorías colorante y mágico-religioso con tres reportes cada uno, las más mencionadas. Este resultado más que evidenciar el bajo número de especies con dichos potenciales de uso en la región, podría ser un reflejo de la pérdida del conocimiento tradicional. Como se menciowwnó anteriormente, debido a que en la comunidad de Sumapaz muchas de las plantas no constituyen una necesidad básica hoy en día, la tendencia es que sean olvidadas; esto se apoya aún más en el hecho de que los reportes en cuestión, provienen de personas mayores a 55 años quienes recordaban que dichas plantas eran usadas por sus padres o abuelos cuando ellos(as) eran pequeños(as). Por ejemplo, antiguamente algunas especies como el tinto (Cestrum buxifolium), la curtidera (Coriaria ruscifolia) y el cucharo (Galium hypocarpium) eran utilizadas como colorantes o mordientes para teñir la lana, debido a la inexistencia o falta de acceso a colorantes y mordientes industriales.


Hoy en día estos y otros productos son asequibles para las personas, por lo que no es necesario seguir usando las plantas.En este sentido es interesante explorar los potenciales de uso de estas especies, que por su bajo número de reportes en la zona pueden estar subvalorándose, pero podrían tener importantes potenciales de uso como colorantes naturales.

En general se puede observar que la mayor proporción de plantas reportadas en este estudio son aprovechadas de forma silvestre y solo un bajo porcentaje son cultivadas (Tanacetum parthenium, Matricaria recutita, Vasconcellea pubescens, Ficus carica y «ajenjo») o presentan ambos tipos de manejo (Parietaria debilis, y Verbena sp.). Esto evidencia que a pesar de la pérdida de conocimiento tradicional que se observa en la comunidad, aún se conserva un amplio conocimiento sobre los usos de las plantas nativas. Lo anterior contrasta con lo encontrado en otras áreas rurales de la ciudad, como por ejemplo en la vereda Verjón Bajo de la localidad de Chapinero, donde es mayor la proporción de plantas cultivadas que las silvestres reportadas por los informantes (Gutiérrez, 2011). En este sentido se recalca la importancia de la región del Sumapaz, no solo como centro de diversidad de plantas del país y del mundo (Hospital de Nazareth, 2007), si no como reservorio del conocimiento tradicional de la ciudad y por lo tanto determina la necesidad de estudiarlo y protegerlo.

Se recomienda continuar con las exploraciones etnobotánicas en la zona, con el fin de registrar la mayor cantidad posible de plantas útiles de la región. No solo porque la degradación continua de los ecosistemas a la que se ven sometidas las áreas rurales del Distrito Capital hace que la disponibilidad de las plantas útiles en su ambiente natural sea cada vez más limitada (Jardín Botánico, 2008), sino por que el conocimiento tradicional de las comunidades campesinas va en detrimento (Caniago y Siebert, 1998; Benz et al., 2000; Katewa et al., 2004). Esto se hace más importante si se tiene en cuenta que el conocimiento que las poblaciones rurales poseen es muy valioso, sobretodo en regiones donde las culturas indígenas ya se han extinguido y son los pobladores actuales los que han heredado parte del conocimiento de las culturas antiguas (Nolan & Robbins, 1999). Adicionalmente muchas de las plantas presentes en éstas zonas, podrían tener importantes potenciales de uso y ser relevantes para el desarrollo de nuevas fuentes de medicamentos, alimento, industria u otros beneficios (Akerele, 1993; Katewa et al., 2004). En este sentido se ratifica la


importancia de continuar con estudios de este tipo, incluyendo técnicas de análisis cuantitativo que permitan determinar entre otros, el valor de uso de las especies reportadas y la importancia relativa de las mismas para los pobladores de la zona.

Bibliografía

Alcaldía Local de Sumapaz. 2009. «Sumapaz Positiva: Porque Bogotá también es Sumapaz». Plan de Desarrollo Local - Económico, Social y de Obras Públicas, Sumapaz 2009-2012. Documento para deliberación pública. Bogotá, Colombia.

Akerele, O. 1993. «Las plantas medicinales: un tesoro que no debemos desperdiciar». Foro Mundial de la Salud, 14: 390-395.

Alexiades, M. N. 1996a. “Standard Techniques for Collecting and Preparing Herbarium Specimens”. en: M., Alexiades (ed.). Selected Guidelines for Ethnobotanical Research: A Field Manual. 99-126. New York: New York Botanical Garden.

Alexiades, M. N. 1996b. “Collecting Ethnobotanical Data: An Introduction to Basic Concepts and Techniques”. en: M., Alexiades (ed.). Selected Guidelines for Ethnobotanical Research: A Field Manual. 53-94. New York: New York Botanical Garden.

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Anexo 1.1. Listado de plantas útiles de la localidad de Sumapaz. Se presentan los potenciales de uso para cada una de las plantas, las partes utilizadas, su forma de aprovechamiento y una des-cripción de su forma de uso.

Familia Especie Nombre ComúnObtención Información Usos

ReportadosParte Usada

Aprobe-chamiento

Descripción de UsoCaminata Entrevista

Apiaceae

Coniummaculatum

Cicuta X Me H S Para el dolor de cintura u otros dolores, se ma-chuca se envuelve en hojas de arboloco y se pone

en el lugar del dolor.

Niphogeton sp. (cf. ternata)

Apio para-mero / Apio de monte /

Apio

X Me H S Se utiliza en cocimiento para el dolor de es-tómago, para el hígado o como laxante. Se usa

también para tranquilizar la diarrea de los niños y los viejos, se prepara un agua aromática y se toma

sin dulce.

Hydrocotile sp. Berros X A H S Las hojas se comen en ensaladas, se sancochan y se pican.

Asteraceae

Diplostephium rosmarinifolius

Romero de monte

X X Me, Ma T, H S Se usa para leña, también para el ataque de nervios tomando un agua aromática, o para el

dolor de muela haciendo buches.

Achyrocline sp. Vira vira X Me H S Se usa para los riñones y para la próstata. Se hace un agua aromática con las hojas y se toma 1 vez al día por varios días. También se toma para la gripa.

Baccharis cf. tricuneata

Sanalotodo X X Me H S Se hace una infusión con las hojas para el dolor de estómago.

Ajenjo X Me H C Para el "torsón" de los animales o los humanos.

Tanacetum parthenium

Matricaria X Me Sirve para "descargar el hígado o para el dolor de estomago, en agua aromática.

Taraxacum officinale

Diente de león

X X Me H, Ra S Se usa para los riñones, se cocina la raíz o tres hojas y se toma.

Matricaria recutita

Manzanilla X Me H, Fl C Se prepara un colirio para los ojos.

Calendula officinalis

Caléndula X Me Fl C Se hacen pomadas con la flor. Sirve para quema-duras y dolores. Las hojas y las flores cocinadas

sirven para la úlcera.

Espeletia sp. Frailejón X Me, I T S Se usa la "trementina que dan los frailejones (la resina que brota del tallo) de la mitad para abajo" para el dolor de muela (se pone un pedazo en la

boca) o para la tos (se come la trementina). Tam-bién se hacían anteriormente espermas con esto.

Bidens sp. (cf. pilosa)

Chipaca X Me S Un informante reportó que su mamá lo utilizaba como medicinal pero no recordó los usos especí-

ficos.

Verbesina cf. crassiramea

Cocua X Me, Ma H, T S Se utiliza para el dolor de cintura. Se calientan las hojas y se ponen en la cintura. Para leña.




Aprobe-chamiento


Boraginaceae cf. Boragoofficinalis

Borraja X Me Fl C La flor se usa para la tos.

Bromeliaceae Greigiastenolepis

Piñuela X X A Fr S Se comen las "piñitas".

CaprifoliaceaeViburnum cf. lasiophyllum

Juqua X Me H S Se usan las hojas para la diarrea del ganado. Se machacan y se da a tomar el zumo mezclado con

agua.

Sambucus cf. nigra

Sauco X Me Fl S Se hacen baños para los fríos. Se mezcla con otras plantas y se hacen baños para la gripa.

Caricaceae Vasconcellea pubescens

Papayuela X Me Fr C Para la tos, se cocina con la pepa y se toma el agua.

Brassicaceae Lepidiumbipinnatifidium

Mastranto X nn S Un informante reportó que su mamá lo utilizaba pero no recordó los usos específicos.

Coriariaceae Coriaria cf. ruscifolia

Curtidera X X I Fr S Antes se usaba para tinta; se usaba para teñir la lana, se molía y se echaba a hervir con la lana.

ChloranthaceaeHedyosmum cf. bonplandianum

Cucharo X A Fr, T S Su fruto sirve para comer, al igual que la parte interna de los tallos jóvenes, se pelan y se come la

parte del centro.

Clusiaceae Clusia sp. Gaque X X Ma T S Su madera es muy buena, se utiliza para elaborar herramientas para arar, para hacer el yunte.

CommelinaceaeCommelina sp. Sueldacon-

sueldaX Me H S Se usa para friso" en la cintura o en cualquier

lado. Se machuca, se calienta un poco, se pone en el lugar de la molestia y se amarra por un rato.

Cunoniaceae Weinmannia mycrophilla

Encenillo X Ma T S Se utiliza para leña o se usa su madera para hacer cercas.

Cunoniaceae

Weinmannia sp. Encenillo X Me, Ma T S Se usa para la amigdalitis. Se coge la "cáscara del tronco" (la corteza), se raspa y se le quita lo "neg-rito" y se cocina hasta que el agua quede con color (como color agua de panela) y se hacen gárgaras. Su madera es muy buena para leña y para aserrío.

Cunoniaceae Weinmannia cf. tomentosa

Encenillo roble

X Ma T S "Su madera es muy buena". Se utiliza para leña.

Dioscoreaceae Dioscorea frigida

Espuela de gallo

X O T S Se usa el tallo para hacer canastos. Se raja y salen cuatro fibras.

ElaeocarpaceaeVallea stipularis Chaque X Ma T S "Su madera es muy fina". Se utiliza para postes o

cercas.

EquisetaceaeEquisetum sp. Cola de

caballoX X Me H, T S Se cocina en agua y se toma para los riñones y

para la próstata.

Ericaceae Thibaudia cf. floribunda

X A F S Se comen sus frutos directamente, también se pueden elaborar mermeladas.

Escalloniaceae Escallonia cf. paniculata

Tibar X Ma T S Se utiliza su madera.

FabaceaeOtolobium sp. Ruchico X Me H S Se usa para los animales cuando tienen diarrea o

fiebre, se machucan las hojas y se da el zumo 2 o 3 veces.




Aprobe-chamiento


GeraniaceaeGeranium sp. Centella X X Me Fr S Lo usaban anteriormente para el dolor de muela.

El fruto se machaca y se pone donde duele.

Gunneraceae

Gunnera sp. Mazorca de agua

X Me, F Fr S El ganado se come la "mazorca". La mazorca también se utiliza como medicina, se machuca y

se da al ganado para sacarle la asoleadura (cuando se asolean mucho) o para la diarrea.

IndeterminadaIndeterminada Bejuco

espalitarioX Me H S Para desinflamar a los animales, para heridas. Se

hierve y se les hacen baños.

Indeterminada Indeterminada Poleo X X Me H S

Indeterminada Indeterminada Canelo X A H S Se cocina con leche o con agua de panela y se toma, es rico, como un agua aromática.

IndeterminadaIndeterminada Bejuco

lechosoX O T S El tallo se usaba para amarrar terneros o para

amarrar los postes de las casa, es muy resistentes y no se totea.

Loranthaceae Gaiadendron punctatum

Tagua X A Fr S Los frutos se comen directamente.

Malvaceae

Malvastrum sp. Malva X Me H S Se usa para los cólicos y para el estreñimiento. Se prepara un zumo con sus hojas. Para los animales

cuando les da cólicos o churrias se cocina o se hace un zumo y se le da a tomar.

Melastomata-ceae

Miconia cf.ferruginea

Tuno X A, Ma FR, T S Su madera sirve para leña. El fruto se come; han intentado hacer mermeladas. Sirven de "monte" y

su madera se usa para aserrío y leña.

Bucquetia glutinosa

Saltón X X Ma T S "Su madera es muy buena". Se utiliza para postes.

Tibouchina grossa

Colorado - Tuno de

parque

X Ma T S Sirve para leña o para poste.

Siete cueros X Ma T S "Su madera es muy buena".

Moraceae Ficus carica Brevo X Me H S Para las paperas, se calienta la hoja y se pone en el cuello, esto alivia.

Myricaceae Morella cf. parvifolia

Laurel de monte

X A, Me H S Se utiliza para adobar las carnes. Anteriormente las parteras lo utilizaban para agilizar el parto.

Myrsinaceae cf. Myrsine sp. Cucharo X Me FR, T S -

Myrtaceae Indeterminada Guayabo o Tibar

X Ma T S

Indeterminada Guayabo X A,Me,Ma

H T Sus frutos sirven para comer directamente, con sus hojas se prepara un agua que sirve para el

dolor de muela, para desinflamar la cara y también para la diarrea del ganado. Su madera es muy

buena y se utiliza. Las hojas se usan para darle sabor al masato.

Myrcianthes leucoxyla

Arrayán X X A, Me H T Se usa para la diarrea del ganado, las hojas se muelen y se cuelan y el zumo se da a tomar para

endurecer la diarrea.




Aprobe-chamiento


Myrcianthes cf. rhopaloides

Guayabo macho

X A Fr S Se consumen los frutos directamente. Según una informante podría servir para elaborar mermela-

das.

OxalidaceaeOxalis

medicagineaChulco X Me Fl, T S Se usa para los riñones y para la fiebre.

PapaveraceaeBocconia

integrifoliaTrompeto X X Ma T S Se usan los "palos grandes" para madera.

PassifloraceaePassiflora sp. Curuba X A Fr S Se comen los frutos.

Passiflora sp. Granadilla de monte

X A Cu S Se comen los frutos.

Phytolac-caceae

Phytolacca cf. bogotensis

Guaba X Me, I Fr S Para las varices; se toma poquito y se hacen baños para ayudar a desinflamar (con la ramita de la

mazorquita madura y con las hojas. También se usa en animales en baños para desinflamar. Puede tomarse para los morados. Para bañar las heridas, se hierve la "mazorquita" y eso bota un jabón con el que se lavan las heridas. Antes la usaban para

lavar la ropa, por que produce espuma.

PiperaceaePiper cf.

bogotensisCordoncillo X Me H S Para el dolor de cabeza, se tibian las hojas y se

ponen en la cabeza.

Piperaceae Piper sp. Cordoncillo X Me H S Se usa para las vacas que tienen mastitis, se baña la ubre de las vacas.

PlantaginaceaePlantago sp. Llantén X Me H S Para el hígado se prepara un agua con las hojas y

se toma.

Poaceae Xachnella cf. mutisi

Chisacá X Me T S Se usa para el dolor de cintura y para los riñones. Se cocina el" gajo".

PolygonaceaeMuehlenbeckia

sp.Bejuco

coloradoX Me H S Se cocinan las hojas para bañar las heridas. Sirve

para lo mismo que la caléndula pero es más efectivo.

Muehlenbeckia cf. tamnifolia

Bejuco colorado

X Me H S Se cocinan las hojas para bañar las heridas. Sirve para lo mismo que la caléndula pero es más

efectivo.

Rosaceae Rubus sp. Mora sil-vestre

X A, Me Fr S Se cocinan los frutos en agua para la tos. También se comen directamente.

Fragaria sp. Fresa X A Fr S Se comen los fruticos.

Acaena elongata Cadillo X Me Fr, T S Se usa para los riñones, se cocina una ramita en agua y se toma.

Rubiaceae Galiumhypocarpium

X I Fr S Antes lo utilizaban para ayudar a fijar el color al teñir la lana.

Nerteragranadensis

Coralito X Me FR S Los frutos se comen para sacar el calor de los riñones. También se comen para el corazón.

Solanaceae Solanumamericanum

Yerbamora X Me Fr S Para el dolor de oído, se destripan las pepas en el oído.




Aprobe-chamiento


Cestrum mutisii Tinto X O H S Cuando una persona va al cementerio y en la casa ahí niños pequeños se dice que se "entecan", les da diar-rea. Se les hacen baños con esta planta para curarlos.

Urticaceae

Pilea sp. Palitaria X X Me H C, S Se cocinan las hojas en agua para los riñones y para el dolor de cintura y se toma; se le puede agregar panela. También para tratar la fiebre o

nombre billetes.

Valerianaceae Valeriana sp. Valeriana X X Me H, T, Ra

S Para desinflamar la cara del dolor de muela, también para el sistema nervioso, con la raíz y "la mata".

Verbenaceae

Verbena sp. Verbena X X Me H C Se usa para la fiebre en agua aromática, pero debe tomarse en poca cantidad. Antes hacían lavados con esta planta para la fiebre interna. Cuando las gallinas tienen peste, se machuca la planta y se

pone el zumo en el agua donde toman.

- - Salvio negro X Me T C Se utiliza su madera.

- - Árnica X Me H S Para las heridas y cicatrices. En cocimiento para baños. Ahora se sacan pomadas.

- - Cocua X Ma T S

- - Malvisco X Me Fl

- - Violeta X Me Fl S Se usa para la gripa, haciendo un aromática con las flores.

- - Amarillo X Ma T S Para madera.

- - Paico X Me H S Se usa para purga. Se prepara un agua y se toma una sola vez en ayunas.

- - Calichana X Me H T Se usa para la fiebre. Se prepara un zumo con sus hojas y se toma.

- - Belladona X Me Se hace una pomada para las cortadas y los dolores.

- - Mosquero X Me Fl T Se usa para la tos; se hace una infusión con las flores y se toma.

- - Orégano X A, Me H S Para la tos, se hace una infusión con las hojas y se toma, Lo utilizan para pimentar las carnes y el arroz.

- - Hierba colorada

X X H H S Se usa para la fiebre y el dolor de riñones. Se toma el zumo puro.

- - Chisacá/Guaca

X Me S S Para la diarrea, se cocinan sus hojas.

-- Tuno X Ma Fr S Su madera sirve para leña. El fruto se lo comen;

han intentado hacer mermeladas.

- - Chubaca X Ma

- - Granizo X Ma T S

- - Aguanozo X Ma T S Sirven de "monte" y su madera para aserrío y leña.

- - Alcaparro X Me H S Se cocinan las hojas y se hacen baños para desinflamar.




Aprobe-chamiento


-- Gatiadera X Me T S Cuando un niño pequeño no puede caminar "ligero"

se cocina todo el bejuco y se baña el niño.

- - Duraznillo X Ma T S Se usa para madera o para leña.

- - Moradita X Me H S Se usa para madera o para leña.

-- Zarzaparrilla X Me H S Se usa para la fiebre de los animales, se machuca

y se da el zumo en una botella con agua ( 2 o 3 veces).

- - Cordón santo X Me Ra S Para la persona que sufría de tos o mal de costado (pulmonar), se machaca y se toma el zumo.

-

- Hierba del páramo

X O "Anteriormente se cogía una flor de esta planta y "muestre a ver si mi compadre me está pensando,

si se cerraba la flor quería decir que lo estaba pensando".

- - Poleo de monte

X A H S Se tomaba en las mañanas en lugar del tinto.

- - Bretónica X Me Fl S Se usa para los niños que no quieren dejar la teta. Es muy amarga, se unta en el pezón.


Capítulo 2Observaciones sobre la morfología

y la anatomía de lasespecies estudiadas


Observaciones sobre la morfologíay la anatomía de las especies estudiadas

Héctor Lancheros

Introducción

A partir de la información obtenida en la exploración etnobotánica y las observaciones hechas en dos recorridos de campo en la localidad de Sumapaz, se seleccionaron las especies Bomarea sp., Cavendishia bracteata y Rubus acanthophyllos, por su potencial de uso y su abundancia en la región. A continuación se presentan descripciones generales de estas especies con base en los especímenes colectados en el área de estudio.

1. Bomarea multiflora

Características generales

Es una planta trepadora con una longitud de tallo aéreo de 4 m de largo, la inflorescencia presenta 10 cm de largo; en la parte subterránea presenta un rizoma del que se desprenden abundantes raíces, muchas de ellas desarrollan terminaciones tuberiformes. (Fig. 2.1)

Figura 2.1. Vista general del individuo de Bomarea sp. a. órganos subterráneos (rizoma, raíces y raíces tuberiformes). b. Tallo aéreo con hojas en disposición helicoidal. c. Inflorescencia.

Tallo

El tallo aéreo presentaba un total de 113 entrenudos; éstos varían de acuerdo con su posición, desde la base hacia la parte apical. En


los cinco primeros entrenudos se presenta una disminución gradual de la longitud, después de esto se observa un incremento hasta el entrenudo 18, seguido de una disminución hasta el entrenudo 28, después de lo cual se observa una leve tendencia a disminuir con algunas oscilaciones. Cerca del ápice se presentan los entrenudos

más cortos, con menos de 1 cm de largo (Fig. 2.2).

Figura 2.2. Variación de la longitud del los entrenudos de Bomarea multiflora de acuerdo con su posición, desde la base hacia el ápice

Hojas

La longitud de las hojas se incrementa gradualmente hasta la hoja número 13, después de ésta, la variable presenta pequeñas oscilaciones, tendiendo a estabilizarse después de la hoja número 23. El ancho tiende a incrementarse hasta la hoja 23, después de la cual se observa una leve tendencia a disminuir. (Fig. 2.3a)

Figura 2.3a Variación de la longitud de las hojas de Bomarea multiflora de


aduerdo con su posición desde el ápice hacia la base

Figura 2.3b Variación del ancho de las hojas de Bomarea multiflora de aduerdo con su posición desde el ápice hacia la base

La tendencia de las hojas a ser más largas y menos gruesas a medida que se alejan del ápice, puede estar relacionada con la efectividad en la captación de luz, pues las hojas más cercanas a la base recibirían niveles más bajos de radiación fotosintéticamente.

En cuanto a sus características externas, las hojas son glabras; en la superficie abaxial presenta estomas de gran tamaño, los cuales pueden ser observados fácilmente con un estereoscopio (Fig. 2.4).

a


Rizoma

El rizoma presentaba una longitud indeterminada, sólo se colectó un segmento de aproximadamente 20 cm de largo. El diámetro del rizoma varía entre 1-1.3 cm. La producción de raíces tuberiformes es muy alta, en el segmento de rizoma colectado se presentaron 25 de estas estructuras (Fig. 2.5).

Figura 2.5. a. Rizoma con raíces, algunas de las cuales forman una estructura tuberiforme. b. Raíces tuberiformes separadas

Raíces tuberiformes

Las raíces tuberiformes son órganos de almacenamiento, éstos son consumidos gradualmente por la planta. La producción de estas estructuras puede estar relacionada con el hecho de que los tallos aéreos son los ejes de las inflorescencias, por lo cual tienen un tiempo de vida muy corto; por esta razón se plantea la hipótesis de que esta especie, así como muchas otras dentro de la familia Alstroemeriaceae, presenta raíces tuberiformes como método de almacenamiento de las sustancias producto de la fotosíntesis, que de otra forma se perderían al morir el eje de la inflorescencia después de la maduración de los frutos y la liberación de las semillas (Fig. 2.6).


Figura 2.6. Raíces tuberiformes de Bomarea multiflora

El consumo de las sustancias de reserva almacenadas en estas estructuras, principalmente almidón (Fig. 2.7), debe incrementarse en el momento en que se inicia la producción de nuevos tallos aéreos, principalmente durante la producción de los primeros entrenudos, los cuales presentan una longitud gradualmente mayor cuando es escaso el número de hojas totalmente expandidas.

Figura 2.7. Características internas de una raíz tuberiforme de Bomarea multiflora. a. corte longitudinal, se observa una capa que divide la parte externa y la interna, la cual está conformada por lo haces vasculares. b. Microfotografía de un corte teñido con lugol; se observan células con un alto contenido de gránulos de almidón (amiloplastos).

Aunque en menor proporción que las raíces, el rizoma también almacena almidón. (Fig. 2.8)


Figura 2.8. Cortes transversales del rizoma de Bomarea multiflora. a. Yema, raíz y sitios para el almacenamiento de almidón (sectores teñidos con lugol). b. Gránulos de almidón y haces vasculares

2. Rubus acanthophyllos

Esta especie presenta hábito herbáceo y en condiciones naturales for-ma pequeñas poblaciones en bosques altoandinos; no obstante, tam-bién predominan las plantas de gran tamaño con tallos subterráneos.

A lo largo del hábito, los individuos de la especie presentan indu-mento compuesto por tricomas simples, blanquecinos o glandulares y rojizos. (Fig. 2.9)

Figura 2.9. Características del envés de las hojas de Rubus acanthophyllos. a. indumento y espinas sobre las nervaduras secundarias. b. Presencia de tricomas glandulares


Figura 2.10. Estomas de Rubus acanthophyllos observados en el microscopio óptico. (Aumento 400x)

3. Cavendishia bracteata

Esta especie presenta porte arbustivo, se encuentra principalmente en espacios abiertos con alta exposición a la radiación solar directa durante algunas horas del día. Las hojas jóvenes presentan coloración rojiza debido a la presencia de pigmentos antocianos (Fig. 2.11), los cuales pueden cumplir una función de protección de las hojas jóvenes en la zona apical.

Figura 2.11. Cavendishia bracteata. a. Vista general. b. Inflorescencia


Otras estructuras relacionadas con la protección de la lámina foliar son los tricomas glandulares; éstos se presentan con mayor densidad en las hojas jóvenes. (Fig. 2.12, 2.13)

Figura 2.12. Tricomas glandulares en la haz de una hoja de C. bracteata. a. Observación al estereoscopio. b. Observación al microscopio óptico 32x

Figura 2.13. Envés de la hoja en C. bracteata. a. Observación en el estereoscopio. b. Observación en el microscopio óptico con un aumento de 32x

a

a


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Capítulo 3Curva diaria de transpiración

y fotosíntesis de Cavendishia bracteata


Curva diaria de transpiración y fotosíntesis de Cavendishia bracteata

Héctor Lancheros

Introducción

Cavendishia bracteata es una especie que se distribuye desde Veracruz (México) hasta el sur de los Andes de Bolivia y hacia el oriente hasta el Estado de Sucre en Venezuela. La especie habita bosques primarios y secundarios, a menudo en sitios perturbados de bosque húmedo tropical, bosques nublados y subpáramos, principalmente entre 1.000 y 3.200 m de altitud (Luteyn & Pedraza-Peñalosa, 2007).

Por la naturaleza de los ambientes en que se desarrolla, la especie está expuesta a altos niveles de radiación. Sin embargo, a medida que la vegetación avanza en su estado sucesional, C. bracteata se presenta en ambientes con un menor nivel de radiación incidente y con especies de mayor porte. En el presente estudio se evaluó la eficiencia fotosintética y la tasa de transpiración bajo dos condiciones ambientales contrastantes: luz directa y sombra; se comparó la respuesta en función de la hora del día y los valores promedios de transpiración y de CO2 estimado.

Fotosíntesis

El proceso de fotosíntesis sucede al interior de los cloroplastos; se divide en reacciones de luz y oscuridad. En las reacciones de luz, el efecto de la radiación incidente sobre los pigmentos antena y los centros de reacción de los fotosistemas crea un gradiente de electrones que es aprovechado en la producción de moléculas portadoras de energía (NADPH y ATP). El flujo de electrones se produce a través de los complejos moleculares denominados fotosistema I y fotosistema II, así como a través de las moléculas denominadas citocromos. Los fotosistemas están ubicados en los cloroplastos sobre la membrana tilacoide, en las láminas libres o estroma tilacoide y las láminas agrupadas o grana tilacoide; en las primeras se encuentran las moléculas del fotosistema I, mientras que en las segundas funciona el fotosistema II (Lüttge, 1997).


Böjorkman y Demmig-Adams (1995), con base en numerosas publicaciones, muestran que las plantas presentan una gama de respuestas temporales y espaciales frente a la variación de la intensidad de la luz o densidad de flujo fotónico (DFF).

Relaciones entre los procesos de fotosíntesis y transpiraciónEl flujo de agua hacia el exterior de las láminas foliares y la entrada de CO2 en éstas son dos procesos relacionados con la apertura estomática, debido a esto, existen patrones de respuesta similares en los procesos de transpiración y fotosíntesis. Diversos trabajos han evaluado el comportamiento de estos procesos frente a diferentes factores como variación de la intensidad de luz o estado de desarrollo de las hojas. En el trabajo de Miyashita et al. (2005), se presenta un paralelismo entre la transpiración y la fotosíntesis en plantas de Phaseolus vulgaris con riego constante y con suspensión de éste; por otro lado, Souza et al. (2004) mostraron un resultado similar en Vigna ungiculata, trabajando con plantas expuestas a estrés hídrico y sin éste.

Cayón (2001) encontró una relación cuadrática entre la edad de la hoja y las tasas de fotosíntesis y transpiración. Pachevsky (1997) muestra una relación directa de la apertura estomática con las tasas de fotosíntesis y transpiración en hojas de tabaco; al comparar hojas de plantas transgénicas que presentan modificaciones en la anatomía, con hojas silvestres, se observa que hay mayor diferencia en la tasa de transpiración en comparación con la tasa fotosintética, debido a que la transpiración es regulada directamente por la apertura estomática y la anatomía foliar.

En el trabajo de Jones (1997) se presentan las gráficas de variación de la tasa fotosintética y la transpiración con cambios en la intensidad de luz, mostrando un patrón de respuesta similar entre las dos variables, con cambios más bruscos en la respuesta de la fotosíntesis con respecto a la respuesta de la transpiración.

Metodología

El seguimiento se realizó sobre cuatro plantas, dos creciendo en condiciones de luz directa y dos en condiciones de sombra (cubiertas por plantas de mayor porte); en cada planta se utilizaron cuatro hojas, dos hojas jóvenes (de color rojo) y dos completamente desarrolladas (color verde).


En cada hoja se realizaron 10 mediciones durante el día: Los datos se analizaron comparando las curvas de respuesta de las variables ETR (tasa de transporte de electrones), rendimiento fotosintético, conductancia y transpiración. La comparación se realizó por tipo de hoja, condición de luz y hora del día. En esta especie se evaluó la respuesta del rendimiento fotosintético, la tasa de transporte de electrones y la conductancia estomática en hojas jóvenes y hojas desarrolladas.

1. Toma de datos

Los datos de fotosíntesis (tasa aparente de transporte de electrones y rendimiento fotosintético del fotosistema II) se tomaron con el fluorómetro PAM-2000, utilizando el programa DA-2000. Los datos de conductancia y tasa de transpiración se tomaron con el porómetro Li-1600.

Las variables de respuesta fueron:

Tasa de transpiración (mmol m-²s-²), conductancia (mmol m-²s-²), tasa de transporte de electrones o ETR (mol e-m-²s-²) y rendimiento fotosintético del fotosistema II.

Se registraron dos variables ambientales: la temperatura en grados Celsius y la intensidad de la radiación fotosintéticamente activa (mol m-²s-²).

2. Estimación de fijación de CO2

Se estimó la fijación de CO2, dividiendo el valor de ETR en 4. El valor obtenido es sólo una aproximación, pues el flujo de electrones puede estar relacionado con otras rutas como el flujo de electrones en la fotorespiración o la reducción de nitrito (Heinz Walz GmbH 1993).

A partir del valor estimado se obtuvo el promedio de fijación de CO2 por unidad de área foliar y tiempo (μmoles m-²s-¹).

3. Estimación de la transpiración promedio diaria

A partir de las curvas de transpiración, se estimó el total de agua transpirada durante el intervalo en que se desarrollaron las


mediciones y se dividió por el tiempo en segundos, para obtener la tasa de transpiración promedio por hoja.

4. Análisis de datos

La variación diaria de rendimiento fotosintético, la ETR, la conductancia y la transpiración, se compararon utilizando gráficos xy, tomando como x la hora del día y como y la variable analizada; para la comparación también se usaron las curvas diarias de radiación fotosintéticamente activa y de humedad relativa.

Los datos de fijación de CO2, y transpiración promedio diaria se compararon con el modelo de análisis de varianza bifactorial, utilizando como variables independientes el tipo de hoja (roja o verde) y la condición de luz (luz directa o sombra).

Resultados

1. Condiciones ambientales

La intensidad de radiación fotosintéticamente activa incidente sobre las hojas de las plantas que crecen bajo condiciones de luz se incrementó gradualmente desde 10 hasta 388 μm m-²s-¹, entre las 6:15 am y las 11:00 am, entre las 11:00 am y las 11:30 am, se presenta un descenso rápido hasta llegar a 119 μm m-²s-¹. En la última medición realizada a las 6:57 pm. se observa un descenso gradual hasta llegar a 4 μm m-²s-¹ (Fig. 3.1).

Figura 3.1. Variación de la radiación fotosintéticamente activa promedio sobre las hojas de Cavendishia bracteata en plantas de luz y de sombra


En las plantas de sombra la radiación presentó valores mucho más bajos, alcanzando un máximo de 77 μm m-²s-¹ cerca de las 11:00 am.

En plantas expuestas a luz directa, la temperatura de las hojas presentó valores entre 12.2-19.3ºC. Las hojas de las plantas bajo condiciones de sombra presentaron temperaturas entre 11.3-17.1ºC. En los dos casos, el valor más bajo se obtuvo en las primeras horas de la mañana y el más alto entre las 10:40 am y la 11:00 am. (Fig. 3.2)

Figura 3.2. Variación de la temperatura de las hojas de Cavendishia bracteata, bajo condiciones de luz directa y sombra

La humedad relativa varió entre 75.2 y 86.8%. Se presenta un descenso gradual hasta las 10:40 am (Fig. 3.3), que coincide con el período de radiación y temperatura con valores más altos.

Figura 3.3. Variación de la humedad relativa en Cavendishia bracteata


2. Rendimiento fotosintético y tasa de transporte de electrones

Se observó que el rendimiento fotosintético es más alto en las hojas totalmente desarrolladas (hojas verdes), en comparación con las hojas jóvenes (hojas rojas). Los valores más bajos se presentan en las horas en que la radiación es más alta; también se pueden obser-var valores más altos bajo condiciones de sombra (en la mayoría de las mediciones), tanto para hojas rojas como para hojas verdes. Es más contrastante la diferencia en rendimiento entre luz y sombra en las hojas rojas. (Fig. 3.4)

Figura 3.4. Variación del rendimiento fotosintético a lo largo del día en hojas verdes y rojas de plantas de Cavendishia bracteata que crecen bajo condiciones de luz y de sombra

La tasa aparente de transporte de electrones (ETR) presenta para-lelismo con la intensidad de la radiación fotosintéticamente activa (Fig. 2.5, 2.6), pues entre mayor es la incidencia de fotones, mayor es el número de moléculas de clorofila excitadas.

Las hojas de las plantas que crecen bajo luz directa (Fig. 3.5) pre-sentan los valores más altos de ETR, alcanzando 10.5 μmol m-²s-¹ en hojas rojas y 45.5 μmol m-²s-¹ en hojas verdes; las respuesta de las hojas verdes muestra mayor paralelismo con la variación de la radiación incidente.


Figura 3.5. Variación de la tasa de transporte de electrones (ETR) y la radiación fotosintéticamente activa (PAR) a lo largo del día en hojas rojas (superior) y rojas (inferior) de plantas de Cavendishia bracteata que crecen bajo condiciones de luz directa

Las hojas de las plantas que crecen bajo sombra (Fig. 3.6) presentan valores menores de ETR en comparación con las de luz, alcanzando 6.88 μmol m-²s-¹ en hojas rojas y 23.73 μmol m-²s-¹ en hojas verdes; las hojas verdes presentan un alto paralelismo con la variación de la radiación incidente.


Figura 3.6. Variación de la tasa de transporte de electrones y la radi-ación fotosintéticamente activa a lo largo del día en hojas rojas (superior) y verdes (inferior) de plantas de Cavendishia bracteata que crecen bajo condiciones de sombra

3. Fijación de CO2 estimada

Se observa que las hojas verdes presentan una mayor tasa promedio de fijación de CO2 y de igual forma, se presentan valores más altos bajo condiciones de luz directa (Fig. 3.7).


Figura 3.7. Tasa promedio de fijación de CO2 en Cavendishia bracteata por tipo de hoja y condiciones de luz

Al comparar los resultados obtenidos mediante un modelo de análisis de varianza bifactorial (Tabla 3.1) y utilizando como variables independientes el tipo de hoja (roja o verde) y la condición de luz (luz directa o sombra), se encontró que los dos factores presentan efectos significativos sobre la variable respuesta (tasa promedio de fijación de CO2), no se encontró efecto significativo de la interacción.

Tabla 3.1. Análisis de varianza para la fijación promedio de CO2, utilizando como variables independientes la condición de luz y el color de la hoja

Origen de variación

Suma de cuadrados

glCuadrado

medioF Valor P F crítico

Condición de luz

11,7645 1 11,7645 7,20472 0,01988* 4,74723

Color de las hojas

42,557 1 42,557 26,0624 0,00026** 4,74723

Interacción 5,83742 1 5,83742 3,5749 0,08304 4,74723

Error 19,5947 12 1,63289

Total 79,7536 15

De acuerdo con lo anterior, el valor estimado de fijación promedio de CO2 es significativamente más alto en las hojas de las plantas que crecen bajo condiciones de luz directa en comparación con las hojas de las plantas de sombra; de igual forma, el valor es significativamente mayor en las hojas verdes en comparación con las hojas rojas.


4. Conductancia y transpiración

La variable conductancia estomática presenta un patrón de respuesta que varía entre condiciones de luz directa y de sombra (Fig. 2.6, 2.7).

En condiciones de luz directa (Fig. 3.8), la conductancia responde de forma inversa a la intensidad de la radiación fotosintéticamente activa, tanto en hojas rojas, como en hojas verdes; después de las 9:30 am y hasta las 11:00 am, se presenta un incremento que está directamente relacionado con el incremento de radiación incidente; en horas de la tarde, continúa incrementándose la conductancia, aún cuando la radiación disminuye gradualmente, este incremento llega hasta la 1:35 pm, hora después de la cual se presenta una disminución gradual, relacionada con la disminución de radiación incidente; finalmente, antes del anochecer se presenta un nuevo incremento.

La respuesta de la conductancia bajo condiciones de luz directa parece estar relacionada principalmente con la humedad relativa (Fig. 3.3) y de forma indirecta con la radiación fotosintéticamente activa.

Figura 3.8. Variación de la conductancia estomática y la radiación foto-sintéticamente activa a lo largo del día en plantas de Cavendishia bracteata que crecen bajo condiciones de luz, en hojas rojas (arriba) y verdes (abajo)


Bajo condiciones de sombra (Fig. 3.9), el comportamiento de la variable conductancia estomática parece ser más predecible; en horas de la mañana varía de forma proporcional a la radiación fotosintéticamente activa y en las horas de la tarde se incrementa a medida que la radiación incidente disminuye, es decir presenta una respuesta en las hojas rojas principalmente.

Tanto en condiciones de luz como de sombra, la conductancia es más alta en hojas verdes en comparación con las hojas rojas.

Figura 3.9. Variación de la conductancia estomática y la radiación fotosintéticamente activa a lo largo del día, en plantas de C. bracteata que crecen bajo condiciones de sombra, en hojas rojas (superior) y verdes (inferior).

Figura 3.9. Variación de la conductancia estomática y la radiación fotosintéticamente activa a lo largo del día, en plantas de Cavendishia bracteata que crecen bajo condiciones de sombra, en hojas rojas (superior) y verdes (inferior)


La variable transpiración presenta el mismo patrón de respuesta que la conductancia; se puede observar la diferencia de patrones entre las hojas de las plantas que crecen bajo luz directa y las hojas de las plantas de sombra; también se puede observar que dadas las condiciones, las hojas verdes presentan valores más altos de transpiración que las hojas rojas (Fig. 3.10).

Figura 3.10. Variación de la transpiración a lo largo del día en hojas rojas y verdes de plantas de Cavendishia bracteata que crecen bajo condiciones de luz y de sombra

En general, las hojas verdes presentan valores más altos de transpiración; además, no se observa una diferencia contrastante entre condiciones de luz y sombra, lo cual indica que aunque el patrón de respuesta entre luz directa y sombra es diferente, el promedio diario de transpiración es similar.

5. Promedio diario de la tasa de transpiración

El promedio diario de tasa de transpiración presenta valores más altos en las hojas verdes, tanto en las hojas que crecen bajo condiciones de luz directa como en las que crecen bajo condiciones de sombra (Fig. 3.11).

Tiempo (hora del día)


Figura 3.11. Tasa promedio de transpiración diaria en hojas de Cavendishia bracteata, de acuerdo con el tipo de hoja y las condiciones de luz

El análisis de varianza bifactorial (tabla 3.2) indica que existe un efecto significativo del color de las hojas sobre la transpiración, mientras la condición de luz y la interacción de los dos factores no presenta efecto significativo sobre esta.

Tabla 3.2. Análisis de varianza para la transpiración promedio, utilizando como variables independientes la condición de luz y el color de la hoja

Tipo de hoja

Origen devariación

Suma decuadrados

gl Cuadrados medios

F Valor P F Crítico

Condición de luz 23,8941 1 23,8941 1,55848 0,23570 4,74723

Color de las hojas 336,251 1 336,251 21,9318 0,00053 4,74723

Interacción 0,01702 1 0,01702 0,00111 0,97397 4,74723

Error 183,98 12 15,3317

Total 544,142 15


De acuerdo con lo anterior, la tasa de transpiración en las hojas más desarrolladas (hojas verdes) es significativamente superior a la presentada por las hojas jóvenes (hojas rojas).

Discusión

El mayor grado de paralelismo entre ETR y la radiación fotosintéticamente observado en las hojas verdes en comparación con las rojas, puede explicarse por un aparato fotosintético más desarrollado, con mayor concentración de clorofila, que permite a la hoja responder con mayor eficiencia a las variaciones en la intensidad de la radiación incidente.

De igual forma, el mayor paralelismo observado en las hojas de sombra en comparación con las hojas de luz, es debido a que la vegetación protectora impide que se produzcan incrementos drásticos en la radiación incidente, y de esta forma, las hojas responden directamente a los cambios graduales en la luz incidente.

Bibliografía

Björkman, O. & B. Demming-Adams. 1995. “Regulation of Photosintetic Light Energy Capture, Conversion, and Dissipation in Leaves”. En E. Schulze & M. Candwell (eds.). Ecophysiology of Photosyntesis. Berlin: Springer.

Cayón, G. 2001. “The Evolution of Photosynthesis, Transpiration and Chlorophyll During the Development of Leaves of Plantain (Musa AAB Simmonds)”. Infomusa 10(1): 12-15

Heinz Walz GmbH. 1993. “Portable Fluorometer PAM-2000 and Data Acquisition Software DA-2000”. En: Handbook of Operation with Examples of Practical Applications. Effeltrich: Walz.

Jones, H. 1997. “Stomatal control of photosynthesis and transpiration”. Journal of Experimental Botany. 49: 387–398

Luteyn, J & Pedraza-Peñalosa, P. 2007. “Neotropical Blue Berries, the Plant Family Ericaceae”. http://www.nybg.org/bsci/res/lut2/

Lüttge, U. 1997. Physiological Ecology of Tropical Plants. Berlín: Springer Verlag.


Miyashita, K., Tanakamaru, S., Maitani, T., Kimura, K. 2005. “Recovery Responses of Photosynthesis, Transpiration, and Stomatal conductance in Kidney Bean Following Drought Stress”. Environmental and Experimental Botany 53: 205–214

Pachevsky, L., Acock, B., Benning, S., Willmitzer, L & Fisahn, J. 1997. “Estimation of The Anatomical, Stomatal and Biochemical Components of Differences in Photosynthesis and Transpiration of Wild-Type and Transgenic (Expressing Yeast Derived Invertase Targeted to the Vacuole) Tobacco Leaves”. Plant Cell and Environment 20: 1070-1078.

Souza, R., Machadoa, E., Silva, J., Lagôa A., Silveira, J. 2004. “Photosynthetic Gas Exchange, Chlorophyll Fluorescence and Some Associated Metabolic Changes in Cowpea (Vigna Unguiculata) During Water Stress and Recovery”. Environmental and Experimental Botany 51: 45–56


Capítulo 4 Análisis de las curvas diarias de transpiración y fotosíntesis de

Bomarea sp.


Análisis de las curvas diarias de transpiración y fotosíntesis de

Bomarea sp.

Héctor Lancheros

Introducción

Existe una estrecha relación entre los procesos de fotosíntesis y transpiración. La transpiración se encuentra relacionada con el grado de apertura de los estomas y la conductancia estomática, variable que se encuentra directamente relacionada con la absorción de CO2 y esta, a su vez, con los procesos de síntesis de carbohidratos a partir de la energía producida durante las relaciones de luz de la fotosíntesis. Debido a la importancia del agua en estos procesos, la relación entre tasa de fotosíntesis y transpiración proporciona una idea de la eficiencia en el uso del agua por parte de las plantas.

Bomarea multiflora es una especie trepadora en la cual se presentan valores contrastantes de radiación incidentes entre las hojas que crecen cerca del ápice y aquellas que se encuentran en la parte basal. La disposición de las láminas foliares en esta especie disminuye el grado de interferencia de las hojas en la captación de la luz; no obstante, las hojas de la parte basal reciben sombra principalmente de las hojas del árbol utilizado como soporte.

En este trabajo se evaluó la diferencia entre la radiación incidente y la temperatura, así como su relación con la respuesta de conductancia estomática y rendimiento fotosintético en hojas ubicadas en la parte basal y en el ápice de la planta.

Metodología

1. Medición de condiciones ambientales

Para la medición de las condiciones ambientales se utilizó una estación climática automática con una unidad de procesamiento SUTRON 8210 (Fig. 4.1).

Se tomaron datos de humedad relativa, temperatura del aire, temperatura del suelo, radiación fotosintéticamente activa, intensidad de luz, velocidad del viento y dirección del viento.


Figura 4.1. Instrumentos utilizados para la medición de las condiciones ambientales. a. Vista general de la estación climática. b. Sensor de humedad y temperatura AT/RH SHIELD 5600-0021. c. Anemómetro WE550 y veleta WE70. d. Sensor de radiación LI-190SA. e. Sensor fotométrico LI-210SA. f. y g. Sensores de temperatura del suelo

2. Medición de fotosíntesis y conductancia estomática

Para medir la transpiración se empleó el porómetro LI- 1600 y para la estimación de la fotosíntesis se utilizó el fluorómetro PAM-2000 (Fig. 4.2)

Figura 4.2. Instrumentos para la medición de fotosíntesis y transpiración. a. fluorómetro PAM-2000. b. porómetro Li-1600


Con el fluorómetro portátil PAM-2000, se realizaron las medidas de fluorescencia, ubicando la fibra óptica en un ángulo de 60º con la hoja. Se tomaron los datos de fluorescencia mínima de muestra previamente iluminada (Fo´), fluorescencia máxima de muestra previamente iluminada (Fm´) y radiación fotosintéticamente activa (PAR), a partir de estos datos se obtienen los valores de rendimiento fotosintético y tasa aparente de transporte de electrones.

En esta especie se evaluó la respuesta del rendimiento fotosintético, la tasa de transporte de electrones y la conductancia estomática en hojas de tallos rastreros (hojas bajas) y en hojas de tallos erectos (hojas altas).

Resultados1. Condiciones ambientales

A continuación se presenta la variación de la radiación fotosintéticamente activa, la temperatura del aire, la temperatura del suelo y la humedad relativa, durante el intervalo de tiempo en que se realizaron las mediciones (Fig. 4.3).

La radiación fotosintéticamente activa presentó valores entre 200 y 1549 μmol m-² s-¹, en las horas de la mañana; a la 1:00 pm alcanzó un valor cercano a 1600 μmol m-² s-¹, después de lo cual se inicia una disminución gradual, llegando a 12 μmol m-² s- a las 6:00 pm.

La temperatura del aire presentó valores entre 13 y 29.9ºC., el valor más alto se obtuvo a la 1:22 pm. La temperatura del suelo presentó un incremento gradual, registrando el valor más alto (19.7ºC) a las 3:10 pm. (Fig. 4.4)

Figura 4.3. Variación de la radiación fotosintéticamente activa durante el intervalo de tiempo en que se desarrollaron las mediciones


Figura 4.4. Variación de la temperatura del aire y la temperatura del suelo durante el intervalo de tiempo en que se desarrollaron las mediciones

La humedad relativa varió entre 37 y 76%; el valor más alto se obtuvo a las 6:00 pm y el más bajo a la 1:24 pm (Fig. 4.5).

Figura 4.5. Variación de la humedad relativa durante el intervalo de tiempo en que se desarrollaron las mediciones

2. Respuesta fotosintética y conductancia estomática

Los valores de rendimiento fotosintético y tasa de transporte de electrones fueron más altos en las hojas presentes en el tallo erecto (hojas altas) con respecto a las hojas de los tallos rastreros (hojas altas). (Fig. 4.6 y 4.7)

No se observa una relación clara entre la tasa de transporte de electrones en las hojas altas (Fig. 4.7) y la radiación incidente (Fig. 4.8), mientras que en las hojas bajas se presenta un comportamiento similar en las dos variables.


Figura 4.6. Variación del rendimiento fotosintético en hojas bajas y altas de Bomarea multiflora a lo largo del día

Figura 4.7. Variación de la tasa de transporte de electrones en Bomarea multiflora a lo largo del día, en hojas bajas y altas

Figura 4.8. Variación de la radiación fotosintéticamente activa en hojas altas y bajas de Bomarea multiflora a lo largo del día


En la variable conductancia estomática se observan nuevamente valores más altos en las hojas altas (Fig. 4.9), a excepción de los observados antes del anochecer.

Figura 4.9. Variación de la conductancia estomática en hojas altas y bajas de Bomarea multiflora a lo largo del día

La conductancia estomática (Fig. 4.9) no presenta una relación directa con la temperatura de las hojas (Fig. 4.10), ni con la radiación incidente (Fig. 4.11), sin embargo, se observa un comportamiento similar de la conductancia en las hojas bajas con la diferencia de la temperatura de las hojas y el aire.

Figura 4.10. Variación de la temperatura de las hojas altas y bajas en Bomarea sp. a lo largo del día.

Figura 4.10. Variación de la temperatura de las hojas altas y bajas en Bomarea multiflora a lo largo del día


Figura 4.11. Variación de la diferencia de temperatura entre las hojas y el aire en Bomarea multiflora a lo largo del día, en hojas ubicadas en la parte inferior (bajas) y en la parte superior (altas)

En general las hojas bajas muestran una mayor relación de las variables rendimiento fotosintético, ETR y conductancia con variables externas como la temperatura y la radiación incidente, lo cual puede estar relacionado con condiciones de humedad más variables en inmediaciones de las hojas de la parte alta, en comparación con las hojas que se encuentran cerca del suelo.


Capítulo 5 Comparación de la respuesta de la

conductancia estomática y el

rendimiento fotosintético de Bomarea multiflora, Cavendishia bracteata y Rubus

acanthophyllos en relación con las variables luz y

temperatura


Comparación de la respuesta de la conductancia estomática y el rendimiento fotosintético de Bomarea multiflora, Cavendishia bracteata y Rubus acanthophyllos en

relación con las variables luz y temperatura

Héctor Lancheros

Introducción

En los trabajos anteriores se evaluó el comportamiento de las curvas diarias de rendimiento fotosintético, tasa de transporte de electrones y conductancia estomática en comparación con factores externos como la radiación fotosintéticamente activa incidente y la temperatura de las hojas; en el presente trabajo se evaluó la relación de estos factores utilizando un gráfico xy y un análisis de regresión.

Metodología

A partir de los valores de rendimiento fotosintético, tasa de transporte de electrones y conductancia estomática, obtenidos con el fluorómetro PAM-2000 y el porómetro Li-1600 (Lancheros 2011a, 2011b) en Bomarea multiflora, Cavendishia bracteata y Rubus acanthophyllos se realizó el análisis de regresión utilizando la hoja de cálculo Openoffice Calc. Se analizó la dispersión de los datos y el grado de ajuste utilizando el índice R².

Resultados


En Bomarea multiflora se observa una relación inversa de la conductancia estomática con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura (Fig. 5.1); no obstante, las curvas presentan alta dispersión, la cual puede ser causada por otros factores no considerados como la humedad relativa y la velocidad del viento.

El rendimiento fotosintético también presenta una relación inversa con las variables PAR y temperatura (Fig. 5.2), en este caso, la dispersión es menor, pues se trata de una variable que, por definición, está influenciada por la intensidad de la luz incidente y,


a su vez, la temperatura está relacionada con la intensidad de luz y afecta el funcionamiento de las enzimas. Figura 5.1. Relación de la conductancia estomática en hojas de Bomarea multiflora con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura.

Otro factor que podría influir es el estrés hídrico de la planta, el cual se relacionaría con la temperatura, la hora del día, el potencial hídrico del suelo y la humedad relativa en la atmósfera circundante.

Figura 5.1. Relación de la conductancia estomática en hojas de Bomarea multiflora con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura

Figura 5.2. Relación del rendimiento fotosintético en hojas de Bomarea multiflora con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura


En las hojas jóvenes (hojas de color rojo) de Cavendishia bracteata se presenta una relación escasa de la conductancia estomática con la radiación fotosintéticamente activa y la temperatura (Fig. 5.3, izquierda), los modelos de regresión potencial indican una


relación directa, sin embargo el valor R² en los dos casos es muy bajo, indicando mucha dispersión con alrededor de las líneas de tendencia, lo cual indica que otros factores, como el potencial hídrico del suelo, la humedad relativa y la velocidad del viento, pueden tener mayor relación con la respuesta de esta variable.

En las hojas totalmente desarrolladas (hojas color verde) la conductancia estomática no presenta una relación clara con la radiación fotosintéticamente activa y la temperatura (Fig. 5.3, derecha), lo cual indica que son otros factores del medio los que influyen directamente sobre esta variable.

Figura 5.3. Relación de la conductancia estomática en hojas de Cavendishia bracteata con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura. A la izquierda se muestra la relación en hojas jóvenes (color rojo) y a la derecha se observa en hojas completamente desarrolladas (color verde)

El rendimiento fotosintético presenta una relación inversa con la radiación fotosintéticamente activa y la temperatura, tanto en hojas


jóvenes, como en hojas totalmente desarrolladas. Los modelos que mejor se ajustaron fueron el logarítmico, para la relación con PAR y el lineal, para la relación con la temperatura. (Fig. 5.4)

Figura 5.4. Relación del rendimiento fotosintético en hojas de Cavendishia bracteata con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura. A la izquierda se muestra la relación en hojas jóvenes (color rojo) y a la derecha se observa en hojas completamente desarrolladas (color verde)

Los valores R² presentaron valores similares entre hojas rojas y verdes, para las dos variables independientes evaluadas; no obstante, los valores de las constantes variaron entre los dos tipos de hojas.


En Rubus acanthophyllos se observa una relación directa del rendimiento fotosintético con la radiación fotosintéticamente activa, en el intervalo analizado se observa que no hay relación de esta variable con la temperatura. (Fig. 5.5)


Figura 5.5. Relación del rendimiento fotosintético en hojas de Rubus acanthophyllos con la radiación fotosintéticamente activa (PAR) y la temperatura

Esta especie crece bajo condiciones de luz tenue y a diferencia de las otras dos especies analizadas, el rendimiento fotosintético se incrementa en función de la luz incidente, pues el valor más alto dentro de radiación fotosintéticamente activa fue de 10μmol m-²s-¹.

Bibliografía

Lancheros, H. O. 2011a. «Curva diaria de transpiración y fotosíntesis de Cavendishia bracteata en el corregimiento de Nazareth de la localidad de Sumapaz». En: Estudios sobre especies promisorias en la localidad de Sumapaz. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis.

Lancheros, H. O. 2011b. «Análisis de las curvas diarias de transpiración y fotosíntesis de Bomarea sp.». En: Caracterización del potencial de uso de la flora en un área de la localidad de Sumapaz. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis.


Capítulo 6 Micorrizas observadas en Bomarea

multiflora, Rubus acanthophyllos y Cavendishia

bracteata


Micorrizas observadas en Bomarea multiflora, Rubus acanthophyllos y Cavendishia bracteata

Héctor Lancheros, Ingrith Zárate & Viviana Rodríguez

Introducción

Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre los hongos y una planta, esta asociación se presenta en la raíz de la planta. Los hongos benefician a la planta con la asimilación de nutrientes minerales, mientras que reciben el aporte de carbohidratos por parte de la planta. De acuerdo con Simith & Read (2008), las micorrizas se clasifican de acuerdo con las estructuras que forman los hongos en la raíz.

Tabla 1. Características de los diferentes tipos de micorrizas (Smith & Read, 2008)

A continuación se describen las categorías de micorrizas reportadas en los grupos de plantas trabajados.

Carac-terística

Tipo de micorriza

Micorrizaarbuscular

Ecto-micorriza

Ectendo-micorriza

Micorrizaarbutoide

Micorrizamonotropoide

Micorrizaericoide

Micorriza orquidioide

Hongoseptado

- + + + + + +

Colonizaciónintracelular

+ - + + + + +

Manto - + + o - + o - + - -Red deHartig

- + + + + - -

Aclorófila - (+) - - - + - +Grupos dehongos

Glomeromycota Basidiomycota/Ascomycota

(Glomeromycota)

Basidiomycota/Ascomycota

Basidiomycota Basidiomycota Ascomycota Basidiomycota

Grupos deplantas

BryophytaPteridophyta

GymnospermaeAngiospermae



Ericales Monotropoideae EricalesBryophyla

Orchidales


Micorriza arbuscular

Las micorrizas arbusculares, originalmente denomindas vesículo-arbusculares, son asociaciones mutualistas entre la mayoría de plantas vasculares y un pequeño grupo de hongos clasificados en el nuevo phylum Glomeromycota. Este tipo de asociación se caracteriza por la presencia de hifas intra-radicales (intracelulares y extracelulares), arbúsculos (hifas finamente ramificadas involucradas en el intercambio de nutrientes), micelio extra-radical (hifas que conectan a la raíz con el suelo) y esporas formadas en el micelio extra-radical. Algunas especies de hongos forman estructuras intra-radicales denominadas vesículas, las cuales son hifas engrosadas que pueden servir para el almacenamiento de lípidos. Los hongos de los géneros Gigaspora y Scutellospora producen vesículas auxiliares (llamadas cuerpos o células auxiliares) en el micelio extraradical (Peterson et al., 2004).

La presencia de micorrizas arbusculares contribuye a la asimilación de nutrientes minerales, principalmente fósforo, el cual es transportado desde el suelo hasta la raíz a través del micelio extraradical. Se ha observado que otros minerales como el zinc y el cobre se incrementan en plantas con este tipo de asociación (Smith & Read, 2008).

Existe discusión sobre la influencia de las micorrizas arbusculares en la asimilación de nitrógeno, tanto en la asimilación de formas de nitrógeno no disponible para la planta como en la interacción de organismos fijadores de N2.

Ectendomicorriza

Las ectendomicorrizas son asociaciones formadas entre un limitado número de hongos ascomicetes y los géneros de coníferas Pinus y Larix (Peterson et al., 2004). Éstas poseen un recubrimiento de hifas sobre la raíz denominado manto, y una estructura de intercambio de nutrientes alrededor de las células de la epidermis y el córtex denominada red de Hartig.

Setaro et al. (2006) describieron un tipo de micorriza encontrado en diferentes especies de ericáceas, al cual denominaron micorriza cavendishioide, sin embargo, Smith & Read (2008) concluyeron que las características presentadas para describir la nueva categoría no eran suficientes y consideraron que se trataba de ectendomicorrizas.


Micorriza ericoide

Este tipo de micorrizas se encuentran principalmente en un número restringido de familias del orden Ericales y la participación de un pequeño grupo de hongos ascomicetos como micobiontes en la asociación. Las plantas que presentan esta asociación se caracterizan por presentar pelos radicales con una estructura anatómica muy simple; cada pelo radical consiste en un cilindro central rudimentario y una o dos capas de células corticales. Esta asociación involucra la colonización de las células epidérmicas seguida por la formación de un complejo hifal ramificado en cada célula colonizada (Peterson et al., 2004).

Existen numerosos hongos capaces de formar micorrizas ericoides; el más conocido es Rhizoscyphus ericae (Smith & Read, 2008).

Este tipo de micorriza se ha observado también en un grupo de briófitos, los hongos aislados de las raíces de estas plantas han formado micorrizas ericoides cuando se inocularon en plántulas de algunas especies de ericáceas (Peterson et al., 2004).

Se ha demostrado que las micorrizas ericoides se encuentran implicadas en la asimilación de fósforo, al igual que las otras categorías de micorrizas, sin embargo, la función más importante de esta asociación se encuentra relacionada con la asimilación de nitrógeno, en forma de nitrato o amonio, así como aminoácidos libres, los cuales pueden ser absorbidos por las hifas y translocados al hospedero (Peterson et al., 2004).

Metodología

El material vegetal de las tres especies se recolectó en la localidad de Sumapaz, el de C. bracteata en la vereda Las Auras, mientras que el de B. multiflora y R. acanthophyllos se colectó en la vereda Santa Rosa. De cada especie se trabajaron muestras de dos individuos.

1. Aclaramiento y tinción de raíces

Las raíces de cada muestra se lavaron para remover la máxima cantidad de sustrato, luego se introdujeron en un tubo de ensayo y se les adicionó KOH al 10% hasta taparlas. El tubo se puso en baño maría a 60°C durante cinco minutos. Después se retiró el KOH con agua corriente, se adicionó H2O2 10%, se colocaron nuevamente las raíces en baño maría por cinco minutos y se lavaron nuevamente con agua corriente.


A las raíces aclaradas se les agregó una solución de tinta de estilógrafo en vinagre al 5% hasta taparlas completamente y se dejaron en baño maría por 20 minutos. Se lavaron nuevamente con agua corriente para eliminar el exceso de colorante, se cortaron segmentos entre 1 y 1.5 cm de largo y se montaron en láminas con una gota de glicerina.

Las observaciones de las muestras teñidas se hicieron en el microscopio óptico con un aumento de 400x. Para la medición del porcentaje de colonización se observaron 100 campos ópticos por cada muestra, anotando la presencia de cada tipo de micorriza por campo.

2. Separación de esporas

Se tomaron 10g de suelo de cada muestra; cada una se pasó por una serie de tres tamices (de 1.000, 106 y 38 μm), comenzando con el de mayor diámetro de poro y terminando con el menor. El juego de tamices se puso bajo un chorro de agua corriente hasta separar la muestra en tres fracciones. La fracción del tamiz de 1.000 μm se descartó y las dos fracciones restantes se distribuyeron en cuatro tubos de centrifugación, con 2 ml de solución de sacarosa 50% en el fondo, completando el volumen del tubo con agua. Las muestras en los tubos se centrifugaron durante 5 minutos a 3.500 rpm.

Después de centrifugado, el sobrenadante se tomó con una jeringa y se pasó por el tamiz de 38 μm. La muestra obtenida se depositó en una caja de Petri para realizar la separación de esporas bajo el estereomicroscopio utilizando un pincel fino (Fig. 6.1).

Figura 6.1. a. Muestra sin separar en caja de Petri. B. Esporas separadas de Glomus sp.

Algunas de las esporas se montaron en láminas para la observación en el microscopio, con el fin de determinarlas hasta el nivel de género (Fig. 6.2).


Figura 6.2. Separación de esporas de la muestra tamizada y centrifugada, utilizando un estereomicroscopio

Resultados


Se observó la presencia de micorrizas arbusculares en esta especie; se encontró una densidad considerable de hifas con algunas vesículas colonizando el córtex de la raíz (Fig. 6.3).

Se aislaron esporas de por lo menos cinco especies diferentes. Se encontraron esporas de gran tamaño, al parecer de una especie de Glomus, algunas de éstas agregadas en esporocarpios (Fig. 6.5b). También se encontraron esporas pequeñas agrupadas en esporocarpios masivos, al parecer de la especie Glomus versiforme (Fig. 6.4).


Figura 6.3. Micorrizas en Bomarea multiflora. a. Observación a 100x de la raíz colonizada por hifas, con algunas vesículas. b. Observación a 400x de las hifas colonizando el córtex. c. Hifas y vesículas observadas a 400x.

Figura 6.4. Esporas agregadas en esporocarpios masivos, probablemente de Glomus versiforme


Figura 6.5. a. Esporocarpio de Glomus sp. b. Espora de Glomus sp. c. Esporas de tamaño pequeño, probablemente de los géneros Sclerocystis y Glomus


En esta especie se observaron micorrizas arbusculares con una densidad alta de hifas y abundante número de vesículas. (Fig. 6.6) , en la muestra se observó también la presencia de arbúsculos (Fig. 6.7).

Figura 6.6. Micorrizas en Rubus acanthophyllos observadas en unas muestra de raíces. a. Observación a 100x de la raíz colonizada por hifas y vesículas. b. Observación a 400x de las hifas colonizando el córtex. c. Hifas y vesículas observadas a 400x.


Figura 6.7. Micorrizas en Rubus acanthophyllos observadas en una muestra de raíces. a. Observación a 100x de la raíz colonizada por hifas y vesículas. b. Observación a 400x de hifas y un gran número de vesículas colonizando el córtex. c. Hifas y arbúsculos observados a 400x.

De la muestra se obtuvieron esporas color marrón, probablemente del género Glomus. La pared de la espora está compuesta por tres capas. En el interior de éstas se observan cuerpos lipídicos (Fig. 6.8).

Figura 6.8. Esporas separadas del suelo de la rizósfera de R. acanthophyllos. a. Observación en el estereoscopio con un aumento de 100x. b y c. Observación en el microscopio óptico con un aumento de 400x. d. observación en el microscopio con un aumento de 1000x.



En esta especie no se presentó una tinción adecuada de las estructuras de los hongos que colonizan la raíz; sin embargo, se observaron hifas y complejos hifales al interior de las células; también se observaron estructuras circulares que podrían ser microesclerocios. Al parecer las estructuras observadas corresponden con micorrizas arbusculares y hongos endófitos (Fig. 6.9).

Figura 6.9. Micorrizas en Cavendishia bracteata. a y b. Hifas colonizando el córtex de la raíz. c. Hifas en el córtex y complejos hifales al interior de las células

De acuerdo con su forma, se separaron tres tipos de esporas (Fig. 6.10 y 6.11).

Figura 6.10. Esporas aisladas de la rizósfera de Cavendishia bracteata, observadas en el estereoscopio con un aumento de 40x. a. Esporas esféricas de Glomus sp. b. Esporas clavadas de Sclerocystis sp. c. Esporas ovoide s de Acaulospora sp.


Figura 6.11. Esporas aisladas de la rizósfera de Cavendishia bracteata, observadas en el microscopio óptico con un aumento de 400x; por la ornamentación presentada en la pared de la espora, pertenecen a una especie del género Acaulospora.

Discusión

Las tres especies evaluadas presentaron micorrizas arbusculares; en C. bracteata se observaron algunas estructuras que podrían indicar la presencia de micorrizas ericoides.

La especie en que se encontró mayor dicersidad de hongos formadores de micorriza arbuescular fue C. bracteata, con esporas de tres géneros Glomus, Sclerocystis y Acaulospora; en segundo lugar estuvo B. multiflora con dos morfoespecies de Glomus y una de Sclerocystis.

En R. acantophyllos solo se encontró una morfoespecie del género Glomus, pero fue la planta en que se encontró mayor colonización y estructuras más definidas (hifas no septadas, vesículas y arbúsculos).

Bibliografía

International Culture Collection of Arbuscular & Vesicular-Arbuscular Mycorrhizal Fungi (INVAM). http://invam.caf.wvu.edu/#

Peterson, R. H. Massicotte & L. Melville. 2004 . Micorrhizas: Anatomy and Cell Biology. Ottawa: NRC Research Press.


Schenk, N. C. & Y. Pérez. 1988. Manual for the Identification of Va Mycorrhizal Fungi. Gainesville: Synergistic Publications

Sieverding, E. 1983. Manual de métodos para la Investigación de la Micorriza Vesículo-Arbuscular en el Laboratorio. Cali: Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT).

Smith, S. & D. Read. 2008. Mycorrhizal Symbiosis. Tercera edición. Londres: Elsevier.


Capítulo 7Estudio químico preliminar y evaluación de la actividad

antibacteriana de Bomarea multiflora


Estudio químico preliminar y evaluación de la actividad antibacteriana de Bomarea multiflora

Erika Andrea Plazas González

Introducción

Se han realizado pocos estudios de composición química en especies de la familia Alstroemeriaceae y no se tienen reportes químicos de especies del género Bomarea. En Alstroemeria se han aislado Δ5 y Δ7 esteroles (Maldoni et al., 1993) y tulipósidos (Christensen, 1995a, 1995b): tulipósido A, 6-tulipósido A, tulipósido D y tulipósido E (Fig 7.1).

Figura 7.1. Tulipósidos aislados de Alstroemeria. (Christensen, 1995a y 1995b) a. 6-tulipósido A. b. tulipósido D. c. tulipósido E


De las flores de varias especies de la familia Alstromeriaceae se han identificado y aislado pigmentos antociánicos como 6-hidroxidelfinidina, 3-rutinósido, 6-hidroxicianidina, delfinidina 3-rutinósido, cianidina 3-rutinósido, entre otros (Norbaek et al. 1996; Tatsuzawaa et al., 2003).

En Colombia se realizó un estudio de actividad antiparasitaria de 26 extractos provenientes de 13 especies colombianas de Bomarea, frente a promastigotes de Leishmania (L. amazonensis, L. braziliensis y L. donovani) y frente a epimastigotes de Trypanosoma cruzi, parásitos causantes de la leishmaniasis y Mal de Chagas, respectivamente. Se encontró que la especie Bomarea setacea presentó actividad frente a las tres especies de Leishmania con IC50 entre 4.9 y 98.6 μg/ml, las demás especies fueron inactivas. (Alzate et al., 2008)

Metodología

1. Material vegetal

El material vegetal (hojas) se recolectó en la localidad de Sumapaz, corregimiento de Nazaret, vereda las Auras en agosto de 2009. Un espécimen reposa en el Herbario del Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis.

2. Método de extracción

Para la obtención del extracto etanólico las hojas de Bomarea multiflora se secaron a temperatura ambiente durante tres días. Las hojas secas, se molieron hasta obtener 173,5g de un polvo uniforme. A este material se le realizó una extracción por maceración en frío con etanol del 96%. El extracto etanólico resultante se filtró, se concentró a presión reducida y se pesó (Fig. 7.2).

Figura 7.2. Procedimiento de obtención del extracto de hojas de Bomarea multiflora


Para calcular el rendimiento de extracción respecto al peso del material vegetal seco y molido se utilizó la siguiente fórmula:

3. Análisis fitoquímico preliminar

El análisis fitoquímico preliminar se llevó a cabo para determinar la presencia de diferentes grupos de metabolitos secundarios, para lo cual se utilizaron diferentes reacciones de coloración. Se siguió la metodología propuesta por Sanabria (1983), Lock (1988) y Bilbao (1997) (Fig. 7.3).

Figura 7.3. Metodología general para el análisis fitoquímico preliminar

4. Fraccionamiento

Teniendo en cuenta la polaridad de los compuestos presentes en el extracto etanólico de hojas de Bomarea multiflora, se realizó un fraccionamiento sólido-líquido empleando cuatro solventes de polaridad creciente: éter de petróleo, cloroformo, acetato de etilo y metanol.

A 10,25g de extracto etanólico de hojas de la especie Bomarea multifola, se les realizó un fraccionamiento sólido-líquido directo. El extracto sólido color verde oscuro y olor característico, se homogenizó. Esta

% R = peso del extracto secopeso del material vegetal seco

x 100


mezcla sólida se puso en contacto con el solvente, en calentamiento (<30°C) y agitación constante, en la plancha de calentamiento, durante 20 minutos. Posteriormente la mezcla se filtró y concentró a presión reducida. Este procedimiento se realizó de forma exhaustiva, hasta peso constante. Los solventes usados para la extracción fueron: éter de petróleo, cloroformo, acetato de etilo y metanol, obteniendo así extractos de polaridad creciente. El fraccionamiento se monitoreó por CCD, asegurando una extracción exhaustiva para cada disolvente empleado.

Los sub-extractos obtenidos se secaron y pesaron para determinar el rendimiento de extracción de acuerdo con la siguiente fórmula:

5. Evaluación de la actividad antibacteriana

Para este ensayo se emplearon como microorganismos indicadores de actividad, la bacteria Gram-positiva Staphylococcus aureus y las bacterias Gram-negativas Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa, procedentes de cepas de referencia. Todas las cepas fueron donadas por el Laboratorio de Microbiología del Departamento Ciencias Básicas de la Corporación Tecnológica de Bogotá y se mantuvieron a 4°C en caldo nutritivo hasta la realización del ensayo.

Se empleó el método de difusión en discos para la determinación preliminar de la actividad antibacteriana. Como medio de cultivo se empleó agar Mueller-Hilton (Oxoid), el cual se impregnó con suspensiones microbianas de aproximadamente 1.5×106 UFC/mL, correspondientes al tubo 1 en la escala de turbidez de Macfarland, por medio de una escobilla para facilitar la difusión.

Los extractos se disolvieron en DMSO hasta una concentración final de 30 mg/ml (Atep & Erdoúrul, 2003). Se impregnaron discos blancos estériles de 6,0 mm de diámetro con los extractos de prueba en dosis de 10 μl/disco. Se usó como control positivo una solución de cloranfenicol con una concentración de 100 μg/ml (10 μl/disco) y como control negativo 10 μl de DMSO. A continuación se presentan los extractos evaluados (Tabla 7.1).

% R= peso del extracto obtenidopeso del extracto etanólico

x 100


Tabla 7.1. Extractos para evaluación de actividad antibacteriana

Extracto Sigla Masa extracto (mg)

EtanólicoÉter de petróleoCloroformoAcetato de etiloMetanol

EBHEPBHCBHAEBHMBH

30,230,130,030,030,2

Las cajas de Petri que contenían el agar Muller-Hilton, se impregnaron con la solución bacteriana a una concentración de 1.5×106 UFC/mL. Posteriormente se colocaron los sensidiscos con la solución del extracto. Por cada combinación de extracto y cepa bacteriana se utilizaron tres réplicas.

Las cajas se incubaron a 36°C, durante 24 horas (Chitnis et al., 2007). La actividad antibacteriana de los extractos de prueba se determinó mediante la medición del diámetro del halo de inhibición en milímetros y se calculó el % de inhibición mediante la siguiente fórmula (Ramírez & Diaz, 2007):

Resultados y discusión

1. ExtracciónA continuación se presenta el rendimiento de extracción para el ex-tracto etanólico de hojas de Bomarea multiflora (Tabla 7.2).

Tabla 7.2. Porcentaje de rendimiento de extracción con etanol

Sigla Parte de la planta

Masa del materialvegetal seco (g)

Masa del extracto

(g)

Rendimiento de extracción (%)

EBH Hojas 173,5 25,13 13,91

% inhibición = D halo extracto− D halo blancoD halo control positivo− D halo blanco


2. Análisis fitoquímico preliminarA continuación se resumen las pruebas realizadas para cada tipo de metabolito y los resultados obtenidos. (Tabla 7.3)

Tabla 7.3. Resultados del análisis fitoquímico preliminar del extracto etanólico de la parte aérea de Bomarea multiflora

Metabolito Prueba Resulta-do EBH

Alcaloides HCL 5 %

Dragendorff Mayer

++

Alcaloides solubles en

CHCl3

Dragendorff Mayer

++

Flavonoides

Shinoda HCl

+

Taninos Gelatina

Cloruro férrico

--

Saponinas Espuma -

Quinonas Zn/HCl

NH3

Bornträger-Kraus

+

+

+

-

Cumarinas Fluorescencia

Hidroxamato férrico

--

Lactonas terpénicas Vainillina Hidroxamato férrico

--

Esteroides y triterpenos Liebermann-Burchard +

Se determinó la presencia de alcaloides, flavonoides, esteroides, triterpenos y fenoles en el extracto etanólico de la parte aérea de Bomarea sp. Debido a que no se encontraron en literatura revisada reportes de estudios fitoquímicos para el género Bomarea, este sería el primer reporte de composición química.

Zn/NaOH


3. Fraccionamiento

El porcentaje de rendimiento indica la cantidad de compuestos solubles en cada solvente de acuerdo a su polaridad. Los resultados para el fraccionamiento del extracto de hojas de Bomarea sp. (Tabla 7.4), muestran que la mayoría de los compuestos presentes en el extracto etanólico (53.32%) poseen un carácter polar de forma que fueron extraídos con metanol, posiblemente por encontrarse en forma de glicósidos. Los compuestos de carácter lipofílico que se solubilizaron en éter de petróleo, constituyen alrededor del 16% del extracto. Cerca de un 21% son compuestos de polaridad media y fueron solubles en cloroformo y acetato de etilo.

Tabla 7.4. Resultados del fraccionamiento del extracto etanólico de hojas de Bomarea multiflora

Solvente Sigla Masa extracto (g)

% Rendimiento

Éter de petróleo EPBH 4,10 16,31

Cloroformo CBH 1,70 6,76

Acetato de etilo AEBH 3,80 15,12

Metanol MBH 13,40 53,32

Total 23,00 91,51%

Este método de fraccionamiento permitió separar adecuadamente grupos de compuestos de acuerdo con su polaridad, sin someter el extracto a calentamiento, como ocurre en la extracción sólido-líquido tipo soxhlet.

4. Evaluación de la actividad antibacteriana

El ensayo de la actividad antibacteriana frente a E. coli. En los sensidiscos se encuentran los controles positivo (c+) y negativo (c-) y los extractos etanólico (E1) y etéreo (E2) de las hojas de Bomarea sp. Es posible ver el halo de inhibición del control


positivo y los halos que presentaron los dos extractos. El halo del control negativo fue 0.6 cm (diámetro del sensidisco) (Fig. 7.4).

Figura 7.4. Halos de inhibición. a. Extractos E1 y E2 frente a Escherichia coli. b. Extractos E3, E4 y E5 frente a Pseudomonas aeruginosa

Se presenta el ensayo de actividad frente a P. aeruginosa para los extractos de cloroformo (E3), acetato de etilo (E4) y metanol (E5). En los sensidiscos se encuentran los controles positivo (c+) y negativo (c-) y los sub-extractos de las hojas de B. multiflora. No se observan halos para los extractos E3 y E4 y un pequeño halo de inhibición para el extracto E5 (Fig. 7.4).

Los halos obtenidos fueron promediados y con los promedios se calcularon los porcentajes de inhibición. (Tabla 7.5)


Cepa bacte-riana

Sigla/ Número

D promedio D C+ pro-medio

D C- prome-dio

% In-hibición

Staphy-lococcus aureus

EBH/1 1,10 1,75 0,60 43,5

EPBH/2 0,60 1,75 0,60 0,0

CBH/3 0,60 1,60 0,60 0,0

AEBH/4 1,10 1,60 0,60 50,0

MBH/5 1,10 1,60 0,60 40,0

Escherichia coli

EBH/1 1,00 1,60 0,60 40,0

EPBH/2 0,60 1,60 0,60 37,5

CBH/3 1,10 1,40 0,60 62,5

AEBH/4 0,85 1,40 0,60 31,3

MBH/5 0,90 1,40 0,60 0,0

Pseu-domonas

aeruginosa

EBH/1 0,60 1,10 0,60 0,0

EPBH/2 0,60 1,10 0,60 0,0

CBH/3 0,60 1,10 0,60 0,0

AEBH/4 0,60 1,10 0,60 0,0

MBH/5 0,77 1,10 0,60 34,0

Tabla 7.5. Diámetro de los halos y porcentaje de inhibición de los 5 extractos evaluados.

Los extractos de las hojas de B. multiflora, presentaron una inhibición significativa, teniendo en cuenta que la cantidad de extracto por sensidisco es de aproximadamente 0,3 mg, es decir, unas 300 veces más que el control positivo (1 μg) y que los porcentajes de inhibición no superan el 65%.

A continuación se puede observar (color gris), que los mayores porcentajes de inhibición del crecimiento fueron obtenidos para a E. coli, el extracto de acetato de etilo presentó la mejor actividad, con un porcentaje de inhibición de 62,5% (Fig. 7.5). Cuatro de los cinco extractos evaluados fueron inactivos frente a P. aeruginosa, el extracto metanólico presentó un porcentaje de inhibición del 34%, el cual es muy bajo teniendo en cuenta la cantidad de extracto utilizada en el ensayo. Los porcentajes de inhibición para S. aureus están entre 0 y 50%, la mayor inhibición la presentó el extracto de acetato de etilo.


Figura 7.5. Porcentaje de inhibición de los 5 extractos sobre las tres cepas bacterianas

Para continuar el estudio fitoquímico es recomendable tomar el extracto de acetato de etilo, puesto que presentó actividad moderada frente a dos de las bacterias empleadas E. coli y S. aureus. Se recomienda determinar las concentraciones mínimas CMI inhibitorias para este extracto.

Bibliografía

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Ramírez, L. & H. Diaz. 2007. «Actividad antibacteriana de extractos y fracciones del ruibarbo (Rumex conglomeratus)». Scientia et Technica 33: 0122-1701.

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Tatsuzawaa, F., N. Saitob, N. Muratac, K. Shinodac, A. Shigiharad & T. Hondad. 2003. “6-Hydroxypelargonidin Glycosides in the Orange-red Flowers of Alstroemeria”. Phytochemistry.; 62: 1239–1242.


Capítulo 8Actividad antibacteriana de Rubus

acanthophyllos


Actividad antibacteriana de Rubus acanthophyllos

Andrea Martínez Granados

Introducción

Las especies del género Rubus son utilizadas comúnmente en medicina tradicional; en la búsqueda de compuestos biológicamente activos, uno de los más frecuentemente documentados del género es la planta de frambuesa R. idaeus, las hojas de los cuales se han utilizado tradicionalmente como un estimulante y relajante uterino durante el parto, para el tratamiento de la diarrea y similares trastornos entéricos y como astringente. Investigaciones de otras especies de Rubus se han llevado a cabo en los últimos veinticinco años, y han demostrado su posible aplicación para una amplia gama de indicaciones, incluyendo las infecciones bacterianas, la ansiedad, el dolor y la inflamación. El género Rubus se emplea en todos los países para el tratamiento de diferentes enfermedades, especialmente diabetes. Estudios previos han confirmado que algunas de estas especies producen compuestos que ejercen actividades hipoglucemiantes, antibacterianas, anti-alérgicas y anti-asma (Fraternale et al., 2007). El Alto contenido de antioxidantes en este género ofrece la posibilidad beneficios de salud tales como la reducción de la cardiopatía coronaria, y actividades anti-virales y anti-cancerígenas.

Las investigaciones, que se han llevado a cabo en diferentes órganos de especies Rubus han demostrado la presencia estructural de diversos metabolitos secundarios como Flavonoides, taninos y ácido elágico. Las hojas de R. fruticosus y R. idaeus son especialmente ricas en taninos. Así mismo, contienen una notable cantidad de compuestos flavonoides, representada por los derivados de kaempferol y quercetina, ácidos fenólicos, triterpenos, sales minerales y vitamina C. Recientemente, derivados de quercetina y kaempferol, ácido elágico y galato de metilo se han aislado de las hojas de frambuesa (de Paula Silva & Martins de Siqueira, 2000).

En el presente trabajo se evaluó la actividad antibacteriana de R. acanthophyllos frente a microorganismos patógenos como Escherichia coli, Pseudomonas aureginosa y Staphylococcus aureus.


Metodología

1. Recolección de material vegetal

El material vegetal de la especie Rubus acanthophyllos fue recolectado a una altitud de 3.300 m, en suelos con alto contenido de materia orgánica. Debido a la baja cantidad de hojas encontradas, se realizó una propagación en la cual se trataron de mantener las mismas condiciones del medio donde fueron encontradas (poca luz y alta humedad); al cabo de dos meses se recolectó material vegetal, el cual se dejo secar a temperatura ambiente durante tres días, posteriormente se maceró en licuadora y se obtuvo el peso seco.

2. Método de extracción

Para la obtención del extracto vegetal de las hojas jóvenes de R. acanthophyllos se utilizó un solvente polar (etanol 96%) en proporción 1:1 durante 5 días en maceración fría, a continuación se filtró, luego se concentró en rotavapor a presión reducida. A continuación se dejó secar en una cámara de extracción y se guardó a una temperatura de 4°C hasta su utilización.

3. Evaluación de la actividad antimicrobiana

Los extractos etanólicos se dejaron secar en una cámara de extracción para posteriormente hacer los ensayos antibacterianos.

Para evaluar la actividad antibacteriana, se aislaron las bacterias E. coli, P. aureginosa y S. aureus en medio nutritivo, 24 horas antes mediante la técnica de agotamiento por estrías (Gamazo et al., 2005). Para ajustar la concentración de bacterias se preparó solución salina (NaCl al 0,85%), a continuación se tomaron de 2 a 5 colonias de cada bacteria aislada y se inocularon en tubos con solución salina. Para conocer la cantidad de bacterias presentes en la solución se utilizó el tubo 0.5 (1.5 x106UFC/ml) de la escala turbimétrica de MacFarland. Posteriormente se realizó una siembra masiva en cajas de Petri con Agar Muller Hilton,con ayuda de un escobillón estéril.

Se utilizaron discos de papel filtro de 6 mm previamente esterilizados. Los discos de papel fueron repartidos de forma equidistante para evitar la sobreposición de los halos de inhibición. Los extractos


etanólicos obtenidos se solubilizaron en dimetilsulfóxido a una concentración de 30 mg/ml. El volumen final de la concentración de los extractos solubilizados fue de 10 μl en cada disco, al igual que el control positivo (Cloramfenicol) y control negativo (dimetilsulfóxido) (E. S. Costa et al, 2008). Al cabo de 24 horas se examinaron para determinar la formación de halos de inhibición. El diámetro de cada halo de inhibición se midió usando una regla milimetrada (+/- 0,5 mm). Siendo éstas registradas mediante una cámara digital. El porcentaje de inhibición fue hallado utilizando la siguiente fórmula (Ramírez, 2007).


1. Recolección de material vegetal

El rendimiento del material vegetal se obtuvo de la diferencia entre peso del extracto y el peso seco (Tabla 8.1).

Tabla 8.1. Rendimiento del material vegetal de R. acanthophyllos

Material Vegetal Peso seco (g) Porcentaje de rendimiento

Hojas 0,8 2%

2. Actividad antibacteriana

Los extractos de la especie R. acanthophyllos provenientes de hojas jóvenes inmaduras no presentaron actividad frente a E. coli, P. aeruginosa y S. aureus después de 24 horas. De acuerdo con estudios del género de Rubus como por ejemplo R. urticaefolius se encontró que la mejor actividad fue presentada en el fruto (de Paula Silva y Martins de Siqueira, 2000).

Aún cuando no se encontró actividad en los extractos de las hojas de esta especie, sería necesario un nuevo estudio con frutos en diferente estado de desarrollo, con el fin de comprobar la presencia de metabolitos secundarios con actividad antibacteriana.

Porcentaje de inhibición = Diámetrodehalodel extracto− Diámetrodel halo blancoDiámetrodel control positivo− Diámetrodel halo blanco x 100


Bibliografía

Costa, E. S., C. A. Hiruma-Lima, E. O. Lima, G. C. Sucupira, A. O. Bertolin,S. F. Lolis, F. D. P. Andrade, W. Vilegas, y A. R. M. Souza-Brito. 2008. “Antimicrobial Activity of Some Medicinal Plants of the Cerrado, Brazil. Phytotherapy Research”. Phytotherapy research . 22: 705–707

de Paula Silva, J. y A. Martins de Siqueira. 2000. «Acción antibacteriana de extractos hidroalcohólicos de Rubus urticaefolius». Revista Cubana de Plantas Medicinales 5(1):26-9.

Fraternale, D. M. Bacchiocca, L. Giamperi, D. Ricci, V. Scoccianti y P. Ninfali. 2007. “Control of Isolates of Fusarium Species by using Extracts of Rubus ulmifolius micropropagated Plantlets”. Journal of Food, Agriculture & Environment Vol.5 (3&4): 442 – 445

Gamazo, C., I. López-Goñi y R. Díaz. 2005. Manual Práctico de Microbiología. Barcelona: Editorial Masson.


Capítulo 9Obtención de antocianinas a partir de las hojas jóvenes de Cavendishia

bracteata


Obtención de antocianinas a partir de las hojas jóvenes de Cavendishia bracteata

Andrea Martínez Granados

Introducción

Las antocianinas representan el grupo más importante de pigmentos hidrosolubles detectables en la región visible por el ojo humano. Estos pigmentos son responsables de la gama de colores que abarcan desde el rojo hasta el azul en varias frutas, vegetales y cereales, acumulados en las vacuolas de la célula. Las antocianinas poseen diferentes funciones en la planta como son la atracción de polinizadores para la posterior dispersión de semillas y la protección de la planta contra los efectos de la radiación ultravioleta y contra la contaminación viral y microbiana. El interés por los pigmentos antociánicos en investigación científica se han incrementado en los últimos años, debido no solamente al color que confieren a los productos que las contienen sino a su probable papel en la reducción de las enfermedades coronarias, el cáncer y la diabetes; a sus efectos antiinflamatorios y mejoramiento de la agudeza visual y comportamiento cognitivo. Por lo tanto, además de su papel funcional como colorantes, las antocianinas son agentes potenciales en la obtención de productos con valor agregado para el consumo humano (Garzón, 2008).

La creciente preocupación por la toxicidad de los colorantes sintéticos usados en alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos ha sido investigada por Hallagan (1991), y Lauro (1991), quienes reportaron que los colorantes rojo No. 2 y No. 40 se han prohibido en Austria, Japón, Noruega y Suecia y que el rojo No. 40 se encuentra en escrutinio en Estados Unidos. Tales antecedentes son indicios suficientes para disminuir la demanda de colorantes artificiales a favor del consumo generalizado de colorantes naturales como las antocianinas (Garzón, 2008).

A pesar de las ventajas que las antocianinas ofrecen como posibles sustitutos de los colorantes artificiales, su incorporación a matrices alimenticias o productos farmacéuticos y cosméticos son limitadas debido a su baja estabilidad durante el procesamiento y el almacenamiento (Garzón, 2008). El efecto del pH es uno de los factores más importantes. Las antocianinas son más estables en un medio


ácido que en un medio neutro o alcalino. En medio ácido la forma predominante es la del ion flavilio, el cual da el color rojo, cuando esta es sometida a pH básico o alcalino, el ion flavilio es susceptible al ataque nucleofílico por parte del agua, produciéndose la pseudobase carbinol, esto es a pH 4.5 y seguido se forma la chalcona, las dos formas son incoloras (Fig. 9.1). Conociendo esto, las antocianinas tienen su máxima expresión de color a pH ácidos (pH 1), y su forma incolora se produce a pH neutros o alcalinos, debido a esta característica se utilizan a las antocianinas a pH ácido o ligeramente neutro en la industria alimenticia (Montilla et al., 2008).

Figura 9.1. Estructura de las antocianinas a diferentes valores de pH (Leyva, 2009)

Aparte del metanol acidificado algunos autores utilizan acetona para la extracción de antocianinas. La ventaja de éste respecto al metanol es que permite usar una temperatura mucho más baja para la concentración de la muestra. Sin embargo, la mayoría de estudios


en antocianinas coinciden con la utilización de metanol acidificado para la extracción; Awika et al., (2004), comprobó que usando metanol acidificado se obtiene mayor cantidad de antocianinas que con acetona acidificada (Peguero, 2007).

Efectos positivos de las antocianinas sobre la salud

Las antocianinas poseen conocidas propiedades farmacológicas utilizadas para la terapia de un amplio espectro de enfermedades. Las investigaciones realizadas con extractos de Vitis vinifera ricos en antocianinas, han mostrado que disminuyen la fragilidad y permeabilidad capilar; también efectos antiinflamatorios y actividad antiedema. Además tienen la propiedad de proteger los vasos sanguíneos del daño ocasionado por los altos niveles de azúcar en la diabetes. Las antocianinas protegen de muchas maneras. Por un lado, neutralizan las enzimas que destruyen el tejido conectivo, además, debido a su capacidad antioxidativa, previenen los oxidantes del tejido conectivo dañado y finalmente, reparan proteínas dañadas en las paredes de los vasos sanguíneos. Experimentos en animales han demostrado que el suministro de antocianinas previene efectivamente la inflamación y el subsecuente daño a los vasos sanguíneos. Esta habilidad antiinflamatoria de las antocianinas también ayuda contra las reacciones alérgicas. Por otro lado, se ha observado que su potencial antioxidante va en contra de radicales superóxidos y peróxidos de hidrógeno (Montilla et al., 2008). Gracias a esta capacidad antioxidante, las antocianinas son catalogadas como agentes nutracéuticos. Varios trabajos reportan sus efectos benéficos al prevenir la proliferación de células cancerígenas, protección contra enfermedades del corazón y prevención del daño causado por los lípidos de los alimentos.

Metodología

1. Extracción de antocianinas

El material vegetal se colectó en la vereda Las Auras de la localidad de Sumapaz, éste se seleccionó separando las hojas, los frutos y las flores que se encontraban en mal estado fitosanitario. A partir de las brácteas y las flores seleccionadas de C. bracteata se realizó la extracción de antocianinas colocando el material macerado y previamente pesado en frascos color ámbar con ácido clorhídrico al


5% y metanol durante cinco días. Posteriormente, el macerado se filtró y el filtrado se concentró en rotavapor a presión reducida sin temperatura (Fig. 9.2).

Figura 9.2. Protocolo de extracción de antocianinas de Cavendishia bracteata


A partir del extracto concentrado de las hojas jóvenes de C. bracteata se determinó el contenido de antocianinas monoméricas por el método de pH diferencial.

2. Método de pH diferencial

Se prepararon dos diluciones diferentes, una con el buffer cloruro de potasio a pH 1.0 y otra con el buffer de acetato de sodio a pH 4.5, llevándolas a un volumen final de 3 ml. Posteriormente se realizó un barrido en un espectrofotómetro GENESYS® de 700 a 300 nm, esperando una absorbancia de las muestras, entre 0.2 y 1.2 (Leyva, 2009). Para calcular la concentración de pigmentos monómericos se empleó la siguiente ecuación, la cual se expresó con cianidina-3 glucósido:

Donde A= absorbancia, PM= peso molecular de la antocianina, FD= factor de dilución, e=El valor final de la absorbancia se obtiene aplicando la siguiente ecuación:

Donde Aavis-max es la mayor absorbancia obtenida a pH 1.0 y a pH 4.5, mientras que A 700nm es la lectura tanto a pH 1.0 como a pH 4.5. La concentración final de antocianinas (mg/175g) se calculó con base en el volumen del extracto y el peso de la muestra empleado.

Por otra parte se realizó la liofilización de la muestra de antocianinas con la colaboración del Laboratorio de Fisiología y Química de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá.

Resultados y discusión (Fig. 9.3)

Mediante el método de pH diferencial se logró determinar la concentración de antocianinas la cual fue de 0,0104 mg/g de material vegetal específicamente de las brácteas y las hojas jóvenes de la especie.

El contenido es bajo en comparación con el encontrado en frutos de otras especies como Rubus glaucus la cual tiene una concentración de 1,478 g/kg (Ramírez et al., 2007); en otras especies como Bumelia sertorium


el contenido de antocianinas es de 37,83 mg/100ml este, es similar al contenido de antocianinas presentes en las uvas. Sin embargo, el contenido de antocianinas en uvas de diferentes especies, depende de la variedad, la madurez, las condiciones climáticas y la agricultura. En la uva «Concord» varía entre 61-112 mg/100 g, mientras que en las uvas de vino, como Pinot Noir, Cabernet Sauvignon Vicente tienen concentraciones de antocianinas de 33, 92 y 439 mg/100 g, respectivamente (Rodrigues et al., 2007).

Figura 9.3. Espectro visible de antocianinas en la especie Cavendishia bracteata

Bibliografía

Garzón O. 2008. «Las antocianinas como colorantes naturales y compuestos bioactivos: revisión». Acta Biológica Colombiana. 13(3): 27 – 36.

Leyva, D.E. 2009. «Determinación de antocianinas, fenoles totales y actividad antioxidante en licores y frutos de mora». Tesis de grado para obtener el título de Ingeniero en Alimentos. Oaxaca: Universidad Tecnológica de la Mixteca.


López, R., W. Quiñones y F. Echeverri. 2007. «Perfil cromatográfico de las antocianinas presentes en algunos frutos colombianos». Scientia et Technica Año XIII, 33: 275-276

Oliveira, G. S., Aroucha, E. Mendes, P. C. Ferreira, R. Fernandes, F. Bezerra, P. A. de Souza y A. E. de Ufersa-Mossor. 2007. «Características químicas de frutos da quixabeira (Bumélia sertorium mart)». Revista Brasileira de Agroecologia. Vol.2: 2: 1473 - 1476

Ramírez, M., N. Neira y L. Correa. 2007. «Actividad antimicrobiana, conservante y obtención de un colorante natural a partir de plantas de la región de Boyacá». Scientia et technica año XIII, 33: 415-417


Capítulo 10 Trasformación y uso de

Bomarea multiflora


Trasformación y uso de Bomarea multiflora

Diana Carolina Corzo

Introducción

La deshidratación de alimentos es una práctica desarrollada Desde la antigüedad para la conservación de éstos. El objetivo principal de este proceso es eliminar la mayor cantidad de agua exponiendo los alimentos a una corriente de aire caliente y así evitar el crecimiento de microorganismos y lograr que los alimentos se conserven por más tiempo. Esta técnica de conservación de alimentos además de prolongar la vida útil de los mismos, permite una presentación diferente y de esta manera se da un valor agregado a las materias primas.

Existen diferentes métodos de secado que emplean medios como calor, aire, frío, ósmosis y concentración; la selección del método depende de factores como el tipo de alimento, costos de producción, características de calidad del producto final (Corzo y Torres 2011).

Recientemente el uso de colorantes naturales a nivel alimenticio, cosmético e industrial se ha acentuado debido a la restricción significativa de colorantes sintéticos, es por esto que varias investigaciones buscan nuevas fuentes de color con tecnologías de extracción a bajos costos y de bajo impacto ambiental (Corzo, 2010).

Bomarea multiflora es una especie con potencial de uso como planta ornamental y alimenticia, además en este trabajo se plantea la posibilidad de usarla como fuente de colorantes naturales. Se analizó el potencial de uso de las raíces tuberiformes y las semillas de B. multiflora con el fin de obtener productos de fácil elaboración, se obtuvo harina mediante el proceso de deshidratación, a partir de las las raíces tuberiformes y colorante por medio de extracción con solvente a partir del arilo de las semillas. Lo anterior con el objeto de generar información sobre el uso de la especie a nivel alimenticio e industrial.

Metodología

Las semillas y las raíces tuberiformes se obtuvieron a partir de plantas silvestres en la vereda Santa Rosa de la localidad de Sumapaz.


Figura 10.1. Raíces tuberiformes obtenidas de una planta de Bomarea sp.

Para la obtenciónelaboración de la harina se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

1. Operaciones unitarias

1.1. Selección: Se seleccionaron los frutos en buen estado fisiológico, es decir, aquellos que no presentaron ataques de hongos, mohos o daños físicos. (Fig. 10.1)

1.2. Lavado y desinfección: se empleó agua potable e hipoclorito de sodio a una concentración de 10 ppm, se sumergieron las raíces en esta solución con el fin de eliminar residuos o bacterias presentes, seguidamente se enjuagaron con abundante agua para eliminar excesos de tierra.

1.3. Pesado: se tomó el peso inicial con el fin de determinar el rendimiento del procesoproducto terminado, empleando


1.4. Pelado: se retiró la cáscara de manera manual con un cuchillo de cocina

1.5. Cortado: el material resultante se cortó en forma de tiras con el fin de facilitar el proceso de secado. (Fig. 10.2)

Figura 10.2. Cortes de raíces tuberiformes de Bomarea multiflora para deshidratar.

1.6. Secado: los cortes se sometieron a temperatura de 45°C en horno de secado por 24 horas (Fig. 10.3).

Figura 10.3. Secado de cortes de raíces tuberiformes de Bomarea multiflora


1.7. Molienda: para reducir el tamaño de las raíces secas se usóa un molino, ouna licuadora con vaso auxiliar.

1.8. Tamizado: se empleó un tamiz, el cual permite la separación de las partículas de diferentes tamaños, logrando homogeneidad en el producto final.

1.9. Empaque: para empacar la harina se utilizó una bolsa con cierre hermético y frascos de vidrio con cierre hermético para conservar la humedad. La harina obtenida puede ser empleada para elaborar diferentes productos de repostería o arepas, entre otros (Fig. 10.4).

La harina obtenida puede ser empleada para elaborar diferentes productos de repostería o arepas, entre otro. En la figura 10.5 se resume el proceso de obtención de harina.

Figura 10.4. Harina obtenida de las raíces tuberiformes de Bomarea multiflora

Para la obtención de pigmentos se siguió el siguiente procedimiento:

Se usóPara este proceso se empleó se utilizó el arilo de las semillas, aa las cuales se lesle aplicaron operaciones unitarias talesaplicaron


los procesos de como lavado, selección, despulpado, secado a 50°c por 24 horas, pesado., posteriormente el material obtenido se sometió a maceraciónsometió a maceración con éter de petróleo por 48 horas a temperatura ambiente, el extracto resultante se filtró y concentró a presión reducida (Fig. 10.6).

Figura 10.6. Pigmentos obtenidos del arilo de las semillas de Bomarea multiflora

El colorante obtenido fue usado para elaborar jabón líquido artesanal con la formulación de la tabla 10.1. (Fig. 10.7)

Tabla 10.1. Formulación de jabón con extractos vegetales

Ingrediente Composición (%)

Base tensoactiva (texapón 40) 34

Agua estéril 64

Fragancia (tintura de limonaria) 1

Colorante 1


Figura 10.7. Jabón liquido con colorante natural obtenido de Bomarea multiflora


El rendimiento de los tubérculos y los frutos se determinó mediante la siguiente fórmula:

El rendimiento en la fase de limpieza y adecuación que incluye pérdida por peso de cascara y tubérculos en mal estado es de 50.44%. El proceso de trasformación tiene un rendimiento de 14.34% siendo éste muy bajo, por eso se recomienda mezclarla con harina de trigo.

El rendimiento del proceso de obtención de pigmentos empleando el arilo de las semillas es de 45.23 % y su color es intenso, por ende la proporción a usar en la formulación de productos es menor. En la Tabla 10.3 se relacionan datos de la semillas de B. multiflora y en la tabla 10.4 datos morfométrico lógicos de las raíces tuberiformes.

% de rendimiento = Pesoinicial − Peso finalPesoinicial

x 100


Tabla 10.3. Características de las semillas de Bomarea multiflora

pH Color Peso promedio Diámetro pro-medio

2,9 5 YR 6/0 0,1836 g 5,75 mm

El color obtenido fue 5 YR 6/0 según la tabla munsell.

Tabla 10.4. Datos morfométricos promedio de las raíces tuberiformes de Bomarea multiflora

Peso (g) Largo (cm) Alto (cm) Ancho (cm)

20,27 4,08 2,76 3,20

Conclusiones

La especie presenta un alto potencial de uso en términos alimenti-cios, ornamentales e industriales, se recomienda su propagación, uso y manejo en la región.

Los productos obtenidos son de fácil elaboración, por lo cual las me-todologías presentadas pueden ser aplicadas por la comunidad en ge-neral.

Debido al bajo rendimiento de la harina, se recomienda mezclarla con otro tipo de harina para la elaboración de productos.

Bibliografía

Corzo D.C. 2010. «Desarrollar tres (3) protocolos de transformación secundaria que puedan utilizarse a nivel industrial, medicinal o ali-menticio de especies andinas y consolidar una publicación en trasfor-mación de los trabajos realizados en el proyecto 318». Informe técni-co inédito. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis.

Corzo D.C. y M.E. Torres. 2011. Técnicas de aprovechamiento de especies vegetales presentes en las Áreas rurales del Distrito Capital. Subdirección Cien-tífica. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis.

Coronado, M. y R. Hilario. 2001. Procesamiento de alimentos para pequeñas


y micro empresas agroindustriales. Lima: CIED. González Martin, C. y M. A. Calama Crego. 1980. Prácticas de Química. Madrid: SM.

PRODAR. 2002. Manual de procesos Agroindustriales. Proyecto de Capaci-tación para el fomento de la Agroindustria Rural. San José: Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. Documento sin publicar.

Torres, M. E. 2004. «Investigación en la trasformación secundaria de frutos, tubérculos, flores, hojas o tallos de especies pertenecientes a ecosistemas andinos». Informe técnico inédito. Bogotá: Jardín Botá-nico José Celestino Mutis.


Capítulo 11Propagación de Bomarea multiflora


Propagación de Bomarea sp.

Sergio Leonardo Córdoba

Introducción

El presente estudio exploró los aspectos relacionados con la propagación de Bomarea multiflora así como las características morfométricas de los frutos y las semillas y los factores que intervienen en la germinación de estas últimas.

Metodología

1. Determinación de los parámetros morfométricos de las semillasSe midieron las siguientes características morfométricas:

• De la cápsula: peso con semillas, número de semillas, peso de las semillas, peso de la cápsula sin semillas.

• De las semillas: diámetro polar, diámetro ecuatorial, peso, peso del arilo, peso sin arilo.

A partir de estos datos se determinó la media de cada uno de los parámetros y se evaluó la existencia de correlaciones entre los mismos.

2. Estimación de aspectos fisiológicos de las semillasSe deshidrataron semillas de Bomarea multiflora para determinar la posibilidad de que sean recalcitrantes, intermedias u ortodoxas, luego de que se sembraron para evaluar su germinación.

Se sembraron tres cajas de Petri con 15 semillas cada una, usando papel absorbente como medio de germinación.

3. Evaluación de sustratos, estado de maduración y presencia de arilo.

Se evaluó el estado de maduración de los frutos (cápsulas abiertas o cerradas) la presencia de arilo en la semilla (con arilo y sin éste) y cuatro sustratos diferentes, a) tierra, b) tierra-cascarilla (1:1), c) turba y d) tierra-cascarilla-turba (1:1:1).


Para cada estado de maduración se trabajó un diseño factorial 4x2 donde un factor es la presencia o ausencia de arilo y el otro es el sustrato empleado como medio de germinación. Se usó el siguiente modelo estadístico:

Donde, Yijk es el valor (porcentaje de germinación) de cada réplica, μ es la media de todos los tratamientos, αi es el efecto del primer factor (presencia o ausencia de arilo), βj es el efecto del segundo factor (sustrato), (αβ)ij es el efecto de la interacción de los dos factores y εijk es el erro aleatorio.

Se usaron tres repeticiones en cada tratamiento.

Resultados

1. Determinación de los parámetros morfométricos de las semillas

Los frutos de Bomarea multiflora presentan gran variabilidad en cuanto al número de semillas, se pueden encontrar de 11 a 57 frutos en cada cápsula, el peso de las semillas de una cápsula también varía y por el contrario el peso de las cápsulas es más constante. (Tabla 11.1)

Tabla 11.1. Datos morfométricos de los frutos de Bomarea multiflora

Nº de frutos Peso frutos gr. Peso cápsula vacía gr.

Media 30,2 3,3 1,9

Mínimo 11,0 1,4 1,2

Máximo 57,0 5,3 2,7

Desviación 14,8 1,5 0,5

Los parámetros más constantes en las semillas son el diámetro polar y el ecuatorial respectivamente, el peso de los frutos es más variable pues se tienen de diferentes tamaños en una misma infrutescencia, lo que se ve reflejado también en el peso de las semillas y del arilo (Tabla 11.2).

Tabla 11.2. Parámetros. morfométricos de semillas de Bomarea multiflora


Diámetro polar mm.

Diámetro ecuatorial

mm.

Peso fruto mg.

Peso se-milla mg.

Peso arilo mg.

Media 6,3 5,4 117,1 63,1 50,9

Mínimo 5,3 3,9 80,5 17,3 33,3

Máximo 7,2 6,8 168,0 84,8 78,9

Desviación 0,4 0,7 22,9 16,5 12,5

A continuación se presentan las correlaciones existentes entre los pares de variables, sin embargo se construyeron líneas de tendencia donde se ilustra más claramente la correlación existente. (Fig. 11.1)

Figura 11.1 Correlaciones entre los parámetros morfométricos de frutos de Bomarea multiflora


Líneas de tendencia entre los pares devariables que mostraron correlación

La relación entre peso del fruto y peso de la semilla presenta poca dispersión y un valor R² alto, por lo cual se puede estimar cualquiera de estas variables con poco nivel de error si se conoce la otra variable (Fig. 11.2).

Figura 11.2. Correlación peso del fruto y peso de la semilla

La relación entre diámetro ecuatorial y peso del fruto muestra más dispersión en comparación con la relación peso de fruto–peso de semilla (Fig. 11.3).

Figura 11.3. Correlación entre el diámetro ecuatorial y peso del fruto.


3. Estimación de aspectos fisiológicos de las semillas

Se sembraron semillas de Bomarea sp. deshidratadas para determinar si son recalcitrantes, intermedias u ortodoxas.

Se emplearon tres tipos de semillas: verdes, pintonas y maduras, las tres responden de una manera diferente a la deshidratación, siendo las pintonas las que más fácilmente pierden humedad, seguidas de las verdes y por último las maduras. Luego de la deshidratación los porcentajes de humedad obtenidos variaron de 35,7 a 51,1 %. (Tabla 11.3)

Tabla 11.3 Descripción de contenido de humedad de semillas de Bomarea multiflora

Tipo de semillas

Frescas Deshidrata-das

% de hume-dad de las

semillas

Peso crisol gr.

Peso crisol + semillas

gr

1 2 3

Verde 14,714 20,614 17,950 17,921 17,920 45,66

50% verde 15,945 19,087 17,983 17,965 17,964 35,74

Madura 17,7141 24,312 20,982 20,944 20,944 51,05

Después de tres meses las semillas germinaron, sin embargo este resultado no se puede interpretar como recalcitrancia de las mismas, ya que en otros ensayos donde también se emplearon cajas de Petri y papel absorbente como medio de germinación, las semillas no germinaron.

Se hace necesario repetir el ensayo y evaluar diferentes niveles de deshidratación para determinar el grado de tolerancia a la deshidratación de las semillas, usando tierra como medio de germinación.

4. Evaluación de semillas maduras con y sin arilo en cuatro sustratos

Como variable dependiente se empleó el porcentaje de germinación acumulado al final del ensayo, los factores son presencia o ausencia de arilo y sustrato, se tienen 24 números de casos.


Tabla 11.4 Análisis de varianza para % de germinación - Suma de Cuadrados

Fuente de variación Suma de Cuadrados

Gl Cuadrado Medio

Razón-F

Valor-P

Efectos principales

A: Presencia de arilo 130,667 1 130,667 3,27 0,0895

B:Sustrato 413,333 3 137,778 3,44 0,0420*

Interacciones

AB 349,333 3 116,444 2,91 0,0666

Residuos 640,0 16 40,0

Total (corregido) 1533,33 23

Puesto que el valor-P del factor sustrato es menor que 0,05, este tiene un efecto estadísticamente significativo sobre el porcentaje de germinación con un 95,0% de nivel de confianza.

La tabla 11.5 muestra la media del porcentaje de germinación para cada uno de los niveles de los factores; también presenta los errores estándar de cada media. Las dos columnas de la derecha muestran intervalos de confianza del 95,0% para cada una de las medias. No se observan diferencias significativas debido al factor arilo, mientras que en la evaluación de sustratos el mejor resultado se obtiene empleando tierra; los mejores resultados se obtienen por las combinaciones tierra-con arilo y turba-sin arilo seguidas por T-C-T con arilo.


Tabla 11.5. Medias por Mínimos Cuadrados para porcentaje de germinación de semillas maduras de Bomarea multiflora

Nivel Casos Media Error es-tándar

Límite in-ferior

Límite su-perior

Media global 24 80,3333

Presencia de arilo

Con arilo 12 78,0 1,82574 74,1296 81,8704

Sin arilo 12 82,6667 1,82574 78,7963 86,5371

Sustrato

T-C 6 74,0 2,58199 68,5264 79,4736

T-C-T 6 83,3333 2,58199 77,8597 88,8069

Tierra 6 84,6667 2,58199 79,1931 90,1403

Turba 6 79,3333 2,58199 73,8597 84,8069

Interacción arilo sustrato

Con arilo,T-C 3 69,3333 3,65148 61,5925 77,0741

Con arilo,T-C-T 3 84,0 3,65148 76,2592 91,7408

Con arilo,Tierra

3 86,6667 3,65148 78,9259 94,4075

Con arilo,Turba

3 72,0 3,65148 64,2592 79,7408

Sin arilo,T-C 3 78,6667 3,65148 70,9259 86,4075

Sin arilo,T-C-T 3 82,6667 3,65148 74,9259 90,4075

Sin arilo,Tierra

3 82,6667 3,65148 74,9259 90,4075

Sin arilo,Turba 3 86,6667 3,65148 78,9259 94,4075

La tabla 11.6 muestra los resultados de la comparación múltiple para determinar cuáles tratamientos son significativamente diferentes de otros. La mitad inferior de la tabla muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias. El asterisco que se encuentra al lado de los dos pares indica que éstos muestran diferencias estadísticamente significativas con un nivel del 95.0% de confianza. En la parte superior de la tabla, se han identificado 2 grupos homogéneos, indicados por las letras a o b. No existen diferencias significativas entre aquellos niveles que comparten la misma letra.


Tabla 11.6. Pruebas de rangos múltiples para porcentaje de germinación por sustrato

Sustrato Casos Media LS Sigma LS GruposHomogéneos

T-C 6 74,0 2,58199 A

Turba 6 79,3333 2,58199 Ab

T-C-T 6 83,3333 2,58199 B

Tierra 6 84,6667 2,58199 B

Con-traste

Sig. Diferen-cia

+/- Límites

T-C - T-C-T * -9,33333 7,74082

T-C - Tierra * -10,6667 7,74082

T-C - Turba -5,33333 7,74082

T-C-T - Tierra -1,33333 7,74082

T-C-T - Turba 4,0 7,74082

Tierra -Turba 5,33333 7,74082

Los valores resultantes de las medias para el factor tipo de semilla se traslapan y no se observa una marcada diferencia entre las ellas, sin embargo el valor más alto de germinación se tuvo con las semillas sin arilo (Fig. 11.4).

Figura 11.4. Valor medio del porcentaje de germinación para semillas de Bomarea sp. con y sin arilo

% d

e ge

rmin

ació

n

Con arilo Sin arilo

Medias y 95,0% de Fisher LSD

Tipo semillas

75

77

79

81

83

85

87


Los tratamientos tierra-cascarilla-turba y tierra, que tienen una media de 83,3 y 84,6 respectivamente, dan mejores resultados para el porcentaje de germinación de semillas de Bomarea sp. que el tratamiento tierra-cascarilla, que presentó una media de 74 (Fig. 11.5).

Figura 11.5. Medias de los tratamientos para porcentaje de germinación según el sustrato empleado

Se observaron valores más altos de germinación en las combinaciones de semillas con arilo y sustrato tierra y semillas sin arilo con sustrato turba (Fig. 11.6).

% d

e ge

rmin

ació

n

Tipo semillasT-C T-C-T Tierra Turba


70

74

78

82

86

90

Gráfico de Interacciones

Tipo

69

72

75

78

81

84

87

% G

erm

inac

ión

Con arilo Sin arilo

SustratoT-CT-C-TTierraTurba


5. Evaluación de semillas de frutos inmaduros con y sin arilo en cuatro sustratos

Como variable dependiente se tiene porcentaje de germinación acumulado al final del ensayo, los factores son tipo de semilla (con y sin arilo) y sustrato, se tienen 24 números de casos. Este procedimiento ejecuta un análisis de varianza de varios factores para porcentaje de germinación realizando pruebas para determinar los factores que afectan estadísticamente el porcentaje de germinación. También evalúa la significancia de las interacciones entre los factores.

Los valores-P de los factores presencia de arilo, sustrato y de la interacción de estos son menores que 0.05, lo cual indica que los dos factores y su interacción tienen un efecto estadísticamente significativo sobre el porcentaje de germinación con un 95.0% de nivel de confianza (Tabla 11.7).

Tabla 11.7. Análisis de varianza para porcentaje de germinación de Bomarea multiflora

Fuente de var-iación

Suma deCuadrados

Gl Cuad-rado

Medio

Razón-F Valor-P

Efectos principales

A: Presencia de arilo

384,0 1 384,0 5,19 0,0368*

B:Sustrato 1616,0 3 538,667 7,28 0,0027**

Interacciones

AB 1125,33 3 375,111 5,07 0,0117*

Residuos 1184,0 16 74,0

Total (corregido) 4309,33 23

La tabla 11.8 muestra la media del porcentaje de germinación para cada uno de los niveles de los factores; también muestra los errores estándar de cada media. Las dos columnas de la derecha muestran intervalos de confianza del 95.0% para cada una de las medias. Para el factor tipo de semilla se tiene mejores resultados cuando se usan sin arilo, en la evaluación de sustratos se puede ver que se tienen mayores porcentajes de germinación con tierra, seguido por turba y en cuanto a las interacciones los mejores resultados se tienen con: sin arilo-tierra,


con arilo-tierra-cascarilla y sin arilo-turba, respectivamente.

Tabla 11.8. Medias por Mínimos Cuadrados para porcentaje de germinación de semillas inmaduras de Bomarea sp.

Nivel Ca-sos

Media Error es-tándar

Límite infe-rior

Límite su-perior

MEDIA GLOB-AL

24 62,6667

Tipo

Con arilo 12 58,6667 2,48328 53,4023 63,931

Sin arilo 12 66,6667 2,48328 61,4023 71,931

Sustrato

T-C 6 63,3333 3,51188 55,8885 70,7782

T-C-T 6 49,3333 3,51188 41,8885 56,7782

Tierra 6 71,3333 3,51188 63,8885 78,7782

Turba 6 66,6667 3,51188 59,2218 74,1115

Tipo por Sus-trato

Con arilo,T-C 3 69,3333 4,96655 58,8047 79,862

Con arilo,T-C-T 3 38,6667 4,96655 28,138 49,1953

Con arilo,Tierra

3 61,3333 4,96655 50,8047 71,862

Con arilo,Turba

3 65,3333 4,96655 54,8047 75,862

Sin arilo,T-C 3 57,3333 4,96655 46,8047 67,862

Sin arilo,T-C-T 3 60,0 4,96655 49,4714 70,5286

Sin arilo,Tierra 3 81,3333 4,96655 70,8047 91,862

Sin arilo,Turba 3 68,0 4,96655 57,4714 78,5286

Esta tabla aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar cuáles medias son significativamente diferentes de otras. La mitad inferior de la salida muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias. Se ha colocado un asterisco junto a un par, indicando que este par muestra diferencias estadísticamente significativas con un nivel del 95,0% de confianza. En la parte superior de la página, se han identificado dos grupos homogéneos, indicados por las letras a o b.


Tabla 11.9. Pruebas de rangos múltiples para porcentaje de germinación por tipo de semilla.

Tipo Casos Media LS Sigma LS Grupos Homogéneos

Con arilo 12 58,6667 2,48328 A

Sin arilo 12 66,6667 2,48328 B

Contraste Sig. Diferencia +/- Limites

Con arilo - Sin arilo

* -8,0 7,44488

* indica una diferencia significativa

Esta tabla aplica un procedimiento de comparación múltiple para determinar cuáles medias son significativamente diferentes de otras. La mitad inferior de la salida muestra las diferencias estimadas entre cada par de medias. El asterisco que se encuentra al lado de los tres pares indica que estos pares muestran diferencias estadísticamente significativas con un nivel del 95,0% de confianza. En la parte superior, se han identificado dos grupos homogéneos indicados por las letras a o b. No existen diferencias significativas entre aquellos niveles que comparten la misma letra (Tabla 11.10).

Tabla 11.10. Pruebas de rangos múltiples para porcentaje de germinación por sustrato.

Sustrato Casos Media LS Sigma LS GruposHomogéneos

T-C-T 6 49,3333 3,51188 A

T-C 6 63,3333 3,51188 B

Turba 6 66,6667 3,51188 B

Tierra 6 71,3333 3,51188 B


Contraste Sig. Diferencia +/- Límites

T-C - T-C-T * 14,0 10,5286

T-C – Tierra -8,0 10,5286

T-C – Turba -3,33333 10,5286

T-C-T – Tierra * -22,0 10,5286

T-C-T – Turba * -17,3333 10,5286

Tierra – Tur-ba

4,66667 10,5286

* indica una diferencia significativa

Se muestra que los valores resultantes de las medias para el factor tipo de semilla presentan diferencia entre ellas, lográndose mejores resultados de germinación (66,66%) con las semillas sin arilo, o sea, aquellas que fueron lavadas. (Fig. 11.7)

Figura 11.7. Medias de los tratamientos para porcentaje de germinación según el tipo de semillas.

Se muestra que los tratamientos turba, tierra y tierra-cascarilla (1:1), que tienen una media de 66,6%, 71,3% y 63,3 respectivamente, dan mejores resultados para el porcentaje de germinación de semillas de Bomarea multiflora que el tratamiento con tierra-cascarilla-turba cuyo porcentaje de germinación fue de 49,3. (Fig. 11.8)

Con arilo Sin arilo


Tipo

54

57

60

63

66

69

72

% G

erm

inac

ión


Resulta favorable para la germinación de semillas de Bomarea sp. la interacción semillas sin arilo y el sustrato tierra (Fig. 11.9).

Figura 11.9. Interacciones entre tipo de semillas y sustrato para porcetaje de germinación

Discusión

Las infrutescencias de Bomarea multiflora son muy variables, esta característica hace que igualmente el peso de los frutos de una cápsula también varíe, pues este valor está en función del número de frutos que tiene cada cápsula. De las características morfométricas medidas

T-C T-C-T Tierra Turba


Sustrato

44

54

64

74

84

% G

erm

inac

ión

Gráfico de Interacciones

Tipo

38

48

58

68

78

88

% G

erm

inac

ión

Con arilo Sin arilo

SustratoT-CT-C-TTierraTurba


en las infrutescencias la que presenta menos variación es el peso de la cápsula vacía que puede estar entre 1,2 y 2,7 gr.

Las medidas tomadas a los frutos mostraron correlación para algunos parámetros como: peso del fruto-peso de la semilla, peso del fruto-Ø ecuatorial y Ø ecuatorial-peso de la semilla, lo que resulta conveniente a la hora de querer estimar unos de estos valores de manera indirecta.

Las semillas presentan diferentes tasas de deshidratación con respecto al estado de maduración. Luego de deshidratadas, no germinaron en papel absorbente y no se pudo determinar si las mismas toleran la deshidratación sin que esto afecte su calidad en términos de viabilidad. Es recomendable hacer más ensayos de viabilidad por métodos indirectos que son más prácticos y se pueden ver los resultados en corto tiempo, uno de ellos es la técnica de colorimetría con tetrazolio, para esto es necesario conocer la morfología interna de la semilla.

Para la propagación de esta especie empleando semillas completamente maduras (capsulas abiertas con frutos rojos), se tienen buenos resultados de germinación que van del 79 al 84% cuando se emplea como medio de germinación tierra, turba o una mezcla de tierra-cascarilla-turba (1:1:1), con este tipo de frutos no se hace necesario la limpieza de los mismos, pues empleando semillas con o sin arilo se tienen porcentajes de germinación del 78 al 82%.

Para la propagación por semillas que no están completamente maduras (capsulas cerradas con frutos color naranja), se tienen buenos resultados si se lavan los frutos para eliminar el arilo y si se emplea como medio de germinación tierra o turba.

De manera general la propagación de esta especie no presenta inconvenientes, puesto que bajo la metodología empleada se encontraron porcentajes bastante satisfactorios de germinación con semillas que no necesitan tratamientos pregerminativos y empleando sustratos de uso común como la tierra.

Dada la gran cantidad de frutos que tiene una infrutescencia y los porcentajes de germinación que se tienen la obtención de material vegetal no representa mayor dificultad, los estudios en esta especie se deben dirigir al manejo agronómico y a la evaluación de la influencia de factores ambientales en la producción de la misma.


Capítulo 12Establecimiento in vitro de Rubus

acanthophyllos


Establecimiento invitro de Rubus acanthophyllos

Bel kys Pérez

Introducción

La importancia del presente trabajo de investigación radica en la necesidad de implementar una técnica de propagación in vitro que permita la multiplicación masiva de Rubus acanthophyllos ya que es considerada una especie prioritaria dentro del marco del proyecto Uso sostenible de los recursos vegetales del Distrito Capital y la región del Jardín Botánico José Celestino Mutis.

Se trabajó en la determinación del esquema de desinfección más apropiado para explantes asexuales (segmentos nodales y láminas foliares) de R. acanthophyllos; se evaluaron medios de cultivo para la fase de establecimiento de los explantes con base en los resultados de las variables dependientes: porcentaje de germinación y porcentaje de brotación de yemas. Se llevó a cabo el subcultivo del material vegetal planteando y evaluando medios de cultivo para la fase de propagación con base en los resultados de las variables dependientes longitud y número de hojas.

Antecedentes

La desinfección más adecuada para las semillas de R. glaucus fue la realizada con hipoclorito de sodio al 3% durante 3 minutos. Se logró determinar que el medio M&S 100% sin fitorreguladores es el más efectivo en las etapas de germinación y propagación de material vegetal. En la fase de adaptación de plántulas el sustrato conformado por tierra abonada 50%, escoria fina 20%, corteza fina 20% e icopor 10% brindó las condiciones más óptimas y el empleo del fitorregulador AIA estimuló el desarrollo radicular en las plántulas que no poseían sistema radicular en el momento del transplante a matera (Guzmán, 2005).

Para semillas de R. macrocarpus y R. bogotensis el esquema que brindó altos niveles de desinfección fue el conformado por NaClO 0,5% durante 3 minutos. La germinación in vitro fue favorecida al emplear el medio MS + GA3 1,5 mg/l. El subcultivo de las plántulas se realizó en el medio ½ MS y los nudos y ápices se propagaron en el medio MS suplementado con AIB 1,5 mg/l y BAP 1 mg/l para el proceso de


enraizamiento in vitro. El endurecimiento se llevó a cabo en turba, fertilizando con las soluciones del MS al 50% (Linero, 2006).

Para R. macrocarpus y R. bogotensis la propagación se vio favorecida mediante el empleo del ½ MS. Durante la fase de enraizamiento se determinó la interacción positiva entre la turba, perlita y vermiculita con las sales del MS para lograr los mejores promedios en cuanto a número de raíces, igualmente el medio ½ MS proporcionó condiciones óptimas para el enraizamiento in vitro. El sustrato que mejores condiciones brindó en la fase de endurecimiento fue el conformado por turba 33.3%, perlita 33.3% y vermiculita 33.3% (Pérez, 2007).

En R. megalococcus y C. bracteata se logró establecer una metodología de desinfección que permitió el establecimiento aséptico de semillas. Para la inducción de la germinación en R. megalococcus la aplicación de GA3 1.0 ppm BAP 1.5 ppm ANA 0.5 ppm en el medio MS aumentó el porcentaje de semillas germinadas. Los mayores porcentajes de germinación en C. bracteata se consiguieron bajo el medio MS suplementado con GA3 1.0 ppm, BAP 2.0 ppm y ANA 0.5 ppm (Pérez, 2008).

Se logró establecer una metodología de propagación que permitió el crecimiento y el desarrollo segmentos nodales de estas dos especies vegetales. La efectividad de la fase de propagación estuvo favorecida por el empleo del medio ½ MS si fitorreguladores, por lo que se constituye como el medio más apropiado para la multiplicación in vitro de R. megalococcus y C. bracteata (Pérez, 2008).

Para Rubus glaucus el protocolo de desinfección de semillas es validado al emplear hipoclorito de sodio al 3% por un tiempo de 10-15 minutos. Los mayores porcentajes de germinación en menores tiempos se alcanzaron en las semillas sembradas en el medio MS suplementado con GA3 (0.5 ppm). Para la propagación, el medio compuesto por 1/2 MS + tiamina + Cisteína 100mg/L+ Inositol 100 mg/L +BAP 1.5 mg/L + AIA 0.75 mg/L + sacarosa 30 gr/L brindó las mejores respuestas relacionadas con la formación de brotes (Pinzón, 2006).

Metodología

El esquema general de trabajo que se llevó a cabo para la realización de la fase de establecimiento in vitro de R. acanthophyllos se resume a continuación:


• Recolección de material vegetal.• Preparación de soluciones stock y medios de cultivo.• Siembra en los medios respectivos.• Registro de datos.• Interpretación de los resultados.

1. Establecimiento de segmentos nodales y láminas foliaresComo alternativa para el uso de material vegetal proveniente del campo y con el objeto de disponer de material vegetal juvenil en óptimas condiciones y de disminuir la extracción de ramas de las poblaciones naturales de R. acanthophyllos, ya que éstas son escasas, se implementó una estrategia para la inducción de juvenilidad que facilitara el manejo y propagación in vitro, a través de la brotación y enraizamiento de estolones (Fig. 12.1). Con los brotes generados a través de esta alternativa se llevó a cabo la metodología de desinfección descrita en la figura 12.2.

Figura 12.1. Estolones de Rubus acanthophyllos en brotación.


Figura 12.2. Diseño para la estandarización del protocolo de desinfec-ción de segmentos nodales y láminas foliares de R. acanthophyllos. * Nistatina a una concentración de 100 000 UI/L, sometiendo los explantes durante 10 minutos. ** Alcohol al 70 %, sumergiendo el material vegetal durante un tiempo de 40 segundos.

En la tabla 12.1 se presenta un diseño con arreglo factorial de 2 x 2, del cual resultan cuatro tratamientos, con la concentración de NaClO (3.0, 5.0 %) y el tiempo (5 y 10 minutos) como factores.

Segmentos de tallo y hojas

1. Lavar con solución jabonosa 2%

2. Lavar con agua microfiltrada

5 minutos

3. Inmersión en solución fungicida *

4. Lavar con agua microfiltrada

5. Inmersión en alcohol **

6. Inmersión en NaClO

7. Siembra de segmentos nodales

Ver tabla 13.1


Tabla 12.1. Tratamientos del ensayo de desinfección con NaClO.

NaClO(%)

Tiempo (Min)3.0 5.0

5 T1 T2

10 T3 T4

Se sembraron los segmentos nodales y las láminas foliares en el medio de cultivo ½MS suplementado con carbón activado (2 g/L) manejando dos repeticiones por tratamiento, cada una con dos unidades experimentales.

Una vez superada la etapa de desinfección, las láminas foliares y los segmentos nodales fueron sembrados en los siguientes tratamientos, en los que el medio MS se constituyó como el factor y las concentraciones de los fitorreguladores KIN, 2,4 D, BAP y AIB (0–1 ppm) como niveles de los factores evaluados.

Para láminas foliares:

T1: MS+ KIN 0,2 ppm + 2, 4 D 0,3 ppmT2: MS+ KIN 0,2 ppm + 2, 4 D 0,6 ppmT3: MS+ KIN 0,4 ppm + 2, 4 D 0 ppmT4: MS+ KIN 0,4 ppm + 2, 4 D 0,3 ppmT5: MS+ KIN 0,4 ppm + 2, 4 D 0,6 ppmT6: MS+ KIN 0,4 ppm + 2, 4 D 0 ppmT7: MS+ KIN 0 ppm + 2, 4 D 0,3 ppmT8: MS+ KIN 0 ppm + 2, 4 D 0,6 ppmT9: MS+ KIN 0 ppm + 2, 4 D 0 ppmPara segmentos nodales:

T1: MS+ AIB 0,2 ppm + BAP 0,5 ppmT2: MS+ AIB 0,2 ppm + BAP 1 ppmT3: MS+ AIB 0,2 ppm + BAP 0 ppmT4: MS+ AIB 0,4 ppm + BAP 0,5 ppmT5: MS+ AIB 0,4 ppm + BAP 1 ppmT6: MS+ AIB 0,4 ppm + BAP 0 ppmT7: MS+ AIB 0 ppm + BAP 0,5 ppm


T8: MS+ AIB 0 ppm + BAP 1 ppmT9: MS+ AIB 0 ppm + BAP 0 ppm

Se manejaron dos repeticiones por tratamiento y cada una con una unidad experimental, para un total de 18 secciones foliares y 18 segmentos nodales. Se llevó a cabo el registro durante ocho semanas de las variables organogénesis (secciones de hojas) y porcentaje de brotación de las yemas presentes en los segmentos nodales.

Todos los componentes del medio de cultivo fueron pesados en una balanza analítica de precisión y disueltos en agua microfiltrada. El medio de cultivo se dispensó en recipientes de vidrio con una capacidad de 100 ml, adicionando a cada recipiente 20 ml del medio. El pH del medio fue ajustado a 5.8 antes de esterilizar en autoclave a 15 libras de presión por pulgada cuadrada (15lb/in2), con una temperatura de vapor aproximada de 121.5 ºC durante 15 minutos.

Resultados

En el T1 el tiempo de exposición en NaClO fue bajo, generando altos índices de contaminación (100%) para ambos tipos de explantes. Con T2 las secciones de hojas presentaron una desinfección del 100% y ningún proceso oxidativo. La desinfección alcanzada con los segmentos nodales bajo éste mismo tratamiento fue del 75%, sin signos de oxidación. Bajo el T3 y T4 se obtuvieron porcentajes de contaminación más bajos respectivamente uno al otro, lográndose obtener un índices de esterilidad del 100% para ambos tipos de explantes, los cuales tampoco presentaron procesos oxidativos.

En ocho semanas de evaluación, las secciones foliares no presentaron organogénesis. En los segmentos nodales sembrados en el T8 (MS+ AIB 0 ppm + BAP 1 ppm), se observa un 100% de brotación de yemas en la sexta semana de evaluación, seguido de los tratamientos 2 y 5 (MS+ AIB 0,2 ppm + BAP 1 ppm y MS+ AIB 0,4 ppm + BAP 1 ppm, respectivamente) en donde ésta variable se presentó en un 50% ocho semanas después de la siembra.

Discusión

La procedencia y la madurez del material vegetal son factores que intervienen en la eficacia de los esquemas de desinfección y de


desarrollo morfogénetico. Por tal razón, se optó por trabajar con explantes juveniles establecidos en condiciones semi-controladas de invernadero, los cuales presentan mayor respuesta en cuanto a división celular y asepsia (Andrade, 1991), logrando obtener una desinfección del 100%.

Dentro de cada uno de los tres diferentes tratamientos que presentaron niveles aceptables de desinfección del material vegetal, no se logró evidenciar la presencia de vitrificación en los explantes; sin embargo tratando de controlar la secreción de fenoles y de esta manera evitar lo más posible el maltrato y daño de tejidos por oxidación y necrosis, se optó por utilizar para el establecimiento in vitro de los inóculos el tratamiento T3, el cual contiene la menor concentración de NaOCL y presenta uno de los mejores resultados en cuanto a desinfección.

En láminas foliares se presentó latencia en las ocho semanas de evaluación, en donde no se observó multiplicación celular en cuanto a la aparición de callos. En segmentos nodales se observó un efecto importante del medio de cultivo sobre el tiempo y el porcentaje de brotación de yemas. Comparando los resultados obtenidos, realizar la siembra de éste tipo de explante en el medio MS suplementado con BAP 1 ppm, se sugiere como una metodología eficaz para producir, en menor tiempo de evaluación, mayores porcentajes de la variable evaluada, no siendo necesaria la aplicación de auxinas.

Bibliografía

Andrade, B. 1991. «Evaluación del método de producción clonal in vitro de maracuyá Passiflora edulis var. Flavicarpa». Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Agronomía.

Guzmán, J. R. 2005. «Propagación in vitro de especies pertenecientes a las familias Rosaceae (Hesperomeles goudotiana y Rubus glaucus), Ericaceae (Macleania rupestris y Vaccinium meridionale) y Cactaceae (Opuntia ficus indica)». Informe técnico inédito. Contrato 289-2005. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis - Subdirección Científica.

Linero, J. C. 2006. «Desarrollar los protocolos de propagación in vitro de tres especies andinas priorizadas y complementar, validar y propagar el protocolo de propagación de la especie Symplocos theiformis, que se viene trabajando en el marco del proyecto Uso sostenible de los


recursos vegetales del Distrito Capital y la región». Informe técnico inédito. Contrato 190-2006. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis–Subdirección Científica.

Pérez, B. A. 2007. «Complementación y validación de dos protocolos de propagación de especies andinas que se vienen trabajando en el marco del proyecto 318 y realización de dos protocolos de propagación in vitro de dos especies andinas priorizadas y de la consolidación de los protocolos de 6 de las especies del proyecto de uso sostenible que se han venido trabajando in vitro». Informe técnico inédito. Contrato 090-2007. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis–Subdirección Científica.

Pérez, B. A. 2008. «Validación e implementación de dos protocolos de propagación in vitro de especies andinas y desarrollo de las fases iniciales de protocolos de propagación in vitro de dos nuevas especies altoandinas priorizadas en el marco del proyecto 318. Informe técnico inédito». Contrato 286-2008. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis – Subdirección Científica.

Pinzón, A. 2006. «Complementación y validación de cinco protocolos de propagación de especies andinas que se vienen trabajando en el marco del proyecto 318 y realización del protocolo de propagación in vitro para dos especies andinas priorizadas en el marco del proyecto 318». Informe técnico inédito. Contrato 314 -2006. Bogotá: Jardín Botánico José Celestino Mutis - Subdirección Científica.


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