Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias

Instituto de Ciencias Naturales Programa de Doctorado en Ciencias - Biología

ANÁLISIS FILOGENÉTICO DE HUILAEA WURDACK

(MELASTOMATACEAE) BASADO EN DATOS

MORFOLÓGICOS Y MOLECULARES

María Eugenia Morales Puentes

Requisito para optar al título de PhD en Biología,

Línea Sistemática

Bogotá, D.C. Agosto 2010

1

RESUMEN

Huilaea y Chalybea son géneros neotropicales de la familia Melastomataceae,

tradicionalmente ubicados en la tribu Miconieae, aunque recientes estudios han sugerido

que dichos géneros deben ser transferidos a la tribu Blakeeae. A partir de análisis

independientes y combinados de caracteres moleculares (ITS, accD-psal, atpB-rbcL y

TrnL-TrnF) y caracteres morfológicos de todas las especies conocidas de estos géneros, se

corrobora que el complejo Huilaea+Chalybea es hermano de Blakea s.l. y por lo tanto debe

hacer parte de la tribu Blakeeae. Se proponen diez sinapomorfias morfológicas y 15

moleculares a favor de la monofilia de la tribu Blakeeae. La presencia de acarodomacios en

el envés foliar, las inflorescencias péndulas con brácteas deciduas, las flores péndulas y los

fruto con mesocarpo escarioso o ausente se proponen como sinapomorfias a favor de la

monofilia de Chalybea+Huilaea. El análisis combinado de datos moleculares y

morfológicos indica que Chalybea es parafiletico con respecto a Huilaea por lo cual se

propone sinominizar Huilaea en Chalybea. De las diez especies que conforman el complejo

Huilaea+Chalybea cinco se encuentran sobre la cordillera Oriental colombiana (Chalybea

corymbifera, Huilaea macrocarpa, H. minor, H. mutisiana y H. penduliflora), una especie

se restringe a la Sierra Nevada de Santa Marta (H. kirkbridei), otra a la cordillera

Occidental colombiana (H. occidentalis) y dos especies más se encuentran en los Andes

ecuatorianos (H. calyptrata y H. ecuadorensis). Chalybea peruviana es la única especie al

sur de la depresión de Huncabamba, en el límite con los Andes Centrales. C. peruviana y

H. calyptrata son descritas como especies nuevas, en tanto que se subordina Huilaea

2

multiflora a la sinonimia a Chalybea corymbifera. Finalmente, se realizan las

combinaciones nuevas para transferir todas las especies de Huilaea al género Chalybea.

3

ABSTRACT

Huilaea and Chalybea are Neotropical members of the Melastomataceae. These genera

have traditionally been included in the tribe Miconieae, although recent studies have

suggested that they should be transferred to the tribe Blakeeae. Independent and combined

phylogenetic analyses of molecular (ITS, accD-psaI, atpB-rbcL and trnL-TrnF) and

morphological characters of all known species of these genera indicate that the complex

Huilaea+Chalybea is sister to Blakea s. l. and, thus, it should be part of the tribe Blakeeae;

this sister group relationship is based on ten morphological characters and 15 molecular

changes proposed here as putative synapomorphies. The occurrence of acarodomatia on the

leaves, along with the pendulous inflorescences with deciduous bracts, the hanging flowers

and the scarious or lacking mesocarp are proposed as synapomorphies that support the

monophyly of Chalybea+Huilaea. The combined (molecular+morphological) analysis

indicates that Chalybea is paraphyletic with respect to Huilaea; thus, it is reasonable

proposed that these genera should be merged into one. The Huilaea+Chalybea complex

contains ten species, five of which grow in the Colombian Eastern Cordillera (Chalybea

corymbifera, Huilaea macrocarpa, H. minor, H. mutisiana and H. penduliflora), one is

restricted to the Sierra Nevada de Santa Marta (H. kirkbridei), and another species grows in

the Colombian cordillera Occidental (H. occidentalis). Two additional species grow in the

Ecuadorian Andes (H. calyptrata and H. ecuadorensis); the remaining species, C.

peruviana is the only member of the complex that is found south of the Huncabamba

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deflection, on the northern limit of the Central Andes. C. peruviana and H. calyptrata are

described as new species, whereas the recently described species H. multiflora is

transferred to the synonymy of Chalybea corymbifera. Finally, all the requested new

combinations are made in order to transfer all the species of Huilaea into the genus

Chalybea.

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CAPÍTULO 1

INTRODUCCIÓN Y MARCO HISTÓRICO

La familia Melastomataceae, descrita por Jussieu (1789), forma parte del orden Myrtales

(Juss. ex Bercht. & J. Presl, 1820), uno de los órdenes de las Eudicotiledóneas-Rosídeas

(APGIII 2009). Los caracteres más importantes de la familia son las hojas usualmente

opuestas, con venación acrodroma (1-4 pares de venas longitudinales y prominentes), a

veces con domacios, flores frecuentemente en inflorescencias cimosas, rara vez solitarias,

bracteoladas, 3-5(-7)-meras, ovario ínfero a súpero, estambres diplostémonos, anteras con

dehiscencia poricida, conectivo prolongado y frutos en cápsulas o bayas con semillas

numerosas, entre 20-100 por fruto (Renner, 1993; Watson & Dallwitz, 2000).

Las Melastomataceae actualmente constan de 150-166 géneros, 13 tribus y ca. 4570

especies (Renner, 1993; Clausing & Renner, 2001). La familia es de distribución

pantropical y subtropical, aunque con una marcada concentración de especies en América,

donde hay cerca de 2950 especies; en el viejo mundo se registran cerca de 1275-1550

especies (Renner, 1993).

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Don (1823) propuso como caracteres diferenciales de las Melastomataceae el tipo de

placentación y la estructura de las semillas, por lo cual excluyó de la familia a los géneros

Memecylon y Mouriri. Diferentes estudios a partir de caracteres morfológicos han

relacionado a la familia Melastomataceae s.l. con las Crypteroniaceae y las Lythraceae,

debido a caracteres tales como frutos capsulares, anatomía de la madera (Vliet et al., 1981)

y hojas opuestas con nervios submarginales. Otros trabajos proponen a las

Melastomataceae como más cercanas a las Myrtaceae (Johnson & Briggs, 1984; Renner,

1993). La evidencia más reciente (Systma et al., 2004) sugiere que la familia es hermana

del clado ((Crypteroniaceae (Alzateaceae, Penaeaceae)).

Naudin (1849-1853) empleó el tipo de placentación y la forma y número de semillas para

dividir las Melastomataceae en cinco subfamilias (Astromioideae, Kibessioideae,

Melastomatoideae, Memecyloideae y Mouririoideae) y a la subfamilia Melastomatoideae

en nueve tribus (Astronieae, Blakeeae, Kibessieae, Melastomeae, Merianieae, Miconieae,

Microlicieae, Rhexieae y Sonerileae; cf. Renner, 1993). Miconieae es la tribu más grande

de la subfamilia Melastomatoideae; esta tribu contiene 12 géneros paleotropicales y 30

neotropicales; de éstos últimos, siete son endémicos del norte de Sur América, Alloneuron,

Allomaieta, Catocoryne, Chalybea, Cyphostyla, Huilaea y Kirkbridea (Lozano & Ruiz,

1996). En esta tribu tradicionalmente se han incluido géneros pobremente caracterizados o

con afinidades inciertas en la familia, lo cual ha generado dificultades para inferir

relaciones intergenéricas (cf. Cogniaux, 1891; Gleason, 1932, 1958; Macbride, 1941;

Wurdack, 1972; Michelangeli et al., 2004; Morales-P. et al., 2007; Penneys, 2007).

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Los miembros de la tribu Miconieae poseen inflorescencias terminales o axilares (Judd

1986, 1989; Weberling, 1988; Michelangeli et al., 2004); este carácter ha sido empleado

para explorar las relaciones filogenéticas dentro de la tribu. Judd (1989) propuso que en la

tribu el estado primitivo corresponde a las inflorescencias terminales, lo que sugeriría una

relación cercana con la tribu Merianieae, donde también predominan inflorescencias

terminales. Judd (1989) y Judd & Skean (1991) propusieron, dentro de las Miconieae con

inflorescencias axilares, dos clados definidos por sinapomorfias tales como la presencia de

estiloides, la pubescencia peltada y las flores pediceladas. A su vez, Judd (1989; Fig. 1),

exploró las posibles relaciones filogenéticas de Huilaea con taxones que poseen

inflorescencias axilares y terminales, además de caracteres como la presencia de drusas y

megaestiloides; sin embargo, el mismo autor y otros (p. ej. Michelangeli et al., 2004)

reconocen la necesidad de someter a prueba estos caracteres en análisis filogenéticos con

muestreos más exhaustivos dentro de la familia.

Los géneros Chalybea y Huilaea

Chalybea es un género descrito por Naudin (1850) con base en la especie tipo C.

corymbifera, cuyo ejemplar tipo fue colectado en Norte de Santander, Colombia.

Cogniaux (1891) redujo Chalybea a la sinonimia de Pachyanthus con base en caracteres

tales como la presencia de 3-7 venas en la hoja, inflorescencias en panículas terminales,

paucifloras, flores blancas a púrpuras, hexámeras o pentámeras, con cáliz tomentoso-

8

escamoso, estambres diplostémonos, anteras linear-oblongas u ovoides, uniporadas y

ovario tetra- o pentalocular. Sin embargo, con base en el estudio de material tipo y de

nuevas colecciones, Wurdack (1988) reinstauró Chalybea como género diferente de

Pachyanthus, y propuso que Chalybea y Huilaea afines por la presencia de

acarodomacios, inflorescencias axilares con 3(-5) flores cada una, flores hexámeras,

anteras bíporas con un pequeño apéndice dorsal-basal y ovario 4-6 locular; posteriormente

Morales-P. & Penneys (2010) describen una nueva especie de Chalybea (C. peruviana).

Por su parte, Huilaea cuyo nombre alude al departamento del Huila (Colombia), fue

descrito como género miembro de la tribu Miconieae por Wurdack (1957) con base en H.

penduliflora. El género fue descrito como nuevo debido a caracteres como inflorescencias

axilares con ejes elongados, dicasios simples, flores ebracteadas y estambres isomorfos de

dehiscencia bípora. Uribe (1966) describió una segunda especie, H. macrocarpa, cuya

localidad típica se encuentra en el límite de los departamentos de Boyacá y Santander

(Colombia) a los 2650 m. Los caracteres relevantes de esta segunda especie son las hojas 5-

plinervias con envés blanco a ocre y pecíolos teretes, entre otros. Posteriormente, el mismo

autor (1969) describió una tercera especie, H. mutisiana, localizada en el departamento de

Boyacá sobre los 2450-2470 m, y cuyos caracteres diagnósticos son el indumento

granuloso, las hojas con margen denticulado-mucronado y las inflorescencias dicasiales con

cinco flores. Wurdack (1976) describió una cuarta especie, H. kirkbridei, ubicada en el

departamento del Magdalena (Colombia), entre 1650-1750 m, basado en la presencia de

hojas 7-plinervias, membranosas de margen entero, con envés cubierto de indumento

ferruginoso y dicasios simples.

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Wurdack (1990) describió la quinta especie, Huilaea ecuadorensis de la provincia de

Morona-Santiago, caracterizada por el ápice acuminado de la hoja, el indumento áspero, las

inflorescencias trifloras y el hipanto articulado. H. occidentalis, fue la sexta especie

publicada (Lozano & Ruiz, 1996), con base en ejemplares provenientes del Parque Natural

Munchique en el departamento del Cauca (Colombia), entre 2800-3050 m, con hojas

diminutamente denticuladas y ápice redondeado-mucrunado e inflorescencias con nueve

flores de pétalos rojos.

Lozano & Ruiz (1996) elevaron Huilaea macrocarpa subsp. minor Uribe (1977) al rango

de especie (H. minor); esta especie ha sido colectada en el departamento de Santander

(Colombia), entre los 2100-2600 m. Uno de los más recientes hallazgos corresponde a la

octava especie, H. multiflora, descrita por Mendoza & Prieto (2003), que crece entre los

2300-2800 m en Norte de Santander (Colombia) y se caracteriza por inflorescencias con

cinco ramificaciones y (29)-30-39 flores con pétalos blanquecinos. En el presente trabajo se

describe una nueva especie de Huilaea (H. calyptrata), propia de la cordillera de Sabanilla

(Ecuador) sobre los 2575 m; esta especie se caracteriza principalmente por el cáliz

caliptrado.

10

Figura 1. Cladogramas basados en caracteres morfológicos la tribu Miconieae de (a) árbol resultante; (b-e) porción basal de los arboles resultantes del análisis de los taxones de inflorescencias axilares y terminales de miembros de la tribu Miconieae y la posición incierta de Huilaea. D, géneros con drusas; E, géneros con megaestiloides; T, géneros con inflorescencias terminales (tomado de Judd, 1989).

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Por lo tanto, la circunscripción de Huilaea es la de un género de ocho especies restringido

al norte de Sur América, en la Sierra Nevada de Santa Marta y los Andes de Colombia,

Ecuador y Perú (Fig. 42) en un rango altitudinal que oscila entre los 1800 y 3050 m. Es de

mencionar que las especies de Chalybea y Huilaea tienen distribuciones restringidas, por lo

cual es urgente proponer estrategias de protección para precisar las áreas de distribución y

dirigir estudios que permitan conservar las especies, en razón a la especificidad y fragilidad

de los ambientes donde habitan.

Relaciones intergenéricas de Huilaea

Desde su descripción original (Wurdack, 1957), Huilaea ha sido incluido en la tribu

Miconieae, debido a que posee drusas en el parénquima y pedicelos florales elongados. Sin

embargo, sus relaciones filogenéticas han sido inciertas debido a que comparte con otros

taxones la presencia de inflorescencias axilares, así como la presencia de drusas y

estiloides. No obstante, Wurdack (1957) no descartó la posibilidad de que Huilaea se

relacionara cercanamente con Blakea y Topobea, con base en caracteres vegetativos, a

pesar de que difiere en las brácteas y bractéolas insertadas en la unión del pedicelo y el

pedúnculo (observadas en inflorescencias juveniles). Judd (1989) consideró que Huilaea y

diez géneros más deben ser excluidos de la tribu Miconieae. Por lo tanto se requiere una

reevaluación de los caracteres diferenciales de Huilaea en un contexto filogenético. Las

carácterísticas vegetativas de Huilaea se asemejan a Blakea y Topobea, aunque las brácteas

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y bractéolas están insertas en la unión del pedicelo y el pedúnculo de Huilaea y solo se

observan en inflorescencias juveniles (Wurdack, 1957).

Mora-Osejo (1966) evidenció similitudes en la arquitectura de las inflorescencias de

Huilaea, con los miembros de la tribu Blakeeae, Topobea y Blakea. Posteriormente Koek-

Noorman (1979) constató que Huilaea comparte con Blakea y Topobea la presencia de

cristales y bandas de parénquima tangencial, aunque su análisis numérico no fue conclusivo

en cuanto a la inclusión de Huilaea en la tribu Miconieae o la tribu Blakeeae.

Penneys (2007) basado en análisis filogenéticos a partir de datos moleculares y

morfológicos propuso que Topobea debe subordinarse a la sinonimia de Blakea (Blakea

s.l.) debido a que este último género es parafilético respecto al primero. Igualmente,

Penneys et al. (2004b) y Penneys (2007) confirmaron que Huilaea y Chalybea son géneros

cercanamente relacionados entre sí y deben formar parte de la tribu Blakeeae, a juzgar por

la presencia de acarodomacios, drusas, flores grandes, hexámeras, anteras con un apéndice

dorsal, frutos carnosos con semillas piramidales y por caracteres de secuencias de ADN.

La tribu Blakeeae, tradicionalmente conformada por los géneros Blakea y Topobea

(Gleason, 1945) es considerada actualmente un grupo monofilético (Clausing & Renner,

2001; Renner et al., 2001; Michelangeli et al., 2004; Penneys, 2007). Esta tribu es

neotropical y posee ca. 200 especies, con una alta diversificación en Costa Rica, Panamá y

los Andes de Colombia (Penneys, 2004a).

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Judd & Skean (1991) y Michelangeli et al. (2004) coincidieron en que junto con Huilaea,

debe estudiarse Chalybea, a fin de explorar en más detalle las relaciones filogenéticas entre

estos dos géneros. “Chalybea and Huilaea may eventually prove to be congenereric, but

these genera are best kept separate until they have been studied more thoroughly” (Judd &

Skean, 1991:45).

Chalybea fue descrito como género monoespecífico por Naudin (1850) a partir de la

colección tipo de C. corymbifera, procedente de “la Nueva Granada, provincia de

Pamplona” (Funck & Schlim 1312). Hasta ahora, Chalybea había sido considerado un

género monoespecífico; sin embargo, los hallazgos del presente trabajo permiten describir

una nueva especie (C. peruviana) de distribución disyunta con respecto a C. corymbifera.

Esta nueva especie difiere porque posee margen foliar entera y ligeramente revoluta,

venación suprabasal e inflorescencias con 33-39 flores organizadas en tríadas.

Triana (1871) y Cogniaux (1891) redujeron a Chalybea a la sinonimia del género caribeño

Pachyanthus, con base en la presencia de panículas terminales, flores hexámeras, cáliz

tomentoso-escamoso, estambres diplostémonos, anteras linear-oblongas u ovoides,

uniporadas y ovario tetra- o pentalocular. Wurdack (1988) refutó la propuesta de Triana

(1871) y Cogniaux (1891) y retomó lo indicado por Naudin (1850) al proponer que

Pachyanthus no está cercanamente relacionado con Chalybea; por el contrario señaló que

Chalybea y Huilaea son afines por la presencia de acarodomacios, inflorescencias axilares,

flores hexámeras, anteras bíporas con un pequeño apéndice dorsal-basal y ovario 4-6-

locular. Renner (1993) también consideró que Huilaea está estrechamente relacionado con

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Chalybea, a juzgar por las flores hexámeras y el cáliz tubular, cilíndrico, con lóbulos

tuberculados (Pachyanthus presenta inflorescencias terminales y anteras uníporas, sin

apéndice dorsal-basal y usualmente sin acarodomacios). Otro aspecto importante es la

distribución disyunta de estos géneros, debido a que Pachyanthus se encuentra en Cuba, La

Española y Centro América mientras que Chalybea y Huilaea se encuentran en el norte de

Sur América (Naudin, 1850; Uribe, 1966, 1969, 1977; Wurdack, 1957, 1976, 1988, 1990;

Lozano & Ruiz, 1996; Bécquer et al., 2006; Morales-P. & González, 2005, 2006; Morales-

P. et al., 2006, 2007).

Una evidencia adicional a favor de la estrecha relación entre Chalybea y Huilaea proviene

de los posibles vectores de polen en estos géneros. Snow & Snow (1980) y Lozano & Ruíz

(1996) señalaron que Huilaea macrocarpa es polinizada por colibríes, a juzgar por la

presencia de flores rojas, grandes y péndulas, alta producción de néctar, bajo contenido de

azúcar y probablemente periodos de floración prolongados. Por su parte, Renner (1989)

también mencionó que aunque la mayoría de Melastomatáceas son polinizadas por insectos,

Chalybea es polinizada por colibríes.

Por lo anterior, y pesar de que históricamente Chalybea y Huilaea han sido ubicados en

Miconieae, los trabajos de Mora-Osejo (1966), Koek-Noorman et al. (1979), Penneys et al.

(2004b), Penneys & Judd (2005), Morales-P. & González (2005, 2006), Morales-P. et al.

(2006, 2007) aportaron evidencia importante tanto morfológica, como molecular para

incluir estos géneros en la tribu Blakeeae (p. ej: inflorescencias axilares, dos pares de

brácteas decusadas protectoras de la flor, flores hexámeras, grandes, vistosas, hojas con

15

acarodomacios en el envés y drusas en el parénquima), este trabajo incluye todas las

especies tanto de Huilaea como de Chalybea, y lo cual permitío una búsqueda de una

hipótesis de relaciones filogenéticas entre dichas especies y somete a prueba una vez más ;a

pertenencia de estos géneros a la tribu Blakeeae.

Este trabajo constituye la tesis doctoral denominada “Análisis filogenético de Huilaea

Wurdack (Melastomataceae) basado en caracteres morfológicos y moleculares”, aprobado y

registrado como proyecto ante la Facultad de Ciencias, según acta 17 de junio de 2005. Los

objetivos iniciales del proyecto fueron ampliados con la inclusión y revisión del género

Chalybea. El objetivo general ampliado consistió en realizar un análisis filogenético

combinado que integra caracteres morfológicos y moleculares, a partir del cual se

discutirán las relaciones entre la totalidad de las especies del complejo Chalybea+Huilaea.

Se establecieron cuatro objetivos específicos: (1) Explorar caracteres morfológicos de

Huilaea y determinar los caracteres filogenéticamente informativos; (2) Realizar un análisis

filogenético con datos de secuencias de los marcadores ITS, accD-psaI, atpB-rbcL y de la

región espaciadora trnL-trnF; (3) Reconstruir las relaciones filogenéticas a nivel de especie

de Chalybea y Huilaea y (4) Realizar la revisión taxonómica de Chalybea y Huilaea.

A fin de llevar a cabo el Objetivo Específico 1, se ensambló una matriz de datos

morfológicos, después del estudio detallado de 87 caracteres (Figs. 2-29, Apéndices 1-2);

parte de la matriz se basó en el trabajo de Judd (2005) con modificaciones importantes en la

reevaluación de varios caracteres; además, se incluyeron nuevos caracteres. En ambos

casos, los caracteres fueron tomados directamente en campo y a partir de especímenes de

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herbario. En campo se obtuvo material de ocho de las diez especies del grupo interno; las

especies del grupo externo (13 taxones representantes de las tribus Blakeeae, Henrietteeae,

Melastomeae, Merianieae y Miconieae) fueron examinadas de manera similar. Se

realizaron observaciones adicionales en laboratorio mediante uso de instrumentos ópticos

convencionales (Universidad Nacional de Colombia, Instituto de Ciencias Naturales y

Departamento de Biología) y el laboratorio de Botánica del Herbario FLAS de la

Universidad de la Florida en Gainesville (USA), y de microscopía electrónica de barrido

del laboratorio de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de

Colombia.

Para el logro del Objetivo Específico 2, se realizaron análisis independientes y un análisis

combinado a partir de las secuencias de cuatro marcadores (ITS, accD-psaI, atpB-rbcL y

trnL-trnF). La extracción, amplificación, secuenciación y ensamblaje de secuencias se

realizó durante una pasantía en el laboratorio de biología molecular del Herbario FLAS de

la Universidad de la Florida en Gainesville. Se secuenciaron por primera vez siete especies

(en total 15 individuos) del grupo interno; estas se alinearon junto con secuencias de nueve

especies del grupo externo (Tabla 2).

Durante el desarrollo del Objetivo Específico 3 se logró proponer una hipótesis filogenética

de las relaciones de las especies de Chalybea y Huilaea, explorar las relaciones

filogenéticas de Chalybea y Huilaea dentro de la tribu Blakeeae, y proponer varios de los

caracteres morfológicos estudiados en el capítulo 2 como sinapomorfías del complejo

Chalybea+Huilaea y de la tribu Blakeeae.

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Finalmente, el Objetivo Específico 4 se amplió al incluir en la revisión taxonómica

propuesta la totalidad de las especies de Huilaea (8) y las dos especies de Chalybea. Dos de

las especies aquí revisadas se describen como nuevas.

Capitulos de la tesis

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN Y MARCO HISTÓRICO. Trata la historia

taxonómica de los géneros Chalybea y Huilaea y sus relaciones dentro de la familia

Melastomataceae y la introducción general de la tesis.

CAPÍTULO 2. ESTUDIO MORFOLÓGICO DE CHALYBEA Y HUILAEA

(MELASTOMATACEAE). Se presenta el estudio de los 87 caracteres morfológicos

empleados en el análisis filogenético tanto vegetativos (forma de crecimiento, peciolo y

lámina foliar), como reproductivos (arquitectura de la inflorescencia, morfología de

brácteas, pedicelo, hipanto y cáliz, corola, androceo, gineceo, frutos y semillas).

CAPÍTULO 3. ANÁLISIS FILOGENÉTICO DE CHALYBEA Y HUILAEA

(MELASTOMATACEAE) BASADO EN DATOS MOLECULARES Y

MORFOLÓGICOS. Inicia con una breve introducción de los grupos de estudio, luego se

describen los materiales y métodos utilizados y los criterios de muestreo del grupo interno y

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del grupo externo. Posteriormente se exponen los resultados donde se describe paso a paso

cada uno de los análisis por separado y los análisis combinados. Se discuten las topologías

resultantes y se proponen sinapomorfias para los clados resultantes.

CAPÍTULO 4. REVISIÓN DE LA CLASIFICACIÓN Y ASPECTOS

TAXONÓMICOS DE CHALYBEA Y HUILAEA (MELASTOMATACEAE).

Comprende el tratamiento taxonómico de Chalybea sensu lato (i.e. incluído Huilaea) y la

presentación de una clave a nivel de especie; cincluye el redescubrimiento de Chalybea y

las implicaciones en la delimitación genérica de Huilaea (Morales-P. & González, 2005);

se presenta también una revisión histórica detallada de la relación entre los géneros en

cuestión, acompañado de una tabla (Tabla 7), al igual que la revisión taxonómica de

Chalybea corymbifera; se presentan imágenes de los ejemplares tipo de C. corymbifera y

Huilaea multiflora, una ilustración de la especie, la descripción ampliada con datos de

distribución, los comentarios taxonómicos y las fotografías de la especie en campo; los

sinónimos nuevos se argumentan en detalle. Como parte del presente trabajo, se describen

dos nuevas especies, C. peruviana y H. calyptrata (Morales-P. & Penneys, 2010) y se

realizan ocho nuevas combinaciones.

El capítulo concluye con la revisión taxonómica de Chalybea, incluidas las descripciones

ampliadas, el material examinado, el área de distribución, los comentarios taxonómicos y,

en el Apéndice 3, todos los ejemplares testigo del presente trabajo.

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Productos generados a partir de esta tesis:

• Trabajos presentados en eventos científicos

Morales-P., M. E. & F. González. 2006. Relaciones sistemáticas de Huilaea Wurd. y

Chalybea Naud. (Melastomataceae). IX Congreso Latinoamericano de Botánica,

19-25 de junio, Santo Domingo (República Dominicana).

Morales-P., M. E., D. S. Penneys, W. S. Judd & F. González. 2006. Relaciones

filogenéticas de los géneros Huilaea Wurd. y Chalybea Naud. en la tribu Blakeeae

(Melastomataceae). IX Congreso Latinoamericano de Botánica, 19-25 de junio,

Santo Domingo (República Dominicana).

Morales-P., M. E., D. S. Penneys, W. S. Judd & F. González. 2007. Reevaluación de

Huilaea Wurdack y Chalybea Naudin (Melastomataceae) como géneros endémicos

de Colombia. Actual. Biol. 29 (Supl. 1): 74.

Sandino, T., M. E. Morales-P., X. Marquínez & D. S. Penneys. 2007. Exploración de

caracteres anatómicos de inflorescencia y flor de Blakeeae (Melastomataceae)

filogenéticamente informativos. Actual. Biol. 29 (Supl. 1): 76.

Sandino, T., M. E. Morales-P., X. Marquínez & D. S. Penneys. 2007. Anatomía de

inflorescencias y flores de algunas especies de Blakea P. Browne y Topobea Aubl.

(Melastomataceae: Blakeeae). Actual. Biol. 29 (Supl. 1): 145.

20

Sandino, T., M. E. Morales-P., X. Marquínez & D. S. Penneys. 2007. Morfología de

inflorescencias y flores de algunas especies de Blakea P. Browne y Topobea Aubl.

(Melastomataceae: Blakeeae). Actual. Biol. 29 (Supl. 1): 146.

Morales-P., M. E., D. S. Penneys, F. González & W. S. Judd. 2007. Filogenia de Huilaea

Wurdack y Chalybea Naudin (Melastomataceae) y reevaluación de su condición

endémica para Colombia. Actual. Biol. 29 (Supl. 1): 334.

Valoyes-C., Z., L. Palacios-D., M. E. Morales-P., E. Rentería-A., L. Palacios-P. & J. J.

Cuesta-S. 2007. El género Blakea P. Brown (Melastomataceae) en el departamento

del Chocó, Colombia. Actual. Biol. 29 (Supl. 1): 341.

Gil-L., P., M. E. Morales-P. & C. N. Díaz-Pérez. 2009. Huilaea macrocarpa Uribe

(Melastomataceae) en Arcabuco (Boyacá-Colombia). V Congreso Colombiano de

Botánica. San Juan de Pasto, 19-24 de abril de 2009.

Gil-L., P., M. E. Morales-P. & C. N. Díaz-Pérez. 2009. Notas sobre la fenología de

Huilaea macrocarpa Uribe (Melastomataceae) en Arcabuco (Boyacá-Colombia). V

Congreso Colombiano de Botánica. San Juan de Pasto, 19-24 de abril de 2009.

• Artículos publicados

Morales-P., M. E. & F. González. 2005. Redescubrimiento de Chalybea Naudin e

implicaciones en la delimitación genérica de Huilaea Wurdack (Melastomataceae).

Rev. Acad. Colomb. Cienc. 24 (93): 500-503.

Morales-P., M. E. & D. S. Penneys. 2010. Dos nuevas especies de Chalybea Naudin y

Huilaea Wurdack (Melastomataceae). Brittonia. 62 (1): 26-34.

21

• Trabajo de grado

Gil-L., P. 2009. Estado poblacional y grado de amenaza de Huilaea macrocarpa Uribe

(Melastomataceae) en el municipio de Arcabuco, Boyacá-Colombia. Universidad

Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

22

CAPÍTULO 2

ESTUDIO MORFOLÓGICO DE LAS ESPECIES DE

CHALYBEA Y HUILAEA (MELASTOMATACEAE)

INTRODUCCIÓN

El conocimiento de la morfología de los géneros Chalybea y Huilaea es escaso y

prácticamente se reduce a las descripciones originales de las especies (Naudin, 1850;

Cogniaux, 1891; Wurdack, 1957, 1976, 1988, 1990; Lozano & Ruiz, 1996). No obstante, la

posible inclusión de Chalybea y Huilaea en la tribu Blakeeae, junto al complejo

Topobea+Blakea, ha sido propuesta con base en caracteres morfológicos tales como la

presencia de acarodomacios en la lámina foliar, drusas en el parénquima, flores grandes y

hexámeras, anteras con apéndice dorsal, frutos carnosos y semillas piramidales.

Las especies del complejo Huilaea+Chalybea poseen inflorescencias axilares, péndulas o

erectas, con pedúnculos elongados y robustos, inflorescencias en dicasios simples o

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compuestos, y flores grandes, pediceladas y bracteadas (Morales-P. et al., 2007; Penneys,

2007).

En el presente trabajo se estudiaron 86 características morfológicas de Chalybea y Huilaea

y se compararon con especies de Blakea s.l. y de otros miembros de Melastomataceae con

el fin de llevar a cabo un análisis filogenético combinado de datos morfológicos y

moleculares (capítulo 3); los caracteres estudiados tienen que ver con el hábito (dos

caracteres), la hoja (16), las inflorescencias (cinco), las brácteas y bractéolas (siete), la flor

(48) y el fruto y las semillas (ocho).

2.2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.2.1. Taxones estudiados

Como miembros del grupo interno se examinaron todas las especies de los géneros

Chalybea y Huilaea. El grupo externo estuvo conformado por especies representativas de

las tribus Blakeeae, Henrietteeae, Melastomeae, Merianieae y Miconieae, debido a que

estas tribus han sido propuestas como los posibles grupos naturales alternativos, a los

cuales pudieran pertenecer los miembros del grupo interno (cf. Mora-Osejo, 1966;

Michelangeli et al., 2004; Penneys et al., 2004a, 2007). De la tribu Blakeeae se incluyen

seis especies de Blakea s.l. (=Blakea s.s. más Topobea): B. granatensis Naud., B. jativae

Wurdack, B. polyantha Wurdack, B. rotundifolia D. Don, B. setosa (Tr.) Penneys & Judd

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[=Topobea setosa Triana] y B. spruceana Cogn.; de la tribu Miconieae se incluyen dos

especies, M. donaeana Naud. y M. laevigata (L.) D. Don; de la tribu Merianieae se

incluyen Axinaea scutigera Triana, Graffenrieda latifolia DC. y Meriania speciosa

(Bonpl.) Naud.; de la tribu Melastomeae a Monochaetum floribundum (Schltdl. & Cham.)

Naud. y de la tribu Henrietteeae a Henriettella trachyphylla Triana.

La siguientes referencias bibliográficas se emplearon en caso de confirmar u obtener datos

morfológicos adicionales: Mora-Osejo (1966), Judd (1989), Judd & Skean (1991), Renner

(1993), Lozano & Ruiz (1996), Renner et al. (2001), Michelangeli et al. (2004), Penneys et

al. (2004a, 2004b), Penneys & Judd (2005) y Penneys (2007). Para la interpretación de la

estructura de las inflorescencias se siguió a Mora-Osejo (1966) y Weberling (1988).

2.2.2. Tratamiento de muestras para estudios morfológicos

Se realizó trabajo de campo y revisión de ejemplares de herbario. El trabajo de campo fue

desarrollado en Colombia; además, se recibieron muestras debidamente preservadas y

fijadas en etanol al 70% de localidades en México, Costa Rica, República Dominicana,

Ecuador y Perú (Tabla 1, Capítulo 4, Apéndices 1-3).

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Tabla 1. Material testigo para los estudios morfológicos. Se marcaron con asterisco los que fueron procesados para microscopía electrónica.

Especie País Ejemplar Herbario Grupo interno Chalybea corymbifera Naud. Colombia ME Morales-Puentes

(MEM) 1741, 1742* COL, FLAS, UPTC

C. peruviana Morales-P. & Penneys Perú Smith 4825* MO Huilaea calyptrata Penneys & Morales-P. Ecuador DS Penneys (DSP) 1892* COL, FLAS H. ecuadorensis Wurdack Ecuador DSP 1589* COL, FLAS H. kirkbridei Wurdack Colombia MEM 1792* COL, FLAS H. macrocarpa Uribe Colombia MEM 1734, 1735, 1772*,

1773, 1774* COL, FLAS, UPTC

H. minor (Uribe) Lozano & Ruiz Colombia MEM 1754*, 1757* COL, FLAS, UPTC H. mutisiana Uribe Colombia MEM 1739*, 1740, 1759 COL, FLAS, UPTC

H. occidentalis Lozano & Ruiz Colombia MEM 1870* COL, CUVC, FLAS, UPTC

H. penduliflora Wurdack Colombia Little 9014 COL, NY

Grupo externo

Tribu Blakeeae Hook. in Benth. & Hook. Blakea granatensis Naud. Colombia MEM 1778* COL, FLAS, UPTC

B. jativae Wurdack Ecuador DSP 1565* COL, FLAS B. polyantha Wurdack Ecuador DSP 1583* COL, FLAS B. rotundifolia D. Don Ecuador DSP 1622 COL, FLAS

B. setosa (Triana) Penneys & Judd. Ecuador DSP 1577* COL, FLAS B. spruceana Cogn. Ecuador DSP 1624* COL, FLAS Tribu Henrietteeae Penneys, Michelangeli, Judd & Almeda

Henriettella trachyphylla Triana Colombia MEM 1787* COL, FLAS Tribu Melastomeae Juss. Monochaetum floribundum (Schltdl. & Cham.) Naud.

México DSP 1541 COL, FLAS

Tribu Merianieae Triana

Axinaea scutigera Triana Colombia MEM 1758* COL, FLAS, UPTC Graffenrieda latifolia (Naud.) Triana República

Dominicana DSP 1303 COL, FLAS

Meriania speciosa (Bonpl.) Naud. Colombia MEM 1779* COL, FLAS, UPTC

Tribu Miconieae DC.

Miconia donaeana Naud. Costa Rica DSP 1539 FLAS

M. laevigata (L.) D. Don República Dominicana

DSP 1317 FLAS

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2.2.3. Tratamiento de muestras para microscopía electrónica de barrido

Muestras de hojas y flores fijadas en etanol al 70% de miembros del grupo interno como

del grupo externo, se secaron por punto crítico y se montaron en portamuestras de aluminio

con cinta adhesiva doble faz de carbón. Posteriormente, se llevaron a recubrimiento

mediante una máquina metalizadora SPI 050. Las muestras fueron fotografiadas con un

microscopio electrónico de barrido Leo 450, en la escuela de Metalurgia de la Universidad

Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Los ejemplares testigos para las imágenes de

microscopía electrónica se mencionan en la Tabla 1.

2.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

2.3.1. Hábito y forma de crecimiento

La mayoría de especies de las tribus Henrietteeae (p. ej. Henriettella trachyphylla, Fig. 2

i), Merianieae (p. ej: Meriania speciosa, Fig. 2 j) y Miconieae (p. ej. Graffenrieda

latifolia, Fig. 2 h) son arbustos o árboles (Judd, 1986; Judd & Skean, 1991;

Michelangeli, 2000; Michelangeli et al., 2004). Las especies de la tribu Blakeeae muestra

diferentes tipos de hábito desde arbustivo (p. ej. Blakea granatensis, Fig. 2 g; B.

polyantha) o arbóreo hasta epífitas o hemiepífitas (p. ej. B. jativae, B. rotundifolia, B.

setosa y B. spruceana; cf. Renner, 1986; Penneys, 2007).

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Figura 2. Hábito de algunas especies estudiadas: (a) Chalybea corymbifera (Morales-P.

1741), (b) Huilaea kirkbridei (Morales-P. 1792), (c) H. macrocarpa (Morales-P. 1735), (d)

H. minor (Morales-P. 1754), (e) H. mutisiana (Morales-P. 1739), (f) H. occidentalis

(Morales-P. 1870), (g) Blakea granatensis (Morales-P. 1778), (h) Graffenrieda latifolia

(Penneys 1303), (i) Henriettella trachyphylla (Morales-P. 1787), (j) Meriania speciosa

(Morales-P. 1779), (k) Monochaetum floribundum (Penneys 1541). Escalas: 1 m en a-f, i-

j, 50 cm en g, k, 10 cm en h. Fotografías: a-g, i-j (MEM), h-k (DS Penneys).

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Las especies de Chalybea y Huilaea son de porte arbóreo o arbustivo. Las especies de

Huilaea usualmente son arbustos o árboles entre 1.5-15 m, con troncos delgados

(Apéndices 1 y 2, carácter 0). Chalybea corymbifera presenta porte arbóreo y alcanza los

15 m de altura (carácter 0, Fig. 2 a); así mismo, Huilaea kirkbridei, H. macrocarpa, H.

minor, H. mutisiana y H. occidentalis (Fig. 2 a-f) también son de porte arbóreo. H.

ecuadorensis es la única especie de Huilaea cuyo porte es de árbol hemiepífito, condición

que lo diferencia de las demás especies de Huilaea. Penneys (2007) reportó para el género

Blakea s.l., especies con porte arbóreo, hemiepífito y epífito, aunque predomina este

último.

2.3.2. Vástago

Lenticelas

Las lenticelas son un carácter potencialmente informativo en Chalybea y Huilaea ya que

varían en forma, tamaño y color (Fig. 3 a-e); usualmente se presentan en el tallo, el

pedúnculo, el pedicelo, el hipanto y el fruto; por ejemplo, Chalybea peruviana (Fig. 3 a),

Huilaea calyptrata (Fig. 3 b), H. macrocarpa (Fig 3. c), H. mutisiana (Fig. 3 d) y H.

occidentalis (Fig. 3 e) presentan lenticelas elongadas, planas y blanquecinas a amarillentas,

mientras que H. kirkbridei tiene lenticelas redondas, blancas y tuberculadas. En los

miembros del grupo externo se presentan lenticelas únicamente en Blakea rotundifolia

(Fig. 3 f) y Graffenrieda latifolia; éstas son elongadas a redondas, planas y blancas a

amarillentas.

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Figura 3. Lenticelas (a-g) y peciolos (h-l) en varias especies estudiadas: (a-f) Lenticelas

en los entrenudos, indicadas por flechas: (a) Chalybea peruviana (Smith 4825), (b) Huilaea

calyptrata (Penneys 1892), (c) H. macrocarpa (Morales-P. 1772), (d) H. mutisiana

(Morales-P. 1740), (e) H. occidentalis (Morales-P. 1870), (f) Blakea rotundifolia (Penneys

1622), (g) entrenudos sin lenticelas en Monochaetum floribundum (Penneys 1541). (h-l)

Peciolos: (h-i) alados en (h) Huilaea minor (Morales-P. 1754), (i) H. penduliflora (Little

9014); (j-l) no alados en (j) H. calyptrata (Penneys 1892), (k) Blakea rotundifolia (Penneys

1622), (l) Monochaetum floribundum (Penneys 1541). Escalas: 1 cm.