Introducción
⌅La caracterización de la morfología de los frutos y el desenvolvimiento post-seminal en especies maderables en peligro crítico de extinción es fundamental para identificar caracteres con valor taxonómico y conservacionista. Estos estudios permiten elucidar aspectos clave de la biología reproductiva y el ciclo de vida de las especies, lo que facilita su correcta clasificación y diferenciación de taxones cercanos. Además, el análisis de las etapas iniciales del desarrollo de la plántula aporta información crucial sobre su adaptabilidad y vulnerabilidad, lo que resulta esencial para diseñar estrategias de propagación y restauración ecológica. La identificación de caracteres morfológicos distintivos no solo refina los criterios taxonómicos, sino que también orienta acciones prioritarias de conservación, lo que garantiza la preservación de estas especies y sus ecosistemas asociados.
La especie forestal Fraxinus caroliniana Mill. subsp. cubensis (Griseb.) Borhidi es un endemismo de la provincia de Matanzas. Su distribución se limita al norte, en la Ciénaga de Majagüillar, municipio Martí, y al sur, en la Ciénaga de Zapata, municipio de Jagüey Grande. La explotación irracional de su madera y el cambio de uso de los suelos han provocado la reducción y fragmentación de sus poblaciones.
Debido a esta situación, la especie se categorizó como en Peligro Crítico de extinción en el Primer Taller de Categorización de Árboles Cubanos (2005). También está incluida en la Lista Roja de la Flora Vascular Cubana (González Torres et al., 2016González Torres, L. R., Palmarola Bejerano, A., González Oliva, L., Bécquer, E. R., Testé, E., Barrios Valdés, D., Acosta Ramos, Z., Alomá Moreno, O., Álvarez Montes de Oca, J. C., & Berazaín Iturralde, R. C. (2016). Lista Roja de la Flora de Cuba 2016.) y en la Instrucción Técnica Nº 01/90 del Ministerio de la Agricultura (MINAG, 1990MINAG. (1990). Instrucción Técnica No 01/90. Ministerio de la Agricultura. La Habana. 43p.).
El proceso de reproducción de plantas es una etapa fundamental para la conservación de especies que se propagan por vía sexual. Este proceso responde a diferentes objetivos, como el refuerzo de poblaciones para apoyar la conservación in situ. También se emplea en la regeneración para reponer accesiones, crear nuevas poblaciones, establecer colecciones vivas ex situ o realizar estudios científicos.
La caracterización del recurso genético mediante mediciones morfológicas es uno de los pasos iniciales para la conservación y protección del germoplasma (Arellano Durán, 2012Arellano Durán, N. (2012). Caracterización morfológica, estudio molecular y determinación de azúcares en zapote mamey (Pouteria sapota Jacq HE Moore & Stearn) [Master’s Thesis]. http://colposdigital.colpos.mx:8080/xmlui/handle/10521/1091 ). Este enfoque permite identificar variaciones importantes dentro de las poblaciones. Además, contribuye a establecer estrategias de manejo adecuadas para la preservación de la diversidad genética.
El objetivo de este trabajo fue caracterizar la morfología de los frutos y el desenvolvimiento post-seminal de Fraxinus caroliniana Mill. subsp. cubensis (Griseb.) Borhidi. Los resultados aportan información valiosa para identificar caracteres con posible relevancia taxonómica. Asimismo, estos datos pueden ser útiles para la implementación de estrategias de conservación efectivas.
Materiales y métodos
⌅Recolección de los frutos de Fraxinus caroliniana
⌅Los frutos de F. caroliniana se recolectaron en el área de Las Maravillas, ubicada en la Ciénaga de Majagüillar. La recolección se llevó a cabo en noviembre de 2017, se seleccionaron muestras de seis árboles en base a sus características fenotípicas, como su vigor y buen estado de salud. Se consideró que los frutos habían alcanzado su madurez cuando presentaban una cubierta de color pardo claro y se desprendían con facilidad de las ramas.
En los árboles de mayor altura, los frutos se desprendieron con la ayuda de un gancho y se depositaron en bolsas de papel. Cada bolsa se etiquetó con información detallada, incluyendo la fecha, el sitio y el municipio de recolección, para evitar la mezcla de las muestras. Este procedimiento garantizó la trazabilidad y organización del material recolectado.
Morfometría del fruto de Fraxinus caroliniana
⌅El procesamiento de los frutos se realizó en el Laboratorio de Botánica de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad de Matanzas. Los frutos se extendieron sobre papel periódico para eliminar impurezas, como restos de hojas y ramas. Para evaluar la variabilidad en el tamaño, se midieron el largo del fruto y del ala, así como el largo, ancho y grosor del área seminífera.
Las mediciones se efectuaron en 30 frutos seleccionados al azar por árbol, lo que totalizó 180 muestras. Este enfoque permitió obtener datos representativos de la diversidad morfológica presente en la población estudiada.
Caracterización morfológica de las plántulas de Fraxinus caroliniana
⌅Obtención y preparación de material para el sustrato
⌅El sustrato utilizado consistió en arena de río, la cual se lavó dos veces con agua común y una vez con agua destilada para eliminar impurezas. Posteriormente, se mezcló con tierra y suelo orgánico en una proporción 1:1, siguiendo la metodología propuesta por Escobar & Suárez (2013)Escobar, D. A., & Suárez, K. L. (2013). Evaluación morfológica de las plántulas de cinco especies forestales mediante la aplicación de tres tratamientos pregerminativos en el cantón Echeandía, provincia Bolívar [Tesis de grado previo a la obtención del título de ingeniero forestal]. Universidad Estatal de Bolívar. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Escuela ….. Esta preparación aseguró las condiciones adecuadas para el desarrollo de las plántulas.
Selección de los frutos
⌅Una vez obtenidas las semillas, se procedió a su selección en base a criterios como el tamaño y el estado sanitario. Este proceso buscó maximizar la tasa de brotación, tal como lo recomienda (Terry Rosabal, 2011Terry Rosabal, M. (2011). Conservación de Fraxinus caroliniana subsp. Cubensis (Griseb.) Borhidi y establecimiento de una colección ex situ en el Jardín Botánico de Matanzas. [Tesis en opción a Máster en Ciencias Agrícolas, Universidad de Matanzas. Facultad de Ciencias Agropecuarias]. https://rein.umcc.cu/handle/123456789/675?locale-attribute=es ). La uniformidad en la calidad de las semillas fue fundamental para garantizar resultados consistentes en el estudio.
Siembra
⌅La siembra se realizó de forma manual en dos bandejas de poliespuma, cada una con 70 alvéolos, con un total de 140 unidades. Con la ayuda de un espeque, se preparó un hoyo de 1 cm de profundidad en el centro de cada alvéolo. En cada hoyo se colocó un fruto en posición vertical, asegurando las condiciones óptimas para su germinación (Figura 1). A los 120 días de germinadas, las plántulas se trasplantaron a bolsas de polietileno de 10 cm de longitud.
Evaluación post-seminal de Fraxinus caroliniana
⌅Porcentaje de brotación (PB)
⌅Esta variable se evaluó mediante observación directa. Se contó cada una de las plántulas brotadas por unidad experimental y se relacionó con el número total de semillas sembradas. El resultado se expresó en porcentaje.
Porcentaje de sobrevivencia (PS)
⌅Este parámetro se determinó con base en el número de plantas que sobrevivieron después de 120 días de la siembra. Se comparó con la cantidad inicial de plántulas brotadas. El valor final se expresó en términos porcentuales.
Longitud del tallo (LT)
⌅La medición de esta variable se realizó con una regla métrica. Se midió la distancia desde la base de la planta hasta el ápice a los 120 días después de la germinación y 30 días posteriores al trasplante a bolsas de polietileno. Todos los datos se registraron en centímetros.
Longitud de la raíz principal (LR)
⌅Esta medición se llevó a cabo con una regla métrica. Se midió la distancia desde el cuello de la raíz hasta su ápice en todas las plántulas. Los resultados se expresaron en centímetros.
Largo del limbo de la plúmula (LL)
⌅Esta variable se registró en centímetros con una regla métrica. La medición abarcó desde la inserción del limbo con el pecíolo hasta su ápice. Las observaciones se realizaron a los 120 días de la germinación y 30 días después del trasplante.
Análisis estadístico
⌅Se realizó un análisis descriptivo de los datos numéricos obtenidos en cada variable. Entre las medidas de posición, se destacó la media, mientras que entre las medidas de variación se consideró el error estándar. Para este proceso, se utilizó el programa STATGRAPHIC Plus versión 5.0. Además, se determinó el intervalo de confianza de la media. Las variables analizadas incluyeron el ancho y largo del fruto, el ancho y largo de las semillas, y el largo del pecíolo en la morfometría del fruto. En la caracterización de las plántulas, se evaluaron la longitud de la plántula, la longitud de la raíz principal, la longitud del tallo y la longitud de la plúmula. En ambos casos, se calculó la media (X) y el error estándar (Es).
Resultados y discusión
⌅Morfometría del fruto de Fraxinus caroliniana
⌅Los valores mínimos y máximos para el largo y ancho de los frutos se registraron en 3,88 mm y 3,99 mm, y 0,93 mm y 0,98 mm, respectivamente, con un error estándar de 0,01 y 0,02. En el caso de las simientes, los valores mínimos y máximos para el ancho y largo fueron de 0,24 mm y 0,26 mm, y 1,98 mm y 2,06 mm, con un error estándar de 0,005 y 0,02. Estos resultados coinciden con los datos morfométricos informados por Terry Rosabal (2011)Terry Rosabal, M. (2011). Conservación de Fraxinus caroliniana subsp. Cubensis (Griseb.) Borhidi y establecimiento de una colección ex situ en el Jardín Botánico de Matanzas. [Tesis en opción a Máster en Ciencias Agrícolas, Universidad de Matanzas. Facultad de Ciencias Agropecuarias]. https://rein.umcc.cu/handle/123456789/675?locale-attribute=es (Tabla 1).
| Variables | Intervalos de confianza de la Media | Error estándar |
|---|---|---|
| Ancho/Fruto | 0,93≤M≤0,98 | ±0,01 |
| Ancho/Semilla | 0,24≤M≤0,26 | ±0,005 |
| Largo/Fruto | 3,88≤M≤3,99 | ±0,02 |
| Largo/Semilla | 1,98≤M≤2,06 | ±0,02 |
Los valores obtenidos confirman la correspondencia entre las variables morfométricas analizadas, lo cual respalda los hallazgos de Guzmán & Cruz (2014)Guzmán, A. M., & Cruz, E. (2014). Características físicas de frutos de cuachalalate (Amphipterygium adstringens (Schltdl.) Standl) de tres procedencias. Revista fitotecnia mexicana, 37(3), 255-260. en la caracterización física de sámaras de Amphipterygium adstringens (Schltdl.). Esta similitud refuerza la validez de los parámetros evaluados en el estudio.
Según González (2008)González, P. A. (2008). Oleaceae. Flora de la República de Cuba. Fascículo 14 (2): 1-46. Koeltz Scientific Books, Alemania., los frutos de Fraxinus caroliniana Mill. subsp. cubensis (Griseb.) Borhidi son secos, del tipo sámara, y presentan alas aplanadas de tejido fibroso formadas por las piezas del perianto. Estas estructuras les permiten dispersarse mediante el viento. Cuando están inmaduros, los frutos son verdes, lo que les permite mimetizarse con el follaje y evitar la depredación por aves, mamíferos e insectos (Raven et al., 1992Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (1992). Biología de las plantas (Vol. 2). Reverté. https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=xvNd3udrh1YC&oi=fnd&pg=PA359&dq=Desarrollo+del+fruto.+Biolog%C3%ADa+de+las+Plantas+Raven&ots=jpb0TOID2E&sig=MBUnF9qSOLYrj-KFCH4_UAzF0VU ). l madurar, adoptan un color pardo (figura 2A) y contienen una semilla (monospérmica) que permanece dentro del fruto hasta que las condiciones de humedad son adecuadas para la germinación (figura 2B).
El ala del fruto de F. caroliniana (Figura 3) desempeña un papel clave en la adaptación ecológica de la especie, ya que protege a la semilla de las altas temperaturas y reduce su deshidratación. Además, facilita la dispersión a distintos microhábitats mediante el viento (Guzmán & Cruz, 2014Guzmán, A. M., & Cruz, E. (2014). Características físicas de frutos de cuachalalate (Amphipterygium adstringens (Schltdl.) Standl) de tres procedencias. Revista fitotecnia mexicana, 37(3), 255-260.). Esta característica morfológica contribuye a la supervivencia y éxito reproductivo de la especie.
Desenvolvimiento pos-seminal de Fraxinus caroliniana
⌅Durante el seguimiento del ensayo de germinación iniciado en febrero, se observó que de 140 semillas germinaron 27, lo que representa un 15,8 % en un período aproximado de 60 días (figura 4). Estos resultados difieren de los obtenidos por Terry Rosabal (2011)Terry Rosabal, M. (2011). Conservación de Fraxinus caroliniana subsp. Cubensis (Griseb.) Borhidi y establecimiento de una colección ex situ en el Jardín Botánico de Matanzas. [Tesis en opción a Máster en Ciencias Agrícolas, Universidad de Matanzas. Facultad de Ciencias Agropecuarias]. https://rein.umcc.cu/handle/123456789/675?locale-attribute=es quien informó un 93,8 % de germinación en 100 días, sugiriendo que abril es el mes óptimo para la brotación de las plántulas.
La variación en los porcentajes de germinación pudo deberse a factores como la temperatura, la humedad, el momento de la colecta o la posición vertical en la siembra de los frutos. Berrios et al. (2013)Berrios, M. C., Vila, I., Cruz, H., Pérez, M., Martínez, D., Ramos, R., & Morales, O. (2013). Manejo y conservación de la especie arbórea forestal Fraxinus caroliniana subsp. Cubensis endémica de la flora, amenazada de extinción en los humedales de la Ciénaga de Zapata. estudiaron la germinación de frutos de esta especie procedentes de la Ciénaga de Zapata y encontraron diferencias según la posición de siembra. Obtuvieron el mayor porcentaje de germinación cuando los frutos se colocaron en posición horizontal.
El porcentaje de supervivencia de las plántulas alcanzó un 85,1 %, lo que indica su adaptación a las condiciones ambientales. Estas mantuvieron su desarrollo después de ser trasplantadas a bolsas de polietileno a los 60 días de germinadas (figura 5). Este resultado refleja la viabilidad del proceso bajo las condiciones experimentales.
La tabla 4 muestra las medias correspondientes a las variables LR, LT y LL a los 60 días después de la germinación y a los 30 días posteriores al trasplante. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en todas las variables como respuesta de la especie en ambos periodos evaluados. La variable longitud de la plúmula registró los valores más altos.
| 60 días después germinadas | 30 días después de trasplantada | |||
|---|---|---|---|---|
| Variables | Intervalos de confianza de la Media | Error estándar | Intervalos de confianza de la Media | Error estándar |
| Longitud/Raíz principal | 3,03≤M≤3,86 | ±0,19 | 3,44≤M≤4,17 | ±0,18 |
| Longitud/Tallo | 6,39≤M≤7,55 | ±0,27 | 10,33≤M≤11,81 | ±0,17 |
| Longitud/Plúmula | 1,37≤M≤1,88 | ±0,12 | 6,62≤M≤7,84 | ±0,29 |
Se observó que las dos primeras hojas (plúmula) presentan una forma simple y lanceolada, con bordes lisos. Esto difiere de lo informado por Courtis (2013)Courtis, A. (2013). Germinación de semillas. En Fisiología Vegetal. Guía de estudios de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Cátedra de Fisiología Vegetal., quien describió las primeras hojas de Fraxinus angustifolia como romboidales lanceoladas y con bordes aserrados. Estas discrepancias podrían deberse a variaciones morfológicas intrínsecas de la especie.
Según Escobar & Suárez (2013)Escobar, D. A., & Suárez, K. L. (2013). Evaluación morfológica de las plántulas de cinco especies forestales mediante la aplicación de tres tratamientos pregerminativos en el cantón Echeandía, provincia Bolívar [Tesis de grado previo a la obtención del título de ingeniero forestal]. Universidad Estatal de Bolívar. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Escuela …., esta diferencia podría atribuirse a las características morfológicas propias de la especie y a la composición de macro y micronutrientes en el sustrato. Además, estos autores señalaron que la altura de las plantas es una característica varietal que depende de la interacción entre el genotipo y el ambiente. Estos factores explican las variaciones observadas en el desarrollo de las plántulas.
Valoración económica, social y ambiental de la investigación
⌅La biodiversidad cumple un papel fundamental en el bienestar humano a través de los servicios ecosistémicos, que incluyen contribuciones directas e indirectas. Entre estos servicios se encuentran los de abastecimiento, como la producción de alimentos y madera; los de regulación, como el control de plagas y la depuración de agua; y los culturales, como el ecoturismo y la educación ambiental. Estos beneficios resaltan la importancia de conservar los ecosistemas.
Los beneficios económicos se manifiestan en actividades vinculadas a la biodiversidad, como el turismo, la industria farmacéutica y la biotecnología. Además, se generan ahorros en la prevención de riesgos naturales, como inundaciones, y en gastos sanitarios relacionados con enfermedades respiratorias. La redistribución de la riqueza entre zonas urbanas y rurales también crea incentivos para recuperar áreas marginadas por el modelo económico actual.
La especie Fraxinus caroliniana Mill. subsp. cubensis (Griseb.) Borhidi, presente en ecosistemas de ciénaga, podría tener un potencial significativo para la industria maderera y farmacéutica si no estuviera categorizada en peligro crítico de extinción. Los resultados de esta investigación respaldan su valor farmacéutico debido a la presencia de fitoquímicos con posibles aplicaciones médicas. Su conservación podría aportar soluciones terapéuticas para diversas enfermedades humanas.
La colección ex situ ubicada en el Jardín Botánico de Matanzas facilita la realización de actividades ambientalistas con niños, jóvenes y adultos. Estas acciones promueven la conservación de la especie al destacar su importancia ecológica. De esta manera, se fomenta una mayor conciencia sobre los servicios que esta planta brinda al ecosistema.
Conclusiones
⌅-
La morfometría de los frutos de Fraxinus caroliniana subsp. cubensis (Griseb.) Borhidi demostró correspondencia entre las variables largo y ancho de los frutos y las simientes lo que indica homogeneidad entre los individuos de una misma procedencia.
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Las plántulas de Fraxinus caroliniana subsp. cubensis (Griseb.) Borhidi mostraron un buen crecimiento y desarrollo después que se trasplantaron en bolsa de polietileno.