Boletín de la Sociedad Botánica de México

Morpho-anatomy of seedlings in Pachycereeae species: until when are they seedlings?

Se describe y compara la morfo-anatomía de plántulas de la tribu Pachycereeae con el objetivo de establecer diferencias entre las fases del crecimiento inicial y establecimiento y distinguir así la diferenciación entre plántula e individuo juvenil. El registro de los cambios morfo-anatómicos se obtuvo de una muestra de más de 500 plántulas de seis especies representantes de cinco géneros de esta tribu, de las cuales se tomaron semanalmente tres plántulas durante los tres primeros meses y posteriormente cada mes hasta completar 24 meses de crecimiento, con el propósito de registrar sus cambios morfo-anatómicos. Se encontraron diferencias (P < 0.05) para altura de la plántula, longitud de la raíz, altura y diámetro del tallo entre las especies en las diferentes edades. El retardo en el desarrollo del tallo y la raíz fue característico de Escontria chiotilla y Myrtillocactus geometrizans provenientes de semillas pequeñas. Las especies comparten atributos de los tejidos dérmico, fundamental y vascular, pero se destacan los cuerpos de proteína en Pachycereus grandis y los cristales prismáticos en epidermis-hipodermis de las especies de Neobuxbaumia. Al establecerse el cámbium vascular sólo se diferencian elementos de vaso y traqueidas de banda ancha, y las fibras aparecen hasta después del año de edad en algunas especies. Se concluye que la desaparición de cotiledones, presencia de costillas, establecimiento de cámbium vascular, mayor acumulación de xilema secundario y diferenciación de haces vasculares medulares permiten establecer el límite entre la etapa de plántula y planta joven en Pachycereeae.

Morpho-anatomy of species in Tribe Pachycereeae seedlings is described and compared with the aim to find differences between the initial growth and establishment stages and to determine the point in time of the change from seedling to young plant. The morpho-anatomical traits were observed from sampling more than 500 seedlings of six species belonging to five genera of this tribe. Seedlings were collected weekly the first three-months after germination and afterwards they were collected monthly to complete 24-months of growth. Statistical differences (P < 0.05) were observed for seedling height, root length, and stem width and height between the species at different ages. A delay in stem and root development was found in Escontria chiotilla and Myrtillocactus geometrizans, species with the smallest seeds. Moreover, the studied species share dermal, fundamental, and vascular tissue traits, however the protein bodies distinguish Pachycereus grandis and the prismatic crystals in epidermis-hypodermis characterize species of Neobuxbaumia. At the onset of vascular cambium, only vessel elements and wide band tracheids become differentiated, whereas fibers appeared in some species after they had one-year of age. We concluded that disappearance of cotyledons, differentiation of ribs, establishment of vascular cambium, a greater accumulation wood, and differentiation of medullary bundles allow us to determine the limits between the seedling stage and the young plant stage.

**Genetic diversity of Oreopanax xalapensis (Araliaceae) in the Highlands of Chiapas**

La diversidad genética de una especie determina su capacidad de respuesta a los cambios ambientales, por lo que su conocimiento puede ser de importancia para el diseño de estrategias de restauración de bosques. En este estudio se analiza la diversidad y estructura genética de cinco poblaciones de Oreopanax xalapensis en Los Altos de Chiapas. Esta especie se está utilizando en prácticas de restauración del bosque mesófilo de montaña en la región, pero se desconocen los niveles de variación genética de las poblaciones naturales de las que se obtienen las semillas. Para la descripción genética se usaron 18 loci enzimáticos evidenciados en acetato de celulosa, y con base en las frecuencias genotípicas se determinaron las frecuencia alélicas y se obtuvieron los siguientes estimadores de diversidad genética: polimorfismo, heterocigosidad observada (H O) y esperada (H E), y el número de alelos promedio. El estadístico F ST se utilizó para estimar el grado de diferenciación entre subpoblaciones. El número de alelos promedio fue de 1.8-2.0 por locus; se registró un polimorfismo de 66 al 100%. El promedio de H O fue de 0.362, y H E de 0.379. El grado de estructuración fue significativamente alto (F ST = 0.214), la estimación indirecta de flujo genético entre las subpoblaciones fue de Nm = 5.0 individuos por generación. Las subpoblaciones de O. xalapensis son genéticamente diversas y se encuentran estructuradas; lo anterior implica que para una práctica de restauración efectiva debiera considerarse la colecta de semillas de todas las subpoblaciones para tener una mejor representatividad de su diversidad genética.

The genetic diversity of a species determines its ability to respond to environmental changes, thus their knowledge can be important for designing strategies for forest restoration. This study analyzes the diversity and genetic structure of five populations of Oreopanax xalapensis in the Highlands of Chiapas. This species is being used for restoration of the montane cloud forests into the region, but unknown levels of genetic variation in natural populations where seeds are obtained. We used 18 enzymatic loci screened by electrophoresis in cellulose acetate. Genotype frequencies were used to calculate the allelic frequency and obtained the following estimates of genetic diversity: proportion of polymorphism, observed (H O) and expected heterocigosity (H E); and average number of alleles. The F ST statistic was used to estimate the level of genetic differentiation among subpopulations. The average number of alleles per locus was between 1.8 and 2.0; the proportion of loci polymorphic ranged from 66 to 100%. Average H O was 0.362, and H E = 0.379. The degree of structure was significantly high (F ST = 0.214), the indirect estimate of gene flow among subpopulations was Nm = 5.0 individuals per generation. Subpopulations of O. xalapensis are genetically diverse and are structured; this implies that for an effective restoration practice should be considered the collection of seeds of all populations for a better representation of genetic diversity.

Microclimate and sapling survival under organic and polyethylene mulch in a tropical dry deciduous forest

Mulches effect on net radiation (R N), air (Ta) and soil (T S) temperature, vapour pressure deficit (VPD), soil water content (SW), stomatal conductance (gS) and survival of three native species in a degraded tropical deciduous forest area was examined. The study year was dry, with half of the average annual rainfall. Three blocks were chosen, each block contained sixteen plots. Mulches with alfalfa straw, forest litter, white polyethylene and bare soil, were used. Twenty plants of each species one year-old were transplanted in each of 16 plots (5 × 6 m). The experiment was conducted during one year. R N was higher in plots with forest litter than in other treatments; Ta, T S and VPD were higher in bare soil plots than in mulched plots, and SW was higher in mulched plots than in bare soil plots. Ipomoea wolcottiana and Caesalpinia eriostachys registered the highest values of gS and survival, whilst Lonchocarpus eriocarinalis registered the lowest. In polyethylene mulch the three species showed the greatest survival. Mulches mitigate extreme microclimates and increase plant survival during the restoration of dry tropical areas.

Se examinó el efecto de acolchados en la radiación neta (R N), temperatura del aire (Ta) y del suelo (T S), déficit de presión de vapor (DPV), contenido de agua en el suelo (AS), conductancia estomática (gS) y supervivencia de tres especies nativas en un área degradada de bosque tropical caducifolio. El año de estudio fue seco, con la mitad del promedio de la precipitación anual. Se establecieron 48 parcelas con acolchados de alfalfa, mantillo, polietileno blanco y suelo desnudo. Se transplantaron 20 plantas de cada especie de un año de edad en cada una de las parcelas (5 × 6 m). El experimento se llevó a cabo durante un año. R N fue más alta en los acolchados de mantillo que en los otros tratamientos; AS fue más alto en los acolchados que en el control, mientras que Ta, T S, y DPV fueron más altos en el suelo desnudo. Ipomoea wolcottiana y Caesalpinia eriostachys presentaron las gS y supervivencias más altas, y Lonchocarpus eriocarinalis las más bajas. Las tres especies registraron la mayor supervivencia en polietileno. Los acolchados mitigan los microclimas extremos e incrementan la supervivencia vegetal al restaurar las áreas tropicales secas.

Floristics of the cloud forest and border vegetation in Avándaro, Valle de Bravo, Mexico state, Mexico

El bosque mesófilo de montaña estudiado se encuentra en la zona central de la frontera entre la Faja Volcánica Trans-mexicana y la cuenca del río Balsas. En este trabajo se incluye una lista florística que comprende 98 familias, 245 géneros y 391 especies de plantas vasculares. La vegetación arbórea presenta tres estratos, uno alto (cercano a 40 m), donde son frecuentes varias especies de encinos y Zinowiewia integerrima; uno medio (20 m) con Carpinus caroliniana, Ternstroemia lineata subsp. lineata y Tilia americana, entre otras y uno bajo (5-15 m) con Clethra spp., Cleyera integrifolia, Cornus disciflora, Garrya laurifolia, Meliosma dentata, Oreopanax xalapensis, Parathesis melanosticta, Styrax argenteus y Symplocos citrea. Los estratos arbustivo y herbáceo son ricos debido a la intrusión de especies de zonas de uso agropecuario y recreativo. Se discute el estado de conservación del bosque con base en indicadores ambientales derivados de los resultados florísticos.

The cloud forest studied in this work is located at the central part of the border between the Mexican Transvolcanic Belt and the Balsas basin. The floristic list of the area includes 98 families, 245 genera and 391 species of vascular plants. The arboreal vegetation is divided into three strata, a higher (40 m) mostly constituted by oaks and Zinowiewia integerrima, a medium (20 m) by Carpinus caroliniana, Ternstroemia lineata subsp. lineata and Tilia americana, among others, and a lower one (5-15 m) by Clethra spp., Cleyera integrifolia, Cornus disciflora, Garrya laurifolia, Meliosma dentata, Oreopanax xalapensis, Parathesis melanosticta, Styrax argenteus and Symplocos citrea. Shrubby and herbaceous layers are rich because the disturbance caused by the surrounding agricultural and recreational areas. We discussed the conservation status of the cloud forest based on environmental indicators derived from the floristic results.

The Compositae endemic to Oaxaca, Mexico: distribution and diversity

Se reconocen 249 especies de la familia Asteraceae (Compositae) como endémicas o casi endémicas de Oaxaca, al distribuirse marginalmente en alguno de los estados con los que Oaxaca hace frontera. Oaxaca comparte el mayor número de especies endémicas con Puebla (53.4%), mientras que con Veracruz comparte el menor número (2.8%). Se analiza la distribución de 209 especies que contaron con registros georreferenciados, en una retícula de 162 cuadros de 15 minutos de latitud y longitud en que fue dividido el estado; los resultados indican que 103 de ellos (63.4%) registran al menos una especie endémica. Al evaluar la distribución del endemismo en una categorización de cinco tipos principales de vegetación (biomas), se observa que los bosques templados registran la mayor riqueza de especies (164) y los bosques tropicales húmedos la menor riqueza (15 especies). Se discuten las principales áreas de concentración de especies endémicas en el estado y su relación con los biomas donde estas especies se encuentran.

A figure of 249 species of the family Asteraceae (Compositae) endemic or nearly endemic to the state of Oaxaca are identified, several of them marginally distributed at the neighbor states bordering Oaxaca. The state shares the larger number of endemic species with Puebla (53.4%), while the lower number is shared with the state of Veracruz (2.8%). This paper analyses the geographic distribution of 209 species of endemic Asteraceae with specimens that were able to be georreferenced, using a grid square network with each cell 15 minutes of latitude and longitude (N= 162 grid squares). Results indicate that 103 grid squares (63.4%) record at least one endemic species. In addition, by using a classification of the state in five main vegetation types (biomes), it is noted that temperate forests include the largest number of endemic species (164) and the tropical humid forests the lower number (15). The main areas in Oaxaca concentrating endemic species are discussed, searching for any relationship with the biomes such cells include.

Biogeography and divergence time estimates of woody bamboos: insights in the evolution of Neotropical bamboos

The Neotropical woody bamboos are a monophyletic lineage with three subtribes in the Bambusoideae: Arthrostylidiinae, Chusqueinae and Guaduainae. The geographical distribution of these subtribes extends from Mexico, Central America, Caribbean Islands, to South America. In order to understand the biogeographical patterns and origin of these bamboos, a phy-logeny of Neotropical woody bamboos was first inferred. Then divergence time estimation of particular nodes using a Bayesian approach and ancestral area reconstruction using S-DIVA were performed. The results suggest a Miocene origin of Neotropical bamboos where the subtribe Chusqueinae was the oldest, followed by the Arthrostylidiinae and the Guaduinae. The ancestral area reconstruction indicated a complex scenario in which the ancestral area for Chusqueinae was Andean South America followed by multiple dispersal events to Atlantic Brazil and Mesoamerica. Overall, the results support the hypothesis of a South American origin of the Neotropical woody bamboos, corroborated by the molecular dating, ancestral area reconstruction and the fossil record.

Los bambúes leñosos Neotropicales son un linaje monofilético dentro de Bambusoideae con tres subtribus: Arthrostylidiinae, Chusqueinae y Guaduinae. La distribución geográfica de éstas va desde México, Centroamérica, Islas del Caribe hasta Sudamérica. Para entender los patrones biogeográficos y el origen de estos bambúes se realizó un análisis filogenético. Posteriormente las estimaciones de los tiempos de divergencia de nodos particulares bajo una aproximación Bayesiana y la reconstrucción de las áreas ancestrales utilizando S-DIVA fueron realizadas. Los resultados sugieren un origen en el Mioceno para los bambúes Neotropicales, donde la subtribu Chusqueinae fue la más antigua, seguida de Arthrostylidiinae y Guaduinae. La reconstrucción de las áreas ancestrales, indican un escenario complejo donde el área ancestral para Chusqueinae fueron Los Andes, seguido de múltiples eventos de dispersión hacia el bosque Atlántico y Mesoámerica. Los resultados soportan la hipótesis de un origen Sudamericano para los bambúes Neotropicales, corroborado por la datación molecular, la reconstrucción del área ancestral y el registro fósil.

Javier Chavelas Pólito

Raymundo Ramírez Delgadillo

XVIII Congreso Mexicano de Botánica, Certamen de Tesis de temas botánicos