Introducción

La familia Campanulaceae posee una amplia distribución mundial, agrupa ca. 2489 especies en 95 géneros (^{Govaerts, 2024}). En este grupo, el género Lobelia L. se distingue como el segundo más diverso con aproximadamente 442 especies (^{Lammers, 2011}; ^{Govaerts, 2024}). La clasificación infragenérica de Lobelia propuesta por ^{Lammers (2011)} se basa en caracteres morfológicos e incluye 18 secciones. En México, Campanulaceae está representada por 14 géneros y 118 taxones, destacando Lobelia por su riqueza con 86 especies (^{Gutiérrez-Sánchez et al., 2018}; ^{Rzedowski, 2019}; ^{Pérez-Pérez et al., 2022}), las cuales corresponden a cinco de las 18 secciones conocidas (^{Rzedowski, 2019}). De los 86 taxones mexicanos de Lobelia, 55 se agrupan en la sección Stenotium (Presl) Lammers (^{Rzedowski, 2019}). Su distribución principal se encuentra en comunidades de Quercus-Pinus con menor presencia en bosques tropicales caducifolios, perennifolios y mesófilo de montaña; algunas especies se desarrollan en hábitats acuáticos, semiacuáticos y áridos (^{Rzedowski, 2019}).

En la sección Stenotium del género Lobelia se incluye el complejo Macrocentron que está conformado por cinco especies en peligro de extinción, endémicas de México y con distribución restringida (^{Ayers, 1987}, ¹⁹⁹⁰; ^{Ávila-González et al., 2018}; ^{Gutiérrez-Sánchez et al., 2018}, ^{Hernández-López y Munguía-Lino, 2023}). Cuatro de ellas se localizan en la Sierra Madre Occidental (L. knoblochii T.J. Ayers, L. macrocentron (Benth.) T.J. Ayers, L. mcvaughii T.J. Ayers y L. saturnini Art. Castro & I. Gut.) (^{Ávila-González et al., 2018}; ^{Gutiérrez-Sánchez et al., 2018}), mientras que una, L. villaregalis T.J. Ayers, se encuentra en la Faja Volcánica Transmexicana (^{Ayers, 1987}, ¹⁹⁹⁰; ^{Hernández-López y Munguía-Lino, 2023}). Las especies que integran el complejo Macrocentron se caracterizan por ser hierbas perennes de crecimiento decumbente o procumbente, sus pedicelos permanecen erectos y estáticos durante la maduración del fruto y sus corolas son rosadas o rosado-moradas con espolón (^{Ayers, 1987}; ^{Gutiérrez-Sánchez et al., 2018}). De este grupo, L. macrocentron y L. villaregalis presentan la mayor similitud morfológica (^{Ayers, 1987}) (Fig. 1).

Figura 1: A. Lobelia macrocentron (Benth.) T.J. Ayers, vista frontal; B. hábito; C. vista lateral; D. Lobelia villaregalis T.J. Ayers, vista frontal; E. hábito; F. vista lateral. Fotografías: Arturo Castro-Castro (A-C) y Darío Figueroa García (D-F).  

Aunque Lobelia macrocentron y L. villaregalis comparten características como racimos pedunculados y corolas con espolones largos y cilíndricos, es posible distinguirlas mediante una combinación de caracteres macromorfológicos (^{Ayers, 1987}; ^{Gutiérrez-Sánchez et al., 2018}; ^{Ávila-González et al., 2018}): Lobelia macrocentron se diferencia por sus hojas estrechamente ovadas a orbiculares o reniformes, que son enteras o serruladas, a diferencia de las hojas ovadas a suborbiculares y profundamente dentadas de Lobelia villaregalis. Además, L. macrocentron tiene brácteas florales más cortas (3.5-4 mm vs. 5.5-8.5 mm) y estambres de mayor longitud (7 mm vs. 5 mm). Los lóbulos inferiores de la corola en L. macrocentron son también más cortos ((4-)7-9.8(-12) mm × 2.8-3.5 vs. 11-12 × 6-7 mm) en comparación con L. villaregalis. Cabe destacar que ambas especies son alopátricas (^{Ayers, 1990}), sus relaciones filogenéticas aún no han sido evaluadas y tampoco han sido incluidas en estudios de morfología polínica.

La palinología es una herramienta valiosa con múltiples aplicaciones en diversas disciplinas científicas. En el ámbito académico se utiliza en la sistemática, la biogeografía histórica, la paleontología, y los estudios sobre cambio climático y otras áreas de las ciencias de la tierra (^{Sáenz de Rivas, 1978}). Sus aplicaciones se extienden a campos como la medicina para el estudio de las alergias, la ciencia forense y la melisopalinología que determina la calidad y origen geográfico de las mieles (^{Córdova-Córdova et al., 2013}). En el campo de la taxonomía la diversidad morfológica del polen ha resultado ser útil para delimitar tribus, géneros y en algunos casos especies (^{Díez y Valdés, 1991}; ^{Hargrove y Simpson, 2003}; ^{Meudt, 2016}; ^{Ruiz-Domínguez et al., 2019}; ^{Taia, 2022}; ^{Li et al., 2023}). Un ejemplo es la familia Campanulaceae, en la que varios autores han utilizado la morfología del polen como un criterio importante para analizar distintas categorías taxonómicas infrafamiliares (^{Chapman, 1966}; ^{Thulin, 1975}; ^{Dunbar, 1984}). En ese sentido, ^{Eddie et al. (2003)} realizaron un análisis filogenético con base en secuencias genéticas nucleares, morfología polínica, morfología de la cápsula y distribución geográfica, entre otros caracteres, logrando identificar dos clados principales dentro de la familia. Sin embargo, solo incluyeron tres taxones de Lobelia.

Los estudios palinológicos en Campanulaceae iniciaron con ^{Avetisjan (1973}, ¹⁹⁸⁶⁾, quien notó la variación morfológica del polen en la familia y sugirió sus tendencias evolutivas con base en los tipos de abertura. ^{Chapman (1966)} también estudió el polen de la familia, considerando 21 géneros y 31 especies, pero solo una de Lobelia. ^{Dunbar (1973}, ¹⁹⁷⁵, ¹⁹⁸⁴) y ^{Dunbar y Wallentinus (1976)} ampliaron los estudios previos incorporando cinco Lobelias: L. cliffortiana L., L. erinus L., L. spicata Lam., L. tenuis R. Br. y L. cardinalis L. Asimismo, ^{Ayers (1990)} analizó el polen de Heterotoma flexuosa (C. Presl) McVaugh, Heterotoma goldmanii Fernald y Lobelia mcvaughii T.J. Ayers, especies que presentan corolas espolonadas que actualmente están incluidas en Lobelia. Otras aportaciones relacionadas con el polen de Campanulaceae incluyen las de ^{Nowicke et al. (1992)} y ^{Morris y Lammers (1997)}. Por otra parte, ^{Belmont-Fuentes (1996)} realizó el tratamiento taxonómico y palinología de Campanulaceae y Sphenocleaceae del estado de Guerrero, México, incluyendo diez taxa de Lobelia.

En años recientes se han desarrollado bases de datos o bibliotecas de referencia para apoyar en la identificación de granos de polen; entre ellas, Global Pollen Project (^{Martin y Harvey, 2017}), Australasian Pollen and Spore Atlas (^{APSA, 2025}), Palynological Database desarrollada por la Universidad de Viena (^{PalDat, 2025}) y The European Pollen Database (^{EPD, 2025}). Estas plataformas en conjunto contienen información polínica de 13 especies de Lobelia. Únicamente tres de ellas, L. xalapensis Kunth, L. cliffortiana y L. cardinalis, se distribuyen en México, lo cual evidencia que la morfología del polen de Lobelia es poco conocida. Por otra parte, considerando que dentro del complejo Macrocentron, Lobelia macrocentron y L. villaregalis, presentan caracteres morfológicos similares y dado que la palinología es una herramienta de utilidad taxonómica, el objetivo del presente trabajo fue analizar y caracterizar la morfología el polen de L. macrocentron y L. villaregalis para determinar si existen caracteres diagnósticos entre las dos especies.

Materiales y Métodos

Las muestras del polen de L. macrocentron y L. villaregalis se obtuvieron de flores abiertas de material herborizado y depositado en el herbario Luz María Villarreal de Puga del Instituto de Botánica de la Universidad de Guadalajara (IBUG) y en el herbario Mtra. Graciela Calderón Díaz-Barriga y Dr. Jerzy Rzedowski del CIIDIR Unidad Durango del Instituto Politécnico Nacional (CIIDIR) (acrónimos citados según ^{Thiers, 2024}). El polen se acetolizó siguiendo la técnica de ^{Erdtman (1943)} que consiste en el tratamiento previo de las muestras con hidróxido de potasio (KOH) al 10%. Los pasos siguientes fueron: 1) Tamizar y por 5 min colocar en una centrifuga Labogene 1248 (Gyrozen, Korea del Sur); 2) Agregar ácido acético glacial; 3) Colocar en baño maría con la mezcla acetolítica (una parte de ácido sulfúrico concentrado por nueve partes de anhídrido acético) por 10 min; 4) Agregar nuevamente ácido acético glacial; 5) Lavar las muestras dos veces con agua destilada; 6) Agregar agua y glicerina a partes iguales y dejar reposar 24 h. En cada paso se centrifugaron las muestras por 5 min. Se procedió a realizar el montaje en gelatina glicerinada para elaborar las laminillas correspondientes para su observación.

En el microscopio de luz (ML), Zeiss AxioLab A1 (Jena, Alemania) con cámara integrada (Axiocam 208 color, 8 megapixeles), a un aumento de 100× se seleccionaron 20 granos de polen al azar de cada especie. En cada grano se observaron y midieron las siguientes características morfológicas: forma, polaridad, eje polar (P) y diámetro en la vista ecuatorial (E), relación P/E (eje polar/diámetro ecuatorial, el cual se obtuvo de las medidas en vista ecuatorial), diámetro del eje ecuatorial en la vista polar; tipo, número y posición de las aberturas. Todas las mediciones se capturaron en una tabla de Excel y se calcularon manualmente los valores promedio de cada variable analizada. La determinación de la forma de los granos isopolares se basó en ^{Erdtman (1972)}, tomando como criterio principal la relación P/E. La terminología utilizada se basó en ^{Erdtman (1972)}, ^{Faegri e Iversen (1975)}, ^{Sáenz de Rivas (1978)}, ^{Punt et al. (2007)} y ^{Sáenz (2004)}.

Resultados

A continuación, se describe la morfología de los granos de polen de las dos especies de Lobelia. Los valores entre paréntesis corresponden a la media de las medidas.

Lobelia macrocentron (Benth.) T.J. Ayers. (Fig. 2).

Polen isopolar, radiosimétrico, oblado esferoidal, 17(19.8)29 × 16(23.15)25 µm. P/E=0.85 µm (Fig. 2A); vista polar convexa 20(22.82)25 µm de diámetro (Fig. 2B); tricolporado, colpo 13(15.85)25 µm de largo con membrana colpal, endoporo circular 7.6 µm de ancho, 7.5 µm de largo (Fig. 2C); mesocolpio 13.75 µm; exina semitectada 1(1.17)1.5 µm de grosor, adelgazándose a nivel de las aberturas, nexina de grosor similar a la sexina (aunque difícil de observar); ornamentación reticulada, homobrocada (Fig. 2 D, E); apocolpio 3.05 µm, índice del área polar 0.13 µm (Fig. 2 F, Cuadro 1).

Figura 2: Características del polen de Lobelia macrocentron (Benth.) T.J. Ayers 1000×. A, C, E. vista ecuatorial. B, D, F. vista polar. A. corte óptico en vista ecuatorial polen oblado esferoidal; B. corte óptico en vista polar donde se observa el grosor de la exina; C. vista de la superficie detalle del endoporo; D, E. detalle de la ornamentación. F. detalle de la membrana colpal. Escala: 10 µm. Fotografías: María Guadalupe Pulido-Ávila. 

Material estudiado: MÉXICO. Sinaloa, Concordia, Ejido El Palmito, 2499 m, 23°35'12.6''N, 105°50'36.3''O, 08.III.2018, H. Ávila-González et al. 324 (CIIDIR).

Lobelia villaregalis T.J. Ayers. (Fig. 3).

Polen isopolar, radiosimétrico, prolado de 29(32.85)37 × 21(23.7)26 µm. P/E=1.38 µm (Fig. 3A); vista polar circular 28(32.02)35 µm de diámetro (Fig. 3B); tricolporoidado, endoporo poco evidente, se observa una constricción (Fig. 3C), razón por la cual no fue medido, colpo 22(24.55)27 µm de largo, presenta membrana colpal granular, mesocolpio 12.9 µm; exina semitectada 1(1.09)2 µm de grosor, nexina casi inexistente y menor que la sexina con báculos capitados; ornamentación estriada reticulada heterobrocada (Fig. 3D); apocolpio 4.1 µm, índice del área polar 0.12 µm, los granos de polen en vista polar son parasincolpados, solo ca. 3% son sincolpados (Cuadro 2).

Figura 3: Características del polen de Lobelia villaregalis T.J. Ayers 1000×. A. detalle de la ornamentación; B. corte óptico donde se observa la membrana colpal y la sincolpía; C. detalle de las aberturas; D. polen parinsolpado con detalle de la ornamentación. A, C. vista ecuatorial. B, D. vista polar; Escala: 10 µm. Fotografías: María Guadalupe Pulido-Ávila. 

Material estudiado: MÉXICO. Jalisco, Zapopan, Bosque La Primavera, arroyo al SE de la Venta del Astillero, 1550-1565 m, 20°43'00''N, 103°32'20''O, 23.II.2010, L. Hernández-López et al. 1011 (IBUG); Bosque La Primavera “El Espinazo”, 2070 m, 20°35'04''N, 103°32'01''O, 05.V.2009, L. Hernández-López y M. Harker 1031 (IBUG).

Discusión

Los análisis de polen de Lobelia macrocentron y L. villaregalis revelaron características morfológicas que permiten diferenciarlas. En este trabajo se describe por primera vez la morfología polínica de ambas especies. El polen de L. macrocentron es oblado esferoidal tricolporado, con un poro circular de 7.6 µm de ancho por 7.5 µm de largo, ornamentación reticulada y exina de 1.17 µm de grosor. Por otro lado, el polen de L. villaregalis es prolado, tricolporoidado, con ornamentación estriada reticulada, presentan vista polar circular y un grosor de exina de 1.09 µm.

La morfología general del polen de ambas especies coincide con descripciones previas de la subfamilia Lobelioideae y del género Lobelia. Por ejemplo, ^{Erdtman (1972)} señaló que los granos de polen en la subfamilia Lobeloideae son 2(3)4, colporoidados y prolados, con eje polar de 20-65 µm, presentan sexina más gruesa que la nexina, pueden ser pilados o no y sin espínulas. De manera similar, ^{Dunbar (1984)} encontró en el género Lobelia granos tricolpados o tricolporados con formas que varían de esferoidal a prolada o subprolada, con tamaño variable (24 × 16 - 47 × 24 µm) y ornamentación reticulada-estriada, lo cual concuerda con las características de las muestras analizadas aquí. ^{Ayers (1990)} también coincidió con estas descripciones al estudiar especies como L. flexuosa (C. Presl.) A. DC., L. mcvaughii y L. pringlei S. Watson. Las descripciones previas coinciden con las características de los ejemplares aquí analizados, pues presentan tres aberturas (L. macrocentron con polen tricolporado y en L. villaregalis es tricolporoidado) y se ubican en el amplio rango de tamaño sugerido por ^{Dunbar (1984)}. Además, la ornamentación estriada/reticulada coincide con L. villaregalis.

Por otra parte, ^{Dunbar (1975)} en su estudio palinológico de Campanulaceae, que incluyó tres especies de Lobelia (L. anceps L., L. dortmanna L. y L. zeylanica L.), obtuvo resultados que coinciden con los obtenidos en el presente trabajo en cuanto a la ornamentación (reticulada o estriada-reticulada) y forma (prolado en Lobelia anceps al igual que en L. villaregalis). No obstante, ^{Dunbar (1975)} describió las aberturas del polen de las tres Lobelias antes mencionadas como tricolpadas, difiriendo de los granos tricolporoidados observados en L. villaregalis y tricolporados en L. macrocentron.

Por otro lado, los resultados aquí obtenidos no concuerdan completamente con los de ^{Belmont-Fuentes (1996)}, quien describió la mayoría de los granos de polen de Lobelia esferoidales con exina de 1.9 a 2.1 µm de grosor, con excepción de Lobelia aguana E. Wimm. (suboblados) y L. laxiflora Kunth (subprolados). Sin embargo, en el presente estudio, los granos son prolados en L. villaregalis y oblado-esferoidales en L. macrocentron y la exina tiene menor grosor en ambas.

A pesar de estas diferencias, hubo coincidencias con la mayoría de los granos de las Lobelias estudiadas que son tricolporados a tricolporoidados. ^{Belmont-Fuentes (1996)} también incluyó a Heterotoma cordifolia (Hook. & Arn.) McVaugh y H. lobelioides Zucc., taxones que actualmente son reconocidas como parte de Lobelia (^{Ayers, 1990}), y las describe con polen esferoidal, aberturas tricolporoidadas a ligeramente tricolpadas y exina de 1.9-2 µm de grosor. La única coincidencia con los resultados obtenidos en este estudio es la condición tricolporoidada de L. villaregalis.

Al comparar los resultados de ^{García De Albano y Slanis (2006)}, quienes realizaron un estudio polínico de especies de Campanulaceae en Tucumán, Argentina, en el cual incluyeron a Lobelia nana Kunth y L. xalapensis Kunth, esta última presente en México, con la información obtenida para L. macrocentron y L. villaregalis se encontraron coincidencias parciales en el grosor de la exina. Solo L. villaregalis presentó granos prolados, pero difiere en las demás características.

Se ha sugerido que la forma de los granos de polen frescos puede cambiar con el proceso de herborización (granos secos) (^{Ayers, 1990}). Así mismo, al comparar los granos de polen de muestras acetolizadas con granos que no han pasado por ese proceso, el tamaño puede variar (^{Nair, 1970}). La técnica de acetólisis propuesta por ^{Erdtman (1943)} es el método más utilizado para analizar granos de polen. Este procedimiento elimina la intina y mantiene la exina, que posee los principales caracteres que facilitan la comparación morfológica entre especies y garantiza la homogeneidad en los análisis palinológicos. La mezcla acetolítica destruye todo material que acompaña al polen, como restos de hojas o flores cuyo componente principal es la celulosa, por esta razón, la acetólisis es uno de los mejores métodos para purificar las muestras polínicas para ser analizadas (^{Sáenz de Rivas, 1978}).

Una revisión de la morfología del polen de 16 especies mexicanas de Lobelia estudiadas por diversos autores, resumida en el Cuadro 3, permite identificar patrones comunes y diferencias. La forma de los granos vista en corte ecuatorial es predominantemente esferoidal (69.23%), seguida de prolado (7.69%) y mezclas de las anteriores; subprolado, suboblado y oblado-esferoidal con 7.69% cada uno. Sin embargo, estas cifras no incluyen datos de dimensiones de L. flexuosa, L. mcvaughii y L. pringlei, dado que no hubo información disponible. La forma de la vista polar, en su mayoría, es semicircular (75%) y en menor proporción convexa, circular y semicircular-elíptica (25%).

El índice del área polar tiende a ser pequeño en todas ellas según la caracterización de ^{Iversen y Troels-Smith (1950)}.

Las aberturas predominantes son tricolporoidadas, ya sean solas o combinadas (tricolporoidada-tricolpada, tricolporoidada-tricolporada), presentes en 68.75% de los taxones, seguidas de la forma tricolporada (31.25%). La ornamentación del polen frecuente es punctitegilada (62.5%) con varias combinaciones (punctitegilada-microrreticulada, psilada-punctitegilada y punctitegilada), seguida de estriada (estriada-reticulada, reticulada-estriada) con 25% y, por último, reticulada con 12.5%.

La mayor variabilidad morfológica del polen entre las especies mexicanas de Lobelia radica en las dimensiones de los granos tanto en vista polar como ecuatorial (Cuadro 3). Estas medidas, combinadas con otras características, resultan únicas para cada taxón. No obstante, se reconoce que estos patrones pueden cambiar a medida que se estudie un mayor número de taxones de este género que es tan diverso. En conclusión, estos resultados confirman que la palinología es una herramienta efectiva en estudios taxonómicos, permitiendo distinguir a especies morfológicamente similares del género Lobelia.

Financiamiento

Este trabajo fue financiado con recursos propios de los autores.

Declaración de disponibilidad de datos

El conjunto de datos que apoya los resultados de este estudio fue publicado en SciELO Data y puede ser accedido en https://doi.org/10.48331/SCIELODATA.0E9VLU