Estudio de la adaptación de las Plantas a Ambientes secos Xerofitas.
RESUMEN
La
siguiente investigación se basa en el Estudio de las Adaptaciones de las
Plantas a ambientes secos, la cual a su vez se puede desglosar en cuatro
objetivos específicos; tanto de investigaciones teóricas como de campo siendo
las siguientes: Descripción morfológica y anatómica de las plantas xerofitas, Descripción
del habitad de las plantas xerofitas, Análisis del metabolismo en plantas
xerofitas y la Descripción de la investigación de campo. Esta última se realizo
con La recolección de muestras en las
adyacencias del distribuidor el “Rodeo” (9º58'40.16"N y
69º33'14.33"O) en un área de 300 mtr², ubicado en Quibor, Estado
Lara Venezuela; por medio de la investigación se pueden establecer
características bien definidas tanto de las plantas como del habitad donde se
encuentran.
INTRODUCCIÓN
Las plantas xerofitas son aquellas que están sujetas a periodos de sequías muy prolongados y precipitaciones escasas e
irregulares. Presentan una gran diversidad de adaptaciones relaciones toda con
la regulación de la economía hídrica y que se reflejan en la anatomía,
morfología y fisiología. Es quizás el
tipo ecológico donde se observa las formas más interesantes como respuesta al
ambiente.
Algunos xerofitos desarrollan un extenso
tejido acuífero en las hojas o tallo y, a veces, en las raíces y se conoce como
suculentas; en ellas se observa un aumento de volumen, relacionado con una
disminución de la superficie transpiratoria y muchas son acaules con una roseta
de hojas.
Ciertos xerofitos presentan una pérdida
total de las hojas, o bien la transformación de estas, de la yema axilar o de
las estipulas en espinas; en estos casos, los tallos tienen función asimiladora
y pueden aparecer en forma de ramas aplanadas que tienen aspecto de hoja.
Otras adaptaciones que se observan en
los xerofitos son: hojas pequeñas o muy partidas que producen un aumento de la
superficie y permiten dispersar mejor el calar; hojas caedizas; en cuyo caso
muchas veces los tallos cumplen funciones asimiladoras; paredes externas de la
epidermis fuertemente engrosadas y recubierta por una cutícula muy gruesa.
También pueden presentar epidermis pluriestratificadas y ceras, resinas o
cutina cristalizada sobre la cutícula de la epidermis, como ocurre en aquellas
plantas de epidermis grisáceas azulosa ;
plantas armadas, es decir, con espinas que permiten disipar gran parte del
calor que reciben las hojas; hojas con muchos esclerénquimas que sirven como
sostén y que evitan que las hojas se
colapsen cuando las pérdidas de agua son muy grandes; los estomas pueden
presentarse hundidos o superficiales, los mecanismo fisiológicos de apertura y
cierre estomático son muy efectivos.
En los xerofitos aparecen muchas formas de
reproducción vegetativas como son: las plántulas en los márgenes de las hojas, los hijuelos,
los retoños, etc. Además, producen una floración muy espectacular en ciertas
épocas del año, que originan gran abundancia de semillas. Por otra parte, los
sistemas radicales son muy superficiales para aprovechar mejor las lluvias que
se caracterizan por ser fugaces. En
algunas zonas extremadamente áridas las plantas se encierran y solo muestran el
exterior una pequeña ventanilla captan los rayos solares. Es interesante
señalar aquí, que caracteres
tradicionalmente señalados como adaptaciones para resistir la sequia, tales
como: hojas coriáceas, cutícula gruesa, número de estomas por unidad de
superficies relativamente alto, entre otros; pueden ser inducidos también por
déficit de nitrógeno. Se produce un caso de convergencia y, desde el punto de
vista ecológico, se diferencia entre xeromorfia, inducida por deficiencia de
agua peinomorfia o escleromorfia, inducida por deficiencia de nutrientes. Por
lo tanto, una planta puede presentar aspecto xeromorfo, hay que recurrir a
estudios anatómicos, fisiológicos y ecológicos conjuntamente.
Muchas veces, en las zonas con problemas con
suministros de agua se presentas plantas desarrolladas sin signos de escasez de
agua y sin respuestas de adaptación a la sequia, y se caracterizan por alcanzar
la mesa de agua (freatofitos). Las especies que se desarrollan durante los
periodos de humedad (efímeras), incluyendo aquellas que sobreviven el resto del
tiempo como semilla (terofitos) o subterráneamente (geófitos) tampoco muestran
adaptaciones a la escasez de agua.
JUSTIFICACION
Esta
investigación se baso en la adaptación de las plantas a ambientes secos, ya que
las mismas necesitan una serie de características evolutivas de adaptabilidad
más resaltantes que otros grupos. Las
cuales son de gran interés para su estudio y comprensión ya que nos
proporcionan una mejor idea de los procesos adaptativos de las plantas al medio
donde se desarrollan.
IMPORTANCIA
La
importancia de las plantas xerofitas en este tipo de ambiente es realmente
visible ya que ocupa gran diversidad de nichos ecológicos, como fuente de
alimentos a múltiples organismos al formar relaciones simbiótica con especímenes que se han especializado para
lograr el éxito de las misma en estos habientes tan hostiles.
Objetivo
General
Estudio de la adaptación de
las Plantas a Ambientes secos Xerofitas.
Objetivos
Específicos
1. Descripción
morfológica y anatómica de las plantas xerofitas.
2. Descripción
del habitad de las plantas xerofitas.
3. Análisis
del metabolismo en plantas xerofitas
4.
Descripción de la investigación de
campo
1)
DESCRIPCIÓN
MORFOLÓGICA Y ANATÓMICA DE LAS PLANTAS XEROFITAS
·
Raíces largas, que
constituyen una extensa red superficial, como ocurre en los cactos, para aprovechar las lluvias
esporádicas; o que profundizan en la tierra hasta alcanzar niveles freáticos o simplemente húmedos.
·
Hojas con pocos (estomas) o reducidas a espina o simplemente ausentes, trasladándose la función
fotosintética a los tallos.
·
Tallos gruesos o suculentos para facilitar la retención de agua y el
proceso de fotosíntesis.
·
Inflorescencia muí
numerosa, colorida y llamativa, estambres numerosos y presencia del disco nectarífero
en casi todas las especies. Con presencia de fragancia llamativas; lo que
permite con estas características el mayor éxito en su reproducción
·
Flores actinomorfa rara vez zigomorfa, predominan los
colores amarillo y rojo y violáceo.
·
El perianto está compuesto, generalmente, por numerosos pétalos dispuestos en espiral, con aspecto petaloide. Frecuentemente
los tépalos externos tienen aspecto sepaloide. Se unen basalmente para formar un hipantio o tubo periántico.
·
El androceo está formado por numerosos estambres, con secuencia
centrífuga.
·
El polen es trinucleado, desde
tricolpado a 6-15 colpado o porado. El nectario está constituido por un anillo en la superficie interna del
tubo periántico.
·
Frutos carnosos y llamativos, en algunas son
legumbres dehiscentes y pocas indehiscentes y en otras poricidas
·
La
reproducción por lo general es vegetativa como son: las plántulas en los
margenenes de las hojas, los hijuelos, los retoños entre otros
·
Areola es
una estructura vegetativa distintiva de las cactáceas que se encuentra sobres
los podarios y costillas. Las areolas, por lo común, mantienen dos zonas de
crecimiento: en la parte superior se producen las flores (meristemos
floríferos) y en la inferior los meristemos espinulíferos. Las areolas
desarrollan múltiples pelos o tricomas (semejantes a las fibras de algodón) y
espinas (y, en los géneros más antiguos, hojas)
·
Presencia
de tejido epidérmico desarrollada con el fin de la retención y absorción de agua
·
. Parénquima acuífero cuando este
tejido alcanza gran desarrollo los órganos adquieren consistencia
carnoso-jugosa, y las plantas se denominan suculentas.
·
Estomas dispersos y algunas veces
en criptas estomáticas.
·
Cutícula pluriestratificada.
2)
DESCRIPCIÓN
DEL HABITAD DE LAS PLANTAS XEROFITAS
En
algunas zonas extremadamente áridas las plantas se encierran y solo muestran al
exterior, una pequeña ventanilla por la cual captan los rayos solares. Es
interesantes señalar aquí, que caracteres tradicionalmente señalados como
adaptaciones para resistir la sequia, tales como hoja coriáceas, cutícula
gruesa, numero de estomas por unidad de superficie realmente altos, entre
otros; pueden ser inducidos también por déficit
de nutriente se produce un caso de convergencia y, desde el punto de
vista ecológico se diferencia entre xeromorfia, induciva por déficit de agua y
peinomorfia o escleromorfia, inducida
por déficits de nutrientes. Por lo tanto, una planta puede presentar aspectos
xeromorfos, pero para determinar
aceptadamente que es un xeromorfitio hay que recurrir a estudios anatómicos
fisiológicos y ecológicos conjuntamente.
Muchas
veces, en las zonas con problemas de suministro de agua se presentan plantas
desarrolladas sin signos de escasez de agua y sin respuesta de adaptación a la
sequia, y se caracterizan porque alcanzan la mesa de agua freatofito.
Los
bosques xerofitos se desarrollan en zonas donde la precipitación anual total
esta por debajo de los 1000mm en alturas que van desde el nivel del mar hasta
unos 1500 metros y con variaciones de la media anual de temperaturas entre 24 a
38 grados centígrados, aunque en las zonas andinas puede llegar hasta los 18
grados se extiende por toda la zona norte y costera del país penetrando por la
zona costera de Falcón hasta el Estado Lara, cerca de Barquisimeto; también
penetra el sur de Barcelona Estado Anzoátegui. Se presenta en algunas zonas
Andinas.
Se
distinguen dos tipos principales de bosques xerófilos:
a) Bosques
semi-secos son los llanos espinares, chaparrales y cujitales. La
precipitaciones sonde ocurrencia
irregular y están por debajo de los de
los 1000mm anuales la estación seca dura entre 5-6 meses. Esta vegetación se
encuentra distribuida en el país en la parte norte y costera, principalmente en el Estado Falcón penetrando
hasta seca de Barquisimeto; Región Occidental del Lago de Maracaibo; alrededor
de Cariaco; En el Estado Anzoátegui, penetrado al sur de Barcelona; Península
de Paria e islas cercanas a la costa
Este tipo de bosque se caracteriza por tener arboles pequeños, dispersos que son
esencialmente perennifolios, pocas especies son deciduas. En algunos años de
extremada sequia, especie que normalmente son perennifolias pueden llegar a
perder total o parcialmente sus hojas. Algunas de las especies del espinar son
freatofitos, otras tienes abundante raíces superficiales que les permite captar
el agua de las lluvias cortas; otras, en cambio son suculentas y acumulan agua.
La cutícula está bien desarrollada y los mecanismos fisiológicos de apertura y cierre estomáticos son muy
rápidos.
La forma biológica mejor representada es el espinar en la
arbórea en cambio, las hierbas y las trepadoras son escasas ; otra
característica de este tipo de vegetación es que aproximadamente un 30% de las
especies son toxicas, otro 30% son espinosas y en el resto se encuentran las
mas atacadas por los depredadores aunque algunas presentan adaptaciones como
olores fuertes, pubescencias densa, entre otras. Las especies de floración
conspicua son muy frecuentes en los espinares y es posible inferir que los
polinizadores deban viajar grandes distancias dentro y fuera del bosque.
El viento y otros agentes abióticos contribuyen a las
dispersión de las especies, se calcula que en un 50% ; el resto de las
dispersión se realiza por animales
predominantemente aves. Los frutos secos de dehiscencia explosiva son bastantes
frecuentes. Especies típica del espinar son: Prosopsis juliflora (cují yaque)
Caesalpinia coriaria ( dividivi), Acacia tortuosa ( cují torcido) Cactaceas columnares entre otras.
Durante la estación lluviosa aparece una cobertura herbáceas
formada por gramíneas y otras plantas, pertenecientes en las familias de las
leguminosas, malváceas, poligaláceas, convolvuláceas, boragináceas labiadas, esterculiáceas
entre otros.
b). Bosque seco: son los llamados cardonales. Están
distribuido en el país en algunas zonas del estado Lara y Falcón, en la
península de paria y de la guajira, en algunas zona de la isla de Margarita y
en algunos valles de las montañas andinas, alrededor de chama, Motatan y Ureña;
reciben recibe una precipitación anual de 600mm, la estación seca dura de 7 a
10 meses y los suelos son, en algunos casos, salinos.
Los principales constituyentes de esta vegetación son los
cardonales del Genero: Cereus,
Ritterocereus, Subpilocereus, Pilosocereus, Montevillea y las tunas o
nopales, formadas por especies del genero Opuntias, que se agrupan en colonias.
3)
ANÁLISIS
DEL METABOLISMO EN PLANTAS XEROFITAS
El proceso de metabolismo en las plantas
empieza en primer lugar, con la obtención de energía atreves de la luz solar de
las plantas verdes. Dichas plantas utilizan esa energía y una molécula
denominada clorofila ( le proporciona su color verde característico) para
fabricar azucares mediante el agua y el dióxido del carbono este proceso lo
denominamos fotosíntesis.
Las
plantas xerofitas posee mutables adaptaciones a su ambiente y uno de eso es el
metabolismo CAM (Metabolismo Acido de las crasuláceas) que
consiste en el intercambio de gases que ocurre en las hora de la noche.
Los
estomas están abiertos durante la noche para el intercambio gaseoso fijan
dióxido de carbono que reacciona con el agua para obtener reacciones químicas, ácidos
orgánicos que almacenan en amplias
vacuolas.
El
intercambio de gases nocturno produce una mínima perdida de agua por
transpiración. A lo largo de este proceso químico se produce oxigeno que se
libera al exterior.
Realizan
la fotosíntesis durante el día. Durante todo este proceso, los estomas permanece
cerrado y no existe intercambio gaseoso alguno, por lo que no hay perdida de
agua.
Los ácidos
orgánicos acumulados durante la noche son transformado en dióxido de carbono
que reaccionan con el agua y la energía
solar que sintetiza la clorofila, para obtener hidratos de carbono. El proceso
produce pequeñas cantidades de oxigeno que liberara al inicio de la noche.
En plantas suculentas de las familias de las
crasuláceas, euforbiáceas, liliáceas, orquidáceas, bromeliáceas,
mesembriantemaceas y asclepiadáceas, se ha encontrado un mecanismo fisiológico
muy importante que es la fijación nocturna de
CO2. Estas plantas fijan gran cantidad
de CO2 durante la
noche. El CO2 se
une al fosfoenolpiruvato (PEP) para formar acido málico. Por incorporación
del CO2 se forman, además del acido málico otros
ácidos orgánicos. Estos ácidos solo pueden metabolizarse en presencia de luz,
por lo que se acumula durante la noche, siendo transportados a las vacuolas que
van acidificándose. Con el inicio del día los ácidos orgánicos pasan de las
vacuolas al citoplasma donde son descarboxilados. El CO2
producido es utilizado en la fotosíntesis. Este
mecanismo permite a estas plantas asegurar el suministro de CO2,
mientras mantienen los
estomas cerrados durante las horas críticas del día a fin de restringir la
perdida de agua por transpiración.
4)
DESCRIPCIÓN
DE LA INVESTIGACIÓN DE CAMPO
Área
de Estudio de la Investigación
La recolección
de las muestras para la investigación fue realizada en las adyacencias del
distribuidor el “Rodeo” (9º58'40.16"N y 69º33'14.33"O) en un área de
300 mtr²,
ubicado en Quibor, Estado Lara Venezuela; clasificada por John J. Ewel y
Arnoldo Madriz (1968) como monte espinoso pre montano el terreno del área estudiada es plano (<1%) con una altura
sobre el nivel del mar 667 msnm. Las precipitaciones son pocas, entre 400 y
500mm/a. La temperatura media anual oscila entre los 25 y 38 °C. Mientras
que la radiación solar alcanza 140.540
cal/cm².
Materiales
y Metodos de Investigacion
Las mayorías de
las actividades relacionadas con el estudio de las plantas requieren su identificación.
La falta de guías de campo que faciliten este proceso, sumando a la alta
cantidad de especie en nuestro medio, hacen necesario colectar las plantas en
el campo para poder llevarlo al herbario e iniciar el proceso de identificación
y prensado. Adicionalmente, las colecciones botánicas representan un respaldo
físico a los nombres asignados lo cual permite reevaluar una determinación
cuando se dispone de material más completo.
A continuación
se describe detalladamente el proceso de recolección y prensado de material botánico que usamos en la
investigación de la adaptación de las plantas xerofitas,
Materiales:
·
Tijera para podar
·
Lupa
·
Bolsa plástica para la recolección (aprox.30 x 40
cm)
·
Libreta de campo
·
Lápiz
·
Papel periódico
·
Prensa de campo 50cm de largo x 35cm ancho
·
Cartón de 50cm de largo x 35cm ancho
·
Correas para
prensas
·
Marcador
·
Guantes
Métodos:
El principal
método utilizado fue la recolección de muestras en el campo aplicando el
siguiente procedimiento:
·
Traslado hasta el área de recolección, Quibor
Estado Lara a escasos metro del
distribuidor el rodeo.
·
Selección de área para la recolección de las
muestras.
·
Observaciones generales a diversas plantas
encontradas en el área.
·
Toma de datos sobre las observaciones hechas a
las muestras.
·
Selección y corte de una sección terminal y
partes florales de las plantas.
·
Posteriormente se procedió al embalaje y
marcaje de las muestras en papel
periódico y bolsas plásticas para su traslado hasta el sitio de prensado e
identificación de las muestras( Herbario Port, Unellez Guanare)
·
El prensado se realizo siguiendo el procedimiento
tradicional a cada muestra se le coloco en primer orden una de las piezas de la
prensa y se continuo con camadas compuesta por cartón papel secante luego la
muestra encima de ella otro papel secante para después otro cartón y así posteriormente con las
demás muestras siguiendo los parámetros parámetros requerido para cada muestra.
·
Identificación de las muestras con la ayuda de
los técnicos del herbario mediante dicha
identificación se pudieron determinar los siguientes muestras:
1. Familia Cactácea,
Genero Opuntia.
2.
Familia Cactácea.
3.
Familia Cactácea, Genero Melocaptus Sp.
4.
Familia Cactácea, Genero Riterocereus Sp.1
5. Familia
Cactácea, Genero Riterocereus Sp2
6.
Familia
Asclepladacea Genero Calotropis,procera
Sp (AIT),R.Br.
7.
Familia Mimosacea Genero Acacia macrocaña Sp .
8.
Familia Mimosacea Genero Acacia Sp
9. Familia
Mimosacea Genero Desmantus.
10. Familia
Mimosacea Genero Desmantus vigatus Sp.
11. Familia Liliacea
Genero Agave
12. Familia
Eufhorrbracea Genero Croton
13. Familia
caeslpiniacea Genero Cenna.
Observaciones Generales.
Análisis descriptivo de la zona seleccionada: predominancia
de plantas xerofita entre ellas cactácea
y mimosáceas “acacias” ausencia de
comunidades aledañas al área, presencia de altas temperaturas, terreno árido y
plano. Ubicación del área se encuentra delimitada por la autopista Panamericana
vía al Estado Zulia y la autopista vía Quibor.
Observaciones realizadas a las muestras:
1. Familia Cactácea, genero opuntia: cuerpo
moderadamente alto aproximadamente 31cm, arbustivo muy ramificado presencia de
cladodio, espinas de color blanco, presencia de insectos (hormigas) sin
presencia de flores.
2. Familia Cactácea: arbusto de porte
bajo ramificado con espina verdes, presencia de sistema radicular alargado y de
pequeño diámetro superficiales al suelo, sin presencia de flores.
3. Familia Cactácea, Genero Melocaptus Sp : cuerpo solitario
esférico de 10cm de alto y un diámetro de 15cm, espina de grupos de 7 una
central recta de hasta unos 3cm de longitud y 6 alrededor de ella en forma
curveada de color cenizoso terminadas en un color rojizos, presencias de
inflorescencias de color roja, presencia de sistema radicular superficial al
suelo y alargada.
4. Familia Cactácea, Genero Riterocereus Sp1: arbusto
columnar de 3 metros de alto ramificado
muy cerca de la base y con tronco de 30cm de diámetro, costillas bien definidas
con 2 cm aproximadamente de pronunciación.
5. Familia Cactácea, Genero Riterocereus Sp2 : arbusto columnar
de 2.5 metros de alto ramificado muy cerca de la base y con tronco de
30cm de diámetro, costillas poco definidas
6. Familia
Asclepladacea Genero Calotropis,procera
Sp (AIT),R.Br.: arbusto con altura de 3 metros de hojas
suculentas, con flores de color violáceas y presencia de látex, presencia de
larvas y hormigas
7. Familia
Mimosacea Genero Acacea macrocaña Sp : arbusto con altura de
4 metros, con presencia de glomérulos de color amarillo, follaje en forma de
sombrilla, presencia de olor fuerte, espinas de hasta dos centímetros de
longitud, hojas pinnada compuesta de pequeño tamaño
8. Familia Mimosacea Género Acacia Sp: arbusto de 3,5 metros de alto, frutos legumbres
hojas pinnadas, ramas paralelas sin presencia de olor.
9. Familia Mimosacea Genero Desmantus: arbusto pequeño de unos 2 metros, hojas pequeñas
bipinnada con legumbres, sin presencia de flores.
10. Familia Mimosacea Genero Desmantus vigatus Sp: arbustillo erguido de 1,5mts de alto hojas bipinnada;
legumbre linear chata.
11. Familia Liliacea Género Agave: planta acaule
hoja suculenta encorvadas, agrupadas en roseta, lanceolada de 25cm y
10cm de ancho, ligeramente acuminadas, espinas cónicas en el ápice y márgenes
de la hoja.
12. Familia Eufhorrbracea Genero Croton: arbusto hoja oblongos de 10cm de largo y de 3-5
cm de ancho inflorescencia en racimo.
13. Familia caeslpiniacea Genero Cenna: árbol de 5,5mts de alto hoja pinnada flores
amarillas en inflorescencia tipo racimo.
Resultados y Discusiones
Los datos obtenidos en la investigación
teórica nos indican una serie de características adaptativas de fácil
apreciación como por ejemplo lo tallos modificados (en cladodio), las hojas (en
espinas o muy perdidas), el sistema radicular que en algunas es casi superficial
para mayor aprovechamientos de las
escasas lluvias, el habitad en donde se encuentra, estés favorece la presencia
de estas características.
Mediante
la comparación de criterio con respecto a la investigación de campo y la
investigación teórica se puede destacar la siguiente que las características
adaptativas de las plantas observadas en
campo tienen estrella relación a lo señalado en la investigación teórica como
en el caso de los caracteres morfológica, anatómicos y la descripción del
habitad.
CONCLUSIONES
·
Las plantas
Xerofitas representan el grupo de plantas con caracteres mas definidos en
cuanto a adaptación
·
Reflejan de manera
más sencillas las condiciones del habitad donde se encuentran
·
Son de vital
importancia para la relación y el
equilibrio del ecosistema al cual pertenece
·
Poseen un
Metabolismo especializado, para la retención de agua y el proceso de
fotosíntesis.
·
Cactos y otras
Suculentas; Autor Hans Hecht, Editorial Omega 1991
·
Botánica; Autores
Helga Lindorf, Lila de Parisca y Pilar Rodriguz,Ediciones de la Biblioteca EBUC. Caracas 2006
·
Estrategias de
Adaptación de las Plantas; Autor John Philip Grime, Editorial Limusa, S.A de
C.V. 1987
·
Zonas de Vida de
Venezuela; Autores John J. Ewel y
Armando Madriz
·
Manual de
Redacción Técnica, Martin Correa, Editorial Viana
(Amsterdam 1993 edición de lugo.)
management and distribution of xerophytic characters in plants. Ely Lea (greenwich. 1983 edición magistral )
xerofitos de Venezuela y su version en ingles(xerophilous of Venezuela).Dayson Moran.
(París 1991 edición VIP TOTAL).
 |
| ACACEA |
 |
| Asclepladacea |
.jpg "reteroseus") |
| Cactácea, Genero Riterocereus |
 |
| CACTACEA |
 |
| Cactácea, Genero Riterocereus |
 |
| CAESALPINACEA |
 |
| MELOCACTUS CACTACEA |
 |
| AGAVE LILIACEA |
 |
| ACACEA |
 |
| DESMANTUS |
 |
| OPUNTIA CACTACEA |
PERFIL DE VEGETACION DE QUIBOR
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