martes, 12 de junio de 2012

XEROFITAS DE VENEZUELA ESTUDIOS DE LAS PLANTAS A AMBIENTE SECOS (XEROFITAS)


 
XEROFITAS DE VENEZUELA ESTUDIOS DE LAS PLANTAS A AMBIENTE SECOS (XEROFITAS)

 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 










·         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.
·        El gineceo se compone de 3 o más carpelos, y el ovario es ínfero.
·        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 COse 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. 


 REFERENCIA
·        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).



acasia
ACACEA

arbusto
Asclepladacea

cactacea
Cactácea, Genero Riterocereus 

cactacea
CACTACEA

cardon
Cactácea, Genero Riterocereus 

arbol
CAESALPINACEA

cactacea
MELOCACTUS CACTACEA

lileacea
AGAVE LILIACEA

acasia
ACACEA

virgatus
DESMANTUS

opuntias cactacea
OPUNTIA CACTACEA

PERFIL DE VEGETACION DE QUIBOR






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