Estudios morfológicos y ultraestructurales de las esporas de Ctenitis y Dryopteris (Dryopteridaceae) del Cono Sur de América - Gorrer, Daniel Alejandro (2021)
La morfología y ultraestructura de las esporas de los géneros Ctenitis (C. Chr.) C. Chr. y Dryopteris Adans. (Dryopteridaceae) que crecen en el Cono Sur de América fueron estudiadas utilizando microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (MEB) y de transmisión (MET). El Cono Sur de América abarca la totalidad de los territorios de Chile, Uruguay, Paraguay, Argentina (incluidas las Islas Malvinas) y los 3 estados del sur de Brasil (Paraná, Santa Catarina y Rio Grande do Sul). El estudio fue llevado a cabo con material de herbario de instituciones nacionales y extranjeras. La familia Dryopteridaceae constituye un grupo monofilético y es una de las más grandes y diversas dentro de los helechos leptosporangiados. Contiene alrededor de 26 géneros y 2115 especies distribuidas a lo largo del mundo. La familia no posee ninguna sinapomorfía morfológica, aunque puede ser reconocida por una combinación de caracteres: el pecíolo con varios haces vasculares, venas mayoritariamente no anastomosadas y usualmente venillas no inclusas, escamas basifijas, esporas monoletes y un número cromosómico de x=41. Dentro de esta familia, Ctenitis con 125 especies y Dryopteris con 400 especies son dos de los géneros con mayor número de taxones. Las especies citadas para el área de estudio son 16 para el género Ctenitis: C. abyssi (Sehnem) Salino & Morais, C. ampla (Humb. & Bonpl. Ex Willd.) Ching, C. anniesii (Rosenst.) Copel., C. aspidiodes (Presl.) Copel., C. bigarellae Schwartsb., Labiak & Salino, C. deflexa (Kaulf.) Copel., C. distans (Brack.) Ching, C. eriocaulis (Fée) Alston, C. falciculata (Raddi) Ching, C. fenestralis (C. Chr.) Copel., C. flexuosa (Fée) Copel., C. glandulosa R. S. Viveros & Salino, C. laetevirens (Rosenst.) Salino & Morais, C. nervata (H. Christ.) Copel. C. paranaensis (C. Chr.) Lellinger, y C. submarginalis (Langsd. & Fisch.) Ching.; y 4 especies para el género Dryopteris: D. dilatata (Hoffm.) A. Gray, D. filix-mas (L.) Schott, D. patula (Sw.) Underw. y D. wallichiana (Spreng.) Hyl. El género Ctenitis está caracterizado por la presencia de tricomas catenados en la superficie adaxial del pecíolo, raquis y costas y por la culminación de las venas en puntas finas. Ctenitis es un género de distribución esencialmente pantropical, con un gran número de especies en el Neotrópico que crecen principalmente en los pisos de selvas lluviosas, en elevaciones medias y bajas. El género Dryopteris está caracterizado por un pecíolo surcado en la cara adaxial decurrente con los ejes inferiores y soros redondeados con un indusio fijo por el seno. Posee una distribución prácticamente cosmopolita, puede ser encontrado en bosques o zonas alpinas o rocosas de latitudes templadas o subtempladas. Las características cuantitativas analizadas en las esporas fueron los diámetros ecuatoriales, diámetros polares y la longitud de la lesura. Estas variables fueron analizadas estadísticamente para verificar si había diferencias interespecíficas dentro de cada género. Las características cualitativas analizadas fueron: abertura, simetría, color, forma, superficie, estructura y ultraestructura. Las esporas del género Ctenitis son monoletes, de simetría bilateral (-sub-radial), de color marrón claro a marrón oscuro. El contorno es plano a convexo en vista ecuatorial y elipsoidal (-sub-circular) en vista polar. El diámetro ecuatorial mayor es de 28 (38,6) 50,4 µm, el diámetro ecuatorial menor de 14,7 (29,1) 43,1 µm, el diámetro polar 18,2 (28,8) 44,1 µm y la lesura es de 8,4 (21,5) 43,4 µm de largo. La morfología de las esporas en las especies del género Ctenitis se divide en 2 grandes tipos ornamentales: el equinado y el rugado. Las especies con esporas rugadas, son aquellas que también poseen una lámina 1-pinnado-pinnatífida, mientras que C. ampla es la única especie dentro del género en el Cono Sur de América con esporas equinadas y lámina 2-4-pinnado-pinnatífida. En el caso del tipo rugado, la ornamentación se compone de pliegues que presentan dimensiones variables de longitud, anchura y altura. En cuanto a su morfología pueden ser lineares, sinuosos, subglobosos, con forma de asa, que pueden estar regularmente distribuidos en toda la espora o no. Los pliegues pueden estar fusionados parcialmente y en algunos casos pueden tener ramificaciones en forma de Y. La macroornamentación es la característica con mayor variabilidad dentro del tipo rugado. La superficie del perisporio es similar en la mayoría de las especies y puede ser microverrucosa, rugulada o fina a densamente escabrada entre los pliegues y psilada a escabrada en los pliegues. El tipo equinado fue observado únicamente en las esporas de C. ampla. La ornamentación está compuesta por espinas cónicas, de base ancha y ápice atenuado, huecas en su interior. La base de las espinas puede ser lisa o presentar cordones que se conectan con las bases de otras espinas. El color de las esporas del género varía del castaño claro al castaño, con excepción de C. bigarellae, en cuyo caso el color de sus esporas es castaño oscuro. La estratificación y la ultraestructura en las especies analizadas de Ctenitis son muy semejantes. El esporodermo está conformado por un exosporio liso y un perisporio que forma la ornamentación de las esporas mediante pliegues de dimensiones variables. Tanto el exosporio como el perisporio están constituidos por 2 capas diferenciables por grosor y contraste. En el exosporio, la capa interna es más delgada y está más contrastada que la externa. En el perisporio, la capa interna es la más ancha y es la que forma la ornamentación mientras que la capa externa es más delgada, menos contrastada y es la que tapiza las superficies internas y externas de los pliegues. Se hallaron esporas inmaduras, solitarias o formando agregaciones tipo tétrade en C. fenestralis. Por otro lado, los esporangios de C. laetevirens analizados se encontraron completamente abortados, negruzcos y sin esporas. Las esporas de Dryopteris son monoletes, de simetría bilateral, de color marrón claro, marrón verdoso o marrón oscuro. El contorno en vista ecuatorial es plano a convexo (-ligeramente hemisférico) y elipsoidal en vista polar. El diámetro ecuatorial mayor es de 36,7 (48,9) 63 µm, el diámetro ecuatorial menor de 27,1 (33,3) 40,2 µm, el diámetro polar 28 (34) 45,5 µm y la lesura es de 17,5 (28,2) 42 µm de largo. Las especies de Dryopteris que habitan el Cono Sur de América presentan una ornamentación rugada. La misma está conformada por pliegues de dimensiones variables de longitud, anchura y altura. En cuanto a la morfología de los pliegues, estos pueden ser subglobosos, lineares, sinuosos o ramificados en forma de Y o C. Pueden estar parcial o totalmente fusionados formando retículos completos o incompletos. Los tipos de superficie hallados fueron: equinulado, rugulado-reticulado y rugulado o ruguladofoveolado. Esta variación en la superficie de las esporas de las 4 especies aquí estudiadas puede deberse a que pertenecen a 4 secciones distintas dentro del subgénero Dryopteris. El color de las esporas es un carácter que puede ser considerado de utilidad para diferenciar las especies dentro del género. De esta forma, las esporas de D. patula son de color castaño oscuro, las esporas de D. filix-mas son de color pardo verdoso y las esporas de D. dilatata y D. wallichiana son de color castaño. La estratificación y la ultraestructura en las especies analizadas del género son muy semejantes. El esporodermo está conformado por un exosporio liso y un perisporio que forma la ornamentación de las esporas mediante pliegues de dimensiones variables. Tanto el exosporio como el perisporio están constituidos por 2 capas diferenciables por grosor y contraste. En el exosporio, la capa interna es más delgada y está más contrastada que la externa. En el perisporio, la capa interna es la más ancha y es la que forma la ornamentación mientras que la capa externa es más delgada, menos contrastada y es la que tapiza las superficies internas y externas de los pliegues. Se hallaron esporas malformadas en D. wallichiana y D. patula con tamaño irregular, triangulares, globosas, retorcidas y de color más opaco o más brillante que las normales. Las anomalías y malformaciones observadas en ambos géneros contemplan alteraciones en su ciclo de vida, aunque no son características por sí mismas diagnósticas de hibridación o apogamia. A partir del análisis estadístico se encontraron 3 grandes grupos de especies en el género Ctenitis. El primer grupo está constituido por C. ampla, C. aspidioides y C. nervata, que poseen las medidas significativamente superiores al resto de las especies. El segundo grupo se compone de C. anniesii, C. bigarellae, C. distans, C. falciculata, C. paranaensis y C. submarginalis que son las especies que se han agrupado en general como las especies con medidas intermedias, y por último, C. deflexa es la especie significativamente menor en todos los diámetros analizados. Estas agrupaciones también se evidencian en características morfológicas del esporofito, como en el caso de C. aspidioides y C. nervata cuyas pinnas poseen una incisión de 1/4-2/3 la distancia entre el ápice del segmento y la costa o que C. deflexa es la única especie del género en el Cono Sur de América que posee un rizoma rastrero. La especie que estadísticamente mostró las mayores medidas dentro de Dryopteris fue D. filix-mas. Esta especie posee valores significativamente mayores en el diámetro ecuatorial mayor respecto de D. patula y D. wallichiana. Asimismo, también es la especie que posee la lesura significativamente mayor dentro de las especies del género analizadas. D. dilatata es la especie que mostró el diámetro ecuatorial menor significativamente menor con respecto al resto de las especies. El diámetro polar ha sido el único carácter que no arrojó diferencias estadísticamente significativas entre las especies. Las especies D. patula y D. wallichiana se han agrupado en todas las variables analizadas y no han mostrado diferencias estadísticamente significativas en ninguno de los caracteres. Esto puede deberse a que son especies emparentadas dentro del clado sudamericano y comparten similares características de hábitat, aunque la morfología del esporofito muestra grandes diferencias entre una y otra especie. Dentro del Cono Sur, se puede evidenciar que el diámetro ecuatorial mayor y el diámetro polar son las medidas más constantes y con menor variación interna dentro de los 2 géneros analizados. De esta manera, el estudio aquí llevado a cabo ha ampliado y compilado la información palinológica de los géneros Ctenitis y Dryopteris a través del análisis de la estructura y ultraestructura de sus esporas, como aporte a estudios palinológicos, sistemáticos y reproductivos en helechos neotropicales.