Lianas en el Neotrópico parte 1

Transcripción

1 Lianas en el Neotrópico parte 1 Dr. Pedro Acevedo Rodríguez Museum of Natural History Smithsonian Institution Washington, DC 2017

2 Esquema Definiciones Características generales Ecología, distribución, abundancia Aspectos económicos Lianas en el mundo Lianas en el Neotrópico

3 Definiciones Lianas, bejucos, cipós, trepadeiras (definición abarcadora ): Plantas con tallos flexibles, trepadores, incapaces de sostenerse ergidos por si mismos, requiriendo de soporte externo.

4 Definiciones Lianas, bejucos, cipós, trepadeiras (definición rigurosa): Plantas terrestres con tallos flexibles, trepadores, incapaces de sostenerse ergidos por si mismos, requiriendo de soporte externo.

5 Definiciones Liana- origen francés, Lier, ligare= atar = enredadera leñosa Bejuco = (voz Caribe) planta trepadora, herbacea o leñosa Samentoso = ramas de la vid (uva), largas y delgadas, flexibles, y nodosas de donde brotan las hojas (sarmentum, sapere = podar)

6 Definiciones Trepadora = planta que no pudiendo mantenerse ergida por si misma se encarama en cualquier soporte. Escandente = del latín scandens = trepar Enrredadera = planta cuyos alargados tallos se enredan para encaramarse en cualquier soporte, sinónimo de voluble Lianoide = parecido a una liana pero no necesariamente terrestre, i.e., epífitos y parásitos

7 Características generales TALLOS alargados, flexibles, resistentes abundancia de células parenquimatosas en el sistema axial y radial

8 Características generales TALLOS alargados, flexibles, resistentes abundancia de células parenquimatosas en el sistema axial y radial. resultando en: crecimiento rápido flexibilidad regeneración vegetativa

9 Características generales TALLOS alargados, flexibles, resistentes abundancia de células parenquimatosas en el sistema axial y radial. Resultando en: crecimiento rápido flexibilidad regeneración vegetativa sistema vascular extremadamente eficientes

10 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes presencia de vasos en el xilema elementos del xilema más anchos y largos que se conocen (flujo de agua aumenta proporcionalmente 4 x el diámetro) * =vasos *

11 Capilaridad Ley de capilaridad ideal de Poiseuille Kh = di ⁴ 128n Condución hidraúlica K es proporcional a la suma de los lúmenes cada uno elevado a la cuarta potencia n= viscosidad dinamica del fluido

12 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes presencia de vasos en el xilema. elementos del xilema más anchos y largos. perforaciones en los elementos del xilema predominantemente simples (ejemplo, dentro de las Dilleniaceas, en arboles y arbustos las perforaciones son escalariformes, mientras que en las lianas las son perforaciones simples)

13 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes presencia de vasos xilemáticos. elementos del xilema más anchos y largos. perforaciones en los elementos del xilema predominantemente simples. dimorfismo de los vasos del xilema (vasos anchos y otros estrechos los cuales además de conducir agua le dan rigidez al tallo)

14 Dimorfismo en los vasos del xilema

15 árbol vs lianas Machaerium (Leguminosae) Nótese la diferencia en el ancho de los vasos Angyalossy et al. 2011

16 arbusto vs liana Manihot (Euphorbiaceae) Nótese la diferencia en el ancho de los vasos Ménard et al. 2009

17 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva Floema incluido (los cordones de floema están incluidos en el xilema): Ejemplo: Nyctaginaceae, (Bouganvillea*, Pisonia*), Acanthaceae (Thunbergia), Loganiaceae (Strychnos*), Thymeleaceae (Lophostoma)

18 Floema incluido Strychnos Pisonia Bougainvillea

19 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema incluido alternación de anillos de xilema/floema (producto de la acción de cámbios sucesivos)

20 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema incluido alternación de anillos de xilema/floema» anillos concéntricos: Gnetaceae (Gnetum*), Amaranthaceae (Pfaffia*), Apocynaceae (Odontadenia*), Convolvulaceae (Dicranostyles, Ipomoea, Merremia), Dilleniaceae (Pinzona*), Nyctaginaceae (Bouganvillea), etc.

21 Anillos concéntricos de xilema/floema Pfaffia Gnetum Pinzona Bredemeyera

22 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema incluido alternación de anillos de xilema/floema» anillos concéntricos» anillos no concéntricos: Polygalaceae (Securidaca), Menispermaceae (Abuta, Anomospermum), Fabaceae (Machaerium, Rhynchosia)

23 Securidaca Anillos no concéntricos de xilema/floema Abuta Anomospermum Abuta

24 Anillos no concéntricos de xilema/floema Rhynchosia Machaerium

25 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema inculido alternación de anillos de xilema/floema» anillos concéntricos» anillos no concéntricos: tallos compuestos: solamente en Paullinia y Serjania (Sapindaceae) donde varios cilindros vasculares se forman en el tallo durante el crecimiento primario

26 Paullinia Serjania Serjania

27 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema inculido alternación de anillos de xilema/floema» anillos concéntricos» anillos no concéntricos tallos compuestos tallos achatados (Fabaceae: Schnella, Vitaceae: Cissus)

28 Cissus Schnella

29 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema inculido alternación de anillos de xilema/floema» anillos concéntricos» anillos no concéntricos tallos compuestos tallos achatados tallos profundamente lobulados (Fabaceae: Senegalia, Schnella, Margraviaceae: Marcgravia)

30 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial distintiva floema interxilar alternación de bandas de tejido vascular/conectivo» anillos concentricos de floema interxilar» bandas no concéntricas de floema interxilar tallos compuestos (Sapindaceae: Paullinia, Serjania) tallos comprimidos (Fabaceae: Schnella, Vitaceae: Cissus) tallos profundamente lobados (Fabaceae: Senegalia, Schnella, Margraviaceae: Marcgravia)

31 Senegalia Schnella Senegalia Marcgravia

32 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial variante Cuñas de floema en múltiples de 4 (Bignoniaceae: Bignonia, Dolichandra)

33 Dolichandra Bignonia aequinoctialis Bignoniaceae Bignoniaceae

34 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial variante Cuñas de floema en múltiples de 4 Cuñas de floema mas numerosos: Malpighiaceae (Diplopeltis, Heteropterys, Mascagnia, Niedenzuella), Passifloraceae (Passiflora), Trigoniaceae (Trigonia)

35 Mascagnia Niedenzuella Diplopeltis Heteropterys Malpighiaceae con cuñas de floema

36 cuñas de floema Passiflora Trigonia

37 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial variante Cuñas de floema en múltiples de 4 Cuñas de floema mas numerosos rayos conspicuos: Asteraceae (Mikania), Celastraceae (Hippocratea), Cucurbitaceae (Gurania), Vitaceae (Cissus)

38 Gurania Hippocratea Cissus Mikania

39 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes actividad cambial variante Cuñas de floema en múltiples de 4 Cuñas de floema mas numerosos rayos conspicuos xilema disperso (xilema en islas separadas por tejido parénquimático): Acanthaceae (Mendoncia), Malpighiaceae (Callaeum, Mezia), Passifloraceae (Passiflora)

40 Xilema disperso Mendoncia Callaeum Mezia Passiflora

41 Características generales sistema vascular extremadamente eficientes presencia de vasos xilemáticos. elementos del xilema más anchos y largos. perforaciones en los elementos del xilema predominantemente simples. dimorfismo de los vasos del xilema actividad cambial distintiva sistema vascular vulnerable a embolismos

42 Características generales TALLOS Raíces: extremadamente profundas y eficientes, almacenamiento

43 Raíces de almacenamiento Ipomoea Malpighiaceae

44 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascensión

45 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascensión volubles (enredaderas): ramas con movimiento de circumnutación (dextro o levo); monopodial (e.g., Convolvulaceae); simpodial (e.g., Omphalea); conteniendo fibras gelatinosas contractiles

46 Familias volubles Stigmaphyllon (Malpighiaceae) Gnetaceae Aristolochiaceae Dioscoreaceae Menispermaceae Amaranthaceae Dilleniaceae Phytolaccaceae Combretaceae Connaraceae Euphorbiaceae Fabaceae Malpighiaceae Malvaceae Acanthaceae Apocynaceae Boraginaceae Convolvulaceae Rubiaceae Plantaginaceae Solanaceae Verbenaceae Asteraceae

47 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascensión volubles Zarcillos (gavinhas): procedentes de múltiples órganos: foliolos (Bignoniaceae), brotes (axilares e.g., Cucurbitaceae; opuestos a la hoja e.g., Vitaceae), inflorescencia (e.g., Sapindaceae), vaina foliar (e.g., Smilacaceae)

48 Familias con zarcillos Gouania sp. Asteraceae foliar Bignoniaceae foliar Cucurbitaceae brote Fabaceae brote, foliar Loganiaceae brote Polemoniaceae foliar Polygonaceae infl Passifloraceae brote Rhamnaceae brote Sapindaceae infl Smilacaceae v.f Vitaceae brote

49 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascensión volubles zarcillos raíces adventicias

50 Familias con raíces adventicias Araceae Begoniaceae Cactaceae Cyclanthaceae Gesneriaceae Marcgraviaceae Melastomataceae Orchidaceae Piperaceae Polypodiaceae Rubiaceae Schlegeliaceae Solanaceae Piper sp.

51 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascención volubles zarcillos raíces adventicias ramas u hojas prensiles

52 Familias con ramas prensiles Celastraceae Connaraceae Fabaceae Menispermaceae Polygalaceae Hippocratea volubilis

53 Familias con hojas prensiles Asteraceae Bignoniaceae Ranunculaceae Solanaceae Tropaeolaceae Hidalgoa ternata

54 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascención volubles zarcillos raíces adventicias ramas u hojas prensiles escandentes (acúleos, espinas, ganchos, tallos escabrosos)

55 Características generales TALLOS Raíces Mecanismos de ascención volubles zarcillos raíces adventicias ramas u hojas sensitivas escandentes (acúleos, espinos, ganchos, tallos escabrosos)

56 Ganchos Arecaceae Bignoniaceae Fabaceae Hernandiaceae Rubiaceae* Thymelaeaceae cirros Desmoncus sp.

57 Uncaria guianensis

58 Aculeos Rubus sp. Arecaceae, Dioscoreaceae, Fabaceae, Loganiaceae, Malvaceae, Polygalaceae, Rosaceae, Rutaceae, Sapindaceae, Solanaceae, Vitaceae

59 Ecología, distribución y abundancia de lianas

60 Densidad de plantas trepadoras > 2.5 cm diam. en 0.1 ha Hemisferio norte Norte América 5 Europa 2 Hemisferio sur _ Bosque Valdiviano (Chile) 30 _ Neotrópico insular 18 _ Neotrópico continental 70 _ Australia 70 _ África continental 106 _ Madagascar 122

61 Distribución de las especies de lianas Schnider, 2005

62 Schnitzer & Bongers 2002

63 Interior de bosque con gran proliferación de lianas

64 Schnitzer, S.A A mechanistic explanation for global patterns of liana abundance and distribution. The American Naturalist 166: la abundancia y área basal de lianas disminuye a medida que aumenta la precipitación capaces de adquirir agua en áreas profundas del suelo abundantes en áreas disturbadas (claros, bosques secundarios tempranos, bordes de bosques) abundancia disminuye en zonas templadas (embolismo, drenaje de los vasos; nuevo xilema funcional)

65 Lianas son excepcionalmente abundantes en los bosques estacionales tropicales de tierra baja Pérez-Salicrup, Bolivia: 80% de los individuos; 44% especies leñosas

66 Crecimiento de lianas vs. árboles Schnider, 2005

67 Precipitación: lianas vs árboles Schnider, 2005

68 Estudios de lianas # publicaciones totales florística

69 Gray, A Note on the coiling of tendrils of plants. Proceedings of the American Academy of Arts and Sciences 4: Darwin, C On the movements and habits of climbing plants. Botanical Journal of the Linnean Society 9: Schenck, H Beiträge zur Anatomie der Lianen. Schimpers Botanische Mitteilungen aus den Tropen 4: Pfeiffer, H Das abnormale dickenwachstum. Handbuch der Pflantzenanatomie. Vol. 9(2): Borntraeger, Berlin. Johnston, I. M The Vegetation of San Jose Island, Perlas Group, Republic of Panama. An Account of Its Vines. San Jose Project Report No. 88, New Orleans, LA. Menninger, E.A Flowering vines of the world. Hearthside, New York.

70 1952

71 1978

72

73 vinesespanol.html vines.html

74 2005: 176 especies 2004: 172 especies

75

76 Aspectos económicos Utilización de lianas numerosos productos químicos, farmacéuticos, barbascos. productos de consumo (vino, frutales e.g., Passiflora, Cucurbitaceae; estimulantes (Paullinia) fibras, materiales de construcción (Araceas, ratán, etc.)

77 Aspectos económicos Efectos perniciosos de la Lianas Parásitos estructurales Deforman y retardan el crecimiento de árboles Plantas ruderales más indeseables (rápido crecimiento, sofocan los cultivos)

78 Distribución taxonómica Pteridofitos con semillas Progymnospermos Pteridofitos Gymnospermos (Gnetum) Angiospermos Dicotiledones * Monocotiledones*

79 Registros más antiguos de plantas trepadoras Burnham, registros de especies del Paleozoico al Cuaternario 50% helechos con semillas en el Paleozoico ( MY) ca. 50% Angiospermas (Mesozoico (Cretáceo superior) + Cenozoico (80-2 MY)

80 Burnham 2009

81 Krings, et al. 2003

82 Lianas y trepadoras en el Neotrópico Familias: 227/119 Géneros: 5000?/1003 Especies: 90, ,000?/10,700 Datos de Neotropikey Datos de Antonelli & Sanmartín 2011 Flora total lianas

83 Familias con mayor numero de especies trepadoras en el neotrópico Apocynaceae 1,318 Fabaceae 1011 Asteraceae 873 Malpighiaceae 635 Sapindaceae 512 Convolvulaceae 485 Passifloraceae 483 Bignoniaceae 433 Cucurbitaceae 366 Ericaceae 300 Dioscoreaceae 300 Rubiaceae 285 Araceae 200 Euphorbiaceae 198 Menispermaceae 179 Aristolochiaceae 180 Celastraceae 141

84 APG-III Orden donde ocurren lianas