Morfología y ultraestructura de las esporas de <i>Filicophyta</i> heterosporadas presentes en el Cono Sur de América Meridional

Abstract

La presente Tesis abarcó el estudio de las esporas de las familias Azollaceae, Salviniaceae y Marsileaceae que crecen en el Cono Sur de Sudamérica. El área de estudio comprende Bolivia, el sur de Brasil (estados de Paraná, Santa Catarina y Rio Grande do Sul), Chile, Paraguay, Uruguay y Argentina. Estas familias son únicas dentro de las Filicophyta por presentar heterosporía y estar adaptadas en diversos grados al ambiente acuático. En primer lugar se actualizó el número de taxa de estas familias y su distribución dentro de la región. La distribución fue determinada en base a la bibliografía existente y a la revisión de los datos de colección del material. Posteriormente, y como propósito fundamental de esta investigación, se llevó a cabo el análisis comparativo de la morfología y estructura de las esporas en todos los taxa. Con tal finalidad se reconocieron la organización y las características externas de ambos tipos de esporas y la estructura y ultraestructura de sus paredes. Se utilizó material seco proveniente de herbarios nacionales y extranjeros. Las esporas se estudiaron con distintos medios: microscopio óptico, electrónico de barrido y de transmisión. El material fue tratado con distintos protocolos, según el medio de observación empleado. La familia Azollaceae está integrada por el género Azolla, representado por dos especies en el área: Azolla cristata Kaulfuss y A. filiculoides Lamarck. Esta última tiene una distribución amplia, desde Canadá hasta las zonas más australes en Argentina y Chile, mientras que A. cristata se encuentra desde el centro de América del Norte hasta las provincias de Buenos Aires y La Pampa (Argentina). El área de distribución de A. filiculoides se amplió confirmando su presencia en las provincias de Neuquén y Chubut (Argentina). A nivel palinológico, ambas especies presentan un sistema integrado por la megaspora y estructuras accesorias localizadas por sobre el área proximal: collar, columna y flotadores. La longitud de todo el sistema es de 427- 560 µm. Las características de la superficie de las megasporas son diferentes en cada especie. En sección, la esporodermis presenta un exosporio lacunoso y un episporio con dos capas. Ambas capas del episporio son lacunosas en A. cristata, mientras que en A. filiculoides la capa interna es lacunosa y la externa es compacta. El collar y la columna poseen asimismo una estructura lacunosa. Las microsporas están reunidas en másulas de 100 – 215 µm de longitud según su eje mayor. Las másulas son de estructura lacunosa y poseen gloquidios en su superficie, los cuales presentan características particulares en cada especie. Las microsporas de ambas especies son de 12 – 33 µm de diámetro, triletes, esferoidales, de superficie rugulada. La pared en sección está compuesta por un exosporio homogéneo, compacto. La familia Salviniaceae está representada dentro del área de estudio por cuatro especies: Salvinia adnata Desvaux, S. auriculata Aublet, S. biloba Raddi y S. minima Baker. El área de Salvinia adnata está restringida al sur de Brasil; las otras tres especies tienen una distribución simpátrica dentro de la región, en las cuencas de los grandes ríos (Paraná, Paraguay, Uruguay, de la Plata) y su límite austral se localiza en la provincia de Buenos Aires (Argentina). En esta Tesis se describieron por primera vez las esporas y másulas de Salvinia biloba y S. minima, y se describió en detalle el área proximal de las megasporas de S. auriculata, cuyas particularidades no habían sido determinadas con anterioridad. De acuerdo a la investigación realizada y a la información édita, Salvinia adnata produce esporas no desarrolladas o abortadas, razón por la cual se infiere que la supervivencia de la misma solo sería posible por vía vegetativa. Las megasporas en las restantes especies son triletes, de 180 – 435 µm de diámetro polar, de contorno irregularmente circular en vista polar y ovado en vista ecuatorial. La superficie presenta lomos y perforaciones. La esporodermis consta de un exosporio compacto y un episporio lacunoso, con dos estratos. En el polo proximal presentan una proyección integrada por un tabique trirradiado interno y tres facetas externas. La morfología de esta proyección es diferente en S. minima, donde las facetas laterales son aplanadas. Las microsporas se encuentran incluidas en másulas esferoidales a elipsoidales, de 145 – 240 µm de longitud de acuerdo a su eje mayor, de estructura lacunosa. Las microsporas en todas las especies son triletes, de 15 – 36 µm de diámetro, esferoidales, con ornamentación rugulada. El exosporio en sección es compacto. La familia Marsileaceae está representada en el área de estudio por tres géneros: Marsilea, con cinco especies (Marsilea ancylopoda A. Braun, M. crotophora D. M. Johnson, M. deflexa A. Braun, M. mollis Robinson & Fernald y M. polycarpa Hooker & Greville), Pilularia, con una especie (P. americana A. Braun) y Regnellidium, con la especie R. diphyllum Lindman. La mayoría de las especies de Marsilea se distribuyen en el norte del área de estudio, en áreas del sur de Brasil, Bolivia y Paraguay y norte de Argentina, mientras que M. ancylopoda se extiende hasta la región patagónica en Argentina. Pilularia es de distribución amplia en todo el continente y llega hasta la Patagonia. Regnellidium es endémico del sur de Brasil, Uruguay y la provincia de Corrientes (Argentina). El área de distribución de M. ancylopoda se amplió confirmando la presencia de esta especie en las provincias de Entre Ríos, Jujuy y La Pampa (Argentina). Las megasporas de esta familia son elipsoidales, de 253 – 605 µm de diámetro polar, de superficie rugulada a reticulada, con una papila proximal con características particulares en cada género. La esporodermis posee un exosporio compacto y un episporio lacunoso, con tres capas. Las capas interna y media están integradas por cordones que se disponen de forma característica, mientras que la capa externa es lamelar. Las microsporas en los tres géneros se dispersan en unidades, son triletes, de 33 – 71 µm de diámetro, esferoidales; en Regnellidium poseen además una papila proximal. La superficie es verrucosa a clavada-pilada en Marsilea y verrucosa en Pilularia y Regnellidium. La esporodermis en sección consta de un exosporio con dos capas y un episporio lacunoso. El análisis con MET ha permitido evidenciar que el episporio está integrado por una lámina plegada, que determina grandes espacios y una capa delgada, lamelar, superficial en Marsilea. En Pilularia y Regnellidium además se encuentra una capa de cordones capa por debajo de la capa plegada. Las características palinológicas son diagnósticas a distintos niveles taxonómicos. Así, la morfología general de las megasporas permite la diferenciación hasta género de todos los taxa. Dentro de la familia Marsileaceae, la morfología general de las microsporas junto con las características del exosporio son diagnósticas a nivel de género. La forma de las másulas y la presencia de gloquidios en las especies estudiadas de Azolla permite diferenciarlas de aquéllas de Salvinia. A nivel de especie son diagnósticos en Azolla las particularidades de la superficie y la estructura del episporio de las megasporas y en menor medida, las características de los gloquidios de las másulas. En Salvinia, las megasporas de S. minima pueden diferenciarse de las otras dos especies que producen esporas por las características de la proyección proximal. En Marsilea se puede separar a las especies en dos grupos, de acuerdo a la morfología de las papilas proximales de las megasporas. En general a pesar de las diferencias en la latitud o altitud de los sitios de colección del material, no se observaron diferencias intraespecíficas en la morfología o estructura de la esporas. Probablemente esto se deba a la estabilidad del hábitat acuático ocupado por las Filicophyta heterosporadas, donde el desarrollo de las esporas no se ve afectado por cambios ambientales. El episporio lacunoso de las megasporas de todos los géneros estudiados y de las microsporas de Marsileaceae, así como la estructura lacunosa de las másulas de Salvinia podría relacionarse con el incremento la flotabilidad, en el momento en que las esporas o másulas se liberan en la columna de agua. De acuerdo a los datos derivados de esta investigación, la identificación de las mega-, microsporas o másulas de las Filicophyta heterosporadas aportarían datos para las reconstrucciones paleoambientales. Por otro lado, las características morfológicas, estructurales y ultraestructurales de ambos tipos de esporas de estas familias podrían resultar útiles para comprender el desarrollo de la heterosporía al compararlas con taxa fósiles relacionados.