UNIVERSIDAD MICHOACANA DE SAN NICOLÁS DE HIDALGO
FACULTADDEBIOLOGÍA
Aspectos de la fenología, visitantes florales y polinización de Agave
inaequidens Koch ssp. inaequidens (Agavaceae) en el estado de Michoacán.
TESIS
Que presenta:
A
LEJANDROL
EÓNJ
ACINTOComo requisito para obtener el título de profesional de
BIÓLOGO
Asesor de tesis
M.C. Ignacio Torres García.
Dedicatoria
A mi mama y mi hermano Uriel Por todo su apoyo
Agradecimientos
Gracias a los proyectos:
Manejo y conservación de recursos in situ de recursos genético de zonas áridas de México: un enfoque etnobotánico, ecológico y evolutivo (CONACYT, Proyecto CB-2008-01-103551), Responsable: Alejandro Casas, CIECO, UNAM.
Manejo y domesticación de recursos vegetales en Mesoamérica. Financiado por el Programa de apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica, UNAM (proyecto IN205111-3). Responsable: Alejandro Casas, CIECO, UNAM. Programa: Investigación, Validación Y Transferencia de Tecnología (IVTT) 2010; "Estudio del Potencial Productivo para el Cultivo de Agave Mezcal en el Estado de Michoacán". Responsable: Alejandro Martínez Palacios.
Al Dr. Alejandro Casas por el apoyo para la realización de esta tesis.
Al M. en C. Edgar Pérez Negrón Souza, técnico del laboratorio de Ecología y Evolución de Recursos Vegetales por su valioso apoyo en el trabajo de campo y sus aportaciones.
A los revisores por su ayuda y consejos para mejorar el este texto Dra. Yvonne Herrerías, Dr. Eduardo Cuevas y M. en C. Carlos Eduardo Tena.
A al Dr. Ernesto Vega por su apoyo en los análisis estadísticos y al Dr. José de Jesús Fuentes Junco por su ayuda en el desarrollo del mapa.
A Dr. Héctor Arita, Dra. Yvonne Herrerías Diego, Roberto Sayago, Alejandro Reyes y Juan Carlos por su ayuda en la identificación de los organismos.
A mi madre por su comprensión y apoyo durante este difícil proceso de titulación y toda mi vida, por sus consejos y amor. A mi hermano que aunque lejos siempre estuvo para ayudar en los momentos que más lo necesite. A Mimí que ha sido un gran apoyo para seguir adelante.
A mi asesor Ignacio Torres que dentro de sus conocimientos y capacidades me apoyo en todo y llevo a buen termino este complicado proyecto, por todo lo que aprendí de él en campo y laboratorio; y en él cual encontré un gran amigo.
A Don Bernabé que en paz descanse siempre se preocupó por verme bajar bien del cerro y a la Familia Vieyra que me dejó trabajar en sus terrenos y siempre fueron tan amables.
A Mike, mi papá, Lindha, Llanet, Mimí por su compañía y ayuda durante los cansados monitoreos a la población de Piedra del Indio.
A Guadalupe León Valero por su ayuda con las ilustraciones.
A todos mis compañeros de laboratorio que me apoyaron en momentos difíciles cuando no veía final a este proyecto por sus comentarios y recomendaciones para mejorar.
Índice Resumen---1-2 Introducción ---3 1.1 La reproducción en plantas---3 1.2 La polinización---4 1.3 Vectores de polinización---5 1.4 Síndromes de polinización ---6
1.5 Problemática e importancia asociadas a la polinización-7 1.6 Reproducción del genero Agave---10
1.7 Descripción de la especie---12
2 Antecedentes---14
2.1 Trabajos realizados con A. inaequidens---18
2.2 Planteamiento del problema---19
2.3 Preguntas de investigación---21 3 Objetivos---22 3.1 Objetivos generales---22 3.2 Objetivos particulares---22 3.3 Hipótesis---22 4 Materiales y Métodos---23 4.1 Sitio de estudio---23 4.2 Fenología floral ---24 4.3 Biología floral---25 4.4 Producción de néctar---25 4.5 Visitantes florales---27 4.6 Exclusión de polinizadores---28 5 Resultados---30 6 Discusión---70 7 Conclusiones---80 8 Recomendaciones ---81 9 Bibliografía Citada---83 10 Anexos---87
Resumen
Agave inaequidens spp. inaequidens, es una especie de maguey utilizado principalmente para la producción de mezcal en el estado de Michoacán. La creciente demanda de este producto en el mercado ha determinado que las poblaciones silvestres en el estado escaseen. Dada esta situación es imperativo generar información útil sobre la biología y reproducción de la especie, que nos permita aportar a la conservación de este importante recurso. En el presente trabajo se analizaron algunos aspectos de su biología reproductiva: para conocer la fenología se hizo un seguimiento quincenal del crecimiento del escapo floral; para identificar a los visitantes florales se realizaron videograbaciones a umbelas en etapas de desarrollo contrastantes; se realizaron experimentos de exclusión selectiva de polinizadores con el fin de determinar la efectividad de los visitantes. Los resultados obtenidos sugieren que se trata de una especie autoincompatible con una gran amplitud de floración (12 meses). Las flores presentan un periodo de desarrollo de seis días y tienen características protándricas. Se encontró una gran variedad de organismos diurnos y nocturnos aprovechan el recurso de néctar y polen, siendo el visitante con mayor número y calidad de visita el murciélago nectarívoro Leptonycteris curasoae, los experimentos de exclusión sugieren que los visitantes diurnos también intervienen en la polinización aunque son en su mayoría robadores de recursos dependiendo en su mayoría de L. curasoae para su polinización.
Abstract
Agave inaequidens spp. inaequidens, a wild species used mainly for the production of mescal in the state of Michoacan. The current demand of this beverage in the market has caused scarcity of the extracted wild populations. Given this situation it’s imperative to generate useful information about the biology and reproduction of this species, this information could help to the conservation of this important resource. In the present work aspects of its reproductive biology were addressed: characterization of floral phenology was obtained through one year monitoring of flowering individuals; identification of the floral visitors was performed using video recordings of umbels in contrasting stages of development; determination of the effectiveness of floral visitors was performed by experiments of selective exclusion. The obtained results suggest that A. inaequidens is a self-incompatible species with a great flowering amplitude. Its flowers have a six days development period and have protandrous characteristics. A great variety of diurnal and nocturnal organisms were documented using nectar and pollen including bats, birds, bees and moths. The exclusion experiments suggest that diurnal visitors are also involved in pollination; however they are mainly pollen and nectar robbers. In contrast the nectarivorous bat Leptonycteris curasoae was the floral visitor with the highest number and quality of visits, therefore A. inaequidens depends primarily in L. curasoae for its reproduction.
1. Introducción
1.1 La reproducción en plantas
La reproducción es la función vital por la cual las plantas logran descendencia y así la continuidad de la especie, uno de los mecanismos utilizados para llevar a cabo este importante proceso es el sexo por el cual se lleva a cabo la cruza de gametos o células reproductoras (Arizaga et al., 2002). En plantas se trata de la cruza de un grano de polen con un núcleo en el saco embrionario del óvulo de la planta (Raven et al., 2005).
La reproducción sexual es un proceso costoso en cuanto a la inversión de recursos ya que las plantas también son capaces de reproducirse de manera asexual, sin embargo, el sexo asegura que los organismos que se generen tendrán cargas genéticas diferentes a sus progenitores y una mayor adecuación comparada con progenie derivada de procesos de clonación (Eguiarte et al., 1999; Arizaga et al., 2002).
En términos evolutivos ha sido difícil explicar el origen del sexo y su permanencia, desarrollándose por esto varias hipótesis que intentan explicarlo relacionándolo con la adecuación de los organismos al ambiente y la eliminación de mutaciones y reparación del ADN así como la adaptación de la progenie a ambientes con heterogeneidad ambiental y climática, dando como resultado procesos evolutivos tales como la especiación (Proctor et al., 1996; Eguiarte et al.,1999). Las plantas al ser organismos que carecen de movilidad han desarrollado diferentes estrategias para asegurar su reproducción y así, su adecuación.
1.2 La polinización
La polinización en plantas está asociada a uno de los procesos biológicos más importantes, la reproducción sexual (Proctor et al., 1996). Este proceso permite que las plantas sean capaces de producir frutos y semillas genéticamente variables que tengan oportunidades de adaptación al medio ambiente aumentando su sobrevivencia y fertilidad (Eguiarte et al., 1986; Proctor et al., 1996). La polinización consiste en el transporte de gametos masculinos (polen) desde las estructuras reproductoras masculinas (anteras) hacia la estructura reproductora femenina (estigma) a través de un vector físico, ya sea biótico o abiótico (Proctor et al., 1996; Dafni, 1992).
En las angiospermas existe una repartición de los sexos y se reconoce a la flor como la “unidad de polinización” (Dafni, 1992). Esta unidad está compuesta por las funciones reproductoras masculina y femenina, ya sea de manera integrada en la misma unidad (hermafoditas) o separada en unidades distintas (monoicas) dentro de la misma planta o en plantas diferentes (dioicas, Faegri & Van Der Pijl, 1979).
En la polinización existen barreras y estrategias diseñadas para evitar o promover la fecundación de los óvulos, una de estas es la autopolinización, la cual ocurre cuando una planta es capaz de producir frutos con semillas viables a pesar de no tener acceso al polen de otro individuo es decir que tiene un sistema de apareamiento autocompatible. Otra de estas estrategias es la polinización cruzada en la cual las plantas necesitan polen de otro individuo obligadamente para fecundarse y tienen un sistema de apareamiento autoincompatible y para que se
lleve a cabo es necesario la existencia de algún vector ya sea biótico ó abiótico que lleve el polen de un individuo a otro con una carga genética diferente.
Los sistemas de apareamiento pueden ser entonces divididos en autogamia o autopolinización y la xenogamia o polinización cruzada. La plantas autógamas tienden a producir menos flores y más pequeñas, menor cantidad de polen y de óvulos, en contraste con las plantas xenogamas que producen flores robustas, mayor cantidad polen y óvulos (Dafni, 1992). Dentro de la autogamia se puede distinguir la cleistogamia, en la cual la flor permanece cerrada a los polinizadores y la geitonogamia, en la cual el individuo se fecunda con el polen que procede de otra flor de la misma planta (Faegri & Van Der Pijl, 1979).
La contribución de los polinizadores a la reproducción de plantas silvestres y cultivadas aprovechadas por los seres humanos tiene una gran importancia ecológica y económica (Cassman et al., 2005; Ashworth et al., 2009). El éxito reproductivo y permanencia de un gran número de plantas depende de la polinización. Ésta proporciona una amplia variedad de recursos importantes para la humanidad, alrededor de la mitad de los frutos y semillas cultivados en México son para el consumo humano y aproximadamente el 80% de estos cultivos son dependientes de los polinizadores (Ashworth et al., 2009).
1.3 Vectores de polinización
Independientemente del sistema de apareamiento para que el polen pueda ser trasladado de la estructura masculina a la femenina es necesaria la intervención de un vector, este puede ser biótico o abiótico. Los vectores abióticos pueden llegar a ser considerados un desperdicio ya que la polinización por este medio es adireccional y frecuentemente el polen no llega a las flores femeninas del otro
individuo. Se consideran principalmente dos tipos de polinización abiótica (Faegri & Van Der Pijl 1979). La polinización por aire o anemófila que prevalece en 95-98% y la polinización por agua o hidrófila. La polinización abiótica es derivada de la polinización biótica, los ancestros de las plantas polinizadas por el viento eran polinizados por entomofauna, ello se evidencia por la existencia de nectarios reducidos en plantas con polinización anemófila como en especies de los géneros Cannabis y Urtica (Faegri & Van Der Pijl 1979). La polinización biótica es aquella en la que se involucra un vector animal, dentro de este tipo de polinización se encuentra: Polinización por entomófila: realizada por insectos, polinización mastófila: realizada por mamíferos como murciélagos y polinización ornitófila: realizada por aves (Proctor et al., 1996).
1.4 Síndromes de polinización
Las flores poseen características morfológicas como el color, forma, aroma y tamaño que sirven como atrayentes para ciertos grupos de organismos que les facilitan la polinización, en ocasiones se comparten con un amplio número de especies, a esta evolución convergente de características se las ha llamado síndromes de polinización (Faegri & Van Der Pijl, 1979; Fenester et al., 2004). Estos síndromes son evidencia de ciertas tendencias adaptativas por las cuales es posible inferir el polinizador a partir de éstas características (Proctor et al., 1996; Fenester et al., 2004). Las características florales parecen ser entonces un atributo adaptativo resultado de la presión impuesta por los polinizadores (Schaffer y Schaffer, 1977). Faegri & Van Der Pijl, (1979), describieron los síndromes de polinización para distintos grupos de polinizadores como se resume en el Cuadro 1.
Cuadro 1. Síndromes de polinización más comunes descritos por Faegri & Van Der Pijl (1979).
Síndrome Forma Color Aroma Néctar Producción
de recompensa Melitófilo (abejas y abejorros) Flores Zigomorficas con facilidades para aterrizaje y agarre Generalmente amarillas o azules Dulce, no muy fuerte Protegido y producido en cantidades moderadas Diurna Entomófilo nocturno (polillas) Flores largas con órganos sexuales expuestos Colores opacos blanco - verde
Aroma fuerte Expuesto Nocturna
Quiropterófilo (murciélagos) Flores robustas y en forma de campana, expuestas en posiciones accesibles Blanco, crema, ocre-amarillo, en ocasiones con rastros de verde y púrpura Aroma nocturno, fuerte, parecido a fruta fermentada Néctar diluido en ocasiones viscoso Nocturna Ornitófilo (aves) Flores robustas, forma de tubo, a veces colgantes Colores vividos, rojos o con colores contrastantes Frecuentemente sin olor Néctar abundante Diurno
1.5 Problemática e importancia asociadas a la polinización
En el mundo tres cuartas partes de los cultivos dependen de la polinización biótica (Cassman et al., 2005; Kevan et al., 2001). Las abejas son uno de los principales agentes de polinización pero también intervienen en menor medida moscas, mariposas, avispas, colibríes, murciélagos y otros. Los servicios por la polinización en Estados Unidos están estimados en 4.1 billones de dólares al año solo en agricultura (Cassman et al., 2005). En la actualidad los servicios de polinización se
consideran en un alto riesgo (Kearns et al., 1998; Ashworth et al., 2009). Muchas especies polinizadoras de cultivos comerciales se encuentran amenazadas o en riesgo de extinción debido a la pérdida de sus hábitats, contaminación por agroquímicos, aumento en la poblaciones de parásitos, incidencia de enfermedades, introducción de especies exóticas, así como el descenso de las plantas silvestres que usan como recurso (Cassman et al., 2005).
Dada la disminución de polinizadores, muchos agricultores recurren a la adquisición de servicios de polinización, ya sea importando o cultivando polinizadores para asegurar la producción de semillas, siendo una empresa en crecimiento la venta de estos servicios (Kevan et al., 2001). El descenso de las poblaciones de polinizadores será padecido principalmente en el sector rural de subsistencia dado que la desaparición de este servicio ecosistémico gratuito no podrá ser sustituido por los servicios alternativos comprados en el mercado global. A pesar de su gran importancia, se sabe poco acerca de las poblaciones silvestres de polinizadores o las consecuencias de su desaparición (Ashworth et al., 2009). Sin embargo, la contribución de los polinizadores a la reproducción de plantas silvestres y cultivadas aprovechadas por los seres humanos tiene una gran importancia ecológica y económica (Cassman et al., 2009). El éxito reproductivo y permanencia de un gran número de plantas depende de la polinización. La polinización permite la producción de una amplia variedad de recursos importantes para la humanidad. En México alrededor de la mitad de los frutos y semillas cultivados son destinados para el consumo humano y aproximadamente el 80% de estos cultivos son dependientes de los polinizadores (Ashworth et al., 2009).
En México los magueyes y otras plantas que pertenecen al género Agave dependen en gran medida de esta importante interacción y han sido aprovechados
desde hace aproximadamente 9000 años (Callen, 1965; Flannery, 1986), para satisfacer diversas necesidades tales como alimento, fibras, calzado, vestido, herramientas y obtención de bebidas rituales (Howel & Roth, 1981; Gentry, 1982; Arizaga et al., 2002), en la actualidad es un recurso particularmente importante en la elaboración de bebidas destiladas. En el presente se aprovechan alrededor de 40 especies cultivadas y silvestres de este género en alrededor de 24 estados de nuestro país (Colunga-García Marín et al., 2007; Ashworth et al., 2009). Uno de ellos es el estado de Michoacán, el cual posee una gran tradición de producción de mezcal ya que se produce en 29 de los 113 municipios (Cházaro et al., 2008). Para su elaboración se utilizan alrededor de 5 especies, una de ellas crece exclusivamente de manera silvestre: A. angustifolia, dos de ellas se encuentran exclusivamente en cultivo: A. tequilana var. azul y A. americana var. subtilis y las dos restantes se encuentran de manera silvestre y su cultivo es relativamente reciente: A. cupreata y Agave inaequidens ssp. inaequidens. Siendo esta última especie de particular importancia para las zonas templadas del Estado, ya que aparte de su utilización para la elaboración de mezcal, tiene diversos usos. Entre los usos registrados por Torres-García et al. (en preparación) en comunidades de Michoacán los principales son para la producción de mezcal, la producción de dulce preparado con la inflorescencia, así como para distintos usos medicinales. Estudios realizados por Cházaro et al. (2007), y Valenzuela-Zapata et al. (2011), han documentado la importancia de esta especie en otro estado del país y recalcan la problemática de la desaparición de distintas poblaciones de esta especie en sus zonas naturales de distribución y la necesidad de hacer planes de manejo con el fin de conservar las poblaciones remanentes y así conservar las tradiciones socio-culturales que están estrechamente asociadas a esta planta.
1.6 Reproducción del género Agave
Las plantas del género Agave son de reciente radiación evolutiva en el continente americano (Good-Avila et al., 2006). Se caracterizan por ser rosetófilas suculentas perennes, las cuales se reproducen una sola vez en su vida al término de su existencia, desarrollando una gran inflorescencia y muriendo, es decir son plantas monocárpicas (Gentry, 1982). El género Agave, pertenece a la familia Agavaceae (Orden Aspargales), está compuesto por alrededor de 166 especies endémicas del continente americano (Good-Avila et al., 2006). El 75% de las especies de Agave son endémicas para México (García Mendoza, 2007) El género Agave está dividido en dos subgéneros; a) Littaea que tiene 53 especies, son plantas que poseen una inflorescencia espigada. b) Agave cuenta con 113 especies (Good-Avila et al., 2006) los cuales desarrollan una inflorescencia paniculada (Gentry, 1982). Estos rasgos florales han sido considerados como atributos adaptativos que han evolucionado como resultado de la presión impuesta por los polinizadores (Gómez, 2002; Silva-Montellano et al., 2003; Schaffer y Schaffer, 1977). Evolutivamente la diferencia en la inflorescencia de los subgéneros Littaea y Agave ha sido atribuida a los grupos de polinizadores que atraen y al tipo de nicho ecológico que ocupan. Autores como Howel (1974); Gentry (1982); Arizaga et al. (2000); Silva-Montellano et al. (2003) y Good-Avila et al. (2006) mencionan que las inflorescencias paniculadas son principalmente polinizadas por murciélagos ya que poseen características morfológicas correspondientes a un síndrome de polinización quiropterófilo, mientras que las inflorescencias espigadas son polinizadas principalmente por insectos (Schaffer y Schaffer, 1977).
Datos moleculares indican que la especiación de las plantas del género Agave y específicamente del subgénero Agave, se aceleró hace 3.0-2.5 millones de años probablemente por la presión de selección provocada por los murciélagos nectarívoros de la subfamilia Glossophaginae. Los murciélagos de los géneros Glossophaga y Leptonycteris divergieron de un ancestro común hace aproximadamente 2.4 Ma y las especies de L. curasoae y L. nivalis hace 1.0 Ma. Esto sugiere que la polinización de Agave ha sido influenciada por murciélagos especializados en el consumo de néctar desde hace 3 Ma.(Good-Avila et al., 2006). La Figura 1 muestra el rango de distribución de los principales murciélagos nectarívoros que se encuentran en el estado de Michoacán (Ceballos et al., 2005). La polinización por murciélagos se ha considerado una coevolución con el subgénero Agave (Gentry, 1982; Howel y Roth, 1981; Rocha et al., 2006). Aunque en ocasiones esta relación no es tan estrecha ya que existe evidencia de que la floración de agaves tiende a expresar caracteres generalistas en lugares donde los polinizadores especializados están ausentes (Slauson, 2000; Silva-Montellano et al., 2003). Slauson (2000), documenta que dos agaves que presentan caracteres quiropterófilos en el borde de la distribución de los murciélagos nectarívoros tienen ligeros cambios que sugieren estar atrayendo a polinizadores diurnos; Silva-Montellano et al. (2003) caracterizaron un cambio en la presentación de las flores de Agave lechuguilla a lo largo de su gradiente de distribución siendo sus flores mas pálidas y néctares mas diluidos al sur, características asociadas a polinizadores nocturnos; y de colores rojizos y néctares concentrados al norte, éstos asociados a polinizadores diurnos.
Figura 1. Distribución de a) Choeronycteris mexicana, b) Leptonycteris curasoae, c) Leptonycteris nivalis, en el territorio mexicano. (Tomados de Ceballos et al. 2005).
1.7 Descripción de la especie
Agave inaequidens Koch ssp inaequidens, es una especie ampliamente distribuida en el estado de Michoacán la cual ha sido poco estudiada. Agave inaequidens (del latín: iniqua = desigual y dens = dientes) conocido también como maguey alto o bruto. Es una planta monocárpica, morfológicamente muy variable. Es un maguey de talla mediana a grande, el cual puede medir hasta 380 centímetros de diámetro (obs. pers.). Crece en el eje neovolcánico transversal desde Morelos, a través de Michoacán, Colima y Jalisco. Su hábitat primario es el bosque de encino, pino y pino-encino, crece particularmente abundante en pedregales, claros de bosque, despeñaderos y lugares perturbados. Se le puede encontrar en altitudes que van desde los 1850 a los 2480 msnm. Las morfología de las hojas es variable, la mayoría mide entre 175-150 x 11-21 cm, de amplias a estrechas, laceoladas-oblanceoladas, presentan color verde-brillante hasta un verde-amarilloso, raramente de color blancuzco, las cuales terminan en una espina de 2.5-5.5 cm de largo, acanalada, color rojo marrón-café obscuro curvada hacia afuera. Tiene bordes ondulados-lisos y crenados, dientes dimórficos, los más largos en las prominencias, comúnmente de 8-10mm de largo, de color castaño a café obscuro,
la inflorescencia es una panícula que mide de 5 a 12 metros de altura, presenta umbelas compactas en la parte más alta del escapo, con 80-90 flores de 60 a 90 mm de largo, tépalos verde a blanquecinos hasta ligeramente rojizos, las estructuras reproductoras son de color amarillo (Gentry, 1982).
2. Antecedentes
Los trabajos relacionados con la biología reproductiva del género Agave han aumentado en los últimos años, sin embargo, siguen siendo pocos y dada la diferencia tan grande en los grados de especialización con los polinizadores es difícil tratar de generalizar al grupo. El cuadro 2 muestra los polinizadores y otros visitantes florales que han registrado diversos autores en distintas especies de agaves paniculados.
Cuadro 2. Trabajos de biología de la polinización que reportan la polinización quiropterófila en agaves paniculados.
Especie de Agave Visitantes Polinizador efectivo
macroacantha (Arizaga, 2000)
Murciélagos, aves
percheras, colibríes Murciélagos
marmorata (Ornelas, 2002)
Murciélagos, aves
percheras, colibríes Generalista salmiana (Muñoz-Roldan, 2005) Murciélagos-aves Generalista potatorum (Estrella, 2008 ) Murciélagos y aves Murciélagos
palmeri (Slauson, 2000 )
Murciélagos,
abejas, grandes Murciélagos
chrysantha (Slauson, 2000 )
Murciélagos, aves,
insectos Generalista
angustifolia (Freaner et al., 2003)
Murciélagos, aves,
insectos Generalista subsimplex (Freaner et al., 2003) Murciélagos Generalista
Howel (1972), estudió la especie de murciélago Leptonycteris sanbornii el cual tiene una dieta integrada por polen y néctar que le proporciona los niveles
energéticos que necesita para su sobrevivencia. Realizó estudios en laboratorio suplantando la dieta de distintos murciélagos, demostrando que al no tener los nutrientes que ofrecen el néctar y polen de Agave mueren en poco tiempo.
Arita (1999), describe los patrones de distribución espacio-temporal de las especies de murciélagos nectarívoros (subfamilia:Glossophaginae). Dichas especies tienen una amplia distribución y gran número de individuos en sus poblaciones, lo cual contrasta con algunas especies endémicas que se encuentran principalmente asociados a áreas secas como selva baja y bosques deciduos. Algunas especies migran a través del territorio mexicano hasta el sur de los Estados Unidos en busca de plantas de zonas áridas que florecen a lo largo del territorio, causando una estrecha relación planta-animal y dada su sensibilidad ante la disponibilidad de recursos, una baja en estos podría devenir en el abandono de ciertas poblaciones causando una pérdida significativa de las plantas asociadas a la polinización quiropterófila. La migración de estas poblaciones es determinante para la salud de ciertos ecosistemas y dada su complejidad el autor recomienda que debe ser tomado como un servicio ecosistémico en peligro. Su conservación requiere de la protección de las poblaciones residentes y migrantes de murciélagos y de las plantas de las que dependen, así como de los lugares de anidación, comúnmente cuevas donde cohabitan con diversas especies de otros murciélagos.
Arizaga et al. (2000a), describieron la biología floral y los mecanismos de polinización de Agave macroacantha en el valle de Tehuacán, mediante el seguimiento de la fenología de la floración y la aplicación de experimentos de polinización. Encontraron que las flores se comportan de manera protándrica ya que las anteras maduran al tercer día y los estigmas al quinto, es decir, presenta
una polinización álogama. Así mismo describieron las diferentes fases florales dividiéndolas en etapas, las cuales están ejemplificadas en la Figura 2.
Figura 2. Etapas florales propuestas por Arizaga et al., 2000a para Agave macroacantha.
Agave macroacantha presenta producción de néctar predominantemente nocturna durante todos los días a partir de la antesis. En cuanto a los visitantes florales se registraron abejas, mariposas y colibríes durante el día, murciélagos y palomillas durante la noche, siendo los murciélagos del género Leptonycteris los polinizadores más efectivos ya que las plantas polinizadas por estos presentan una producción más alta de frutos y a su vez de semillas viables por lo tanto A. macroacantha es muy dependiente de ellos para su éxito reproductivo.
Arizaga et al. (2000b), describen el rol de los polinizadores en la ecología de la polinización de Agave macroacantha, reportando un índice más alto de visitas a los parches más grandes de plantas que a los que contenían menos número de éstas, encontraron también que algunas de las panículas que fueron totalmente
excluidas dieron paso a mecanismos de reproducción asexual al formar hijuelos en la inflorescencia, llamados bulbilos. Se demostró que la exclusión de los murciélagos polinizadores provoca una baja de más del 60% de producción de semillas cuando solo son expuestos a insectos y los individuos totalmente excluidos solo llegaron a producir un 7% del total de semillas en contraste con las plantas control.
Molina-Freaner et al. (2003), en el centro ecológico de Sonora y la sierra Kino caracterizaron la polinización de dos agaves paniculados con distribuciones geográficas contrastantes Agave angustifolia cuya distribución es amplia y Agave subsimplex que se distribuye en una pequeña región de Sonora en el margen de la distribución del murciélago nectarívoro Leptonycteris curasoae mientras que para Agave angustifolia se encuentra en todo su rango de distribución. Estos autores llevaron a cabo la observación directa de los distintos visitantes diurnos y nocturnos identificando distintos tipos de abejas nativas e introducidas, así como distintas especies de aves como calandrias (Icterus galbula), pájaros carpinteros (Melanerpes uropygialis), colibríes (Calypte costae, Selasphorus rufus), palomillas nocturnas (Hyles lineata), y murciélagos nectarívoros incluyendo a la especie L. curasoae.
Identificaron una mayor visita de murciélagos a A. angustifolia. Los experimentos de exclusión revelaron que los murciélagos fueron mayormente responsables de la producción de frutos en A. angustifolia, mientras que en A. subsimplex los visitantes diurnos y nocturnos fueron igualmente efectivos, concluyendo que los agaves paniculados que se encuentran cerca de los límites de la distribución de los murciélagos nectarívoros tienden a presentar un síndrome de polinización con características generalistas.
Ornelas et al. (2002), caracterizaron la biología floral así como la diversidad de visitantes de Agave marmorata en el valle de Tehuacán, a través de la observación directa de la inflorescencia. Describe que las flores son muy variables dentro de ésta especie de Agave ya que poseen colores desde verde-tenue, amarillo hasta rojo. Es una especie protándrica, la dehiscencia del polen y la producción de néctar ocurren principalmente durante la noche. Reportan también que el néctar posee un aroma a fruta fermentada. En general presenta un síndrome con características quiropterófilas. Las observaciones revelan que como polinizadores podrían participar también aves como calandrias (Icterus), colibríes e insectos como abejas y avispas.
Rocha et al. (2006), documentaron las distintas radiaciones adaptativas y la biología reproductiva de la familia Agavaceae con especial énfasis en el género Agave. Una de las características adaptativas más importantes dentro del género es su carácter monocárpico. La roseta se desarrolla por varios años generalmente 10 ó más para después desarrollar un escapo floral, reproducirse y morir. Generalmente los experimentos de auto-compatibilidad dentro de la familia resultan negativos, por lo tanto se cree que la mayoría de las especies son auto-incompatibles. En cuanto a la biología de la polinización presentan una alta variación, siendo los principales polinizadores de los géneros Agave y Manfreda los murciélagos nectarívoros y del género Yucca palomillas nocturnas pertenecientes al género Tegeticula y Parategeticula, las cuales están altamente especializadas.
2.1 Trabajos realizados con Agave inaequidens
Gentry (1982), reporta que A. inaequidens es una especie que casi no presenta reproducción vegetativa y caracteriza que la floración se lleva a cabo desde octubre hasta mayo en el territorio de la comunidad de Villa Madero, Municipio de Madero, Michoacán. El registro de floración fue hecho también por Vázquez-García et al. (2005), para Jalisco de octubre a abril en floración y de mayo a junio para fructificación, esta especie tiene una amplitud de once meses de floración, siendo el tercer periodo más largo de las 28 especies reportadas después de A. maximiliana y A. angustifolia.
Madrigal et al. (1991), reportaron un caso de fasciación del escapo floral de A. inaequidens en la cuenca del lago de Pátzcuaro, describiéndolo como el estrechamiento del meristemo del escapo, cambiando su forma típica cilíndrico-cónica a una forma aplanada, donde apicalmente desarrolló 5 ondulaciones o lóbulos en los cales crecieron escapos secundarios. El tamaño de la semilla es normal y no se logró tener información de germinación dado que la temporada de fructificación había terminado.
Aureoles-Rodríguez et al. (2008), analizaron aspectos de la propagación in vitro de A. inaequidens en el estado de Jalisco, obteniendo una buena respuesta ya que los explantes de las hojas desarrollaron hasta 72 brotes en ocho semanas y registraron un establecimiento de hasta 100% de las plántulas en invernadero.
Valenzuela-Zapata et al. (2011), documentan ampliamente el uso de Agave inaequidens en el estado de Jalisco para la confección de sogas finas para el deporte tradicional de la charrería y hacen hincapié en el descenso de las
poblaciones silvestres de esta planta y la importancia para comunidades indígenas con recursos limitados. Este trabajo intenta plantear la importancia de iniciar la conservación, domesticación y manejo sustentable de las poblaciones silvestres de Agave inaequidens.
2.2 Planteamiento del problema
Entender la biología reproductiva de los agaves y las interacciones con sus polinizadores es de gran importancia, así como entender los efectos de la transformación de su hábitat y los aspectos de su aprovechamiento, ya que de estas interacciones depende la supervivencia de varias especies animales que se alimentan del néctar y polen producido por ellos (Gentry, 1982; Howell, 1972; Arizaga et al. 2000a; Ornelas et al. 2002). Es también de gran importancia documentar el papel de estos organismos dada la pérdida general de especies polinizadoras (Howel, 1972; Kearns et al. 1998). Asimismo se pretende tener una mejor comprensión del papel ecológico que desempeñan los organismos que interactúan con los agaves y entender los mecanismos de reproducción de estas especies, conocimiento relacionado directamente con su distribución y abundancia en los ecosistemas. Esta información representa las bases fundamentales en el desarrollo de planes de manejo y conservación de especies estrechamente ligadas a un recurso tan importante.
El estado de Michoacán y en general muchas regiones de México, enfrenta graves problemas en cuanto a la pérdida de especies animales y vegetales, este es el caso de poblaciones de algunas especies útiles del género Agave, que enfrentan un desorganizado y acelerado cambio de uso de suelo, aunado a la extracción desmedida de sus poblaciones silvestres. La sobreexplotación y falta de manejo
de algunas especies silvestres utilizadas para la fabricación de mezcal en el estado de Michoacán ha determinado el descenso poblacional en las localidades silvestres donde se colectan, como en el caso de Agave cupreata (Cházaro et al., 2008). Con la finalidad de aportar elementos básicos e identificar problemas relacionados con el aprovechamiento de A. inaequidens spp inaequidens, especie biológicamente muy parecida a A. cupreata es necesario generar información integral de la especie, esto ayudará a robustecer planes de manejo para la conservación y aprovechamiento de la especie, así como proporcionar la información básica de la biología de la misma. Parte esencial de ésta información, dada su escaza reproducción vegetativa, es la referente a la fenología y su biología reproductiva (Gentry, 1982; Chazaro et al., 2008).
2.3 Preguntas de investigación
¿Cómo se desarrolla la fenología de floración de Agave inaequidens? ¿Cómo y a qué hora se da la producción de néctar en A. Inaequidens?
¿Cuáles son los visitantes florales de A. inaequidens, cómo es su comportamiento y cuál es su papel en la polinización?
3. Objetivos 3.1 Objetivo general
• Determinar la fenología floral y aspectos de la polinización de Agave inaequidens.
3.2 Objetivos particulares
• Determinar los tiempos de floración y fructificación para algunas poblaciones del estado de Michoacán.
• Determinar el volumen de néctar, su concentración de azúcares, el momento en el que se produce y cuanto dura.
• Determinar los visitantes florales de A. inaequidens.
• Determinar la dependencia que tiene Agave inaequidens con sus polinizadores, así como el comportamiento de los visitantes y la interacción de estos con la planta.
3.3 Hipótesis
Dado que la distribución de A. inaequidens y varias especies de murciélagos nectarívoros se traslapa y las características de la floración de otras especies del genero Agave son quiropterófilas (fragancia fuerte, colores pálido, verde-blanca y producción nocturna de néctar), se espera que la liberación de polen y mayor producción néctar de A. inaequidens sea nocturna respondiendo a este tipo de adaptaciones. Por lo tanto se espera que sea más eficiente la polinización nocturna.
4. Materiales y Métodos
4.1 Sitio de estudio
El estudio fue realizado en dos localidades del municipio de Morelia, Michoacán. El primer sitio de estudio se ubica dentro de la Reserva de “Piedra del Indio” (19º 36’ 48’’N, 101º12’ 22’’ O, 2448 msnm), la cual no tiene población residente pero es utilizada como paso de ganado por pobladores de Atécuaro y rancherías cercanas a Morelia. El sitio se encuentra en un macizo de bosque de encino relativamente conservado al final de una cañada, ahí se encuentran conviviendo varias especies de encino como: Quercus rugosa, Q. candicans, Q. laeta, Q. castanea. También se encuentran otras especies como Arbutus xalapensis, Clethra mexicana, Prunus serotina y Pinus spp. Este sitio fue utilizado para seguir la fenología de floración y observación directa de A. inaequidens.
La segunda localidad denominada “Pino Bonito” (19º 35’ 50’’ N, 101º 07’ 01’’ O, 2328 msnm), es una propiedad privada cuyo dueño es productor de mezcal. En esta localidad se llevaron a cabo los experimentos de polinización y la video-grabación de los visitantes florales. El sitio se encuentra en el borde de la cuenca del balsas en un macizo de bosque de encino-pino ubicado en la parte superior de un corredor ecológico altitudinal, ya que ahí se observaron especies migrantes de clima cálido (aves y abejas), siendo un bosque con características templadas, ubicado cerca de un afluente estacional de agua sobre un camino abandonado.
Figura 3. Localización de los sitios de estudio en el municipio de Morelia.
4.2 Fenología Floral
Para conocer este aspecto se seleccionaron 20 escapos florales en el sitio “Piedra del Indio”, a los cuales se les realizó una visita quincenal para registrar el avance en el desarrollo. El estudio de monitoreo comenzó el 23 de agosto del 2010, y tuvo que ser interrumpido el 8 de diciembre del mismo año por problemas de inseguridad en este sitio, continuando hasta el mes de mayo del 2011 cuando se registró la producción de frutos de todas las inflorescencias. Los datos tomados durante cada visita fueron los de altura y diámetro del escapo, número de
umbelas, diámetro de la roseta y la descripción general del estado de desarrollo en que se encontraban las umbelas y el proceso de floración. Como dato complementario en el mes de mayo del 2011 se llevó a cabo el registro de la floración de dos plantas más que se monitorearon del 9 de abril a diciembre de ese mismo año.
4.3 Biología floral
Para caracterizar la biología floral se llevó a cabo el seguimiento de 10 flores en una misma umbela durante todo su proceso de floración, se consideró iniciada la antésis cuando las suturas del botón floral estuviesen recién despegadas y terminada cuando el estigma de la misma hubiese perdido su turgencia. Diariamente se caracterizó el estado de desarrollo y el proceso de maduración de las estructuras reproductoras mediante observación directa de las flores.
4.4 Producción de néctar
Para determinar la curva de producción de néctar se tomaron en cuenta las etapas florales ya descritas por Arizaga et al. (2000a), como se muestra en la Figura 2. El uso de estas etapas previamente identificadas por Arizaga fue la base para identificar las etapas florales en A. inaequidens utilizadas para caracterizar la curva de néctar. Para determinar la producción de néctar se llevó a cabo el seguimiento de 36 flores de dos umbelas durante 33 hrs, las flores que se seleccionaron fueron todas las que las umbelas tenían floración, las etapas caracterizadas fueron las que se presentan en el Cuadro 3, algunas de estas 36 flores cambiaron de etapa mientras se llevó a cabo la caracterización de la producción de néctar.
Cuadro 3. Número de flores monitoreadas y etapa en la que se encontraban. Etapa Nº de flores 2.2 2 2.3 8 2.4 15 2.5 19 2.6 14 3.1 7 3.2 10
Se colectó el néctar producido desde las 16:00, cada 2 horas hasta las 20:20 y cada 4 horas a partir de esta hora hasta la 01:00 am de la segunda noche, todas las flores fueron excluidas de los visitantes con bolsas de tela de organza con el fin de evitar el consumo del néctar. La extracción y medición del néctar se llevó a cabo con jeringas graduadas para insulina de 0.5 ml graduadas y la concentración de azúcares se determinó con un refractómetro manual modelo VEE GEE ABT-32 según el procedimiento descrito por Eguiarte et al. (1987).
Análisis estadísticos para contrastar resultados de la curva de néctar
Los resultados de la curva de néctar se analizaron con el programa estadístico R (R versión 2.15.1 Roasted Marshmallows). Se aplicó un análisis de varianza (ANOVA), para los dos factores medidos volumen y porcentaje de azúcares en las diferentes etapas. A continuación se usó la prueba de pos hoc de Tukey de comparaciones múltiples para detectar las etapas significativamente distintas entre sí.
4.5 Visitantes florales
Se instalaron dos cámaras Sony Handycam DCR-TRV 380 para tomar video de dos umbelas durante 24 horas con video-cassettes SONY Modelo MP 120 min. de 8mm. Las cámaras se colocaron fijas en una escalera de tijera de 5.30 m, a un metro de distancia del escapo floral dirigiendo las lentes a umbelas en etapas florales distintas, la primera cámara fue dirigida a una umbela con flores predominantemente en etapas masculinas y la segunda cámara a una umbela predominantemente en etapas femeninas. Además, se realizaron observaciones directas de los visitantes florales de la inflorescencia en campo. Durante las filmaciones, así como durante las observaciones directas, se registró la hora de la visita, el número de visitas (por organismo), duración y comportamiento en la visita de los diferentes visitantes florales. Se consideró a un visitante floral como posible polinizador si éste tuvo contacto con las estructuras reproductivas femeninas y masculinas. Los visitantes florales se identificaron con ayuda de expertos de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo y el Centro de Investigaciones en Ecosistemas de la UNAM.
Análisis estadísticos para contrastar tipos de visitante
Para los datos obtenidos de cantidad de visitas por tipo de visitante se aplicaron Modelos Lineares Generalizados MLG con modelo de error quasi-poisson para conocer si hay diferencias significativas entre el número de visitas (variable dependiente), por tipo de umbela masculina (variable independiente), y femenina otro para contrastar el número de visitas (variable dependiente), por tipo de visitante (variable independiente), y éste se sometió a una prueba de pos hoc de Tukey de comparaciones múltiples para comparar la cantidad de visitas por tipo de visitante entre sí.
Análisis estadísticos para conocer calidad de visita
Para los datos obtenidos de calidad de visita se aplicaron tres MLGs con un modelo de error quasi-poisson, considerándose un evento como el tipo de interacción con las estructuras, para conocer las diferencias significativas entre: Número de eventos (variable dependiente), por tipo de visitante (variable independiente); número de eventos (variable dependiente), por tipo de flor masculina y femenina (variable independiente); y número de eventos (variable dependiente), por tipo de interacción con las estructuras (variable independiente), posteriormente estos análisis se sometieron a pruebas de pos hoc de Tukey para comparaciones múltiples para comparar entre: tipos de visitantes, tipos de flores masculina y femenina y tipo de actividades.
4.6 Exclusión de polinizadores
Para evaluar el papel de los visitantes florales en la polinización se hicieron experimentos de exclusión selectiva de visitantes. Estos experimentos se llevaron a cabo en seis umbelas de dos inflorescencias, se seleccionaron las umbelas de la parte media superior de la inflorescencia y se practicó la exclusión de visitantes como se indica a continuación:
Exclusión de polinizadores diurnos: Se cubrió la umbela durante el día por el periodo entero de floración, 17 días (del 06/02/2011 al 22/02/2011).
Exclusión de polinizadores nocturnos: Se cubrió la umbela durante la noche por el periodo entero de floración, 17 días (del 06/02/2011 al 22/02/2011).
Autopolinización no manipulada: Se aisló la umbela y no se descubrió durante todo el periodo de floración hasta el periodo de fructificación.
Control inflorescencia 1: Una umbela sin manipulación fue marcada y se colectó cuando llego al periodo de fructificación (15/04/2011).
Los experimentos se llevaron a cabo colocando bolsas fabricadas con tela de organza sobre toda la umbela para aislar las flores de los diferentes visitantes según el experimento, las umbelas fueron descubiertas y cubiertas al amanecer a las 6:45 y al atardecer a las 18:50 durante 17 días.
La inflorescencia 2 fue previamente usada para la caracterización de la curva de néctar, ésta tuvo que ser atada y acercada a un pino cercano donde se colocó la escalera y cuando se usó para la repetición de los experimentos de exclusión esta se había ya doblado hacia la izquierda 40º quedando recargada sobre un encino, permitiendo así el acceso a la misma sin una escalera. El experimento de autopolinización no manipulada fue saboteado dejando una pequeña abertura en la bolsa de tela de organza.
Análisis estadísticos realizados para producción de semillas
Los datos se analizaron aplicando MLGs con un modelo de error quasi-poisson para conocer si existen diferencias significativas entre el número de semillas viables en las cápsulas (variable dependiente), de la inflorescencia 1 (variable independiente), y con un modelo de error quasi-binomial para encontrar diferencias significativas entre la proporción de semillas viables e inviables (totales, variable dependiente), en las cápsulas de la inflorescencia 1 (variable independiente).
En la inflorescencia 2 se contrastó la producción de semillas viables producidas en las cápsulas (variable dependiente), contra la producción de todas la umbelas control (variable independiente), este MLG se sometió a una prueba de Tukey, así mismo se analizó la proporción de semillas viables e inviables producidas en la inflorescencia 2 (totales, variable dependiente), contra lo producido en todos los
controles (variable independiente), y este MLG se sometió a una prueba de Tukey excluyendo a la inflorescencia 2.
5. Resultados
Fenología Floral
El desarrollo del escapo floral de Agave inaequidens comienza en los meses de abril-mayo y concluye en los meses de octubre-noviembre, es en este momento cuando comienza la floración y concluye en el mes de febrero, marzo e incluso hasta abril (Figura 4). El momento de mayor oferta floral es en diciembre-enero, cuando se encuentran más individuos floreciendo en las umbelas de la parte media del escapo, las cuales son más conspicuas.
Figura 4. Fenología de Agave inaequidens
La floración inicia en las umbelas inferiores y van madurando de abajo hacia arriba de forma espiralada. La floración se desarrolla de manera alterna en las umbelas presentando distintas etapas de maduración simultaneas. En la umbela inferior predominan las etapas femeninas con algunas masculinas y la superior en etapas masculinas con algunas flores en las etapas femeninas. A partir del inicio de la floración sólo se encontraron dos a tres umbelas con oferta floral cada 15-17 días ya que es el tiempo que dura la floración en una sola umbela. Cuando la umbela inical está terminando la floración la umbela siguiente comienza y así sucesivamente. La floración de cada umbela es asincrónica; siempre es posible encontrar flores en etapas masculinas y femeninas dentro de ellas. Cuando comienza la fructificación la roseta se ve sustancialmente disminuida en tamaño y
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Desarrollo Floración Fructi<icación
las hojas pierden turgencia. Lo primero que pierde vitalidad son las brácteas que rodean al escapo floral, éstas se secan cuando empieza el desarrollo de las umbelas o incluso antes. Como se puede apreciar en la Figura 5 el promedio de crecimiento del escapo en las 21 plantas seleccionadas fue de 20 cm por cada 15 días, en promedio se forman 2.35 umbelas quincenalmente. El desarrollo del escapo es muy particular para cada una de las plantas observadas; en la Figura 6 se observa que la planta 23 desarrolló hasta 70 cm en 15 días siendo muy variable el desarrollo de un monitoreo al siguiente, el número de umbelas desarrollado por escapo fue de 27 a 30 esto multiplicado por el número promedio de flores producidas por umbela nos da un aproximado de 2000-3000 flores que podrian convertirse en cápsulas.
Figura 5. Crecimiento quincenal promedio de las plantas monitoreadas en la población de Piedra del Indio. Las barras representan el error estandar (E. E.).
0 10 20 30 40 50 60
Figura 6. Crecimiento quincenal de la planta 23.
Daño relacionado con la floración de Agave inaequidens
Las 21 plantas que se usaron para seguir la fenología de la floración se empezaron a monitorear cuando tenían un nivel avanzado de desarrollo en el mes de agosto. El desarrollo de las panículas en algunas plantas ya estaba casi terminado y en algunas aún no desarrollaban ninguna umbela; desde el inicio de los monitoreos fue notorio que cerca de algunas plantas había una gran cantidad de botones florales y flores tiradas alrededor de la inflorescencia. Las primeras observaciones permitieron apreciar que la planta que más presentaba este fenómeno fue la planta que se etiquetó con el número 1, siendo también ésta la que presentaba el desarrollo más avanzado, estando a punto de comenzar la floración. La panícula era normal, pero en la zona donde inician las umbelas se veía una mancha negra como si el tejido estuviera necrótico; este tejido negro se extendía hacia las umbelas y a los pedúnculos de las flores e incluso a los botones inmaduros y maduros de la umbela impidiendo la floración de los mismos. En los
2.45 2.90 3.35 3.83 4.32 5 5.25 5.61 5.76 6.16 6.31 0 1 2 3 4 5 6 7 Al tu ra ( M et ro s)
casos en los que la flor se lograba desarrollar completamente podía suceder que la flor en antésis se desprendiera del pedúnculo ya seco o que la floración fuera aberrante; es decir que no se abriera completamente o estuviera semi-abierta y después se desprendiera del pedúnculo floral. Cuando la flor se llegó a polinizar y empezó a desarrollar fruto, también se observó que era invadido por dicha enfermedad y se secaba o no se desarrollaba adecuadamente. En la Figura 7 se muestra cual fue la producción total de frutos en las plantas monitoreadas de la población Piedra del Indio en el periodo fenológico del 2010-2011.
Figura 7. Desarrollo total de frutos en las plantas monitoreadas de la población de Piedra del Indio.
Biología floral
En el seguimiento de las flores en observación directa se identificó que la antésis de una flor dura aproximadamente 7 días a partir del momento que el botón rompe la suturas hasta que el estigma pierde turgencia, generalmente se observó que el botón comienza a romper suturas durante la mañana alrededor de las 10:00 hrs. y el desarrollo toma toda la tarde, noche y el próximo día. Durante la segunda noche comienza la dehiscencia de las anteras, ésta ocurre al inicio de la noche,
0 11 121 139 67 1 7 21 99 38 2 60 41 240 15 56 0 128 0 36 67 0 50 100 150 200 250 300
alrededor de las 19:00 hrs, ésta noche ocurre la dehicencia de dos o tres de un total de seis anteras y la tercera noche termina la dehicencia de las restantes, dando lugar al cuarto día en donde ocurre el deterioro de los estambres y comienza la elongación del estigma. El quinto y sexto día corresponden a las etapas estigmáticas, cuando dicha estructura se encuentra totalmente desarrollada rompe las tres suturas que se encuentran el la punta. El séptimo día ocurre el deterioro y perdida de turgencia del estigma.
Etapas Florales de Agave inaequidens
Con base en las etapas florales propuestas por Arizaga et al. (2000a) para Agave macroacantha, éstas se adaptaron para A. inaequidens, habiéndose identificado igualmente 11 etapas desde el desarrollo del botón floral hasta la formación del fruto, como se describe a continuación (ver Figura 8):
Etapa 1: El botón floral se encuentra totalmente desarrollado.
Etapa 2.1: Se rompen las suturas del botón floral revelando los tépalos e inicia la elongación de los estambres.
Etapa 2.2: Las anteras ya se encuentran por encima de los tépalos.
Etapa 2.3: Los estambres se encuentran a la mitad de su desarrollo y se notan flácidos.
Etapa 2.4: Los estambres se encuentran totalmente desarrollados y turgentes. Etapa 2.5: Las anteras comienzan la liberación del polen.
Etapa 2.6: Las anteras han liberado el polen y los estambres empiezan a perder turgencia y comienza la elongación del estigma.
Etapa 3.1: El estigma se encuentra totalmente elongado y a punto de abrir las suturas.
Etapa 3.2: El estigma está totalmente desarrollado y en la superficie de las suturas es evidente un exudado viscoso.
Etapa 3.3: El estigma comienza a perder turgencia y a marchitarse. Etapa 4: Comienza la formación del fruto.
Figura 8. Etapas florales de Agave inaequidens basadas en fotografías (ilustraciones realizadas por Ma. Guadalupe León Valero).
Producción de néctar
De acuerdo con el monitoreo realizado la producción de néctar inicia en la etapa 2.3 alcanzando su volumen máximo y mayor porcentaje de azúcares en la etapa 2.5, seguido por un descenso en la producción de néctar y el porcentaje de azucares en la etapa 2.6, disminuyendo casi a cero el volumen de néctar producido en la etapa 3.1 correspondiente a la fase estigmática, donde el néctar adquiere una consistencia muy viscosa (ver Figura 9).
Figura 9. Volumen de néctar promedio por etapa en centésimos de mililitros y concentración en porcentaje de azúcar (las barras representan el E.E.).
Producción acumulada de néctar
En cuanto a la producción acumulada de néctar, es notable la constante producción durante las etapas 2.2 a 2.6, acentuándose la producción durante la etapa pre-dehiscente y dehiscente del polen (2.4 y 2.5), disminuyendo a casi cero en la etapa 3.1 (ver Figura 10), resulta evidente que la producción de néctar solo se lleva a cabo durante las etapas de desarrollo y dehiscencia masculina.
Figura 10. Volumen total de néctar acumulado expresado en mililitros acumulado en todas las etapas florales.
1.29 1.41 4.42 2.05 0.04 7.26 6.83 12.88 9.70 2.38 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 5 6 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 volumen concentración de azúcar V ol ume n en c en te imo s de ml % de 0 2 4 6 8 10 12 14 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 3.1 Vo lu me n en ml Etapa floral Néctar acumulado
Producción de néctar por etapas
Las primeras etapas florales a partir de que el botón rompe las suturas de los tépalos son las 2, 2.1 y 2.2 correspondientes a la apertura del perianto y la elongación de los estambres, en éstas etapas no se registró producción de néctar y es a partir de la etapa 2.3 que comienza la producción, como se describe a continuación.
Etapa 2.3
Es en esta etapa cuando la flor se encuentra a la mitad de su desarrollo y los estambres están poco turgentes aún. En el primer muestreo se registraron varias flores con producción de néctar a las 16:00 hrs. Siendo interrumpida a las 18:20 hrs. Seguido por un aumento general en la producción de néctar al anochecer el cual continúa hasta las 04:00 hrs cuando la producción cesa. El volumen total en esta medición fue de 12.83 unidades y el promedio del porcentaje de azúcares fue de 15.28 (ver Figura 11).
Figura 11. Promedio de volumen de néctar expresado en centésimas de mililitro y porcentaje de azúcares en la etapa 2.3 (las barras representan el E.E.).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Vo lu me n en ce nt esi mo s de ml
Hora del día
Volumen % Azúcares
%
d
Etapa 2.4
Durante esta etapa en las dos noches la producción de néctar inicia entre las 18:00 y 20:00 hrs. Y cesa entre las 07:00 y 10:00 hrs. El porcentaje de azúcares es muy constante en todas las mediciones dando el promedio de las flores que tuvieron producción 14.42 %, siendo esta 0.86% menor que en la etapa anterior (ver Figura 12).
Figura 12. Promedio de volumen de néctar y porcentaje de azúcares en la etapa 2.4 (las barras representan el E.E.).
Etapa 2.5
En esta etapa la producción comienza a las 18:00 hrs y se mantiene con una producción constante hasta las 10:00 hrs, durante 7 horas permanece sin producción y reinicia al segundo día a las 17:00 hrs. En esta etapa las estructuras masculinas comienzan la dehiscencia del polen y la mayor producción de néctar se da en la primeras horas de la noche, el descenso en la producción comienza a partir de las 4:00 hrs. En esta etapa el promedio general de azúcares en la flores (15.53%) fue mayor que en las etapas anteriores (ver Figura 13).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Vo lu me n en ce nt esi mo s de ml
Hora del día
Volumen % Azúcares % d e a zú ca re s
Figura 13. Promedio de volumen de néctar expresado en centésimas de mililitro y porcentaje de azucares en la etapa 2.5 (las barras representan el E. E.).
Etapa 2.6
En la etapa 2.6 (Figura 14), igual que en las etapas anteriores la producción comienza antes del anochecer alrededor de la 18:00 hrs y termina a las 7:00. En esta etapa se da una disminución en el volumen de néctar, el promedio de producción es de 2.73 habiendo disminuido 2.02 unidades de la etapa anterior y el promedio de porcentaje de azucares es de 16.80 aumentando 1.27 de la etapa anterior. Igualmente que en las otras etapas no hay producción de néctar durante la mayor parte del día.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Vo lu me n en ce nt esi mo s de ml
Hora del día
Volumen % Azúcares % d e a zú ca re s
Figura 14. Promedio de volumen de néctar expresado en centésimas de mililitro y porcentaje de azucares en la etapa 2.6 (las barras representan el E.E.).
Etapa 3.1
Las flores que se tomaron para este estadio 3.1 (Figura 15) estaban terminando la transición de la etapa 2.6 a 3.1 y la producción de néctar es casi nula, los datos obtenidos del porcentaje de azúcar del néctar mostraron un descenso en la concentración siendo de 13.76% lo que representa ser en promedio 1.53% menor que la primera producción y 3.05% menos que la etapa anterior.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 16:00 18:20 20:20 00:45 04:00 07:00 10:10 13:00 17:00 21:00 01:00 Vo lu me n en ce nt esi mo s de ml
Hora del día
Volumen % Azúcares % d e a zú ca re s
Figura 15. Promedio de volumen de néctar expresado en centésimas de mililitro y porcentaje de azucares en la etapa 3.1 (las barras representan el E. E.).
En las Figuras 11 a 15 se puede observar que la producción de néctar es predominantemente nocturna, la dehiscencia de las anteras ocurre en la etapa 2.5 alrededor de las 19:00 hrs y existe un incremento tanto en el volumen de néctar como en la concentración de azúcares. La producción de néctar durante el día solo se dio en las primeras horas de la mañana y a partir de las 17:00 de la tarde dejando alrededor de 7 horas sin producción.
Producción de néctar y porcentaje de azúcares durante el día
Al anochecer y durante la media noche se obtuvieron los picos más altos de volumen y porcentaje de azúcares del néctar (ver Figura 16)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 V ol u m en e n c en te si m os d e m l
Hora del día
Volumen % Azúcares % d e a zú ca re s
Figura 16. Producción promedio de néctar en centésimos de mililitros y porcentaje de azúcares por porción del día (las barras representan el E. E.)
Análisis estadísticos de producción de néctar
El resultado del análisis de varianza (ANOVA), fue significativo para el factor volumen F= 17.36, gl= 5, P= 5.70e-15 y para concentración de azúcar F= 13.31, gl= 5, P=1.2e-11 (ver anexo1a,d), la prueba de Tukey reveló que la etapa 2.5 fue la única significativamente diferente a las demás en producción de volumen, siendo los valores significativos: 2.5-2.3 P=0.0000019, 2.5-2.4 P=0.0000004, 2.6-2.5 P=0.0000141 3.1-2.6-2.5 0.0000000. Y para el néctar: 2.6-2.2 P=0.0033889, 2.6- 2.5-2.3 P=0.0027028, 2.5-2.4 P=0.0001664, 3.1-2.5 P=0.0000000 (ver anexo 1b,c).
Visitantes florales de A. inaequidens
A través de las video-grabaciones se lograron identificar las distintas especies que visitaron las inflorescencias y flores de A. inaequidens. Entre los insectos se registraron: Apis mellifera (Figura 17a), y una especie de abeja sin aguijón
(Nannotrigona perilampoides), una especie de avispa (Vespidae), una especie de
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 1 2 3 4 5 6 7 tar de noche me di an oc he ma dr ug ad a ma ña na me di od ia tar de noche ma dr ug ad a promedio de volumen promedio de concentración de azúcar V ol u m en e n c en te si m os d e m l % d e
abejorro (Bombus sp.), una especie de ácaro, una especie de hormiga y una especie de palomilla nocturna no identificada. Entre las aves se identificaron cuatro especies de colibríes: Hylocharis leucotis (Figura 17b), Lampornis clemenciae (Figura 17c), Eugenes fulgens (Figura 17d) y Amazilia beryllina (Figura 17e). Una especie de calandria: Icterus bullockii (Figura 17f), y una especie de chipe: Dendroica townsendi. Una especie de murciélago Leptonycteris curasoae (Figura 17g). El Cuadro 4 muestra el estatus de riesgo de los principales visitantes.
Cuadro 4. Características de las especies visitantes identificadas de Agave inaequidens.
Familia Apidae Trochilidae Trochilidae Trochilidae Trochilidae Icteridae Glossophaga Nombre
científico
Apis mellifera Hylocharis
leucotis clemenciae Lampornis Eugenes fulgens Amazilia beryllina bullockii Icterus Leptonycteris curasoae Nombre
común europea Abeja Zafiro Oreja Blanca Garganta Colibrí Azul
Colibrí
Magnífico Colibrí Berilo Calandria Bolsero hocicudo de Murciélago Curazao NOM Sin categoría Sin categoría Sin categoría Sin categoría Sin categoría Sin categoría Amenazado UICN Preocupación
menor Preocupación menor Preocupación menor Preocupación menor Preocupación menor Preocupación menor Vulnerable Endemismo No endémica No endémica
Semi-endémica
No endémica No endémica Semi-endémica
No endémica Distribución Mundial El Salvador,
Estados Unidos, Guatemala, Honduras, México, y Nicaragua Estados Unidos, México Mexico, Guatemala, Belice Mexico: Son, Nay, Ags, Zac, Jal, Mich, Edo. Mex, Pue, Gro, Oax, Ver, Chis. Oeste de E.U. Centro de Méx.. Migratoria de Verano en los Estados del Norte, excepto Tamps. Migratoria de Invierno de Son. y Tamps a Chis. Inverna del sur de Estados a Gtml. Sudoeste de los Estados Unidos, México, El Salvador, norte de Colombia y Venezuela
Figura 17. a) Apis mellifera colectando polen en anteras de Agave inaequidens (foto: Alejandro León Jacinto). b) Hylocharis leucotis (foto: CONABIO). c) Lampornis clemenciae (foto: CONABIO). d) Eugenes fulgens (foto:CONABIO). e) Amazilia beryllina (foto:CONABIO). f) Icterus bullockii perchando en umbela femenina de Agave inaequidens (foto: Alejandro León Jacinto). g) Leptonycteris curasoae visitando flores de Agave americana var espansa (foto: Ignacio Torres García). d) Eugenes fulgens visitando Agave inaequidens (foto: Alejandro León Jacinto)
