Germinación diferencial asociada con viviparidad facultativa en Stenocereus thurberi (Cactaceae): correlaciones climáticas en poblaciones marginales de Sinaloa, México

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.21829/abm123.2018.1250

Palabras clave:

análisis anidado, efectos maternos, germinación precoz, gradiente climático

Resumen

Antecedentes y Objetivos: La germinación precoz (vivípara) de semillas en frutos de Stenocereus thurberi se ha correlacionado con mayor velocidad de germinación de las semillas remanentes. Esta investigación compara la germinación de cinco poblaciones de Sinaloa, México, para determinar: 1) si existe un patrón asociado con la germinación precoz de las semillas y 2) cuánto contribuye el fenómeno vivíparo a la germinación, dada la variación entre frutos, individuos y poblaciones de esta especie.

Métodos: Se revisó el nivel de viviparidad de 194 plantas y se separaron las semillas en cuatro probables fuentes de varianza: poblaciones, categorías reproductivas (VV: vivíparas y NV: no vivíparas), plantas dentro de categorías y frutos dentro de plantas. Las respuestas de germinación final (PGF), tiempo medio (TMG), velocidad (VG) y sincronía de germinación (SG) se evaluaron en bloques al azar con tres repeticiones, en unidades experimentales de 25 semillas. Los datos se analizaron con ANOVA’s jerárquicos bajo un modelo lineal mixto.

Resultados clave: Las categorías reproductivas explicaron 5-11% de la varianza y mostraron diferencias significativas a favor de las vivíparas, con PGF de 35 vs 19% y 91 vs 72%, VG de 1.5 vs 0.5 y 7.9 vs 5.4 semillas/día, y SG de 0.3 vs 0.1, 0.7 vs 0.5 y 0.8 vs 0.6. Las poblaciones de Buenavista y Tosalibampo tuvieron mayor porcentaje, velocidad y sincronía de germinación (prueba t de Student, P<0.05) que las otras poblaciones.

Conclusiones: Existe un patrón de germinación asociado con viviparidad en S. thurberi. La varianza asociada con esta condición depende del ambiente de maduración y germinación de las semillas. Los fenotipos vivíparos germinaron con mayor vigor que los no vivíparos, mostrando potencial para apoyar la incorporación de individuos y el crecimiento de la población en condiciones de estrés hídrico y salino.

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Biografía del autor/a

Pedro Casillas Álvarez,

Universidad Autónoma de Sinaloa

Colegio de Ciencias Agropecuarias

Facultad de Agricultura del Valle del Fuerte

Estudiante de doctorado

Alvaro Reyes Olivas,

Universidad Autónoma de Sinaloa

Departamento de Posgrado en Ciencias Agropecuarias

Facultad de Agricultura del Valle del Fuerte

Universidad Autónoma de Sinaloa

Profesor-Investigador

Bardo Heleodoro Sánchez-Soto,

Universidad Autónoma de Sinaloa

Colegio de Ciencias Agropecuarias

Facultad de Agricultura del Valle del Fuerte

Profesor-Investigador

Edmundo García Moya,

Colegio de Posgraduados

Instituto de Recursos Naturales

Especialidad de Botánica

Profesor-Investigador Emérito

Gabriel Antonio Lugo-García,

Universidad Autónoma de Sinaloa

Colegio de Ciencias Agropecuarias

Facultad de Agricultura del Valle del Fuerte

Profesor-Investigador

Ramón Marcos Soto-Hernández,

Colegio de Posgraduados

Instituto de Recursos Naturales

Especialidad de Botánica

Profesor-Investigador

 

Citas

Aragón-Gastélum, J. L., J. Flores, L. Yáñez-Espinosa, Á. Reyes-Olivas, J. P. Rodas-Ortiz, E. Robles-Díaz y F. J. González. 2017. Advantages of vivipary in Echinocactus platyacanthus, an endemic and protected Mexican cactus species. Journal of Arid Environments 141: 56-59. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2017.01.012 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2017.01.012

Arnold, C. Y. 1960. Maximum-minimum temperatures as a basis for computing heat units. American Society of Horticultural Science 76: 682-692.

Arriaga, L., Y. Maya, S. Díaz y J. Cancino. 1993. Association between cacti and nurse perennials in a heterogeneous tropical dry forest in northwestern Mexico. Journal of Vegetation Science 4: 349-356. DOI: https://doi.org/10.2307/3235593

Ayala-Cordero, G., T. Terrazas, L. López-Mata y C. Trejo. 2004. Variación en el tamaño y peso de la semilla y su relación con la germinación en una población de Stenocereus beneckei. Interciencia 29: 692-697.

Bárcenas-Argüello, M. L., L. López-Mata, T. Terrazas y E. García-Moya. 2013. Germinación de tres especies de Cephalocereus (Cactaceae) endémicas del Istmo de Tehuantepec, México. Polibotánica 36: 105-116.

Baskin, C. C. y J. M. Baskin. 2014. Seeds: Ecology, Biogeography, and Evolution of Dormancy and Germination. 2nd ed. Academic Press. San Diego, USA. 1586 pp.

Bregman, R. y P. Graven. 1997. Subcuticular secretion by cactus seeds improves germination by means of rapid uptake and distribution of water. Annals of Botany 80(4): 525-531. DOI: https://doi.org/10.1006/anbo.1997.0483 DOI: https://doi.org/10.1006/anbo.1997.0483

Bustamante, E., A. Búrquez, E. Scheinvar y L. E. Eguiarte. 2016. Population genetic structure of a widespread bat-pollinated columnar cactus. PloS One 11(3): e0152329. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152329 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0152329

Cota-Sánchez, J. H y D. D. Abreu. 2007. Vivipary and offspring survival in the epiphytic cactus Epiphyllum phyllanthus (Cactaceae). Journal of Experimental Botany 58(14): 3865-3873. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erm232 DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erm232

Cota-Sánchez, J. H., A. Reyes-Olivas y B. Sánchez-Soto. 2007. Vivipary in coastal cacti: a potential reproductive strategy in halophytic environments. American Journal of Botany 94(9): 1577-1581. DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.94.9.1577 DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.94.9.1577

Cota-Sánchez, J. H., A. Reyes-Olivas y D. D. Abreu. 2011. Vivipary in the cactus family: a reply to Ortega Baes et al. evaluation of 25 species from northwestern Argentina. Journal of Arid Environments 75(9): 878-880. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2011.04.015 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2011.04.015

Dubrovsky, J. G. 1996. Seed hydration memory in Sonoran Desert cacti and its ecological implication. American Journal of Botany 83(5): 624-632. DOI: https://doi.org/10.2307/2445922 DOI: https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1996.tb12748.x

Ellis, R. H. y E. H. Roberts. 1980. Towards a rational basis for testing seed quality. In: Hebblethwaite, P. D. (ed.). Seed Production. Butterworths. London, UK. Pp. 605-635.

Elmqvist, T. y P. A. Cox. 1996. The evolution of vivipary in flowering plants. Oikos 77(1): 3-9. DOI: https://doi.org/10.2307/3545579 DOI: https://doi.org/10.2307/3545579

Fenner, M. y K. Thompson. 2005. The ecology of seeds. Cambridge University Press. Cambridge, UK. 250 pp. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511614101 DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511614101

Grime, J. P., G. Mason, A. V. Curtis, J. Rodman y S. R. Band. 1981. A comparative study of germination characteristics in a local flora. Journal of Ecology 69(3): 1017-1059. DOI: https://doi.org/10.2307/2259651 DOI: https://doi.org/10.2307/2259651

Hamrick, J. L., J. D. Nason, T. H. Fleming y J. M. Nassar. 2002. Chapter 6. Genetic diversity in columnar cacti. In: Fleming, T. H. y A. Valiente-Banuet (eds.). Columnar cacti and their mutualists: evolution, ecology, and conservation. University of Arizona Press. Tucson, USA. Pp. 122-133. DOI: https://doi.org/10.2307/j.ctv23khmrw.11

Herrera, C. M. 2009. Multiplicity in Unity: Plant Subindividual Variation and Interactions with Animals, Interspecific Interactions. University of Chicago Press. Chicago, USA. 448 pp. DOI: https://doi.org/10.7208/chicago/9780226327952.001.0001 DOI: https://doi.org/10.7208/chicago/9780226327952.001.0001

Hilhorst, H. W. M. 2011. Standardizing seed dormancy research. In: Kermode, A. R. (ed.). Seed Dormancy. Humana Press. Totowa, USA. Pp. 43-52. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-61779-231-1_3 DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-61779-231-1_3

Holland, J. N., S. A. Chamberlain, A. M. Waguespack y A. S. Kinyo. 2009. Effects of pollen load and donor diversity on seed and fruit mass in the columnar cactus, Pachycereus schottii (Cactaceae). International Journal of Plant Sciences 170(4): 467-475. DOI: https://doi.org/10.1086/597266 DOI: https://doi.org/10.1086/597266

Imbert, E. 2002. Ecological consequences and ontogeny of seed heteromorphism. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 5(1): 13-36. DOI: https://doi.org/10.1078/1433-8319-00021 DOI: https://doi.org/10.1078/1433-8319-00021

ITIS. 2017. Integrated Taxonomic Information System. System on-line database, http://www.itis.gov (consultado septiembre de 2017).

Liu, K., J. M. Baskin, C. C. Baskin y G. Du. 2013. Very fast-germinating seeds of desert species are cryptoviparous-like. Seed Science Research 23(3): 163-167. DOI: https://doi.org/10.1017/S0960258513000135 DOI: https://doi.org/10.1017/S0960258513000135

Loza-Cornejo, S., L. López-Mata y T. Terrazas. 2008. Seed traits and germination of six species of Pachycereeae (Cactoideae-Cactaceae). Journal of the Professional Association for Cactus Development 10: 71-84.

Loza-Cornejo, S., T. Terrazas, L. López-Mata y C. Trejo. 2003. Características morfo-anatómicas y metabolismo fotosintético en plántulas de Stenocereus queretaroensis (Cactaceae): su significado adaptativo. Interciencia 28(2): 83-92.

Maguire, J. D. 1962. Speed of germination. Aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science 2(2): 176-177. DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183x000200020033x DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x

Markham, J. H. 2002. A hierarchical analysis of seed production by Alnus rubra. The American Midland Naturalist 148: 246-252. DOI: https://doi.org/10.1674/0003-0031(2002)148%5B0246:ahaosp%5D2.0.co;2 DOI: https://doi.org/10.1674/0003-0031(2002)148[0246:AHAOSP]2.0.CO;2

McDonough, W. T. 1964. Germination responses of Carnegiea gigantea and Lemaireocereus thurberi. Ecology 45(1): 155-159. DOI: https://doi.org/10.2307/1937116 DOI: https://doi.org/10.2307/1937116

Mendes-Rodrigues, C., F. P. de Araújo, C. Barbosa-Souza, V. Barbosa-Souza, M. A. Ranal, D. G. de Santana y P. E. Oliveira. 2010. Multiple dormancy and maternal effect on Miconia ferruginata (Melastomataceae) seed germination, Serra de Caldas Novas, Goiás, Brazil. Brazilian Journal of Botany 33(1): 92-105. DOI: https://doi.org/10.1590/s0100-84042010000100009 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-84042010000100009

Narbona, E., P. L. Ortiz y M. Arista. 2006. Germination variability and the effect of various pre-treatment on germination in the perennial spurge Euphorbia nicaeensis All. Flora-Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants 201(8): 633-641. DOI: https://doi.org/10.1016/j.flora.2006.02.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.flora.2006.02.004

Nobel, P. S. 2002. Physiological ecology of columnar cacti. In: Fleming, T. H. y A. Valiente-Banuet (eds.). Columnar cacti and their mutualists: evolution, ecology, and conservation. University of Arizona Press. Tucson, USA. Pp. 189-204. DOI: https://doi.org/10.2307/j.ctv23khmrw.14

Nolasco, H., F. Vega-Villasante y A. Diaz-Rondero. 1997. Seed germination of Stenocereus thurberi (Cactaceae) under different solar irradiation levels. Journal of Arid Environments 36(1): 123-132. DOI: https://doi.org/10.1006/jare.1996.0199 DOI: https://doi.org/10.1006/jare.1996.0199

Ortega-Baes, P., M. Aparicio y G. Galíndez. 2010. Vivipary in the cactus family: An evaluation of 25 species from northwestern Argentina. Journal of Arid Environments 74(10): 1359-1361. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2010.05.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2010.05.004

Ortiz, T. A., G. R. Gómez, L. S. Assari Takahashi, M. Tagassi Urbano y E. Strapasson. 2014. Water and salt stress in germinating seeds of pitaya genotypes (Hylocereus spp.). African Journal of Agricultural Research 9(50): 3610-3619.

Ortmans, W., G. Mahy y A. Monty. 2016. Effects of seed traits variation on seedling performance of the invasive weed, Ambrosia artemisiifolia L. Acta Oecologica 71: 39-46. DOI: https://doi.org/10.1016/j.actao.2016.01.008 DOI: https://doi.org/10.1016/j.actao.2016.01.008

Parker, K. C. 1987. Site-related demographic patterns of organ pipe cactus populations in Southern Arizona. Bulletin of the Torrey Botanical Club 114(2): 149-155. DOI: https://doi.org/10.2307/2996124 DOI: https://doi.org/10.2307/2996124

Parker, K. C. 1989. Nurse plant relationships of columnar cacti in Arizona. Physical Geography 10(4): 322-335. DOI: https://doi.org/10.1080/02723646.1989.10642386

Parsons, R. F. 2012. Incidence and ecology of very fast germination. Seed Science Research 22(3): 161-167. DOI: https://doi.org/10.1017/S0960258512000037 DOI: https://doi.org/10.1017/S0960258512000037

Parsons, R. F., F. Vandelook y S. B. Janssens. 2014. Very fast germination: additional records and relationship to embryo size and phylogeny. Seed Science Research 24(2): 159-163. DOI: https://doi.org/10.1017/S096025851400004X DOI: https://doi.org/10.1017/S096025851400004X

Penfield, S. y D. R. MacGregor. 2016. Effects of environmental variation during seed production on seed dormancy and germination. Journal of Experimental Botany 68(4): 819-825. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erw436 DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erw436

Pérez-González, S. B., A. Reyes-Olivas, E. García-Moya, A. Romero-Manzanares, J. R. García-Nava, G. A. Lugo-García y B. H. Sánchez-Soto. 2015. Almacenamiento de semillas y germinación de Stenocereus thurberi, una cactácea con viviparidad facultativa. Botanical Sciences 93(2): 1-10. DOI: https://dx.doi.org/10.17129/botsci.227 DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.227

Ranal, M. A., D. García de Santana, W. Resende Ferreira y C. Mendes-Rodrigues. 2009. Calculating germination measurements and organizing spreadsheets. Revista Brasileira de Botanica 32(4): 849-855. DOI: https://dx.doi.org/10.1590/S0100-84042009000400022 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-84042009000400022

Reyes-Olivas, A., E. Garcı́a-Moya y L. López-Mata. 2002. Cacti-shrub interactions in the coastal desert of northern Sinaloa, Mexico. Journal of Arid Environments 52(4): 431-445. DOI: https://doi.org/10.1006/jare.2002.1018 DOI: https://doi.org/10.1006/jare.2002.1018

Salomón-Montijo, B., A. Reyes-Olivas y B. H. Sánchez-Soto. 2016. Fenología reproductiva de Stenocereus thurberi (Cactaceae) en una región de transición del norte de Sinaloa, México. Gayana Botanica 73(2): 381-390. DOI: https://dx.doi.org/10.4067/S0717-66432016000200381 DOI: https://doi.org/10.4067/S0717-66432016000200381

Sánchez-Soto, B., A. Reyes-Olivas, A., E. García-Moya y T. Terrazas. 2010. Germinación de tres cactáceas que habitan la región costera del Noroeste de México. Interciencia 35(4): 299-305.

SAS. 2016. SAS Institute Inc. SAS/STAT® 14.2 User’s Guide. Cary NC., USA. 10150 pp.

Simão, E., A. T. Nakamura y M. Takaki. 2010. The germination of seeds of Epiphyllum phyllanthus (L.) Haw. (Cactaceae) is controlled by phytochrome and by nonphytochrome related process. Biota Neotropica 10(1): 115-119. DOI: https://dx.doi.org/10.1590/S1676-06032010000100011 DOI: https://doi.org/10.1590/S1676-06032010000100011

SMN. 2010. Normales climatológicas 1951-2010. Servicio Meteorológico Nacional, Comisión Nacional del Agua. México, D.F., México.

Valiente-Banuet, A. y H. Godínez-Álvarez. 2002. Chapter 6. Population and community ecology. In: Nobel, P. S. (ed.). Cacti: Biology and Uses. University of California Press. Los Ángeles, USA. Pp. 91-108. DOI: https://doi.org/10.1525/california/9780520231573.003.0006

Valiente-Banuet, A., M. del C. Arizmendi, A. Rojas-Martínez, A. Casas, H. Godínez-Álvarez y P. Dávila-Aranda. 2002. Chapter 11. Biotic interactions and population dynamics of columnar cacti. In: Fleming, T. H. y A. Valiente-Banuet (eds.). Columnar cacti and their mutualists: evolution, ecology, and conservation. University of Arizona Press. Arizona, USA. Pp. 225-240. DOI: https://doi.org/10.2307/j.ctv23khmrw.16

Violle, C., H. Castro, J. Richarte y M. L. Navas. 2009. Intraspecific seed trait variations and competition: passive or adaptive response? Functional Ecology 23(3): 612-20. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2009.01539.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2435.2009.01539.x

Yang X., H. W. Pritchard y H. Nolasco. 2003. Effects of temperature on seed germination in six species of Mexican Cactaceae. In: Smith, R. D., J. B. Dickie, S. H. Linington, H. W. Pritchard y R. J. Probert (eds.). Seed Conservation: turning science into practice. The Royal Botanical Gardens, Kew. Kew, UK. Pp. 575-588.

Zepeda, V., J. Golubov y M. C. Mandujano. 2017. Distribución espacial, estructura de tamaños y reproducción de Astrophytum ornatum (Cactaceae). Acta Botanica Mexicana 119: 35-49. DOI: https://doi.org/10.21829/abm119.2017.1230 DOI: https://doi.org/10.21829/abm119.2017.1230

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Publicado

2018-02-06

Cómo citar

Casillas Álvarez, P., Reyes Olivas, A., Sánchez-Soto, B. H., García Moya, E., Lugo-García, G. A., & Soto-Hernández, R. M. (2018). Germinación diferencial asociada con viviparidad facultativa en Stenocereus thurberi (Cactaceae): correlaciones climáticas en poblaciones marginales de Sinaloa, México. Acta Botanica Mexicana, (123), 51–66. https://doi.org/10.21829/abm123.2018.1250
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