Desarrollo de la fase gametofítica de ocho especies de Pellaea (Pteridaceae, Polypodiophyta) presentes en México
DOI:
https://doi.org/10.21829/abm131.2024.2401Palabras clave:
apogamia, bisexual, esporas, gametofitos, helechos, unisexualResumen
Antecedentes y Objetivos: Pellaea (Pteridaceae) es un género de helechos de distribución subcosmopolita. Se ha documentado la morfología de las esporas y el desarrollo gametofítico de diversas especies de este taxon, registrándose de manera característica la presencia de apogamia. El objetivo de este trabajo fue describir y comparar el desarrollo protálico de ocho especies de Pellaea sect. Pellaea que habitan en México.
Métodos: De cada una de las especies se recolectaron los ejemplares de respaldo en el campo, así como las pinnas fértiles de las que se obtuvieron las esporas, las cuales fueron sembradas en cajas Petri con agar y medio de Thompson. Los cultivos se mantuvieron a una temperatura de 23-26 °C, con un fotoperiodo de 12 horas luz/oscuridad, desde el inicio de la germinación hasta la madurez del gametofito.
Resultados clave: Todos los taxones tuvieron esporas triletes y presentaron germinación tipo Vittaria. Se observaron dos tipos de desarrollo protálico: Adiantum y Ceratopteris. La forma de los gametofitos adultos fue cordiforme, espatulado-cordiforme o cordiforme-reniforme; los márgenes fueron lisos, ondulados o con dos células en forma de dientes. Los esporofitos de P. notabilis, P. ribae, P. sagittata, P. ternifolia y P. villosa fueron de origen sexual, mientras que los de P. cordifolia y P. oaxacana fueron apogámicos. Pellaea sagittata y P. ternifolia formaron esporofitos de origen sexual y también apogámicos. Pellaea pringlei y un representante de P. cordifolia no formaron esporofitos.
Conclusiones: El desarrollo y las características de los gametofitos estudiados fueron similares a lo reportado en otros trabajos; se obtuvieron en la mayoría de las especies esporofitos de origen sexual y/o apogámico. Se describe por primera vez el desarrollo protálico de P. oaxacana, P. ribae y P. villosa, lo que permite conocer la información de 15 de las 16 especies de Pellaea sect. Pellaea que crecen en México.
Descargas
Citas
Adobe. 2008. Adobe Photoshop CS4 extended. Adobe Systems Incorporated. San José, USA. www.adobe.com/products/photoshop.html (consultado junio de 2023).
Alexander, P. J. 2021. Pellaea zygophylla, a new combination for a distinctive & well-known but neglected fern. Journal of Semiarid Environments 2: 1-33. DOI: https://doi.org/10.31219/osf.io/k8sqd DOI: https://doi.org/10.31219/osf.io/k8sqd
Barrington, D. S., C. A. Paris y T. A. Ranker. 1986. Systematic inferences from spore and stomate size in the ferns. American Fern Journal 76 (3): 149-159. DOI: https://doi.org/10.2307/1547723 DOI: https://doi.org/10.2307/1547723
Barrington, D. S., N. R. Patel y M. W. Southgate. 2020. Inferring the impacts of evolutionary history and ecological constraints on spore size and shape in the ferns. Applications in Plant Sciences 8(4): e11339. DOI: https://doi.org/10.1002/aps3.11339 DOI: https://doi.org/10.1002/aps3.11339
Beck, J. B., M. D. Widham y K. M. Pryer. 2011. Do asexual polypoid lineages lead short evolutionary lives? A case study from the fern genus Astrolepis. Evolution 65(11): 3218-3229. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.2011.01362.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.2011.01362.x
Bucharová, A. y Z. Münzbergová. 2012. Gene Flow among Populations of Two Rare Co-occurring Fern Species Differing in Ploidy Level. PLoS ONE 7(9): e45855. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045855 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0045855
Díaz Espinoza, J. A. 2002. Ciclo biológico de Diplazium lonchophyllum Kunze (Pteridophyta-Woodsiaceae) y Pellaea cordifolia (Sessé & Mociño) A. R. Sm. (Pteridophyta-Pteridaceae). Tesis de licenciatura. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional. Cd. Mx., México. 94 pp.
Dyer, R. J., J. Pellicer, V. Savolainen, I. J. Leitch y H. Schneider. 2013. Genome size expansion and the relationship between nuclear DNA content and spore size in the Asplenium monanthes fern complex (Aspleniaceae). BMC Plant Biology 13: 219. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2229-13-219 DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2229-13-219
Gastony, G. J. y D. R. Rollo. 1995. Phylogeny and generic circumscriptions of cheilanthoid ferns (Pteridaceae: Cheilanthoideae) inferred from rbcL nucleotide sequences. American Fern Journal 85(4): 341-360. DOI: https://doi.org/10.2307/1547814 DOI: https://doi.org/10.2307/1547814
Gastony, G. J. y D. R. Rollo. 1998. Cheilanthoid ferns (Pteridaceae: Cheilanthoideae) in the southwestern United States and adjacent Mexico–– a molecular phylogenetic reassessment of generic lines. Aliso 17: 131-144. DOI: https://doi.org/10.5642/aliso.19981702.04 DOI: https://doi.org/10.5642/aliso.19981702.04
Grusz, A. L. 2016. A current perspective on apomixis in ferns. Journal of Systematics and Evolution 54: 656-665. DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12228 DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12228
Grusz, A. L., M. D. Windham, K. T. Picard, K. M. Pryer, E. Schuettpelz y C. H. Haufler. 2021. A drought-driven model for the evolution of obligate apomixis in ferns: evidence from pellaeids (Pteridaceae). American Journal of Botany 108(2): 263-283. DOI: https://doi.org/10.1002/ajb2.1611 DOI: https://doi.org/10.1002/ajb2.1611
Haufler, C. H. 2014. Ever since Klekowski: Testing a set of radical hypotheses revives the genetics of ferns and lycophytes. American Journal of Botany 101(12): 2036-2042. DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.1400317 DOI: https://doi.org/10.3732/ajb.1400317
Haufler, C. H., K. M. Pryer, E. Schuettpelz, E. B. Sessa, D. F. Farrar, R. Moran, J. J. Schneller, J. E. Watkins y M. D. Windham. 2016. Sex and the single gametophyte: Revising the homosporous vascular plant life cycle in light of contemporary research. BioScience 66(11): 928-937. DOI: https://doi.org/10.1093/biosci/biw108 DOI: https://doi.org/10.1093/biosci/biw108
Hayes, D. W. 1924. Some studies of apogamy in Pellaea atropurpurea (L.) Link. Transactions of American Microscopical Society 43: 119-135. DOI: https://doi.org/10.2307/3221661 DOI: https://doi.org/10.2307/3221661
Henry, T. A., J. D. Bainard y S. G. Newmaster. 2014. Genome size evolution in Ontario ferns (Polypodiidae): evolutionary correlations with cell size, spore size, and habitat type and an absence of genome downsizing. Genome 57(10): 555-566. DOI: https://doi.org/10.1139/gen-2014-0090 DOI: https://doi.org/10.1139/gen-2014-0090
Hernández, M. A., R. A. Andrada, V. A. Páez y O. G. Martínez. 2015. Ploidy level and obligate apogamy in Argyrochosma nivea (Poir.) Windham var. tenera (Pteridaceae). Hoehnea 42(2): 233-237. DOI: https://doi.org/10.1590/2236-8906-36/2014 DOI: https://doi.org/10.1590/2236-8906-36/2014
Herrera-Soriano, A., M. L. Arreguín-Sánchez, S. Rojas-Velasco y L. Á. Lepe-Becerra. 2011. Biología reproductiva de Pellaea ovata (Desv.) Weath. (Pteridaceae-Pteridophyta). Polibotánica 31: 51-59.
Hornych, O., A. Férová, K. Hori, J. Košnar y L. Ekrt. 2022. Apomictic fern fathers: an experimental approach to the reproductive characteristics of sexual, apomict, and hybrid fern gametophytes. American Journal of Botany 109(4): 628-644. DOI: https://doi.org/10.1002/ajb2.1817 DOI: https://doi.org/10.1002/ajb2.1817
Huerta-Zavala, J., M. L. Arreguín-Sánchez, D. Quiroz-García y R. Nava. 2013. Ciclo de vida de Pellaea ternifolia (Cav.) Link subsp. ternifolia (Pteridaceae-Polypodiidae). Polibotánica 35: 65-84.
Kirkpatrick, R. E. B. 2007. Investigating the monophyly of Pellaea (Pteridaceae) in the context of a phylogenetic analysis of Cheilanthoid ferns. Systematic Botany 32(3): 504-518. DOI: https://doi.org/10.1600/036364407782250616 DOI: https://doi.org/10.1600/036364407782250616
Klekowski, E. J. 1969. Reproductive biology of the Pteridophyta. III. A study of the Blechnaceae. Botanical Journal of the Linnean Society 62(3): 361-377. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1969.tb01973.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1969.tb01973.x
Knobloch, I. W. 1966. A Preliminary Review of Spore Number and Apogamy within the Genus Cheilanthes. American Fern Journal 56(4): 163-167. DOI: https://doi.org/10.2307/1545934 DOI: https://doi.org/10.2307/1545934
Manton, I. 1950. Problems of cytology and evolution in the pteridophytes. Cambridge University Press. Cambridge, UK. 316 pp. DOI: https://doi.org/10.5962/bhl.title.4667
Mendoza, A., M. Windham, B. Pérez-Garcia y G. Yatskievych. 2001. Una nueva especie de Pellaea (Pteridaceae) del estado de San Luis de Potosí, México. Acta Botanica Mexicana 57: 15-21. DOI: https://doi.org/10.21829/abm57.2001.881 DOI: https://doi.org/10.21829/abm57.2001.881
Mickel, J. T. y A. R. Smith. 2004. The pteridophytes of Mexico. Memoirs of the New York Botanical Garden 88: 1-1054.
Nayar, B. K. y N. Bajpai. 1963. Morphology of the gametophytes of some species of Pellaea and Notholaena. Botanical Journal of the Linnean Society 59(376): 63-76. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1964.tb00046.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1964.tb00046.x
Nayar, B. K. y S. Kaur. 1971. Gametophytes of homosporous ferns. Botanical Review (London) 37: 295-396. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02859157 DOI: https://doi.org/10.1007/BF02859157
Picard, K. T., H. Ranft, A. L. Grusz, M. D. Windham y E. Schuettpelz. 2021. When it only takes one to tango: assessing the impact of apomixis in the fern genus Pteris. American journal of Botany 108(11): 2220-2234. DOI: https://doi.org/10.1002/ajb2.1761 DOI: https://doi.org/10.1002/ajb2.1761
Pickett, F. L. y M. E. Manuel. 1925. Development of prothallus and apogamous embryo in Pellaea glabella Mettenius. Bulletin of the Torrey Club 52: 507-514. DOI: https://doi.org/10.2307/2480298
PPG I. 2016. A community-based classification for extant ferns and lycophytes. Journal of Systematics and Evolution 54(6): 563-603. DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12229 DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12229
Pray, T. R. 1968a. The gametophytes of Pellaea section Pellaea: Darkstiped series. Phytomorphology 18: 113-143.
Pray, T. R. 1968b. Interpopulational variation in the gametophytes of Pellaea andromedaefolia. American Journal of Botany 55: 951-960. DOI: https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1968.tb07454.x
Pray, T. R. 1970. The gametophytes of Pellaea section Pellaea: Light-stiped series. Phytomorphology 20: 137-144.
Pray, T. R. 1971. The Gametophytes of Natural Hybrids in the Fern Genus Pellaea. American Fern Journal 61(3): 121-136. DOI: https://doi.org/10.2307/1546643
Raghavan, V. 1989. Developmental biology of fern gametophytes. Cambridge University Press. Cambridge. Pp. 362. DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511529757 DOI: https://doi.org/10.1017/CBO9780511529757
Rigby, S. J. 1973. lnduction of apogamy in Pellaea glabella var. occidentalis. American Fern Journal 63(4): 158-164. DOI: https://doi.org/10.2307/1546796 DOI: https://doi.org/10.2307/1546796
Sessa, E. B., W. L. Testo y J. E. Watkins Jr. 2016. On the widespread capacity for, and functional significance of, extreme inbreeding in ferns. New Phytology 211(3): 1108-1119. DOI: https://doi.org/10.1111/nph.13985
Steil, W. N. 1911. Apogamy in Pellaea atropurpurea. Botanical Gazette 52: 400-401. DOI: https://doi.org/10.1086/330670
Steil, W. N. 1915. New cases of apogamy in ferns. Preliminary note. Science 41: 293-294. DOI: https://doi.org/10.1126/science.41.1051.293
Steil, W. N. 1918. Studies of some new cases of apogamy in ferns. Bulletin of the Torrey Botanical Club 45(3): 93-108. DOI: https://doi.org/10.2307/2479704
Thiers B. 2023-continuously updated. Index Herbariorum: A Global Directory of Public Herbaria and Associated Staff. New York Botanical Garden’s Virtual Herbarium. Available from http://sweetgum.nybg.org/science/ih/ (consultado junio de 2023).
Tryon, A. F. 1957. A revision of Pellaea section Pellaea. Annals of the Missouri Botanical Garden 44: 125-193. DOI: https://doi.org/10.2307/2394577
Tryon, A. F. 1968. Comparisons of sexual and apogamous races in the fern genus Pellaea. Rhodora 70: 1-24.
Tryon, A. F. 1972. Spores, chromosomes and relations of the fern Pellaea atropurpurea. Rhodora 74: 220-241.
Tryon, R. M. y A. F. Tryon. 1982. Ferns and allied plants, with special reference to tropical America. Springer-Verlag. Nueva York, USA. 857 pp. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4613-8162-4
Tryon, R. M., A. F. Tryon y K. U. Kramer. 1990. Pteridaceae. In: Kubitzki, K. (ed.). The families and genera of vascular plants 1. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, Germany. Pp. 230-256. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-02604-5 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-02604-5_42
Velázquez-Montes, E. 2019. Pteridaceae. Flora del Bajío y de Regiones Adyacentes 210: 1-254. DOI: https://doi.org/10.21829/fb.40.2019.210 DOI: https://doi.org/10.21829/fb.40.2019.210
Wagner, W. H. Jr. 1974. Structure of spores in relation to fern phylogeny. Annals of the Missouri Botanical Garden 61(2): 332-353. DOI: https://doi.org/10.2307/2395061 DOI: https://doi.org/10.2307/2395061
Windham, M. D. y G. Yatskievych. 2003. Revised nomenclature and a new North American record for the villose cliff brake (Pellaea, Pteridophyta). Novon 13(3): 358-362. DOI: https://doi.org/10.2307/3393272 DOI: https://doi.org/10.2307/3393272
Wu, X., A. Yan, S. A. M. McAdam, J. A. Banks, S. Zhang y Y. Zhou. 2021. Timing of meristem initiation and maintenance determines the morphology of fern gametophytes. Journal of Experimental Botany 72(20): 6990-7001. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erab307 DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erab307
Descargas
Publicado
Cómo citar
-
Resumen310
-
PDF60
-
EPUB72
Número
Sección
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
De acuerdo con la legislación de derechos de autor, Acta Botanica Mexicana reconoce y respeta el derecho moral de los autores, así como la titularidad del derecho patrimonial, el cual será cedido a la revista para su difusión en acceso abierto. Acta Botanica Mexicana no realiza cargos a los autores por enviar y procesar artículos para su publicación.
Todos los textos publicados por Acta Botanica Mexicana –sin excepción– se distribuyen amparados bajo la licencia Creative Commons 4.0 Atribución-No Comercial (CC BY-NC 4.0 Internacional), que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en Acta Botanica Mexicana (por ejemplo incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en Acta Botanica Mexicana.
Para todo lo anterior, el corrector de originales le solicitará junto con la revisión de galeras, que expida su Carta-Cesión de la Propiedad de los Derechos de la primera publicación debidamente requisitado y firmado por el autor(es). Esta carta se debe enviar por correo electrónico en archivo pdf al correo: acta.botanica@inecol.mx (Carta-Cesión de Propiedad de Derechos de Autor).
