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BONPLANDIA9(3-4): 287-294.1997 ANATOMÍA YONTOGENIA DE SEMILLAS DE HELICTERES LHOTZKYANA (STERCULIACEAE) porANA MARíAGONZÁLEZ1 yCARMEN L. CRISTÓBAL2 Summary The anatomy and ontogeny of the seeds of H. Lhotzkyana was studied, in orderto know the structure and origin ofitswing. Ripeseedsof H. baruensis, representative ofthe genus, were also analized so as to compare both kind of seeds. The exotesta is made of longitudinally elongatedsclereids,endotestaisparenchymaticwithsmallpatchesoftannincells.Theprincipal mechanicallayeroftheseedcoatistheexotegmen,formedbyradiallyelongatedmacrosclereids; meso- andendotegmen aretanniniferous. Thepresentstudyshowsthatthewing oftheseeds ofH. Lhotzkyanadevelopsfromtheraphe, andconsistsofparenchymaticcellssourrondingthe rapheal vascularbundle and both sclerenchymatic epidermis. Introducción del centro de Brasily Bolivia. Ambas especies tienensemillas que responden altipomás fre En el curso de la revisión taxonómica de cuenteenelgénero. Helicteres L. queestárealizando lasegunda de Lasespecies aquíestudiadas se cuentanen las autoras, llamaron la atención las semillas trelasdemásampliadistribuciónenelgénero. de unas pocas especies que se apartan de lo El área de H. Lhotzkyana se extiende desde el típico del género, por presentar una aleta a lo SWdeBahíahastalalíneadeltrópicollegando largodelarafeyavecesotrasmásangostasen alEdeBoliviayextremoNWdeArgentina.H. otrasposiciones. baruensis se extiende desde el NW de México Una de las especies con esta particulari hastaelcentrode BrasiL dadesHelicteres Lhotzkyana (Schott& Endl.) K. Sehanobservadotambiénsemillasconale Schum., por lo que sehanestudiado anatómi tasenH.carthagenensisJacq.,especiecolombia camentesussemillas,conelfindeconocercon nay, aunquemenosnotables, enH. semitriloba precisión el origen y naturaleza de la mencio Bert. ex DC., ampliamente distribuida en el nada expansión membranácea. Otras razones Caribe. Estas especies tienen también en co por las que se ha elegido esta especie son el mún con H. Lhotzkyana las cápsulas rectas, es buen desarrollo de la aletay ladisponibilidad decir no espiraladas. Sin embargo no hay una dematerial. Lassemillascaracterísticasdelgé correlaciónaniveldegéneroentreestoscarac nero tienen rafe linear, como ejemplo se han teres. No sehanobservadosemillasconaletas analizadolas semillasmadurasdeH. baruensis en las especies del viejo mundo, donde todas Jacq. exceptoH. Isoratienenfrutosrectos.EnAméri Rao (1954) describe la anatomía de la semi- cahay también otras especies de frutos rectos llade H. Isora L., especie delSE asiático y tipo consemillas donde la rafe es linear (Cristóbal, del género. Corner (1976) estudia las se~illas 1987). deH. sacarolhaA. St.-Hil.,A.Juss. & Cambess., Material yMétodos 1BecariadeperfeccionamientodelCONICET. Paraelestudioanatómicoseutilizómaterial 2InstitutodeBotánicadelNordeste,UNNE-CONICET, CC:209,Corrientes,Argentina. fijado enFAA (a) o secoy rehidratado (b) me- 287 BONPLANDIA 9 (3-4)1997 diantehervorenaguaconunasgotasdedeter hacer dos cambios en parafina pura de 8-10 gente. Paraladescripciónmorfológicaexterna horascadauno. seusaronejemplaresdeherbario(c).Losejem Serealizaroncortesseriadosde8-10mmde plarestestigoestándepositadosenelHerbario espesor,tantolongitudinalescomotransversa del Instituto de Botánica del Nordeste (CTES) les, de flores y frutos en distintos estadios de y sonlossiguientes: desarrollo. Secolorearonconsafranina-Astra Helicteres Lhotzkyana, (a) Paraguay, Dep. blue (Luqueetal. 1996). Amambay, Parque NacionalCerro Corá, Ayo. Para la descripción del episperma se usó la Aceite, camino a Lorito Picada, Cristóbal y terminologíapropuestaporCorner(1976). Krapovickas 2370. (b) Brasil, Mato Grosso, Jacuara, 25 Km de Barra dos Bugres, camino a Resultados Cáceres, Krapovickas et al. 40213. (c) Brasil, Losfrutos deHelicteressoncilíndricos,ovoi Mato Grosso, Cuiabá, Coxipó da Ponte, des hasta esféricos, espiralados o rectos, erec Krapovickas y Cristóbal43077. tos o péndulos, leñosos, pentacarpelares, pen Helicteres baruensis, (b) Brasil, Bahía, 18 Km taloculares, pluriseminados. Las semillas se W de BomJesus da Lapa, Krapovickas 29992. originan de óvulos anátropos, oblicuos a la (c) Brasil, Bahía, 5 Km S de Caetité, camino a placentaquees axilary dispuestosendosfilas BrejinhodasAmetistas,Krapovickas 10077. porcarpelo. Paraelanálisis de la anatomíaseconfeccio Lasemillas,cuandocompletaneldesarrollo naron preparados permanentes. Las semillas quedan comprimidas dentro dellóculo, gene maduras se dejaron en etilendiamina (Carl ralmente en una fila. Esto hace que se delimi quist, 1982)porperíodosvariables de acuerdo ten caras de contacto entre ellas y contra la a su dureza antes de proceder a ladeshidrata pared del carpelo, por esta razón las semillas ción. La técnica usual de deshidratación con son desiguales entre sí. Cuando maduras, la Alcohol Butílico Terciario (Johansen, 1940) se superficie es verrucosa o rugosa y la rafe es reemplazó por una serie de Deshidratante más o menos sobresaliente. Finalmente.que Histológico(Biopur®)realizándosecincocam dan sueltas dentro del lóculo y caen por el bios; el tiempo en cada paso varió de 15" para extremodelfruto. flores pequeñas a 30-45"parasemillas y frutos En el caso de H. Lhotzkyana los frutos son maduros; la preimpregnación se llevó a cabo rectos y las semillas se mantienen en pares conAclarante-Preimpregnante(Biopur®),de- como los óvulos (Fig. 1 D). Esta disposición .jándaloactuarprimero10horasy luego deun posiblemente se debe a que el fruto es recto y cambio, 2horas más. Estas soluciones se utili relativamentegrueso,dehasta3cmdediáme zanpurasy puedenusarsevariasveces. tro. Las semillas son irregularmente poliédri Para la infiltración en parafina se utilizó la cas/tienenlascarassuperior,inferioreinterna técnica deJohansen (1940) que consiste en co (en contacto con la otra del par) casi planas y locarelmaterialenunamezcladepartesigua la cara externa convexa adaptándose a la pa les de alcoholbutílico terciario y aceite de pa red delcarpelo (Fig. 1A). Miden aproximada rafina en estufa a 60° por 4-5 horas y luego mente 4 mm long. x 2 mm lat. x 1,5 mm alt., Fig.1.A-B:semillasdeHelicteresLhotzkyana,conlacálazahaciaarriba;A:pardesemillasvistasdesdeelápicedelfruto, levementeinclinadashaciaafueraparamostrarlacarainternamásomenosplana;B:semillaizquierdadelpardelafig. Ainclinadahaciaadentro,mostrandolacaraexternaconvexa,lasuperiorplanaylaaleta;C:semilladeH. baruensis¡3/ 4lateralmostrandolarafe;D-L:H.Lhotzkyana;D:cortetransversaldelcarpeloconunpardeóvulosjóvenes;E:óvulojoven; F:óvuloantesdelafecundación;G: óvulodespuésdelafecundación; H:corteparadermaldelasmacrosclereidasdel exotegmen;1:corteópticodelasesc1ereidasdelaexotesta;J-L:cortestransversalesdelepisperma;J:despuésdeformado elmicrópilo;K:iniciodeladiferenciacióndelexotegmen;L:epispermacompletamentedesarrollado.Abreviaturas:dg: endotegmen¡ dt: endotesta, eg: exotegmen, et: exotesta, g: tegmen, ob: obturador¡ sg: mesotegmen¡ t: testa, ta: células taníferas¡te: tegumentoexterno,ti: tegumentointerno. 288 A.M.GonzálezyC.L.Cristóbal,SemillasdeHelicteres Lhotzkyana ~ 1 i ~ 0,1mm B ~ 10~m ~ K 10~m 10~m 289 BONPLANDIA 9 (3-4)1997 sin considerar la aleta. En la semilla madura, tegumento externo ubicada entre rafe y tegu parte de la testa de las caras se separa como mento interno se origina a partir de la capa unapelícularugosay aldesprendersedejaala dérmica de la rafe. Las rafes de cada par de vista verrugas de color castaño oscuro. óvulos quedan en el plano medio del carpelo, A lolargo de larafe, las semillas tienenuna entantoque lasnucelas se ubicanhaciaafuera aleta de 0,5-1 mmlat., que se dispone general (Fig. 1D). mente en la arista interna de la cara superior, Antesdelafecundacióneltegumentoexter desde el micrópilo hasta la cálaza. El haz nodelóvulocubreunpocomásdelamitadde vascular recorre la aletaensu partemedia. La la nucela, en tanto que el tegumento interno aletaesmembranácea,nacarado-brillanteyfrá llega a cubrir apenas una tercera parte de la gil, por lo que en la semilla madura puede misma;ambostegumentossonbiestratificados. desprenderse. El ápice nucelar queda casi en contacto con el En algunas semillas a lolargodelas aristas obturador, formado porlaepidermispapilosa delacarainferior,sepuedendesarrollaraletas de laplacenta(Fig. 1F, ob). mucho más angostas (Fig. 1 B). Las dos semi Lacálazaesprominente,parenquimática;el llas de un parno están exactamenteenelmis hazvascularrecorrelarafehastalacálazadon monivel,sinounalevementemásabajoquela desecurvaabruptamente. otra,nilasfilasestántotalmentealineadas,por En cada par de óvulos comienzan a super lo que a veces entre las dos semillas de unpar ponerselevementelasrespectivasrafes,estose puede asomarla aleta de una de las queestán debe a que los óvulos debeninclinarse lateral debajo. mente para acomodarse al escaso lugar que Enunooenambosextremoselfrutoseafina tienen en ellóculo; así que en un corte trans por lo que el lóculo es más estrecho y sólo versal de ovario no se pueden ver la rafe y el queda una semilla del par, que tiene forma saco embrionario al mismo tiempo. En corte cónica en el ápice del fruto y obcónica en la longitudinal de ovario también se aprecia que base. Por la misma causa otras pueden tener los óvulos están inclinados: funículo y ápice forma de tonel. nucelarseorientanhacialabasedellóculoy la H. baruensis tiene el fruto espiralado, de 1 cálazase ubicahaciaelápice. 1,8 cm diám. Las semillas dispuestas en una Formación de las semillas: numerosos tu sola fila, son irregularmente poliédricas, con bos polínicos llegan por el tejido de transmi las caras superior e inferior planas y caras siónhasta el obturador y uno de ellos penetra lateralesconvexas,de3mmlong.x1,5mmlato porelápicenucelarhastaelsacoembrionario. x 1 mm alt., verrucosas, castañas, con la rafe Luego de producida la fecundación, el tegu linear y la cálaza destacándose como una má mento externo crece más rápidamente que el culanegruzca (Fig. 1C). interno, formando el exóstoma antes que el tegumento interno alcance el ápice nucelar. El Helicteres Lhotzkyana endóstomaseforma posteriormente. Lascélulasdelobturadorsereabsorbengra Desarrollo de los óvulos: los primordios dualmente. Elhaz de la rafe es colateralycon ovularesseiniciancomoprominenciasconuna engrosamientos helicados en el xilema, al lle sola capa dérmica o dermatógeno, que cubre garalacálazasecurvaperonoseramifica. En una masa central de células. Las células del los primeros estadios del desarrollo, hay un dermatógeno se dividen activamente en su granaumentodemasacelular,principalmente mayoríaenelplanoanticlinal,entantoquelas enelparénquimadelacálaza,rafe,exóstomay delamasacentrallohacencondistintasorien nucela (Fig. 1G). taciones. Después de formado el micrópilo, el tegu La nucela adquiere considerable tamaño y mento externo del óvulo forma la testa, posee prácticamente ha completado su giro de 1800 doscapascelulares(Fig.1J,t),esmásgruesoen aliniciarseladiferenciacióndelostegumentos elexóstomacon3-5capas.Eltegumentointerno (Fig. 1 E). Ambos tegumentos se originan por o tegmen consta de dos capas dérmicas y un divisiones del dermatógeno; la porción del estratocentralde1-3capascelulares(Fig.1J,g). 290 A.M.GonzálezyC.L.Cristóbal,SemillasdeHelicteres Lhotzkyana A B h -c o eg E u h H Fig.2.A-F:semilladeHelicteresLhotzkyana;A-E:cortestransversalesseriadosdesemillaporlosnivelesindicadosenF; F:cortelongitudinaldesemillaconepispermadiferenciadoylarafealaderecha;G-K:H.baruensis;G-J:transcortespor distintosnivelesmarcadosenK;K: cortelongitudinaldeunasemilladiferenciada. Abreviaturas: a: aleta, c: cálaza, d: endosperma,e: embrión,eg: exotegmen,h: hacecillodela rafe,n: nucela, t: testa, ta: célulastaníferas,u: cavidadesde mucílago. 291 BONPLANDIA 9 (3-4)1997 A medidaque se desarrollala testa,las célu son taníferas; en la región adyacente a la las de la epidermis externa forman la exotesta, cálaza, todas las células son taníferas y se las células son alargadas y de seccióncuadran cuentan hasta 20 capas celulares. El endoteg gular (Fig. 1 K, et). La epidermis interna está men es completamente tanífero, de células formada por células de tipo parenquimático cuadrangulares con pared ligeramente más constituyendo la endotesta, la cual incrementa gruesa(Fig. 1L,sg,dg). Enlasemillamadura, gradualmenteelnúmerodecapas(Fig. 1K, dt). elmesotegmen, lacálazay laporciónbasalde Enelexóstoma y en la porción de la rafe adya los tegumentos son taníferos. cente a éste se diferencian cavidades lisígenas Enlasemillaquehacompletadoeldesarro demucílago (Fig. 2E, F, u). llo,elparénquimaquerodeaelhazdelarafese El tegmen posee 6-8 capas incluyendo am comprime formando la aleta de la semilla. La bas epidermis; la externa o exotegmen incre aleta está constituidaentonces por ambas epi mentaelnúmerodedivisionesanticlinalesini dermis,elhacecilloyrestosdeparénquima.En ciandoladiferenciacióndeunacapaenempa las aristas restantes el parénquima de la lizada(Fig. 1K,eg),entantoquelascélulasin endotesta tambiénes pluriestratificado, porlo termediasomesotegmenylasdelaepidermis quepuedenformarse aletasmásangostas(Fig. interna o endotegmen acumulan sustancias 2B-D). En cortes transversales seriados de se tánicas. El endotegmen posee paredes celula millasepuedeobservarlaposicióndelasaris resligeramenteengrosadas (Fig. 1K, sg, dg). tasy delarafe queforma laaletade lasemilla En estadios avanzados, las células alarga (Fig. 2A-E, a). dasdelaexotestasediferencianenesclereidas, El parénquima no tanífero de la endotesta dispuestas longitudinalmente en la semilla, terminaporromperse,yseseparajuntoconlas miden80-140x10-16pmytienenlosextremos esclereidas de la exotesta, esta película final aguzados e imbricados, poseen pared secun mente se desprende y se observan los grupos daria muy gruesa, lignificada, con puntuacio decélulas taníferas comoverrugasoscuras. nes simples y escasamente ramificadas, el La forma final de la semilla depende de la lumen es estrecho y puede llegar a obliterarse posición que ocupa luego de la fecundación. (Fig. 1 J, L); en la cálaza las esclereidas están Porestarazón,laaletadelarafepuedequedar dispuestasradialmente. en una de las aristas internas o presentarse La endotesta está formada por un número ocasionalmenteenuna delascaras. variablede capas, desdeunestratoenalgunas La cálaza presenta una depresión circular zonas de las caras de la semilla hasta 10-12 alrededor de la terminación del haz vascular, capas en las aristas, son células parenqui esta depresión se forma por la deshidratación máticas,aproximadamenteisodiamétricasyde del parénquima, lo que pone en evidencia el paredesdelgadas;entreéstashaygruposaisla rebordedelasmacrosclereidasdelexotegmen, dosdecélulastaníferas(Fig.1L,dt,ta). Larafe interrumpidasenlabase del tegumentoexter adquieregrandesarrolloduranteelcrecimien no; a su vez las esclereidas de la epidermis to de la semilla, el haz vascular está rodeado acompañanestadisposición radial. porabundantetejidoparenquimático(Fig.2B, a;e,F,h). Helicteres baruensis Una capa de macrosclereidas forma el exo tegmen, miden aprox. 50-70 x 6-9 x 17-25 pm; Anatomía de la cubierta seminal: la testa la pared de la porción interna de estas células está formada por la exotesta, constituida por está notablemente lignificada, ellumen se ob esclereidas dispuestas longitudinal y tangen servaestrelladoen transcorte (Fig. 1H) Yque cialmente,conparedesmuy gruesas,lignifica da reducido a la porción externa de la célula das, con puntuaciones simples y escasamente (Fig. 1 L, eg); este estrato se dispone radial ramificadas y lumen reducido o prácticamen mente en la semilla y sólo está interrumpido te obliterado. Laendotestaestáformada por3 enla cálaza (Fig. 2F). a 5 capas de células parenquimáticas más o El mesotegmen está formado por 6-10 ca menos isodiamétricas con paredes celulares pas de células parenquimáticas, la mayoría ligeramente engrosadas; hay grupos muy nu- 292 A.M.GonzálezyC.L.Cristóbal,SemillasdeHelicteres Lhotzkyana merososdecélulastaníferasconparedesgrue inmadurohastaquelasemillaalcanzasumáxi sas. motamaño,estacaracterísticafueseñaladapor En el tegmen/.el exotegmen está formado Corner (1976) enH. sacarolha. pormacrosclereidas de aprox. 100x10-1211m, La aleta de la semilla de H. Lhotzkyana es el lumen estrellado está reducido a la mitad producto del desarrollo del parénquima de la externadelacélula;esteestratoestáinterrum rafey delaepidermis. Enlasemillamadurala pido en la cálaza. El mesotegmen completa aleta con el hacecillo puede desprenderse y mente tanífero y colapsado en la semilla ma caer. Las otras aristas de la semilla también se dura/ tiene de 5-8 capas en los lados de la forman por la proliferación del tejido semilla y de hasta 20 capas en la cálaza. El parenquimático, pero en menor grado y de endotegmen tiene células de paredes ligera pendendelaposiciónquetomelasemilladen menteengrosadas,condepósitostánicos. tro dellóculo. Larafe seobservacomouncordónsobresa H. baruensis también presenta aristas por la liente (Fig. 1C). En cortes transversales seria presión de las semillas dentro del lóculo, sin dos se observa el haz vascular colateral, sin embargo enlas aristas participan todos los es ramificaciones (Fig. 2I/ K, h). Las aristas están tratos de ambos tegumentos seminales. El es conformadasporambos tegumentos (Fig. 2I). trato parenquimático de la endotesta es bas Los abundantes grupos de células taníferas tante uniformeentodoelcontornodelasemi de la endotesta forman las verrugas, el lla/ inclusive en la rafe, razón por la cual esta parénquima incoloro ubicado entre ellos se especiecarecede aletas. deshidrata y se aplasta en la semilla seca, de LaparteexteriordelatestadeH. Lhotzkyana modo que las esclereidas de la exotesta se ad esmembranáceaynacarada,desprendiéndose hiereny acomodanalaforma de las verrugas. con facilidad debido a la ruptura del En la zona adyacente a la cálaza se inte parénquimadelaendotestasobrelasverrugas rrumpe el estrato de macrosclereidas del decélulastaníferas,lasqueseobservanalcaer exotegmen,externamenteestoseapreciacomo selapelículaexterna,conformadaporexotesta una depresión que rodea la terminación del y parte de la endotesta. En H. baruensis la haz vascular, las esclereidas de la epidermis exotestanosedesprendeyaqueelparénquima acompañan esta disposición radiada. La colo incolorodelaendotestaesescasoydeparedes raciónrojizadelacálazasedebe alapresencia engrosadas, porlo que se deshidratay aplasta de células taníferas. peronoserompe, deestemodolasesclereidas En ambas especies, el embrión completa su de la exotesta se adhieren firmemente a las desarrolloreciéncuandolasemillahaalcanza verrugas. do su máximo tamaño. Los cotiledones son En las semillas de H. baruensis y H. Lhotz foliáceos, muy desarrollados y se encuentran kyana la exotesta está formada por esclereidas plegadosalrededordelejehipocótilo-radícula. longitudinales, las restantes características del Esmuynotablelaabundanciadedrusasenlos episperma concuerdan básicamente con las cotiledones. observadas en H. Isora (Rao, 1954) y en H. sacarolha (Corner, 1976). Discusión y Conclusiones Se han encontrado semillas con aletas en tresespecies americanas que tienenfrutos rec Eldesarrollo observado enlos óvulos enH. tos: H. semitriloba, H. carthagenensis y H. Lhotz Lhotzkyana concuerda con el descripto en H. kyana. Sin embargo estas características no Isora por Rao (1954). El obturador placentario siempreestánligadas.Hayotrasespeciesame está en contacto con el ápice de la nucela, por ricanas con frutos rectos y todas las asiáticas, donde entra el tubo polínico. Los tegumentos excepto H. Isora, que tienen semillas sin aleta del óvulo forman la micrópila después de la es decir con la rafe linear. fecundación. La aleta aparece en tres especies altamente Luego de la fecundación la diferenciación diferenciadas, tanto que H. Lhotzkyana y H. de lasemillaseproduceprincipalmenteenlos cartJuzgenensis han sido descriptas originaria tegumentos quedando el embrión en estado mente como géneros independientes. Es inte- 293 BONPLANDIA 9 (3-4)1997 resantelamanifestacióntanesporádicadeeste hard plant structure for paraffin sections. Stain carácter; las áreas de distribución de estas es Techonology57: 311-317. CRI5TOBAL, C. L. 1987. Un Helicteres nuevo de México, pecies se suceden sin superponerse y dos de nexo entre las especies asiáticas y americanas. ellasestánrespectivamenteenloslímitesnorte Bonplandia6(1): 71-8l. y sur del género enAmérica. LUQUE,R.;SOUSA,H.C. &KRAUS,J.E.1996.Métodos decolora<;aodeRoeser(1972)-modificado-eKropp (1972)visandoasubstitui<;aodoazuldeastraporazul Bibliografía dealciao8GSou8GX.Actabot.bras.10(2):199-212 JOHAN5EN, D. A. 1940. PlantMicrotechnique. McGraw CORNER,E.J.H. 1976.TheseedsofDicotyledons.2Vol. HillBookCo.New,York.511págs. CambridgeUniversityPress. RAO,C.V.1954.ContributionstotheembryologyofSter CARLQUIST,S.1982.Theuseofetilendiamineinsoftening culiaceae.IndianBot.Soc.J.32:208-238. 294