Botánica //Eichhornia crassipes(Pontederiaceae)
¡Estimados amigos e integrantes! de las comunidades de #steemstem y #stem-espanol.
Luego de haber socializado varios posts, sobre aspectos relacionados, a la utilidad tecnológica de Macrófitas Acuáticas invasoras, desde un punto de vista agrícola, a partir del presente artículo, comenzaré a publicar contenido científico del área Botánica, utilizando videos para difundir de una forma más eficiente enfoques académicos, desde lo narrativo y audiovisual, con el objeto de hacer más dinámicas las explicaciones y argumentos teóricos-técnicos, con la expectativa, que esta nueva metodología de publicación, ofrezca aportes en el actual contexto de transferencia del conocimiento que transita la sociedad, y que además el material, sea del agrado para los miembros de la comunidad.
Video 1. Presentación Post – Botánica //Eichhornia crassipes (Pontederiaceae). Edición: @lupafilotaxia.
La elevada capacidad de propagación de la Eichhornia crassipes (Bora), la ha convertido en una planta de distribución mundial, que genera considerables problemas de orden ambiental, social y económico, al obstruir canales de desagüe naturales y artificiales, causar impedimento del trasporte lacustre, debido a los altos volúmenes de biomasa, además de imposibilitar la pesca en lagos y ríos.
Estas complicaciones, causadas por la Bora, motivan a su estudio minucioso, no sólo desde su utilidad tecnológica, sino también aspectos botánicos yecofisiológicos, razón por la cual, en el presente post, detallaré información valiosa, para el conocimiento de este importante recurso fitogenético acuático, específicamente elementos relacionados, a la identificación de sus estructuras anatómicas internas y las características macroscópicas de los órganos vegetativos y reproductivos.
Reino: Plantae
División: Magnoliophyta
Clase: Liliopsida
Orden: Pontederiales
Familia: Pontederiaceae
Género: Eichhornia
Especie: E. crassipes
Nombres comunes
La Eichhornia crassipes, recibe distintos nombres vulgares en múltiples espacios geográficos a nivel mundial; Alemania: Jacinto de agua., Brasil: Dama de lago., Colombia: Buchón., Estados Unidos: Balsa de río., México: Lirio acuático., Venezuela: Bora [10].
Eichhornia crassipes,es originaria de América del Sur [7], fue descubierta en 1823 por el naturalista alemán Carl von Martius, en una expedición botánica en Brasil, quién la designó con el nombre de Pontederia crassipes, posteriormente Hermann zu Solms-Laubach, la incluyó en el género Eichhornia.
En la actualidad esta macrófita acuática, se encuentra ampliamente distribuida en países tanto de regiones tropicales como subtropicales, se ha planteado que su rápida propagación en África, Asia, Australia y América del Norte, esta relacionada con el arribo de los primeros exploradores europeos.
El género Eichhornia en Venezuela
En Venezuela, se han identificado cuatro especies del género Eichhornia,
siendo la E. crassipes la más conocida y ampliamente distribuida, también se ha reportado la presencia de las especies E. azucera (SW.) Kunth conocida como Sapita, E. diversifolia, E.heterosperma y E. paradoxa[10].
Video 2. Descripción morfológica de órganos - Eichhornia crassipes. Edición: @lupafilotaxia.
Forma de vida
Las especies del género Eichhornia, pertenecenal grupo de las macrófitas flotantes, su propagación ocurre por medio de estolones, presenta adaptabilidad y tolerancia a una amplia gama de ambientes acuáticos altamente contaminados.
Tallo
Exhibe tallos cortos, en forma estolonífera con desarrollo de yemas vegetativas y raíces en los nudos, que dan origen a nuevos hijuelos.
Imagen 1. Corte longitudinal, que muestra dos segmentos del tallo estolonífero de Eichhornia crassipes, y manojo de raíces adventicias. Autor: @lupafilotaxia.
Raíz
Presenta raíces palustres, normales y adventicias de forma fibrosa, cuyo eje central muestra poco crecimiento, con un manojo de raíces laterales bien desarrolladas.
Imagen 2. Manojo de raíces adventicias y de forma fibrosa de Eichhornia crassipes. Autor: @lupafilotaxia.
Hojas
Posee generalmente hojas arriñonadas, de limbo emergente de forma variable, peciolos 20-30 cm, estipulas de 2-15 cm, lámina foliar simple, bordes enteros, ápice agudo y con inserción al tallo de tipo sésil o envainadora.
Imagen 3. Lámina foliar deEichhornia crassipes. Autor: @lupafilotaxia.
Inflorescencia
Inflorescencia variable entre 6 y 18 flores, en forma de espiga, con entrenudos entre las brácteas inconspicuas, lámina de la bráctea inferior 1-5 cm de largo, flores 4-6 cm de largos, filotaxia opuesta a lo largo de la espiga floral.
Imagen 4. Inflorescencia tipo espiga de Eichhornia crassipes.Autor: @lupafilotaxia.
Flor
Flores vistosas de perianto morado claro, conun halo de color amarillo en la región central del pétalo superior, flores trímeras de 3 sépalos y 3 pétalos, 6 estambres y 1 estilo.
Imagen 5. Unidad floral, con estructuras vegetativas y reproductivas de Eichhornia crassipes.Autor: @lupafilotaxia.
Fruto
El fruto de la Eichhornia crassipes, posee forma de cápsula elíptica, trigona de 12-15 mm de largo.
Semillas
Las semillas, son numerosas aproximadamente se pueden encontrar, entre 300 por cada cápsula, morfológicamente muestran un aspecto oblongo-elíptico.
La Eichhornia crassipes, se reproduce de forma asexual y sexual:
Reproducción asexual
Presentareproducción, principalmente de forma vegetativa por medio de fragmentos del tallo (brotes).
Reproducción sexual
En la reproducción sexual, de cada flor se forma un fruto capsular, que contiene 50 semillas; al finalizar la floración, los sépalos y pétalos se cierran formando una estructura tubular que más tarde presenta hidrotopismo positivo; una vez alcanzada la superficie acuática, el fruto capsular madura y las semillas quedan libres,las semillas llegan al fondo del medio acuático y allí se fijan, su viabilidad es de varios años; la germinación es posible únicamente cuando la semilla queda expuesta al aire[6].
Imagen 6. Unidades florales, del aparato reproductor sexual de Eichhornia crassipes.Autor: @lupafilotaxia.
El crecimiento de la Bora, (Eichhornia crassipes) fenológicamente incia en sentido horizontal, luego por reproducción vegetativa crece de manera vertical, cubriendo un espectro amplio en los cuerpos de agua.
Este crecimiento vegetativo, es acentuado en regiones tropicales, y particularmente se ve favorecido en aguas eutróficas, enriquecidas especialmente de; nitrógeno, fósforo y potasio, nutrimentos que permiten una acelerada multiplicación de hijuelos, constituyéndose densas capas de biomasa flotante, el lapso de reproducción de tipo estolonífera en Eichhornia crassipes, se sitúa entre 1 y 2 semanas, alcanzando las plántulas hasta 1 metro de altura.
Ciclo de vida
Es importante indicar, que la Eichhornia crassipes completa su ciclo de vida entre 60 a 75 días [8].
Mecanismo de flotación
Producto de la evolución, la Eichhornia crassipes, posee un mecanismo de flotación especifico, que le permite mantener sus estructuras organográficas vegetativas y reproductivas, sobre la superficie del agua, esto debido, a la existencia de cavidades de aire, de forma variable que conforman cámaras de tejido arénquimcatico propios de las macrófitas flotantes.
Imagen 7. Corte transversal, de peciolo de Eichhornia crassipes, que muestra cámaras macroscópicas. Autor: @lupafilotaxia.
Hábitat y condición invasora
La Eichhornia crassipes, crece principalmente en cuerpos de agua con altas concentraciones de elementos minerales, también presenta la capacidad de progresar fisiológicamente, sobre suelos no inundables, las características de crecimiento en lagos y ríos impiden la entrada de luz en estos ambientes acuáticos, afectando con esto, la biología de los peces y al mismo tiempo generando problemas de índole antropogénico[5].
Imagen 8. Plantas de Eichhornia crassipes, cubriendo parte del canal de desagüe de la U.P “Hacienda Bolivar”, ubicada en Santa Bárabara de Zulia – Venezuela. Autor: @lupafilotaxia.
Video 3. Estudio morfohistológico - Eichhornia crassipes. Edición: @lupafilotaxia.
Estudio microscópico
Con el objeto, de ampliar la información existente en español, sobre los aspectos botánicos a nivel de tejidos de la Eichhornia crassipes, se anexa un estudio microscópico,orientado técnicamente a la identificación y caracterización morfohistológica y organográfica de la Bora.
Colecta
El estudio se realizó, en plantas de Eichhornia crassipes, colectadas del canal principal de desagüe de la unidad de producción “Hacienda Bolívar” ubicada en Santa Bárbara de Zulia – Venezuela.
Imagen 9 - 10.Colecta de plantas de Eichhornia crassipes, U.P “Hacienda Bolívar”, Santa Bárbara de Zulia – Venezuela.Autor: @lupafilotaxia.
Identificación histológica
Las muestras colectadas, se trasladaron al laboratorio, con la finalidad de realizarles cortes transversales y longitudinales mediante el uso de bisturí, para la posterior identificación de los tejidos; protección, parenquimáticos, arénquimaticos, mecánicos y de conducción.
Imagen 11 - 12.Identificación de tejidos histológicos de Eichhornia crassipes, mediante el uso del microscopio óptico y corte manual con bisturí.Autor: @lupafilotaxia.
Materiales y reactivosutilizados
- Plantas de Eichhornia crassipes (Bora)
- Laminas porta y cubreobjetos
- Laminas porta y cubreobjetos
- Equipo de disección botánica
- Cápsulas de Petri
- Microscopio óptico
- Agua destilada
- Lugol
- Safranina
- Floroglucina
Imagen 13. Materiales y reactivos utilizados, para la identificación de tejidos histológicos de Eichhornia crassipes. Autor: @lupafilotaxia.
Tejidos de protección y parenquimáticos
Para la observación delos tejidos; epidérmico, parenquimático de asimilaciónó clorofiliano, y ubicación de la cámara arénquimatica, se realizaron cortes transversales a láminas foliares de Eichhornia crassipes (Bora), primero se enfocó a 4x, para identificar todos los tejidos presentes, y luego se cambió a 10x, para localizarlos tejidos descritos.
Figura 1. Del lado derecho, se detalla sección transversal de lámina foliar de Eichhornia crassipes, en el lado izquierdo se indica, la ubicación de la epidermis adaxial, parénquima en empalizada y camara arénquimatica. Autor: @lupafilotaxia.
Las células del tejido epidérmico de las láminas foliares de Eichhornia crassipes, presentaron morfología lisa de aspecto rectangular, con ausencia de tricomas, pelos u escamas.
En relación al parénquima, se logró observar células en empalizada relativamente alargadas, seguidas de tejido esponjoso arénquimatico, con visibles espacios de aire (cámara arénquimaticas) que le dan un mecanismo de flotación a las hojas.
Observación de estomas
A una hoja de Bora,se le practicó un corte tangencial en su epidermis adaxial (color verde intenso) y abaxial (color verde claro), se montó al microscopio y enfocó a 10x, con la finalidad de identificar; tipo de estoma observado, células oclusivas, poro u ostiolo, células acompañantes y células epidérmicas.
Figura 2. Del lado izquierdo, se detalla sección tangencial de la epidermis abaxial (color verde claro) de Eichhornia crassipes, en el lado derecho, se muestra segmento con la descripción de estomas; células oclusivas, poro abierto y las células acompañantes, tejidos que conforman la cámara estomática de las láminas foliares de la Bora. Autor: @lupafilotaxia.
En las observaciones efectuadas, sobre la epidermis adaxial y abaxial en láminas foliares de Eichhornia crassipes, se encontraron estomas de tipo paracíticos en ambas caras epidermicas, lo que indica que las hojas de Bora tienen estomas anfiestomaticos.
Tejidos mecánicos
Se realizaron cortes transversales, a peciolos de Bora, se añadió agua al portaobjetos, seguidamente se procedió a observar e identificar con enfoques a 4x y 10x el tejido colénquimaticos, haz vascular y cámara arénquimatica.
Figura 3. Del lado derecho, se detalla sección transversal del peciolo de Eichhornia crassipes, en el lado izquierdo, se describe la ubicación, de las células colénquimaticas, haz vascular y cámara arénquimaticas. Autor: @lupafilotaxia.
El corte realizado al peciolo, permitió visualizar el tejido colénquimatico, ubicado debajo de las células epidérmicas, además de identificar células de tipo astroesclereidas alrededor de las cámaras arénquimaticas, los haces vasculares observados son de tipo cerrados y colaterales.
Tejidos conducción (vasculares)
En laobservación de haces vasculares en Eichhornia crassipes, se realizaron cortes transversales de la raíz, se añadió HCL y Floroglucina, luego se montó al microscopio y observó con menor aumento (4x) los haces vasculares, los cuales se lograron visualizar como unidades del xilema y floema, dispuestos en forma ordenada.
Figura 4. Del lado izquierdo, se detalla sección transversal de la raíz de Eichhornia crassipes, en el lado derecho, se identifican en orden los siguientes tejidos; epidermis, exodermis, periciclo, floema, xilema, endodermis y camara arénquimatica. Autor: @lupafilotaxia.
En la zona periférica de la sección transversal de la raíz de Eichhornia crassipes, se identifica una solá capa de células epidermicas delgadas, seguidas de tejido exodermico, periciclo en cuyo interior se encuentran; xilema hacía afuera y floema hacía adentro típico de un haz vascular concéntrico anficribal.
APORTES CIENTÍFICOS DE ESTA PUBLICACIÓN
- Los parámetros macroscópicos, detallados en cada uno de los órganos vegetativos y reproductivos, permitirá a estudiantes de pregrado, reconocer la organización general de Eichhornia crassipes, identificando sus estructuras mediante una terminología adecuada.
- La presentación de este post, refleja una introducción de carácter botánico, de significancia utilitaria, para posteriores estudios, de descripción, caracterización e identificación morfohistológica de la macrófita acuática Eichhornia crassipes.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CONSULTADAS Y CITADAS:
[1] Barrett S.Sexual reproduction in Eichhornia crassipes(Water Hyacinth). I. Fertility of clones from diverse regions.Journal of Applied Ecology. 1980; 17, 101–112.
[2] Castro E., Pereira F., and Paiva R.Histologia Vegetal: Estrutura e Função de ÓrgãosVegetativos. UFLA, Lavras. 2009; 234 p.
[3] Fleming J., and Dibble E. Ecological mechanisms of invasion success in aquatic macrophytes.Hydrobiologia. 2015; 746: 23–37.
[4] Mahmood Q., Zheng P., Siddiqi M., Islam E., Azim M., andHayat Y. Anatomical studies on water hyacinth(Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) under the influenceof textile wastewater. J Zhejiang Univ Sc A 6B.2005; 991-998.
[5] Mandryk A., Wein R. Exotic vascular plantinvasiveness and forest invasibility in urban boreal foresttypes. Biological Invasions. 2006; 8: 1651-1662.
[6] Penfound W., Earle T.The biology of water hyacinth.Ecological Monographs.1948; 18, 447–472.
[7] RuizT., López E., Lorenzo G., and Albano A. The Water Hyacinth, Eichhornia crassipes: an invasive plant in the Guadiana River Basin (Spain). Aquatic Invasions. 2008; 3 (1), 42-53.
[8] Sanchéz V.Efecto del agua residual en el desarrollo interacción del lirio acuático (Eichhornia crassipes) (Mart y Zucc) Solms.) en el perifiton de la zona rizoidal. Universidad Autónoma de Nuevo León. Tesis Maestría en Ciencias con Especialidad en Ecología Acuática. Monterrey. 1991; 104 p.
[9] Soltan M., and Rashed M. Laboratory study on the survival of water hyacinth under several conditions of heavy metal concentrations. Adv. in Environ. Res. 2003; 7 (2):82-91.
[10] Velásquez J. Plantas acuáticas vasculares de Venezuela. Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico, Universidad Central de Venezuela. 1994.
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Excelente y muy completa información amigo @lupafilotaxia. Me gustó la presentación, muy descriptivas las imagenes y video. Saludos!
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Saludos, excelente información... usaste algún micrótomo? el corte se ve bastante específico.. Felicitaciones
Saludos estimada @alexaivytorres, pues te cuento, que me vi obligado a realizar los cortes de forma manual, el micrótomo que disponemos en el laboratorio, por encontrarnos en periodo vacacional , quedó resguardado y la persona que dispone de las llaves no se encontraba en la zona al momento de realizar los cortes, por lo que intente hacer buenos cortes, y allí el resultados, fue un trabajo arduo pues realizando se presentaban mucho deslizamientos, pero con algo de pulso pude mejorar los ángulos de inclinación, para que los cortes manuales salieran con aceptable grosor. Saludos, sigamos creciendo
Buenísima tu publicación @lupafilotaxia, te deseo mucho éxito....
Agradecido por tus buenos deseos, saludos estimado amigo @felixrodriguez
Muy completa la información , saludos
Gracias por tu valoración. Saludos @popurri
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Excelente la información!!! Mas completo imposible!!!
Saludos
Saludos @che.leon, gracias por tu comentario. Sigamos creciendo
Profesooor @lupafilotaxia (Luis Paz), exceleeentee. Me gusto muchísimo como presento todo, la verdad muuy completo. Aunque verdaderamente genere problemas como lo menciona, la flor es muy llamativa. Verdaderamente siempre lo he dicho "El mundo desde el microscopio es algo maravilloso" otro mundo que no todos tienen el privilegio de ver. Saludos.
Gracias @fran.frey, primero por visitar el blog y dejar tu apreciación positiva, y segundo porque estos comentarios motivan aún más, a continuar subiendo contenido académico. Sobre la Flor, te comento que en los países Asiáticos, es muy valorada y ampliamente comercializada, respecto a tu observación, es indudable desde la visión microscópica, tenemos la posibilidad de ver un mundo de múltiples características. Saludos
Claro que si profesor, estaré atento a sus publicaciones. Esta carrera (biología) junto con medicina fueron mis opciones de primera mano, aun así cuando quede en Bioanalisis fue la unión de ambas cosas y aquí ando ya en mis últimos semestres muy motivado con esta carrera, la verdad que si. Cuando pueda se da una vuelta por mi blog y puede que tenga información de interés. Saludos.
Excelente publicación estimado @lupafilotaxia ...con las acostumbradas-estupendas imágenes y, ahora con el apoyo dinámico audiovisual. Se nota la dedicación que le imprimiste al post para entregar a la comunidad este importante aporte en términos de la #Educación-STEM
Gracias @tomastonyperez, aprecio tu observación, teniendo en cuenta y valorando tu experiencia en el área y precisamente por la formación que tienes en el tema Audiovisual, intento hacer aportes con impronta académica, mejorando en cada publicación los elementos de diagramación, que evidentemente ayudan en la interacción post/usuarios. Te confieso, que al ir subiendo post tras post, me he dado cuenta que la plataforma permite mejorar ciertos aspectos, de la enseñanza aprendizaje en nuestras aulas. Respecto #Educación-STEM, coincido contigo, estás metodologías de publicación tienen STEM, y con buenos enfoques, estos temas pueden coexistir con inyección científica en stem-espanol