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INTRODUCCION

La vainilla pertenece a la familia orchidaceae, originaria del Centro y Suramerica. Segun Arevalo et al (2011) esta familia es una de las mas grandes de las plantas vasculares con una amplia distribucion, en donde la mayoria son especies epifitas. La efectividad en la toma de agua, el almacenamiento y el control en la perdida de esta, son factores determinantes en la expresion de la condicion epifita de las orquideas. El metabolismo acido de las crasulaceas es una adaptacion ante el estres de la falta de agua y bajas concentraciones de CO2. Este metabolismo fija el CO2 principalmente en la noche por medio de la enzima PEPC que reacciona con este para la formacion y almacenamiento del acido malico, luego durante el periodo de luz se asimila el CO2 en el ciclo de Calvin por medio de la RUBISCO (Andrade et al, 2007). Las variaciones en el grosor de la hoja son modificaciones anatomicas que sirven a la planta como adaptaciones a medios calurosos y secos, esta relacion del tejido superficial fotosintetico, simboliza la superficie efectiva de difusion para el CO2 que influye sobre la fotosintesis y el uso eficiente del agua (Silva et al, 2001). El objetivo de este trabajo es determinar que la variabilidad de los niveles de pH en diferentes plantas de Vanilla sp. esta relacionada con el grosor de la hoja y las horas de muestreo, afirmando un comportamiento CAM.

METODOLOGIA

El trabajo fue realizado en la finca experimental Santa Lucía de la Universidad Nacional de Costa Rica en la provincia de Heredia, en octubre del 2015. Consistio en seleccionar las plantas de vanilla sp. todas ubicadas en el vivero en las mismas condiciones, posteriormente se midio el grosor de nueve hojas por planta, midendo tres hojas en la base de la planta, tres hojas en la parte media y tres hojas en la parte superior de la planta, para poder categorizarlas como plantas con hojas delgadas o plantas con hojas gruesas, de esta manera se categorizaron siete plantas con hojas delgadas y siete plantas con hojas gruesas. Las horas de muestreo fueron 6 am, 12 md y 5 pm. Posteriormente se pesó una cantidad de 0.3 g para hojas grandes y 0.2 g para hojas pequeñas, consecutivamente se macero los cortes de hojas en 5ml de agua destilada y con el líquido resultante del macerado se procedio a medir el pH, con un pHmetro; realizándose cinco repeticiones por planta a las diferentes horas. Los datos fueron procesados por medio de un analisis de varianza (Kruskal-Wallis) para ver la relacion entre los niveles de pH y el grosor de las hojas a las diferentes horas. Conjuntamente se hiso un corte fresco de la epidermis adaxial de las hojas, para observar el comportamiento de los estomas en las diferentes horas muestreadas.

RESULTADOS

La media obtenida en la mañana para las hojas delgadas fue 4,881, mientras que para las gruesas fue 4.478, al medio dia fue 5.966 y 5.48 y en la tarde 5.29 y 5.03 respectivamente. Mediante la aplicación del test no parametrico de Kruskal-Wallis se evidencio que los niveles de pH son dependientes de la hora del día y del grosor de la hoja (X2=152.95, g.l=5, P<0.05) de manera significativa. Las imagenes muestran que los estomas en la mañana se encuentran un poco aviertos, al medio dia los estomas se muestran completamente serrados y por el contrario en la tarde los estomas se encuentra abiertos en su totalidad.

head(Vainila)
##     PH Hora.Hoja
## 1 4.88       MaD
## 2 4.84       MaD
## 3 4.85       MaD
## 4 4.80       MaD
## 5 4.82       MaD
## 6 4.54       MaD
kruskal.test(PH~Hora.Hoja,data=Vainila)->kw
kw
## 
##  Kruskal-Wallis rank sum test
## 
## data:  PH by Hora.Hoja
## Kruskal-Wallis chi-squared = 152.95, df = 5, p-value < 2.2e-16
boxplot(Vainila$PH~Vainila$Hora.Hoja,main="PH deacuerdo al grosor de la hoja y el transcurso del día",ylab="PH",xlab="Figura 1. PH de hojas gruesas y delgadas a diferentes horas del dia.")

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Figura 2. Estomas en la mañana.

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Figura 3. Estomas en el medio dia.

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Figura 4. Estomas en la tarde.

DISCUCIÓN

Se evidenció que los niveles de pH son dependientes a las horas del día de manera significativa, en la mañana las hojas se encuentran muy asidas debido a que la planta paso toda la noche capturando CO2 y acumulandolo como acido malico en sus vacuolas por la ausencia de luz para asimilarlo. Posteriormente la fase dos del metabolismo CAM sólo ocurre durante un breve periodo de tiempo al amanecer, cuando hay fijación de CO2 por RUBISCO, después de lo cual los estomas se cierran lo que se evidencian en la imagen del medio dia donde los estomas se encuentran completamente serrados. En este punto hay una transición por competencia de sustrato entre PEPc y RUBISCO, pero durante el periodo de luz únicamente RUBISCO permanece activa. Una vez cerrados los estomas, los ácidos orgánicos almacenados en las vacuolas son descarboxilados en el citosol durante el día y el CO2 liberado ingresa al ciclo de Calvin para producir azúcares (fase tres). Finalmente, durante la fase cuatro, que ocurre al final del periodo de luz cuando se ha consumido todo el ácido acumulado durante la noche anterior, los estomas se abren como muestra la imagen de los estomas en la tarde, e inicia la fijación de CO2 tanto por PEPc como por RUBISCO, esta última cesa su actividad con la obscuridad (Osmond, 1987; Benzing, 2000), y nuevamente las hojas se tornan acidas en el interior. Además por medio del estadístico Kruskal-Wallis se determinó la variabilidad entre los valores de pH y el grosor de las hojas, mostrando que hay una relación entre estos de manera significativa, evidenciando que la morfología de las hojas puede ser diversa según el medio en que se encuentre la planta afectando así los niveles de pH registrados, esto sin alterar la condición CAM de las plantas (Silva et al, 2015). Las plantas con hojas delgadas tienen menos biomas para almacenar CO.

CONCLUCIÓN

Se puede concluir que las plantas con hojas delgadas tienen menos mesofilo para almacenar acido malico y por ende los valores de pH varían con el grosor de las hojas, las condiciones ambientales son las determinantes de estas variantes anatómicas. Esto genera una serie de posibles investigaciones en este genero que ya se conoce que posee una adaptabilidad asombrosa a diferentes ambientes.

Referencias

Arévalo, R., Figueroa, J., & Madriñán, S. (2011). Anatomía foliar de ocho especies de orquídeas epífitas. Lankesteriana, 11(1). Reyes-López, D., Quiroz-Valentín, J., Kelso-Bucio, H. A., Huerta-Lara, M., Avendaño-Arrazate, C. H., & Lobato-Ortiz, R. (2015). Caracterización estomática de cinco especies del género Vanilla. Agronomía Mesoamericana, 26(2), 237-246. HERMAN, S., Acevedo, E., & Silva, P. (2001). Anatomía del tejido fotosintético de diez taxa de Opuntia establecidos en el secano árido mediterráneo de Chile. Revista chilena de historia natural, 74(2), 341-351. Ceusters, J., Londers, E., Verdoodt, V., Ceusters, N., & De Proft, M. P. (2008). Seasonal impact on physiological leaf damage risk of Aechmea hybrid under greenhouse conditions. Scientia Horticulturae, 118, 242-245. Cach-Pérez, M. J., Andrade, J. L., & Reyes-García, C. (2014). La susceptibilidad de las bromeliáceas epífitas al cambio climático. Botanical Sciences, 92(2), 157-168.