Translate PaperArtículo originalVariabilidad de frutos y plántulas de Coccoloba uvifera L. en ecosistemas costeros de Cuba
Raúl C. López-Sánchez [1] [*]
Mijail Bullain-Galardis [1]
Juan Torres-Rodriguez [1]
Ernesto Gómez-Padilla [1]
Bettina Eichler-Löbermann [3]
[1] Universidad de Granma, carretera Manzanillo, km 17, Bayamo 85100, Granma, Cuba
[2] Universidad Autónoma de Coahuila, Barranquilla sin número, Colonia Guadalupe, Monclova, Coahuila, CP. 25730, México
[3] Departamento
de Ciencias de las Plantas, Facultad de Agricultura, Universidad de
Rostock. Justus-von Liebig-Weg 6 18059 Rostock, Alemania
[4] Université des Antilles, 97159, Pointe-à-Pitre, Guadalupe, Francia
[*] Autor para correspondencia. rlopezs@udg.co.cu
RESUMENSe colectaron frutos de uva de playa (Coccoloba uvifera
L.) en zonas costeras al norte y al sur de Cuba, en tres localidades:
Guardalavaca, Cayo Coco y Las Coloradas, con el objetivo de evaluar la
variabilidad morfológica y fisiológica en frutos y plántulas de esta
especie. Se evaluó la masa, el diámetro y el largo de los frutos y de
las semillas. Las semillas colectadas fueron sembradas en condiciones de
viveros; seis meses después se evaluaron las características
morfológicas de las plántulas: altura de tallo, longitud de la raíz,
masa seca del tallo y la raíz, así como características fisiológicas:
contenido de agua en las hojas y las raíces, fluorescencia de la
clorofila, área foliar y área foliar específica. Se calcularon las
correlaciones entre todos los indicadores evaluados. Los resultados
mostraron variaciones significativas en las características de los
frutos y el crecimiento de las plántulas de uva de playa provenientes de
las localidades estudiadas. Los frutos de la localidad Guardalavaca
mostraron mayor tamaño y las semillas de la localidad Cayo Coco fueron
las de mayor talla y masa. En el caso de las plántulas las de Cayo Coco
mostraron los mayores valores de acumulación de biomasa en la parte
aérea y en la raíz y de acumulación de agua en sus tejidos. Se encontró
una relación directa entre los parámetros de las semillas e indicadores
morfológicos y fisiológicos. Se recomiendan ensayos de biología
molecular para estudiar si existen diferencias genéticas en la misma
especie, así como identificar los mecanismos adaptativos de las
plántulas a las condiciones estresantes donde se desarrollan.
INTRODUCCIÓNCoccoloba uvifera
(L.), conocida comúnmente como uva de playa, es un árbol o arbusto
pequeño y con ramificaciones a un nivel bajo, que crece hasta los 15 m
de altura. Posee ramas gruesas y lisas y un tronco robusto que alcanza
hasta los 70 cm en diámetro. Es común en las dunas costeras y las costas
rocosas dentro de su distribución natural en el Caribe. Se puede
reconocer con facilidad por sus hojas grandes, gruesas y casi circulares
y los racimos en forma de uvas comestibles. Puede ser encontrada en la
Florida, México, el Caribe y en América Central hasta en Sudamérica 1 y preferentemente en todo el litoral costero formando parte importante de la vegetación costera 2.
Su tolerancia a los suelos salinos y al rocío del mar la hacen una
especie nativa excelente en las costas como barreras contra el viento y
para la recuperación de dunas costeras 3.
La uva de playa tiene perspectivas debido al uso que se le puede dar
como madera, leña, así como las propiedades medicinales de sus hojas y
frutos 2,4.
En la flora de Cuba, se reportan 34 especies del genero Coccoloba
y se presenta un alto nivel de endemismo (25 especies), lo que
probablemente es la consecuencia de la presencia de esta especie en las
islas aledañas a Cuba 5; por otra parte,
para fines de conservación de la especie y programas de restauración, la
mejor opción es reproducirla a partir de semilla para promover la
variabilidad genética 2. Por lo que la
domesticación de la uva de playa resulta importante no solo para la
protección de los ecosistemas costeros, sino también para uso en
alimentación animal, medicina natural y generación de ingresos. La
domesticación de especies arbóreas conlleva a la caracterización
cuantitativa de los frutos, su valor nutritivo, la morfología y la
ecofisiología de las poblaciones nativas 6. El uso de especies arbóreas nativas es potencialmente útil para contribuir a la seguridad alimentaria y la nutrición 6,7.
La
distribución de la variación entre distintas áreas geográficas es de
gran interés para la conservación de la diversidad biológica. Esto es
especialmente importante para especies de interés comercial, donde la
diversidad genética constituye una fuente de genes que pueden ser
incorporados en programas de mejoramiento genético tanto en plantas como
en animales 2.
La
diversidad de los caracteres morfológicos constituye la espina dorsal de
los estudios sobre la diversidad genética en cualquiera de sus niveles 3.
En el caso de las especies cultivadas, este tipo de información ha sido
ampliamente utilizada para discriminar entre materiales procedentes de
distintas regiones geográficas y ha permitido un manejo más eficiente de
los bancos de germoplasma en los grandes centros internacionales 4.
Estos trabajos también han permitido establecer relaciones genéticas
entre cultivares y razas locales de diferente origen y; además, han
permitido relacionar la diversidad observada con diferentes regiones
geográficas y otros elementos del ambiente físico 8.
Teniendo
en cuenta lo anteriormente informado, esta investigación tiene como
objetivo evaluar la variabilidad morfológica y fisiológica en frutos y
plántulas de uva de playa provenientes de tres ecosistemas costeros de
Cuba.
MATERIALES Y MÉTODOSLa colección de frutos frescos de C. uvifera
fueron colectadas en tres localidades representativas de áreas costeras
del norte y del sur de Cuba, sobre la base de que estuvieran
establecidas poblaciones de esta especie durante los meses de julio a
septiembre del año 2017. Las localidades y características donde se
realizaron las colectas fueron: Playa Las Coloradas, Playa Guardalavaca y
Cayo Coco (Tabla 1). En cada localidad se
seleccionaron 20 árboles, en cada uno de ellos fueron coleccionados
todos los frutos maduros sin daños o malformaciones desde diferentes
posiciones y se colocaron en bolsas de plástico etiquetadas.
A los frutos frescos se les determinó el
largo (mm) y el diámetro (mm) y fueron pesados con una balanza
electrónica analítica (Denver Instrument) para determinar su masa.
Posteriormente se separó la pulpa de las semillas, las que se lavaron y
secaron al aire libre, por cinco días, a la sombra, para proceder a su
pesaje y además se les determinó el largo (mm) y el diámetro (mm).
Preparación de los experimentosDespués
de secado los frutos, se procedió a escarificar las semillas, para
eliminar la dormancia, sumergiéndolas en ácido sulfúrico al 95 % por
tres horas y enjuagadas con agua destilada. Las semillas se colocaron
para germinar en recipientes plásticos (50 x 75 cm) con un 1 kg de arena
de río estéril, en una cámara de crecimiento SNIJDER (temperatura
día/noche 35/25 °C, humedad relativa 80 % y fotoperiodo de 12 horas
luz). Las semillas se colocaron en recipientes durante seis semanas,
siguiendo un arreglo completamente aleatorizado con 40 repeticiones (una
semilla por repetición) por tratamiento (localidad).
Cada
recipiente fue removido una vez a la semana y fueron irrigados dos
veces por semana con la solución nutritiva y una vez a la semana con
agua normal. La solución nutritiva que se utilizó fue elaborada con la
siguiente composición en ppm: 4,28 K, 15,67 Na, 6,36 Ca, 4,99 Mg, 1,26
NH4, 2,75 NO3 − (H2O-extractable), 0,12 Olsen-P. pH (H2O) 8,41, pH (KCl) 7,2, sales totales 0,11 g l-1 y conductividad eléctrica 0,036 mScm-1 (8.
A
las seis semanas se midió la fluorescencia de la clorofila (Fv/Fm), fue
medida con un fluorimetro (Handy chlorophyll fluorometer). Las
mediciones fueron tomadas en la mañana (10:00 am). Dos lecturas fueron
realizadas en cada una de las hojas totalmente expandidas y expuestas a
la luz. Posteriormente se tomaron todas las hojas de las plántulas de
cada recipiente para determinar el área foliar (cm2), usando un medidor de área foliar (Área Meter AM 350). El área foliar especifica (cm-2.g-1) fue calculada utilizando la fórmula:
Posterior a estas mediciones fueron
cosechadas las plántulas y separados los tallos de las raíces, para
medir la altura del tallo (cm) y la longitud de las raíces (cm). Las
muestras foliares y de raíces fueron colocadas en la estufa (Memmert)
por 48 horas a 80 °C para posteriormente determinar la masa seca de los
tallos (g) y de la raíz (g), utilizando una balanza analítica con una
resolución de ± 0,000 g.
El contenido de agua en las hojas (%) fue determinado mediante la ecuación 9:
Análisis estadísticosSe
empleó un diseño completamente aleatorizado y se utilizó la prueba de
ANOVA y la prueba de Tukey para evaluar si existieron diferencias
significativas entre semillas y plántulas de las diferentes localidades
estudiadas. Se calculó las correlaciones entre todos los indicadores
evaluados usando el rango de correlación de Spearman. Todos los datos
fueron procesados con el paquete Statistic para Windows, versión 10 10.
RESULTADOS Y DISCUSIÓNVariaciones en la morfología de los frutosSe
encontraron diferencias significativas entre las tres localidades
estudiadas en los indicadores morfológicos de los frutos evaluados. Los
frutos provenientes de Guardalavaca mostraron los mayores valores de
peso, diámetro y largo del fruto y de peso de la pulpa. Las semillas de
la localidad Las Coloradas fueron las que mostraron los menores valores
en los indicadores evaluados en los frutos (Tabla 2).
Los frutos procedentes de la localidad Cayo
Coco mostraron los mayores valores de diámetro, masa y largo de la
semilla, no existiendo diferencias significativas entre las semillas
procedentes de las localidades Guardalavaca y Las Coloradas (Tabla 2).
Como se puede observar los frutos de uva de playa, provenientes de
Guardalavaca, son de mayor tamaño y contienen mayor cantidad de pulpa,
pero tienen semillas pequeñas, respecto a las de la localidad Cayo Coco y
no difieren estadísticamente en cuanto a las características de sus
semillas con los frutos de la localidad Las Coloradas (Tabla 2).
Es
necesario señalar que en la literatura internacional consultada no
existen reportes acerca de la comparación de esta especie en diferentes
localidades, solamente se limitan a describir las características de la
especie. Los valores obtenidos están en el rango de los informados para
la misma especie en frutos recolectados en Puerto Rico 2;
no obstante, se observó que las semillas tienen menor masa y menos
diámetro del fruto, así como menor masa de la semilla. Se reporta para
esta especie valores de largo de semilla de 10 mm en Hawai, inferiores a
las recolectadas en esta investigación 11.
Los
datos climáticos de las localidades estudiadas muestran que la
localidad de Guardalavaca presenta valores elevados de precipitaciones y
menores de temperaturas, así como una menor alcalinidad de los suelos,
Estos resultados indican que la variabilidad fenotípica que muestra la
especie pudiera estar influenciada por las condiciones edafoclimáticas
que presenta la zona geográfica donde se desarrolla.
Variaciones en la morfología de las plántulas.
Los
indicadores altura del tallo y longitud de la raíz indicaron
diferencias significativas entre las tres localidades estudiadas. Las
plántulas de frutos procedentes de Cayo Coco mostraron valores
superiores; mientras que, las de Las Coloradas fueron las que mostraron
los menores valores en los indicadores de crecimiento evaluados (Tabla 3).
Las plántulas de C. uvifera
provenientes de Cayo Coco mostraron los mayores valores de masa seca en
el tallo y la raíz, las plántulas de la localidad de Guardalavaca no
mostraron diferencias significativas con las plántulas de la localidad
las Coloradas para la masa seca del tallo y la masa seca de la raíz (Tabla 3).
Aunque
no se cuentan con reportes para esta especie, otros autores señalan la
variabilidad genética dentro una misma especie arbórea, encontrándose
diferencias en indicadores morfológicos en la especie Olea europaea L. proveniente de cuatro regiones 12, y en plántulas de Adansonia digitata L. (baobab) con semillas procedentes del sur y del sudeste de África 13.
Los
valores de la precipitación anual de la localidad de Cayo Coco son
inferiores a los de las otras localidades, sin embargo, se obtienen en
las plántulas procedentes de semillas de esta localidad los mejores
valores en los indicadores morfológicos evaluados. Esto podría sugerir
la existencia de variabilidad genética dentro la especie; no obstante,
diversos autores plantean la hipótesis que varias especies de árboles de
hoja ancha pueden desarrollar mayores compuestos en sus hojas cuando
están en condiciones estresantes 13-15,
lo cual justificaría el criterio de que la variabilidad fenotípica que
muestra la especie está influenciada por las condiciones edafoclimáticas
que presenta la zona geográfica donde se desarrolla.
Variaciones en indicadores ecofisiológicosLa
misma tendencia de los indicadores morfológicos donde los resultados de
las plántulas de uva de playa de Cayo Coco resultaron estadísticamente
superiores en comparación con el resto de las localidades se presentaron
al evaluar los indicadores fisiológicos excepto en el indicador de área
foliar (Tabla 4)
Al analizar las correlaciones establecidas
entre las características de los frutos y el resto de los indicadores se
destacan las correlaciones significativas y negativas de la masa y del
diámetro del fruto con la acumulación de biomasa y el contenido de agua
de la raíz y con el área foliar. Este aspecto es importante al momento
de seleccionar ecotipos de esta especie a través de frutos para posibles
programas de reforestación de dunas costeras o para la producción de
fitofármacos u otros productos naturales provenientes de esta parte de
la planta. La masa de la semilla se correlacionó estadísticamente de
manera significativa y positiva con la acumulación de agua en las hojas y
el área foliar especifica. En tanto el largo de la semilla se
correlacionó de manera positiva y significativa con la altura del tallo,
indicador este a su vez correlacionado de manera fuerte y positivamente
con los indicadores fisiológicos estudiados, lo cual denota la relación
existente entre los frutos con menor masa, pero de semillas más largas
presentes en las zonas más secas que a su vez producen plántulas de
mayor altura y de mayor producción de biomasa radicular, lo cual les
permite sobrevivir en condiciones de sequía (Tabla 5).
La
información obtenida en las correlaciones estudiadas sugiere que, las
plantas de uva de playa que logran semillas de mayor longitud y masa
fueron capaces de acumular mayor cantidad de agua en sus tejidos y mayor
biomasa. Si esto lo relacionamos con que fueron las plántulas
provenientes de la localidad con menos niveles de precipitaciones,
pudiéramos estar ante un mecanismo adaptativo para tolerar estas
condiciones estresantes y que permiten, en condiciones normales, lograr
valores superiores a las de otras localidades con menos problemas de
sequía. Esto demuestra la hipótesis de que las plantas procedentes de
zonas con menor pluviometría (Tabla 1) tienen
relativamente almacenada en sus raíces mayor contenido de agua y en su
parte aérea en comparación con las procedentes de zonas con mayor
húmedad (Tabla 4). Esto podría ayudar a las plántulas
de ambientes secos a sobrevivir períodos de estrés por sequía, que son
propensos a incrementarse progresivamente.
Los resultados demuestran la variabilidad
fenotípica presente dentro de la misma especie al observarse diferencias
en los indicadores morfológicos y fisiológicos evaluados en plántulas
de uva de playa provenientes de tres localidades, lo que da una medida
de la influencia del ambiente en la morfología de los frutos y que se
refleja posteriormente en el crecimiento de las plántulas en iguales
condiciones de crecimiento.
Otras investigaciones similares, pero con otras especies arbóreas, señalan que en plántulas de Jatropha curvas, bajo condiciones de sequía, producen nuevas hojas usando el agua almacenada en los tallos 16. En tanto plántulas de baobab pueden producir hojas usando agua almacenada, ya sea en el hipocótilo o la raíz principal 17.
Al parecer esta adaptación se encuentra también en las plántulas de uva
de playa, lo que provoca la diferenciación en el comportamiento de las
plántulas, de acuerdo a las características del ecosistema donde se
desarrollan, quedaría para futuras investigaciones, evaluar a través de
técnicas de biología molecular si existen diferencias genéticas que nos
permita ajustar mejor nuestras hipótesis acerca de estas respuestas
morfológicas y fisiológicas.
CONCLUSIONES
Existe
variabilidad en las características de los frutos y el crecimiento de
las plántulas de uva de playa provenientes de tres localidades
diferentes. Se presenta una relación directa entre los parámetros de las
semillas e indicadores morfológicos y fisiológicos, al parecer las
semillas procedentes de la localidad seca producen mayor biomasa y
acumulación de agua en sus tejidos.
La
capacidad que tienen las semillas provenientes de la localidad de
menores valores de precipitaciones acumuladas (Playa Cayo Coco) de
mostrar los mayores valores de longitud y masa y en fase de plántulas de
acumular mayor cantidad de agua en sus tejidos y mayor biomasa podría
explicarse como un mecanismo adaptativo para tolerar las condiciones
estresantes.
RECOMENDACIONESSe
recomiendan ensayos para estudiar con herramientas de biología
molecular si existen diferencias genéticas entre la misma especie,
además de los mecanismos adaptativos de las plántulas de uva de playa a
las condiciones estresantes donde se desarrollan que puede provocar las
diferencias fenotípicas encontradas.
Traducir DocumentoOriginal articleVariability of fruits and seedlings of Coccoloba uvifera L. in coastal ecosystems of Cuba
Raúl C. López-Sánchez [1] [*]
Mijail Bullain-Galardis [1]
Juan Torres-Rodriguez [1]
Ernesto Gómez-Padilla [1]
Bettina Eichler-Löbermann [3]
[1] Universidad de Granma, carretera Manzanillo, km 17, Bayamo 85100, Granma, Cuba
[2] Universidad Autónoma de Coahuila, Barranquilla sin número, Colonia Guadalupe, Monclova, Coahuila, CP. 25730, México
[3] Departamento
de Ciencias de las Plantas, Facultad de Agricultura, Universidad de
Rostock. Justus-von Liebig-Weg 6 18059 Rostock, Alemania
[4] Université des Antilles, 97159, Pointe-à-Pitre, Guadalupe, Francia
[*] Autor para correspondencia. rlopezs@udg.co.cu
ABSTRACTFruit of the seagrape (Coccoloba uvifera
L.), in coastal areas north and south of Cuba, in three provenances
were collected: Guardalavaca, Cayo Coco and las Coloradas with the
objective of evaluating the morphological and physiological variability
in fruits and seedlings of this species. The mass, diameter and length
of the fruits and seeds were evaluated. The collected seeds were sown
under nursery conditions, six months later morphological characteristics
of the seedlings were evaluated: stem height, root length, stem and
root dry mass, as well as physiological characteristics: water content
in the leaves and the roots, fluorescence of chlorophyll, leaf area and
specific leaf area. The correlations between all the evaluated
indicators were calculated. The results showed significant variations in
the characteristics of the fruits and the growth of the sea grape
seedlings from the provenances studied. The fruits of the Guardalavaca
provenance showed larger size and the seeds of the Cayo Coco locality
were those of greater size and mass. In the case of the seedlings, those
of Cayo Coco showed the highest values of biomass accumulation in the
aerial part, in the root, and of water accumulation in their tissues. A
direct relationship between the parameters of the seeds and
morphological and physiological indicators were found. Molecular biology
assays are recommended to study if there are genetic differences in the
same species, as well as to identify the adaptive mechanisms of the
seedlings to the stressful conditions where they develop.
INTRODUCTIONCoccoloba uvifera
(L.), commonly known as sea grapes, is a small tree or shrub with
ramifications at a low level, which grows up to 15 m in height. It has
thick and smooth branches and a robust trunk that reaches up to 70 cm in
diameter. It is common in coastal dunes and rocky coasts within its
natural distribution in the Caribbean. It is recognized easily by its
large, thick and almost circular leaves and bunches in the form of
edible grapes. It can be found in Florida, Mexico, the Caribbean and in
Central America even in South America 1 and preferably throughout the coastal coast forming an important part of the coastal vegetation 2.
Its tolerance to saline soils and sea spray makes it an excellent
native species on the coasts as barriers against the wind and for the
recovery of coastal dunes 3. The sea grape
has perspectives due to the use that can be given to it as wood,
firewood, as well as the medicinal properties of its leaves and fruits 2,4.
In
the Cuban flora, 34 species of the Coccoloba genus and this has a high
level of endemism (25 species) are reported. It is probably why there is
a high presence of this in the islands bordering Cuba 5,
on the other hand, for conservation purposes of the species and
restoration programs; the best option is to reproduce it from seed to
promote genetic variability 2. Therefore,
the domestication of the sea grape is important not only for the
protection of coastal ecosystems, but also for use in animal feed,
natural medicine and income generation. The domestication of tree
species leads to the quantitative characterization of the fruits, their
nutritional value, the morphology and the ecophysiology of the native
populations 6. The use of native tree species is potentially useful in contributing to food security and nutrition 6,7.
The
distribution of variation between different geographical areas is of
great interest for the conservation of biological diversity. This is
especially important for species of commercial interest, where genetic
diversity constitutes a source of genes that is incorporated into
breeding programs both in plants and in animals 2.
The diversity of morphological characters constitutes the backbone of studies on genetic diversity at any of its levels 3.
In the case of cultivated species, this type of information has been
widely used to discriminate between materials from different
geographical regions and has allowed a more efficient management of
germplasm banks in large international centers 4.
These works have also allowed the establishment of genetic
relationships between cultivars and local races of different origins
and, in addition, allowed to relate the diversity observed with
different geographical regions and other elements of the physical
environment 8.
Taking
into account what the previous reported, this research aims to evaluate
the morphological and physiological variability in fruits and seedlings
of sea grapes from three coastal ecosystems of Cuba.
MATERIALS AND METHODSThe collection of fresh fruits of C. uvifera
were collected in three representative localities of coastal areas of
the north and south of Cuba, on the basis of which populations of this
species were established during the months of July to September of the
year 2017. Playa Las Coloradas, Guardalavaca Beach and Cayo Coco (Table 1)
were the localities where the collections were made. In each locality,
20 trees were selected, and in each all of them, the ripe fruits were
collected without damage or malformations from different positions and
placed in labeled plastic bags.
The fresh fruits were determined the length
(mm) and the diameter (mm) and were weighed with an electronic
analytical balance (Denver Instrument) to determine its mass.
Subsequently, the pulp from the seeds was separated which were washed
and dried in the open air for five days in the shade for weighing, and
in addition, the length (mm) and the diameter (mm) were determined.
Preparation for the exrimentsAfter
drying the fruits, we proceeded to scarify the seeds to eliminate the
dormancy by immersing them in 95 % sulfuric acid for three hours and
rinsing with distilled water. Seeds were placed to germinate in plastic
containers (50x75 cm) with 1 kg of sterile river sand in a SNIJDER
growth chamber (day/night temperature 35/25 °C, relative humidity 80 %
and photoperiod of 12 light hours). The seeds were placed in containers
for six weeks, following a completely randomized arrangement with 40
repetitions (one seed per repetition) per treatment (locality).
Each
container once a week was removed and they were irrigated twice with
the nutrient solution and once a week with normal water. The nutrient
solution that was used was elaborated with the following composition in
ppm: 4.28 K, 15.67 Na, 6.36 Ca, 4.99 Mg, 1.26 NH4, 2.75 NO3 - (H2O-extractable), 0.12 Olsen-P. pH (H2O) 8.41, pH (KCl) 7.2, total salts 0.11 g l-1 and electrical conductivity 0.036 mScm-1 (8.
At
six weeks, chlorophyll fluorescence (Fv / Fm) was measured, measured
with a fluorometer (Handy chlorophyll fluorometer). The measurements
were taken in the morning (10:00 am). Two readings were made on each of
the leaves fully expanded and exposed to light. Afterwards, all the
leaves of the seedlings of each container were taken to determine the
leaf area (cm2) using a foliar area meter (Area Meter AM 350). The specific leaf area (cm2 g-1) was calculated using the formula:
After these measurements, the seedlings
were harvested and the stems were separated from the roots, to measure
the height of the stem (cm) and the length of the roots (cm). The foliar
and root samples were placed in the oven (Memmert) for 48 hours at 80
°C to later determine the dry mass of the stems (g) and the root (g)
using an analytical balance with a resolution of ± 0.000 g.
The water content in the leaves (%) was determined by equation 9:
Statistical analysisA
completely randomized design was used and the ANOVA test and the Tukey
test were used to evaluate if there were significant differences between
seeds and seedlings of the different localities studied. We calculated
the correlations between all the indicators evaluated using the Spearman
correlation range. All the data was processed with the Statistic for
Windows package, version 10 10.
RESULTS AND DISCUSSIONVariations in the morphology of fruitSignificant
differences were found between the three localities studied in the
morphological indicators of the fruits evaluated. The fruits from
Guardalavaca showed the highest values of weight, diameter and length of
the fruit and weight of the pulp. The seeds of the locality Las
Coloradas were the ones that showed the lowest values in the indicators
evaluated in the fruits (Table 2).
The fruits from the Cayo Coco locality
showed the highest values of diameter, mass and length of the seed,
there being no significant differences between the seeds from the
localities Guardalavaca and Las Coloradas (Table 2).
As you can see, the sea grape fruits from Guardalavaca are larger and
contain more pulp, but they have small seeds compared to those of the
Cayo Coco locality and do not differ statistically in terms of the
characteristics of their seeds with the fruits of the locality Las
Coloradas (Table 2).
It is
necessary to point out that in the international literature consulted
there are no reports about the comparison of this species in different
localities, they are limited to describing the characteristics of the
species. The values obtained are in the range of those reported for the
same species in fruits harvested in Puerto Rico 2;
nevertheless, it was observed that the seeds have less mass and less
diameter of the fruit, as well as less seed mass. Seed length values of
10 mm are reported, in Hawaii for this species, lower than those
collected in this investigation 11.
The
climatic data of the studied localities show that the locality of
Guardalavaca presents high values of precipitations and lower
temperatures, as well as a lower alkalinity of the soils, These results
indicate that the phenotypic variability that shows the species could be
influenced by the edaphoclimatic conditions that presents the
geographical area where it develops.
Variations in the morphology of the seedlingsThe
stem height and root length indicators indicated significant
differences between the three locations studied. Seedlings of fruits
from Cayo Coco showed higher values; while those of Las Coloradas were
the ones that showed the lowest values in the growth indicators
evaluated. (Table 3).
The seedlings of C. uvifera from
Cayo Coco showed the highest values of dry mass in the stem and the
root. the seedlings of the locality of Guardalavaca did not show
significant differences with the seedlings of the locality the Coloradas
for the dry mass of the stem and the dry mass of the root (Table 3).
Although
there are no reports for this species. other authors point out the
genetic variability within the same arboreal species. finding
differences in morphological indicators in the species Olea europaea L. from four regions 12. and in seedlings of Adansonia digitata L. (baobab) with seeds from southern and southeastern Africa 13.
The
values of the annual precipitation of of Cayo Coco town are lower than
other localities; however. the best values in the morphological
indicators evaluated are obtained in the seedlings from seeds of this
locality. This could suggest the existence of genetic variability within
the species. However. several authors hypothesize that several species
of broadleaf trees can develop larger compounds in their leaves when
they are in stressful conditions 13-15.
which would justify the criterion that the phenotypic variability shown
by the species is influenced due to the edaphoclimatic conditions
presented by the geographical area where it is developed.
Variations in ecophisiological indicatorsThe
same trend of the morphological indicators where the results of the sea
grape seedlings of Cayo Coco were statistically superior in comparison
with the rest of the localities when evaluating the physiological
indicators except in the indicator of leaf area were presented (Table 4).
When analyzing the correlations established
between the characteristics of the fruits and the rest of the
indicators. the significant and negative correlations of the mass and
diameter of the fruit stand out with the accumulation of biomass and the
water content of the root and with the foliar area. This aspect is
important when selecting ecotypes of this species through fruits for
possible programs of reforestation of coastal dunes or for the
production of phytopharmaceuticals or other natural products from this
part of the plant. The mass of the seed correlated statistically
significantly and positively with the accumulation of water in the
leaves and the specific leaf area.
Regarding the
length of the seed. it correlated in a positive and significant way
with the height of the stem. this indicator that in turn correlates
strongly and positively with the physiological indicators studied. This
denotes the relationship between fruits with less mass. but longer seeds
present in the drier areas. which in turn produce taller seedlings. and
higher production of root biomass that allows them to survive in
drought conditions (Table 5).
The
information obtained in the correlations studied suggests that sea
grape plants that achieve seeds of greater length and mass were able to
accumulate more water in their tissues and higher biomass. If we relate
this to what were the seedlings from the locality with lower levels of
precipitation. it would be faced with an adaptive mechanism to tolerate
these stressful conditions and that allow under normal conditions to
achieve higher values than those of other localities with less drought
problems. This demonstrates the hypothesis that plants from areas with
lower rainfall (Table 1) have relatively higher root and water content in their roots compared to those from areas with higher rainfall (Table 4). This could help seedlings from dry environments survive periods of drought stress. which are prone to progressively increase.
The results demonstrate the phenotypic
variability present within the same species when differences are
observed in the morphological and physiological indicators evaluated in
sea grape seedlings from three locations. These give a measure of the
influence of the environment on the morphology of the fruits and that is
reflected subsequently in the growth of the seedlings in the same
growing conditions.
Other similar
investigations. but with other tree species. indicate that in curved
Jatropha seedlings. under drought conditions. they produce new leaves
using the water stored in the stems 16. While baobab seedlings can produce leaves. using stored water. in either the hypocotyl or the main root 17.
Everything
seems to indicate that this adaptation also appears in the seedlings of
sea grapes. which causes the differentiation in the behavior of the
seedlings according to the characteristics of the ecosystem where they
are developed. So for future investigations it would be evaluated
through molecular biology techniques. if there were genetic differences
that allow us to better adjust our hypotheses about these morphological
and physiological responses.
CONCLUSIONS
There
is variability in the characteristics of the fruits and the growth of
the sea grape seedlings from three different locations. There is a
direct relationship between the parameters of the seeds and
morphological and physiological indicators. apparently the seeds from
the dry place produce more biomass and water accumulation in their
tissues.
The capacity of the seeds from
the locality of lower cumulative rainfall values (Playa Cayo Coco) to
show the highest values of length and mass and in the seedling phase of
accumulating more water in their tissues and higher biomass is explained
as an adaptive mechanism to tolerate stressful conditions.
RECOMMENDATIONSTrials.
to study with molecular biology tools if there are genetic differences
between the same species. in addition to the adaptive mechanisms of the
sea grape seedlings to the stressful conditions where they develop that
can cause the phenotypic differences found are recommended.