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Boletín de la Sociedad Argentina de Botánica

On-line version ISSN 1851-2372

Bol. Soc. Argent. Bot. vol.49 no.3 Córdoba Sept. 2014

 

SISTEMÁTICA DE PLANTAS VASCULARES

Anatomía foliar en especies de Capsicum (Solanaceae) de diferentes ambientes biogeográficos Sudamericanos

 

María Virginia Palchetti1, Gloria Estela Barboza2 y María Teresa Cosa1,2

1 Laboratorio de Morfología Vegetal, FCEFyN. Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.
2 IMBIV, CONICET y Universidad Nacional de Córdoba, Argentina. Casilla de Correo 495, 5000. Córdoba, Argentina E-mail: palchettimv@hotmail.com

 


Resumen

Se estudió la anatomía foliaren 13 especies de Capsicum L. que crecen en diferentes Provincias Biogeográficas. Se realizó un análisis comparativo de la epidermis foliar y de la estructura interna de lámina y pecíolo para hallar diferencias y/o similitudes entre las especies y la presencia/ausencia de caracteres mesomórficos/xeromórficos según el ambiente que habiten. La densidad de las células epidérmicas propiamente dichas, de los estomas, de los diferentes tipos de tricomas y el índice estomático fueron estadísticamente analizados. Los resultados indican quetodas las especies presentan características similares en sus hojas. Sin embargo, en determinadas especies se observaron algunas particularidades, tales como hojas hipostomáticas, presencia y tipos de tricomas, presencia, disposición y tipo de cristales,fibras rodeando la vena media y probable presencia de taninos. No se encontraron diferenciassignificativasentre especies que habitan distintos ambientes, excepto aquellas especies procedentes de ambientes secos conhojas anfistomáticas y abundancia de cristales y tricomas.Se concluye que las similitudes de las variables epidérmicas y de la estructura interna de la hoja,observadas en las especies de Capsicum, estarían respondiendo a unagrupamiento según sus relaciones filogenéticas más que a las condiciones ambientales donde habitan.

Palabras clave: Adaptaciones; Capsiceae; Características anatómicas; Pimiento; Taxonomía.

Summary

Leaf anatomy in Capsicum species (Solanaceae)from different biogeographic South American environments. In this work, the leaf anatomy of 13 Capsicum species growing in different Biogeographic Provinces was studied. A comparative analysis of theleaf epidermis andits internal structurewas carried outin order to find differences and/or similaritiesamong the species and the presence/absence of mesophytic and/or xerophytic characters according to their environmentconditions.The density of epidermal cells, stomata, trichomes and stomatal index were statistically analyzed. The results showed that all the species have similarcharacters; however, there are some unique features that characterize the species as hypostomatic leaves,presence and types of trichomes, presence or absence of crystalsand its variable disposition, fibers in main vein, and probable presence of tannins.Regarding the presence ofxeromorphic or mesomorphic characters, the differences were not significant among the species from different environments except for the amphistomatic leaves and the abundance of crystals,andtrichomesin speciesfrom dry environments. We conclude that the similarity of the leaf epidermal variables and the internal structure observed in the Capsicum species areresponding more to a grouping according to their phylogenetic relationships than to the environmental conditions where they live.

Key words: Adaptations; Anatomical features; Capsiceae; Chili pepper; Taxonomy.


 

Introducción

Capsicum L. (tribu Capsiceae, Solanaceae) es un género netamente americano de ca. 32 especies (Barboza et al., 2011).Sereconoce fácilmente por la morfología del cáliz mútico (sin lóbulos), generalmente con apéndices o dientes notables que nacen por debajo del borde superior. El género es de reconocida importancia económica;comprende a los "ajíes", "chiles", "guindillas" o "pimientos", cuyos frutos contienencapsaicina, sustancia irritante, picante o acre,responsable del sabor y picor característicos que presentan(Hunziker, 2001).  Para el género son reconocidas cinco especies domesticadas: C. annuum L., C. baccatum L.,  C. chinenseJacq.C. frutescens L. y C. pubescensRuiz & Pav. (Buckenhüskes, 2003; Moscone et al., 2007; Barceloux, 2008).
Sobre la base de diferentes análisis moleculares, filogenéticamente, el género Capsicum L. ha sido ubicadoen el clado Capsiceae junto con Lycianthes Hassl., su pariente más cercano (Olmstead et al., 2008; Särkinen et al., 2013). En los últimos años, diferentes estudios citogenéticos y análisis moleculares han facilitado la caracterización y el establecimiento de grupos taxonómicos de Capsicum. Sin embargo, no se ha propuesto  ninguna clasificación infragenérica y el número exacto de especies sigue siendo incierto (Barboza et al., 2011).
Las especies de Capsicum son nativas de Sur y Centro América. Brasil es el país con la mayor concentración de especies (Barboza & Bianchetti, 2005; Barboza et al., 2011), especialmente en la zona costera del sudeste (Mata Atlántica). Sólo unos pocos taxones han sido registrados en el norte y nordeste de este país, zona con una rica flora en endemismos (Giulietti et al., 2002; Queiroz, 2006). 
Otro grupo importante de especies crece desde el norte de Sudamérica hasta el centro de Argentina. En nuestro país, se encuentran  en ambientes con clima húmedo de las Provincias Biogeográficas Paranaense y de las Yungaso en zonas más secas de la Provincia Biogeográfica Chaqueña(Cabrera & Willink, 1980).
Dado que las especies de este género crecen en distintas regiones biogeográficas, algunas de ellas presentan adaptaciones al ambiente en el que viven (Lleras, 1997).
Una adaptación es una característica que aumenta la supervivencia o la reproducción de los organismos que la poseen, en relación a los estados alternativos del carácter y se desarrolla mediante selección natural. También se refiere al proceso por el cual una especie se adapta a algún rasgo de su medio ambiente a través del cambio en una característica que afecte su supervivencia o reproducción (Futuyma, 2009). Las adaptaciones permiten a las plantas sobrevivir en condiciones extremas de frío, calor, humedad, sequía y deficiencia de minerales del suelo. El estrés juega un rol importante en la evolución adaptativa y el rango de temperatura y disponibilidad de agua están entre los factores abióticos más importantes que determinan el grado de especificidad de la adaptación (Fahn & Cutler, 1992).
Las adaptaciones en la estructura de las plantas, relacionadas con factores ambientales, se manifiestan particularmente en la morfología y anatomía de la hoja (Cosa, 1991; Fahn & Cutler, 1992; Cosa et al., 2002; Delbón et al., 2007).Este órgano ha sido considerado el más variable de la planta y reconocido como indicador de condiciones ambientales (Dickison, 2000).
El presente estudio plantea el análisis comparativo de la estructura foliaren especies de Capsicum que habitan regiones biogeográficas contrastantes,caracterizadas por tener diferentes rangos de temperatura y humedad y diferentes gradientes altitudinales,con el fin de comprender sus estrategias adaptativas a diversos ambiente y valorar si tieneincidencia en la sistemática del grupo.           

Materiales y Método

Material estudiado
Capsicum baccatumL. ARGENTINA. Prov. Misiones:Dpto. Capital, Posadas,cultivado en la vereda sobre Avda. San Martín, 7-X-2011, Barboza & Cosa 3055 (CORD). Prov. Jujuy: Dpto. Ledesma, Parque Nacional Calilegua, 6-IV-2007, Barboza 1921 bis(CORD). Ldor. Gral. San Martín, Finca Yuto, 21-III-2005,Barboza et al. 1274 (CORD).
Capsicum caatingaeBarboza & Agra. Brasil. Est. Bahia: Miguel Calmon, Piemonte da Diamantina, 525 msm, 23-XII-2006, Guedes et al. 13245 & 13297 (ALCB). Serra Preta, Faz. Santa Clara Nova, 262 msm, 2-IV-2009, Agra et al. 7081(JPB). Itatim, Morro do Quixaba, 273 msm, 3-IV-2009, Agra et al. 7085 (CORD, JPB). Feira de Santana, Distrito de São José de Ytapororoca, Serra de São José, Bautista & Pinto 1023 (CORD).
Capsicum cardenasiiHeiser & P.G. Sm. Estados Unidos de América. Cult. at IU greenhouse (seeds from La Paz, Bolivia), 21-III-1960, HeiserC271 (CORD, US). BOLIVIA. Dpto. La Paz: Prov. Loayza, 2500 msm, 5-IV-1994, Beck 130 PG94 (CORD, LPB).
Capsicum chacoenseHunz. ARGENTINA. Prov. Córdoba: Dpto. Ischilín, Estancia Los Ruices, ± 930 msm, 15-I-2012, Cosa & Palchetti 399(CORD). Dpto. Sobremonte, a 6 km al Oeste de la Iglesia de San Francisco del Chañar, Subils 3873 (CORD). Prov. Chaco:Dpto. 1° de Mayo, Colonia Benítez, 15-IV-1944,Schulz 4272 (CORD).
Capsicum cornutumHunz. Brasil. Est. São Paulo: Munic. Santo André, Paranapiacaba, 775 msm, 25-IX-2010, Barboza & Cosa 2525(CORD). Reserva Biológica do Alto da Serra de Paranapiacaba, 800 msm, 24-IX-2010, Barboza & Cosa 2517 (CORD). Serra do Mar, Estación Biológica de Paranapiacaba, 850 msm, 1-XII-67, Hunziker 19557 (CORD).
Capsicum eximium Hunz. ARGENTINA. Prov. Salta: Dpto. Capital, Sierra de Vélez, Cerro de la ermita, 1300-1400 msm, 15-I-2005, Novara et al. 12206 (CORD, MCNS). Ciudad, cultivado en jardín particular Sr. E. Lusvarghi (Barrio Tres Cerritos), 20-I-2007, Barboza 1919 (CORD). Dpto.Gral.Güemes, Güemes, 1998, Neumann s.n.(CORD 00019083).
Capsicum flexuosumSendtn. Argentina. Prov. Corrientes: Dpto. Santo Tomé, Garruchos, Estancia San Juan Bautista, 100 msm, 7-IV-2005, Barboza et al. 1487(CORD). Prov. Misiones: Dpto. Candelaria, Bonpland, 3-VII-2004, Daviña& Honfi 599 (MNES). Dpto. Gral. M. Belgrano, Parque Provincial Urugua-í, 360 msm, 17-II-1996, Morrone et al. 9312 (CORD). Brasil. Est. Paraná: Cataratas del Iguazú, Hunziker 20232 (CORD).
Capsicum friburgenseBianch. & Barboza. BRASIL. Est. Rio de Janeiro: Munic. NovaFriburgo, subindo o Morro da Caledônia, 1800 msm, 6-IV-1986, Bianchettiet al. 391 &393 (CEN; CORD). Pico alto de Caledônia, ± 1880 msm, 16-V-88, Hunziker 25267 (CORD).
Capsicum geminifoliumHunz. Colombia. Dpto. Valle del Cauca: filo de la Cordillera Occidental al sur de Las Brisas, 1850 msm, 27-X-1946, Cuatrecasas 22665(CORD, F, US). Hoya del río Dígua, ca. 1200 msm, 27-29-III-1947, Cuatrecasas 23996 (CORD, F). Dpto. Quindío:Munic. Circasia, vereda Membrillal, 1700 msm, 13-II-2010, Beltrán 085 (CORD).
Capsicum hunzikerianum Barboza & Bianch. BRASIL. Est.São Paulo:a unos 17 kmal sur de Bananal, 1150 msm, 26-II-2006, Barboza et al. 1648 & 1649 (CORD).
Capsicum longidentatumAgra & Barboza. Brasil. Est. Bahia:Munic. Itatim, Cerca de Pedra Resoles, 295 msm, 3-IV-2009, Agraet al. 7083 (CORD, JPB). Morro do Quixaba, 273 msm, 3-IV-2009, Agra & Barboza 7086 (CORD, JPB). Est. Pernambuco: Pernambuco, Mirandiba, Serra do Tigre, 495 msm, 18-IV-2007,Pinheiro 253(CORD, JPB, UFP).
Capsicum recurvatum Witasek. Brasil. Est. Santa Catharina:Munic. Presidente Nereu, Estrada Madeireira,770 msm, 27-IV-1985, Hunziker 24998 (CORD). Estrada a Sabiá, 660 msm, 27-IV-1985, Hunziker 25001 (CORD, ICN). Munic. Cunha, Camino entre Cunha y el cerro Pedra Marcela, 1650 msm, 13-IV-1986, Hunziker 25184 (CORD).
Capsicum villosum Sendtn. BRASIL. Est. Minas Gerais: Munic. Itamonte, BR-354, Km 778,1500 msm, 11-IV-86, Bianchettiet al.429 (CORD). Est. São Paulo: Reserva Florestal da Bocaina, ± 1600 msm, 5-V-1968, Sucreet al. 2907 (CORD). Est. Rio de Janeiro: Munic. Resende,Parque Nacional Itatiaia, 27-II-2006,Barbozaet al. 1653(CORD).

Área de estudio
Los materiales analizados proceden de seis Provincias Biogeográficas (Cabrera & Willink, 1980): Paranaense (Argentina y Brasil): C. baccatum y C. flexuosum; de las Yungas (Argentina): C. baccatum; Mata Atlántica (Brasil): C. cornutum, C. friburgense, C. hunzikerianum, C. recurvatum y C. villosum; Pacífica(Colombia): C. geminifolium; de la Caatinga (Brasil): C. caatingae y C. longidentatum; Chaqueña (Argentinay Bolivia): C. cardenasii, C. chacoense y C. eximium. Las cuatro primeras regiones caracterizadas  principalmente por su ambiente húmedo y las dos restantes por su ambiente seco.

Metodología: Se trabajó con material de herbario y material fresco fijado en FAA. Las hojas de los ejemplares de herbario fueron reconstituidas por imbibición en agua con una gota de detergente en estufa a 36º-37° C, durante 24-72 hs, previo a su fijación en FAA. El materialfijado fue deshidratado en una serie ascendente de alcohol etílico, clarificado con xilol e incluido en parafina (Histowax® o Paramat®).Los cortes transversales (12 a15 µm de espesor) fueron realizados con micrótomo rotatorio (Yidi, 7508), coloreados conhematoxilina activada, safranina y verde permanente (triple coloración)y, finalmente, montados con bálsamo de Canadá(preparaciones permanentes) (Conn et al., 1960).
Para analizar la epidermis foliar en vista superficial se realizaron preparados temporarios utilizando la técnica de "peeling"; tanto la epidermis abaxial como la adaxial fueron coloreadas con  safranina y montadas en glicerina al 50%(D'Ambrogio de Argüeso, 1986). En los casos donde la epidermis no se separó fácilmente del mesofilo, se utilizaron hojas diafanizadas en hipoclorito de sodio comercial 60%. El material proveniente de herbario fue hidratadopreviamente en agua bajo el punto de ebullición, enjuagado con agua destilada y aclaradocon hipoclorito de sodio comercial 50%.
Para el análisis cuantitativo, se determinó el número de células epidérmicas propiamente dichas, de estomas y de tricomas por mm2 mediante un ocular reticulado. Para ello, de cada especie se tomaron tres individuos de distinta procedenciay de cada uno, cuatro hojas adultasde tamaño medio ubicadas en los 2/3 de la longitud total de la planta.En cada preparado (pseudoréplica) se contaron al azar cinco campos. Los valores de las pseudoréplicas de cada especie fueron promediados y el resultado expresado como la densidad en 1 mm2de lámina foliar.
El índice estomático se calculó según la siguiente fórmula (Stace, 1965):
I.E.= (densidad de estomas/densidad de estomas + densidad de células epidérmicas).100.
Las variables epidérmicas: densidad de células epidérmicas propiamente dichas,de estomas, de tricomas eglandulares y glandulares e índice estomático se seleccionaron para el análisis estadístico. Todas las variables fueron analizadas con el programa InfoStat (Di Rienzo et al., 2011). Se calcularon las medias y desvíos estándares discriminando las caras foliares, para cada una de las especies. Además, se realizaron análisis de varianza paramétrica y no paramétrica (Kruskal Wallis), según se cumplieran los supuestos de normalidad y homogeneidad, con el objetivo de determinar si existen diferencias significativas entre las caras foliares de cada especie y entre las especies (Scheffé, 1959; Sokal & Rohlf, 1981).
Todas las observaciones se efectuaron con microscopio óptico (Zeiss, Primo Star) y las fotomicrografías se tomaron con cámara digital (Nikon, Coolpix 5200). Las ilustraciones son originales y se realizaron con la ayuda de una cámara claraadosada al microscopio mencionado.

Resultados

Epidermis en vista superficial
Se observaron tres tipos de tricomas: Tipo I,eglandular simple: con 3a 7 células, uniseriado, más o menos recto (Fig. 1 A-B) o curvo (Fig. 1 C-E) y con cutícula levemente a fuertemente rugosa (Fig. 1 A-E, Fig. 2 A-C); Tipo II,eglandular ramificadopluricelular, con 2 ó 3 ramas (Fig. 1F, Fig. 2 D); Tipo III, glandular simplecon pie unicelular y cabezuela pluricelular globosa o alargada y cutícula lisa (Fig. 1 G, Fig. 2 E-F). En general, en las especies analizadas se observan tricomas Tipo I y III, excepto C. caatingae que presenta sólo Tipo I, C. geminifolium sólo Tipo III y C.longidentatum sólo Tipo II y III (Tablas 1-3).


Fig. 1.
Tipos de tricomas en Capsicum. A-B: Eglandular simple recto (Tipo I). C-E: Eglandular simple curvo (Tipo I). F: Eglandular ramificado (Tipo II). G: Glandular simple (Tipo III). Escalas: A-F: 100 m, G: 50 m.


Fig. 2.
Epidermis foliar en vista superficial. A-C: Tricomas eglandulares simples. D: Tricoma eglandular ramificado, Capsicum longidentatum. E-F: Tricomas glandulares simples. G-I: Cara adaxial. J-L: Cara abaxial. A, K: C. cornutum. B, H, F: C. chacoense.C: C. caatingae. E, G, J: C. baccatum. I, L: C. geminifolium. Referencias, c:célula epidérmica propiamente dicha, ca:célula anexa, e:estoma. Escala: 50 µm.

Tabla 1. Epidermis en vista superficial de las hojas de las especies de Capsicum que habitan en las Provincias Biogeográficas Paranaense, de las Yungas y Pacífica (ambiente húmedo). Abreviaturas, aniso: anisocítico, anomo: anomocítico, cep: célula epidérmica propiamente dicha, hemip: hemiparacítico.

Tabla 2. Epidermis en vista superficial de las hojas de las especies de Capsicum que habitan en la Mata Atlántica (ambiente húmedo). Abreviaturas, aniso: anisocítico, anomo: anomocítico, cep: célula epidérmica propiamente dicha, hemip: hemiparacítico.

Tabla 3. Epidermis en vista superficial de las hojas de las especies de Capsicum que habitan en las Provincias Biogeográficas Chaqueña y de la Caatinga (ambiente seco). Abreviaturas, aniso: anisocítico, anomo: anomocítico, cep: célula epidérmica propiamente dicha, hemip: hemiparacítico.

Las células epidérmicas propiamente dichas de ambas caras foliarespueden ser de paredes anticlinales subrectas (Fig. 2G,I), sinuosas (Fig. 2H, J-K) oligeramente sinuosas (Fig. 2L) y,en la  mayoría de los casos, de forma irregular o alargada (Fig. 2 G-H, K), a veces isodiamétrica (Fig. 2I, L) (Tablas 4-6).

Tabla 4. Anatomía de lámina y pecíolo de las especies de Capsicum que habitan en las Provincias Biogeográficas Paranaense, de las Yungas y Pacífica (ambiente húmedo). Abreviaturas, abax: abaxial, adax: adaxial, co: colénquima, emp: parénquima en empalizada, esp: parénquima esponjoso, pa: parénquima, subepi: subepidérmico, >: mayores en.

Tabla 5. Anatomía de lámina y pecíolo de las especies de Capsicum que habitan en la Mata Atlántica (ambiente húmedo). Referencias, abax: abaxial, adax: adaxial, cél.: células, co: colénquima, emp: parénquima en empalizada, esp: parénquima esponjoso,pa: parénquima, subepi: subepidérmico, >: mayores en.

Tabla 6. Anatomía de lámina y pecíolo en corte transversal de las especies de Capsicum que habitan en las Provincias Biogeográficas Chaqueña y de la Caatinga (ambiente seco). Abreviaturas, abax: abaxial, adax: adaxial, cél.: células, co: colénquima, emp: parénquima en empalizada, esp: parénquima esponjoso, pa: parénquima, subepi: subepidérmico, >: mayores en.

Los estomas generalmente son escasos en la cara adaxial (Fig. 2 G-H) o excepcionalmente ausentes (Fig. 2 I), respecto a la abaxial (Fig. 2 J-L). Sonde tipo anomocítico (Fig. 2J), anisocítico (Fig. 2L) o hemiparacítico (Fig. 2K) (Tablas 1-3).

Estructura interna de la lámina
En sección transversal se observa epidermis unistrata, cutícula lisa o levemente estriada, delgada o gruesa según las especies. El mesofilo posee una estructura dorsiventral con un solo estrato de parénquima en empalizada y dos a seis capas de parénquima esponjoso con espacios intercelulares que varían de pequeños a grandes(Fig. 3 A-E, 4 B-E). En el parénquima en empalizada y en las células epidérmicas de C. caatingaese ha observado citoplasma con contenido denso, debido probablemente a la presencia de taninos (Fig. 4 E, 5 F).En la vena media, el haz vascular es bicolateral en todas las especies y está rodeado por células parenquimáticas, excepto en C. geminifolium que tiene fibras acompañando al floema (Fig. 5 C)y C. chacoense que posee una capa de colénquima.En la mayoría de las especies, se observa también colénquima subepidérmico distribuido en 1-4 capas en ambas superficies de la vena media. Los cristales son bastante frecuentes en casi todas las especies, pudiendo ser areniscas y/o drusas;C. cardenasiipresenta, además,cristales solitarios romboédricos en células del mesofilo (Tablas 4-6).


Fig. 3.
Corte transversal de la hoja, lámina.A: Capsicum baccatum. B: C. flexuosum. C: C. geminifolium. D: C. cornutum. E-F: C. friburgense, detalle de drusa (flecha).Referencias, a: areniscas, d: drusa, emp: parénquima en empalizada, ep: epidermis, esp: parénquima esponjoso. Escala: 50 m.


Fig. 4.
Corte transversal de la hoja, lámina. A: Capsicum hunzikerianum, detalle de drusa (flecha). B: C. recurvatum. C: C. chacoense. D: C. eximium. E: C. caatingae. F:C. cardenasii, detalle de cristales romboédricos (flecha). G:C. cardenasii, detalle de drusa (flecha).Referencias,d: drusa, emp: parénquima en empalizada, ep: epidermis, esp: parénquima esponjoso, t: probablestaninos. Escala: 40 µm.


Fig. 5.
Corte transversal de la hoja, vena media. A: Capsicum flexuosum. B: C. baccatum, detalle de haz vascular. C: C. geminifolium. D: C. cornutum. E: C. chacoense. F:C. caatingae, detalle de parte de vena media. Referencias, a: areniscas, co: colénquima, ep: epidermis, f: fibras, fl: floema, p: parénquima, t: probables taninos, x: xilema. Escalas: A, C-E: 100 m; B, F: 50 m.

Estructura interna del pecíolo
Posee epidermis unistrata. El haz vascular es bicolateral y tiene forma de arco (Fig. 6 B-F), salvoC. geminifoliumdonde es en U (Fig. 6 A).Sólo C. friburgense carece de colénquima mientras que en las restantes especies, este tejido se encuentra distribuido en una a seis capas subepidérmicas. Todas las especies presentan areniscas cristalinas, salvo C. eximium que además presenta drusas y C. flexuosum que no posee ningún tipo de cristales (Tablas 4-6).


Fig. 6.
Corte transversal de pecíolo. A: Capsicum geminifolium. B: C. hunzikerianum. C-D: C. chacoense, detalle de haz vascular. E. C. longidentatum. F.C. cardenasii.Referencias, a: areniscas; co: colénquima, ep: epidermis, fl: floema, p: parénquima, x: xilema. Escalas: A-C, E-F: 100 m; D: 50 m.

Particularidades anatómicas por especie
Las particularidades anatómicas de la láminay pecíolo de cada especie,agrupadas según la Provincia Biogeográfica a la que pertenecen,se detallan en las Tablas 1 a 6.
En C.cardenasii (Provincia Biogeográfica Chaqueña)no se pudieron observar, en su totalidad, detalles de la estructura interna de la hoja.Sin embargo, se pudo apreciar que posee abundantes areniscas cristalinas alrededor del haz vascular, tanto de la lámina como del pecíolo y abundantes drusas y cristales romboédricos en el mesofilo (Fig. 4F-G, 6F).

Análisis cuantitativo
Los resultados del análisis de la varianza muestran que la densidad de estomas, de células epidérmicas y el índice estomático son significativamente diferentes entre las caras foliares  de la mayoría de las especies estudiadas, siendo en todos los casos mayor en la abaxial. En C. baccatum, C. caatingae, C.cardenasii y C. eximium no se encontraron diferencias significativas en la densidad de las células epidérmicas propiamente dichas entre caras foliares (Tabla 7).

Tabla 7. Características cuantitativas epidérmicas para cada epidermis foliar de especies de Capsicum. Las variables se expresan como media ± desvío estándar. Los valores cero simbolizan ausencia. Abreviaturas, abax: abaxial, adax: adaxial, Cél. Epi.: células epidérmicas, Tri. Egla.: tricomas eglandulares, Tri. Gla.: tricomas glandulares.

La densidad de tricomas eglandulares no difiere significativamente entre las caras de las epidermis foliares, exceptoC. eximium, donde es menor en la abaxial y enC. hunzikerianum, mayor en la abaxial. Por último, la densidad de tricomas glandulares sólo es significativamente diferente entre las epidermis de C. baccatum, C. eximium, C. friburgense, C. geminifolium C. longidentatum, C. recurvatum y C. villosum, siendo mayor en la abaxial(Tabla 7).
Luego se compararon la densidad de estomas y tricomas glandulares y eglandulares de la epidermis abaxial y adaxialentre las especies en estudio mediante análisis de la varianza no paramétricos (p<0,05), observándose diferencias significativas en estas variables (Tabla 8-10).

Tabla 8. Comparación entre las epidermis abaxial y adaxial de 13 especies de Capsicum para la variable densidad de estomas. Los valores indicados son las medias. Los valores cero simbolizan ausencia. Diferentes letras representan diferencias significativas según Kruskal Wallis (p<0,05).

Los resultados de ladensidadde estomas de la epidermis abaxial mostraron que C. longidentatumes una de las especies con valores más bajosyC. recurvatumla de mayor valor. En cambio, en la epidermis adaxialse diferencian significativamente C. geminifolium, C. cornutum y C. caatingae con la menor densidad estomática yC. chacoense, C. recurvatum y C. cardenasiipor poseer los valores más altos (Tabla 8).
En cuanto a densidad de tricomas eglandulares (Tipo I o II según la especie)en la epidermis abaxial,C. caatingae, C. longidentatum, C. cornutum y C. hunzikerianumtienenvalores significativamente mayores al resto de las especies. En la epidermis adaxial, C. geminifoliumes la especie que posee el menor valor y C. longidentatumel mayor valor (Tabla 9).

Tabla 9. Comparación entre las epidermis adaxial y abaxial de 13 especies de Capsicum para la variable densidad de tricomas eglandulares. Los valores indicados son las medias. Los valores cero simbolizan ausencia. Diferentes letras representan diferencias significativas según Kruskal Wallis (p<0,05).

Finalmente, la densidad de tricomas glandularesen la epidermis abaxial presenta un grupo bien diferenciado compuesto por C. caatingae, C. cornutum, C. flexuosum y C. chacoense,que presentan los menores valores, después le siguen el resto de las especies finalizando en C. eximiumcon el máximo valor. En la epidermis adaxial, C. eximium, C. hunzikerianum y C. cardenasii tienen los más altos valores (Tabla 10).

 

Tabla 10. Comparación entre las epidermis adaxial y abaxial de 13 especies de Capsicum para la variable densidad de tricomas glandulares. Los valores indicados son las medias. Los valores cero simbolizan ausencia. Diferentes letras representan diferencias significativas según Kruskal Wallis (p<0,05).

Discusión y Conclusiones

Las especies de Capsicum estudiadas presentan una gran similitud en la estructura interna de las hojas. Se observaron estomas anisocíticos, anomocíticos y hemiparacíticos. La presencia de varios tipos de estomas en una misma hoja es un carácter común en Solanaceae (Bessis & Guyot, 1979; Karatela & Gill, 1986; Liscovsky & Cosa, 2005),diferenciándose en ambas caras foliares o sólo en la abaxial (Metcalfe & Chalk, 1983).En nuestro estudio, las hojas son hipostomáticas en C. caatingae, C. cornutum y C. geminifolium; anfistomáticas, con escasos (C. baccatum, C. eximium, C. flexuosum, C. friburgense, C. hunzikerianum, C. longidentatum y C. villosum) ocon frecuentes estomasen la epidermis adaxial(C. cardenasii, C. chacoense y C. recurvatum). La presencia de abundantes estomasen ambas caras de las hojases un carácter común en xerófitos ya que permite el rápido intercambio de gases durante el poco tiempo que están abiertos, evitando así la pérdida de agua por transpiración (Fahn, 1990; Fahn & Cutler, 1992). Sin embargo, otros autores (Thakur, 1990; Toral et al., 2010) señalaron que la disminución en la densidad incrementa la resistencia estomática y evita el exceso de transpiración. Ladensidad de estomas en todas las especies aquí estudiadas es comparativamente mucho más alta en la epidermis abaxial que en la adaxial y las especies con mayores valores habitan en ambientes mesofíticos, excepto C. eximium que habita en ambiente relativamente seco. Resultados similares fueron reportados por Wood (1934) en plantas de bosques esclerófilos del sur de Australia donde la densidad estomática es baja y no informó variación significativa con respecto a plantas de ambientes mesofíticos. Dichas particularidades al parecer estarían más relacionadas con caracteres genéricos y de familia que a condiciones ambientales.
Las paredes de las células epidérmicas de Capsicum variaron desde subrectas a muy sinuosas, presentando ambas características especies de uno y otro ambiente;por otra parte, se sabe que las ondulaciones de las paredes epidérmicas es un carácter variable, por lo que su uso en taxonomía debe hacerse con precaución (Stace, 1965).En este trabajo, tales ondulaciones no resultaron diagnósticas para distinguir las especiesde Capsicum ni para caracterizar especies en un determinado ambiente.
En Solanáceas es común la presencia deabundantes y variados tipos de tricomas (Roe, 1972; Seithe, 1979; Metcalfe & Chalk, 1983; Mentzet al., 2000; Hunziker, 2001; Rigonatto et al., 2005).Nuestras observaciones señalan tres tipos de tricomas; eglandulares simples (Tipo I), eglandulares ramificados(Tipo II) y glandulares (Tipo III). La presencia de tricomasinfluyeen la economía del agua ya sea directa o indirectamente (Fahn & Cutler, 1992) y contribuye directamente a disminuir el movimiento del aire en la superficie que rodea la epidermis, permitiendo así concentrar el vapor de agua y evitar la excesiva transpiración. Este proceso se realiza, indirectamente, a través de la regulación de la temperatura mediante la reducción de la absorción de energía radiante o por reflexión de la luz. Esto concuerda con lo observado en las cuatro especies de ambientes secos: C. longidentatum y C. caatingaeque habitan en ambientes de extrema sequía (de la Caatinga brasileña) (Barboza et al., 2011) y muestran abundantes tricomas eglandulares, y C. cardenasiiy C. eximium, de ambiente chaqueño, también con abundantes tricomas, aunque en este casoglandulares y comparativamente muy pequeños.Sin embargo, también encontramos especies de ambientes húmedos con numerosos tricomas y otras de ambientes secos con escasos tricomas. Esta última situación fue señalada por Cutler (1987) para muchas xerófitas donde los tricomas son raros.
En relación a la anatomía de la lámina, las características generales como la estructura dorsiventral, la presencia de floema internoy de cristales, coinciden con lasdescriptas para la familia (Metcalfe & Chalk, 1957; Cosa, 1991, 1993; Hunziker, 2001). Respecto a esto último, todas las especies, excepto C. flexuosum, presentaron cristales de oxalatoen la lámina y/o el pecíolo.Por otra parte, la abundancia de los mismos varió de acuerdo al ambiente que las especies habitan, siendo mayor en aquellas de ambientes secos(C. cardenasii, C. chacoense y C. longidentatum).
No se hallaron diferencias significativas en el espesor de la láminaen corte transversal entre las especies que habitan ambientes secos (Chaqueña yde la Caatinga) y las que habitan ambientes húmedos (de lasYungas, Mata Atlántica, Pacífica y Paranaense). Por lo tanto, no se pudo comprobar que el aumento en el espesor de la lámina sea una estrategia que presentan las plantas de los ambientes xerofíticos (Dickison, 2000).
La cutícula también mostró variaciones en el espesor, encontrándose plantas que habitan en ambiente húmedo con cutícula delgada (C. flexuosum y C. cornutum)y con cutícula gruesa(C. baccatum). Sin embargo, es notable que en la lámina de todas las especies que habitan ambientes secos,la cutícula esconsiderablemente gruesa,coincidiendo con lo informado porCutler (1987) para los xerófitos.
La proporción de tejido asimilador en la hoja de los xerófitos es generalmente mayor que en mesófitos debido a un incremento en el número de capas de células en empalizada (Fahn & Cutler, 1992). En nuestro estudio todas las especies mostraron sólo una capa de células en empalizada; tampoco se observó que las especies que habitan en ambientes secos mostraran una relación parénquima en empalizada/parénquima esponjoso alta, ya que el primero, por su estructura, incrementa enormemente la superficie interna libre de la hoja, permitiendo mayor eficiencia en el intercambio de gases (Fahn & Cutler, 1992).
Según Smith et al. (1998), la orientación de las hojas y su exposición a la luz incide en las características anatómicas.Sería, por lo tanto, interesante probar a campo esto último ya que la orientación de la hoja se considera otro factor influyente en la anatomía. Por otra parte, tampoco se encontró una relación entre el tamaño de los espacios intercelulares y el ambiente dado la alta variabilidad que se manifestó en este carácter.
La aparición de cristales, resinas, aceites y taninos en las células de la hoja ha sido considerada de valor adaptativo a condiciones áridas (Fahn & Cutler, 1992). Por lo tanto,la abundancia de areniscas cristalinas y drusas en C. longidentatum y C. cardenasii, especies de ambientes secos, y la probable presencia de taninos en C. caatingaeestarían en concordancia con lo antedicho. No fue observado desarrollo adicional de tejido esclerenquimático,sólo C. geminifolium que habita en ambiente húmedo presentó fibras asociadas al floema.
Conforme a los resultados obtenidos del análisis de la estructura de la hoja en especies de Capsicum, es interesante destacar que fueron pocos los caracteres que se correlacionarondirectamente con el hábitat, no encontrándose una diferencia notable entre las plantas que crecen en las distintasProvincias Biogeográficas caracterizadas por su ambiente húmedo de aquellas de ambientessecos. Cutler (1987) y Laskowski (1996) indicaron que no siempre las adaptaciones son evidentes a nivel morfológico. En tal sentido, pueden existiradaptaciones fisiológicas que han evolucionado hacia formas vegetales aptas para crecer ante situaciones de déficit hídrico y altas temperaturas.
En referencia al valor de los caracteres a nivel taxonómico, encontramos particularidades que sólo se presentan en algunas especies talescomo:hojas hipostomáticas en C. caatingae, C. cornutum y C. geminifolium;ausencia de tricomas glandulares en C. caatingae y eglandulares simples en C.geminifolium; presencia de tricomas eglandulares ramificados en C. longidentatum;probable presencia de taninos en C. caatingae;haz vascular central rodeado por fibras en C. geminifolium;ausencia de cristales en C. flexuosum; abundanciade cristales en C. cardenasii y C. longidentatum.Estas particularidades, sumadas a otras más generales, se muestran en la siguiente clave:

1.  Hojas con denso indumento de tricomas eglandulares ramificados

C. longidentatum 

1'. Hojas con indumento variable de tricomas eglandulares simples o de tricomas glandulares
2.  Hojas hipostomáticas
3.  Vena media de la lámina sin colénquima subepidérmico y haz vascular rodeado de fibras; haz vascular del pecíolo en forma de U

C. geminifolium 

3'. Vena media de la lámina con colénquima subepidérmico y haz vascular rodeado de parénquima; haz vascular del pecíolo en forma de arco
4.  Células epidérmicas y del parénquima en empalizada sin contenido denso citoplasmático; parénquima en empalizada continuo en la vena media

C. cornutum 

4'. Células epidérmicas y del parénquima en empalizada con marcado contenido denso citoplasmático; mesofilo con areniscas cristalinas; parénquima en empalizada discontinuo en la vena media

C. caatingae 

2.  Hojas anfistomáticas
3.Estomas exclusivamente anisocíticos en la cara adaxial y abaxial; abundantes cristales: drusas en el mesofilo y areniscas cristalinas alrededor del haz vascular de la lámina y pecíolo

C. cardenasii

3'. Estomas por lo general anomocíticos o hemiparacíticos (salvo en C. recurvatum y C. villosum, donde también aparecen estomas anisocíticos); cristales frecuentes (drusas y/o areniscas cristalinas) en lámina y pecíolo, o ausentes
4.  Cristales totalmente ausentes en la lámina
5. Pecíolos sin cristales de ningún tipo; estomas anisocíticos ausentes; colénquima subepidérmico ausente en la vena media de la lámina

C. flexuosum

5'. Pecíolos con frecuentes areniscas cristalinas; estomas anisocíticos entremezclados con anomocíticos; colénquima subepidérmico distribuido en dos capas en la superficie abaxial de la vena media de la lámina

C. recurvatum

4'. Areniscas cristalinas y drusas o sólo drusas presentes en la lámina
5. Lámina sólo con drusas; estomas anisocíticos entremezclados con anomocíticos

C. villosum

5'. Lámina con drusas y areniscas cristalinas simultáneamente; estomas  anomocíticos y hemiparacíticos, los anisocíticos ausentes
6.  Colénquima ausente en pecíolo y hasta con 4 capas subepidérmicas en la superficie adaxial de la vena media de la lámina; parénquima en empalizada discontinuo sobre la vena media

C. friburgense

6'. Colénquima presente en pecíolo (1-3 capas) y ausente o hasta con 2 capas subepidérmicas en la superficie adaxial de la vena media de la lámina; parénquima en empalizada continuo sobre la vena media
7. Parénquima esponjoso distribuido en 2-3 capas en el lámina; relación parénquima empalizada/parénquima esponjoso= 1/1
8. Colénquima subepidérmicodistribuido en dos capas en la superficie adaxial de la vena media de la lámina, y en tres capas en la superficie adaxial del pecíolo

C. hunzikerianum

8'. Colénquima subepidérmico distribuido en una capa en ambas caras de la vena media de la lámina, y en dos capasen ambas caras del pecíolo

C. eximium

7'. Parénquima esponjoso distribuido en 5-6 capas en el lámina; relación parénquima empalizada/parénquima esponjoso= 3/4
8. Células de la epidermisadaxial con paredes subrectas

C. baccatum

8'. Células de la epidermis adaxial con paredes sinuosas

C. chacoense

Por último, habría que analizar si las similitudes encontradas en los valores de las variables epidérmicas y ciertas características de la estructura interna de las hojas entre determinadas especies,son coincidentes principalmente con un agrupamiento según sus relaciones filogenéticas más que con las condiciones ambientales donde habitan. Estos caracteres podrán ser valorados en tal sentido, ampliando el estudio hacia las restantes especies de Capsicum y realizando un mapeo de los caracteres sobre una filogenia molecular del género, estudios que actualmente está desarrollando nuestro grupo de trabajo.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a los revisores anónimos por las valiosas sugerencias para mejorar el manuscrito; a las instituciones que financiaron este estudio, Secretaría de Ciencia y Tecnología de la Universidad Nacional de Córdoba (SECYT, UNC),Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y Agencia de Promoción Científica y Técnica y Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Provincia de  Córdoba.

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Recibido el 11 de marzo de 2013,
aceptado el 22 de mayo de 2014.

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