INTRODUCCIÓN

El género Cecropia Loefl. (Urticaceae: Cecropieae) incluye 61 especies y dos subespecies de árboles exclusivos del Neotrópico que se distribuyen generalmente en bosques de tierras bajas por debajo de los 1000 m. s. n. m, así como en bosques premontanos, montanos y de niebla (1000 -2600 m. s. n. m) (^{Franco y Berg, 1997}; ^{Berg et al., 2005}). Son especies típicas de formaciones vegetales secundarias o claros al interior de los bosques, reconocidas por su crecimiento en forma de candelabro y su asociación con hormigas agresivas del género Azteca. Presentan hojas grandes, peltadas, radialmente incisas con uno o dos cojines de pelos en la base del pecíolo (triquilio), inflorescencias en amentos dispuestos en pares en las axilas de las hojas, flores unisexuales, fruto aquenio y semillas diminutas (^{Hallé et al., 1978}; ^{Berg et al., 2005}; ^{Gaglioti, 2011}).

Los criterios taxonómicos utilizados tradicionalmente para la circunscripción de las especies se basan en características morfológicas del tallo, hojas, inflorescencias, frutos y semillas (^{Lobova et al., 2003}; ^{Berg et al., 2005}; ^{Linares y Moreno, 2010}), caracteres que resultan insuficientes para separar las especies, ya que presentan gran variación morfológica (^{Berg et al., 2005}), diversidad de patrones fenológicos (^{Zalamea et al., 2011}) y estructuras reproductivas diminutas que dificultan su observación (^{Carvajal y González, 2005}; ^{Linares y Moreno, 2010}). En este sentido, algunos caracteres poco utilizados, como los correspondientes a la anatomía foliar, podrían contribuir a reconocer acertadamente las especies e incluir nueva información para las claves de diferenciación en el género Cecropia, constituyendo una herramienta adicional que permitiría la identificación de los distintos taxones y la correcta delimitación de tribus y subfamilias, en las que varias características son constantes y de alto valor diagnóstico (^{Metcalfe y Chalk, 1950}; ^{Bonsen y Ter Welle, 1984}; ^{Coelho, 2013}).

Algunos estudios sobre el género incluyen las descripciones anatómicas de varias especies realizadas por ^{Renner (1907)}, ^{Bonsen y Ter Welle (1983)} y ^{Richter (1898)} para su comparación con otros taxones del orden Urticales, así como también en las descripciones morfológicas de ^{Berg et al. (2005)} de todas las especies del género. Sin embargo, estos aportes no resolvieron por completo el conflicto en la delimitación del grupo (^{Bonsen y Ter Welle, 1984}; ^{Hadiah, 2008}), en la medida en que los resultados no son concluyentes sobre su taxonomía (^{Raymúndez et al., 2000}).

De esta manera, el objetivo del presente trabajo fue caracterizar la lámina foliar de las especies Cecropia longipes Pittier, Cecropia membranacea Trécul y Cecropia peltata L. presentes en Córdoba- Colombia, para definir sus caracteres anatómicos y contribuir a su correcta delimitación taxonómica.

MATERIALES Y MÉTODOS

Las muestras se recolectaron a partir de individuos de poblaciones naturales en el departamento de Córdoba, Colombia. Se seleccionaron hojas maduras en plena expansión foliar y en buen estado, para tomar fragmentos (1 cm²) de la región intercostal del lóbulo medio en cinco individuos de cada especie y realizar su fijación inmediata en FAA (formaldehído: ácido acético: alcohol etílico 70 %, 1:1:18 v/v; ^{Johansen, 1940}).

Los especímenes se depositaron en el Herbario de la Universidad de Córdoba (HUC) siguiendo las técnicas convencionales de herborización, bajo el número de colector JVG 06-JVG 20 y el número de registro HUC 6896-HUC 6910; las plantas se determinaron a partir de claves taxonómicas de floras regionales, monografía del género, sinopsis de especies, guías de campo y revisión de diferentes colecciones virtuales de herbarios nacionales e internacionales.

Se analizaron los fragmentos fijados de las hojas de los cinco individuos de cada especie, los cuales se trataron con solución de NaClO (8 %) por 72 horas para la disociación total de la epidermis, con la posterior neutralización con CH₃-COOH (38 %), teniendo en cuenta que entre cada proceso las muestras se lavaron con agua destilada (^{Soto y Villamizar, 2012}; ^{Castro y Torrecilla, 2013}).

Las muestras se colorearon con safranina etanólica al 1 % para el montaje de cinco láminas semipermanentes de la haz y cinco del envés por cada una de las especies, en solución de gelatina-glicerina y se sellaron con esmalte incoloro hasta su observación (^{Coelho, 2013}). Además, se prepararon diez láminas de secciones transversales de cada especie (10 y 15 µm) mediante la técnica histológica vegetal propuesta por ^{D'Ambrogio (1986)}, obtenidas con un micrótomo rotativo automático MICROM HM-325, y se identificaron los cristales de oxalato de calcio evidentes en las superficies epidérmicas y en el mesófilo.

Las fotografías se obtuvieron a partir de una cámara digital acoplada a un microscopio óptico Labomed LX-400 y se procesaron con el programa de análisis de imágenes PixelPro para la descripción y comparación de los caracteres, de acuerdo con la terminología botánica de ^{Metcalfe (1979)} y ^{Font Quer (2000)}.

RESULTADOS

Epidermis foliar

Las especies C. longipes, C. membranacea y C. peltata presentan epidermis uniestratificada formada por células grandes (Fig. 1a). Sin embargo, en tres muestras de C. longipes se observó una epidermis pluriestratificada formada por dos capas de células grandes (Fig. 1b). En vista paradérmica, la superficie adaxial de C. longipes y C. peltata está formada por células poligonales irregulares, alargadas, con paredes levemente sinuosas y delgadas (Fig. 1c). C. membranacea presenta células con forma de polígonos regulares similares a un hexágono, isodiamétricas, con paredes rectas y delgadas (Fig. 1d).

Figura 1 Secciones transversales y vista frontal de la lámina foliar. a. Epidermis uniestratificada en Cecropia membranacea. b. Epidermis pluriestratificada en Cecropia longipes. c. Células epidérmicas de Cecropia longipes con forma poligonal irregular y contorno levemente sinuoso. d. Células epidérmicas de Cecropia membranacea con forma poligonal regular y contorno recto. Ep-epidermis, Pp-parénquima en empalizada, Pe-parénquima esponjoso, Ex-extensión de la vaina vascular, • estoma, * tricoma. Escala en micrómetros (µm): 1a, 1b = 200; 1c = 50; 1d = 100. Safranina etanólica 1 %. 

Las hojas de las tres especies presentan tricomas no glandulares y glandulares. Los no glandulares son unicelulares simples constituidos por un cuerpo piloso, afilados o incurvados hacia el ápice en la superficie adaxial y abaxial (Fig. 2a). En la cara abaxial de C. longipes y C. peltata se forma un indumento aracnoideo denso constituido por tricomas unicelulares simples, largos y delgados que se entrelazan y originan una superficie aterciopelada (Figs. 2b y 2b.i); en C. membranacea el indumento aracnoideo está ausente en la lámina abaxial, encontrándose únicamente en las márgenes foliares (Fig. 2c), con el haz y el envés glabrescentes debido a sus tricomas cortos (Figs. 2d y 2e).

Figura 2 Vista frontal de la lámina foliar. a. Tricoma unicelular simple en Cecropia longipes. b. Indumento aracnoideo abaxial en Cecropia peltata. b.i. Detalle indumento aracnoideo abaxial en Cecropia peltata. c. Indumento aracnoideo en Cecropia membranacea. d. Haz glabrescente de Cecropia membranacea. e. Detalle tricoma unicelular simple de Cecropia membranacea. f. Tricoma pluricelular simple uniseriado en Cecropia peltata. g. Tricoma pluricelular simple uniseriado glandular en Cecropia longipes. h. Cuerpo perla en el envés de Cecropia longipes. Nerv-nervadura, Ind arac-indumento aracnoideo, * tricoma. Escala en micrómetros (µm): 2a, 2b.i, 2c, 2e, 2f, 2g = 100; 2b = 200; 2d = 10; 2h = 20. Safranina etanólica 1 %. 

Los tricomas pluricelulares simples son uniseriados (Fig. 2f) y uniseriados glandulares (Fig. 2g); se presentan sobre la superficie adaxial de C. peltata, abaxial de C. membranacea y en ambas superficies foliares de C. longipes. Además, se observaron tricomas glandulares de formas globulares y tamaño variable denominados "cuerpos perla" (Fig. 2h) con contenidos de glucosa y lípidos, muy frecuentes en las superficies epidérmicas de las tres especies.

La base de los tricomas unicelulares simples está formada por células cuadrangulares o rectangulares de una a dos capas al mismo nivel que las células epidérmicas adyacentes, con igual o mayor tamaño, formando un radio irregular en C. membranacea (Fig. 3a), mientras que en C. longipes y C. peltata estas células son de menor tamaño y forman un radio regular (Fig. 3b). Además, en las secciones transversales se observaron idioblastos sobre la superficie adaxial de C. longipes y C. peltata (Fig. 3c).

Figura 3 Secciones paradérmicas y transversal de la lámina foliar. Organización de las células de la base de los tricomas unicelulares simples a. Radial irregular en Cecropia membranacea. b. Radial regular en Cecropia peltata. c. Idioblasto en la epidermis adaxial de Cecropia longipes. d. Estoma anomocítico en Cecropia longipes. e. Estoma isotricítico en Cecropia longipes. f. Estomas en el envés de Cecropia membranacea. * tricoma, Id-idioblasto, Ep-epidermis, Pp-parénquima en empalizada, Cr-cristal, • estoma. Escala en micrómetros (µm): 3a, 3b= 100; 3c, 3f= 200; 3d, 3e= 50. Safranina etanólica 1 %. 

El tipo de estomas característico para C. longipes, C. membranacea y C. peltata es el anomocítico (Fig. 3f), rodeado por cuatro o más células epidérmicas adyacentes de diferente forma y tamaño. Sin embargo, se encontraron en todos los individuos de C. longipes y C. peltata estomas isotricíticos sobre la superficie adaxial, rodeados únicamente por tres células epidérmicas adyacentes, variables en forma, pero con tamaño similar (Fig. 3g). Se distribuyen en la superficie adaxial de C. longipes y C. peltata, mientras que en la superficie abaxial aparecen dispersos y poco visibles (hojas anfistomáticas), excepto en C. membranacea, en la que son numerosos en la cara abaxial (hojas hipostomáticas) (Fig. 3h). Los estomas están a nivel de las células epidérmicas de la superficie adaxial de C. longipes y C. peltata, al igual que en en la cara abaxial de C. membranacea.

Mesófilo

Ningunas de las tres especies estudiadas presentan hipodermis desarrollada. En los tres casos el mesófilo es heterogéneo, diferenciado en parénquima en empalizada, ubicado por debajo de la epidermis formando de dos a cuatro capas compactas de células alargadas, y el parénquima esponjoso ubicado hacia la cara abaxial, formando dos a tres capas de células irregulares con espacios intercelulares (Figs. 4a y 4b). Este tipo de mesófilo se denomina bifacial o dorsiventral. Además, se observó que en tres muestras de C. longipes y dos de C. peltata el parénquima en empalizada presenta cuatro capas celulares, ocupando la mayor parte del mesófilo en relación 2:1 (Figs. 4a y 4b).

Figura 4 Secciones transversales y vista frontal de la lámina foliar. Mesófilo heterogéneo bifacial, a. Cecropia longipes. b. Cecropia peltata. c. Cristal de carbonato de calcio (drusa) en Cecropia longipes. Ep-epidermis, Pp-parénquima en empalizada, Ex-extensión de la vaina vascular, Pe-parénquima esponjoso, Cr-cristal, * tricoma, • estoma. Escala en micrómetros (µm): 4a, 4b= 200; 4c= 100. Safranina etanólica 1 %. 

Cristales

Los tipos de cristales de oxalato de calcio más comunes fueron drusas, arena cristalina y cristales prismáticos. Se encuentran en ambas epidermis, siendo las drusas los cristales más abundantes (Fig. 4c); en las secciones transversales se depositan en el mesófilo, al igual que los cristales prismáticos (Fig. 4a). En la Tabla 1 se describen las principales diferencias encontradas en este trabajo, relacionadas con la anatomía de la lámina foliar de las especies estudiadas.

Tabla 1 Características anatómicas comparativas de la lámina foliar de las especies. 

^* Restringido a la margen foliar.

DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos en este trabajo muestran similitudes con respecto a los caracteres anatómicos descritos para los tres taxones, pero algunos presentan variaciones que tienen valor taxonómico en determinadas especies.

La epidermis uniestratificada formada por células grandes es una característica común en las tres especies, con excepción de algunos individuos de C. longipes que presentaron una epidermis foliar pluriestratificada formada por dos capas de células. Por lo tanto, este carácter no es posible definirlo como de importancia taxonómica debido a que no es constante en todas las muestras. Los individuos vegetales pueden formar capas adicionales de células epidérmicas para prevenir el colapso de la hoja cuando la transpiración es alta y existe poca agua disponible en el suelo (^{Jáuregui y Torres, 2014}). Se considera entonces como un rasgo resultado de la variación de la intensidad lumínica y la estacionalidad de las lluvias características del sitio de origen (^{Palencia et al., 2006}).

La sinuosidad del contorno de las células epidérmicas foliares, como se presenta en C. longipes y C. peltata, tiene su origen durante la diferenciación celular. Se genera por las tensiones ocurridas en la hoja, el endurecimiento de la cutícula, o bien al crecimiento de las plantas bajo sombra (^{Gomes et al., 2005}), lo cual podría explicar su mayor presencia en la haz que en el envés. Por otro lado, C. membranacea presenta células epidérmicas de contorno recto que la distinguen de C. longipes y C. peltata. El contorno de las células epidérmicas puede considerarse entonces como un carácter con un alto significado taxonómico (^{Barthlott, 1981}), que ha permitido la diferenciación de las especies en géneros como Laguncularia C.F. Gaertn. (Combretaceae), Lemna L. (Araceae) y Combretum Loefl. (Combretaceae) (^{Stace, 1965}), y que merece ser evaluado en un mayor número de especies de Cecropia a fin de establecer su constancia en este grupo.

Las variables ambientales influyen en las características de las especies. En el caso de Cecropia,^{Davidson y Fisher (1991)} y ^{Zalamea et al. (2011)} explican que la expresión de nuevas características morfológicas, anatómicas o fenológicas son producidas por los regímenes de luz, precipitación y temperatura que determinan la preferencia del hábitat de las especies. Esto ocurre con dos morfotipos de C. membranacea denominados "pungara" y "herrerensis", distribuidos en el sur y el norte de la Amazonia peruana respectivamente. Ambos presentan indumento aracnoideo en toda la superficie inferior de la lámina, con diferencias en la formación del triquilio durante el desarrollo foliar. Por otra parte, "herrerensis" se caracteriza por poseer estipulas rojizas (^{Davidson et al., 1991}). Además, están asociados con géneros de hormigas distintos a Azteca y son tolerantes a la sombra. Estas características ecológicas distinguen estos morfotipos de C. membranacea, a pesar de que el ambiente donde se establecen es similar. Entre tanto, no se consideran caracteres taxonómicos definitivos para considerarlas especies distintas. En este trabajo se reporta la primera descripción de la epidermis foliar y del mesófilo de C. membranacea, que introduce nuevos caracteres para el reconocimiento de este complejo taxonómico, ya que el principal problema se centra en la similitud de la morfología y el escaso material botánico para identificar las diferencias (^{Berg et al., 2005}).

Los diferentes tipos de tricomas no glandulares y glandulares de C. longipes, C. membranacea y C. peltata están presentes en todas las demás especies del género Cecropia y son típicos de la familia Urticaceae (^{Metcalfe y Chalk, 1950}; ^{Bonsen y Ter Welle, 1983}; ^{Berg et al., 2005}). Los tricomas simples, cortos y dispersos de la superficie adaxial de C. membranacea son similares a los observados por ^{Richter (1898)} en la lámina foliar de Cecropia palmata Willd. y Cecropia obtusifolia Bertol.; también el indumento aracnoideo restringido a la margen foliar y ausente en la lámina media abaxial de C. membranacea es común en Cecropia litoralis Snethl. (^{Berg et al., 2005}). Este tipo de tricoma, así como el indumento aracnoideo ubicado sobre la margen foliar de C. membranacea, permiten diferenciarla de C. longipes y C. peltata, lo que constituye una característica con una buena resolución taxonómica (^{Metcalfe y Chalk, 1950}; ^{Dickison, 2000}) para tener en cuenta con un mayor número de especies.

Los tricomas pueden descansar sobre una célula o grupo de células epidérmicas; su organización es una característica diferenciable en las secciones paradérmicas de los especímenes objeto de estudio y se considera como un carácter diagnóstico en especies de Guiera Adans. ex Juss., Combretum Loefl. (Combretaceae) y Gesnouinia arborea (L. f.) Gaudich. (Urticaceae) (^{Stace, 1965}). En el caso de los idioblastos, ^{Ritcher (1898)} definió estas estructuras como pelos cónicos cortos sobre la epidermis adaxial de C. obtusifolia, mientras que ^{Bonsen y Ter Welle (1983)} las describieron como papilas cónicas sobre la epidermis adaxial que contienen litocistos. Por su parte, ^{Evert (2006)} las denominó pelos cistolíticos o litocistos similares a pelos, formados principalmente de carbonato de calcio y sílice, encontrados en las familias Moraceae (^{Wu y Kuo-Huang, 1997}), Boraginaceae (^{Rao y Kumar, 1995}; ^{Rapisarda et al., 1997}) y Cannabaceae (^{Mitosinka et al., 1972}; ^{Dayanandan y Kaufman, 1976}; ^{Mahlberg y Kim, 2004}). A lo anterior, ^{Berg et al. (2005)} agregan que estos pelos cistolíticos son cistolitos que sobresalen de la epidermis adaxial causando las superficies rugosas, muy comunes en el género Cecropia.

Sin embargo, es importante aclarar que ^{Evert (2006)} también manifiesta que si los pelos cistoliticos o litocistos similares a pelos contienen poco o nada de carbonato de calcio, no deben denominarse de esta manera, sino como idioblastos que aparecen en forma de tricomas atenuados cortos con engrosamiento en la base sobre el lado adaxial de la lámina foliar, vistos en Cecropia obtusaTrécul y C. peltata (^{Setoguchi et al., 1993}). A estas estructuras, ^{Foster (1956)} las consideró idioblastos epidérmicos, afirmando que estos tricomas unicelulares, así como las células guardas de los estomas, son de la misma naturaleza desde un punto de vista ontogenético. Además, se ha comprobado que la ausencia de cistólitos es una característica distintiva de la tribu Cecropieae (antiguamente familia Cecropiaceae), excepto para el género Poikilospermum Zipp. ex Miq. (^{Renner, 1907}; ^{Chew, 1963}; ^{Berg, 1978}), por lo que no deben ser considerados cistólitos o litocistos propiamente.

De acuerdo con lo anterior, ^{Setoguchi et al. (1993)} proponen un concepto que corresponde a lo observado en las especies C. peltata y C. longipes, manteniéndose ausentes sobre la superficie adaxial de C. membranacea. Este carácter tiene un gran significado taxonómico, por lo que se precisa de estudios más rigurosos para considerarlo como una sinapomorfía en Cecropieae (^{Setoguchi et al., 1993}).

Las hojas de C. longipes y C. peltata son anfistomáticas y presentan estomas anomocíticos e isotricíticos en ambas superficies foliares, que son comunes en ambientes secos (^{Cutler et al., 2007}). Esto contrasta con lo planteado por ^{Bonsen y Ter Welle (1983)}, quienes describieron estomas anomocíticos en la epidermis abaxial para el género Cecropia, por lo que la distribución anfistomática de los estomas y el tipo de estoma isotricítico son nuevos reportes para las especies dentro del presente trabajo. No obstante, la especie C. membranacea mantiene la característica de hojas hipostomáticas descrita por los autores, con estomas anomocíticos, un tipo de hojas característico de plantas de ambientes con mayor disponibilidad de agua (^{Cutler et al., 2007}). Lo anterior demostraría que la distribución de estomas es un carácter que permite la separación de las especies que se ha utilizado como una característica taxonómica por debajo del nivel de familia en angiospermas (^{Stace, 1965}; ^{Francisco et al., 2016}).

El tipo de estomas isotricítico es descrito por primera vez para las especies C. longipes y C. peltata. Se trata de un modelo estomático conformado por tres células epidérmicas adyacentes de diferente forma y posición con tamaños similares (^{Prabhakar, 2004}), distinto para C. membranacea, que no cuenta con este tipo de estomas. Este aparato estomático se ha considerado como una variación del tipo anomocítico por ^{Metcalfe y Chalk (1950)} y ^{Stace (1965)}, pero su estructura es notablemente distinta y se reconoce como otro tipo de estoma de acuerdo con ^{Prabhakar (2004)}.

El tipo de mesófilo heterogéneo bifacial de las especies C. longipes, C. membranacea y C. peltata coincide con lo reportado por ^{Bonsen y Ter Welle (1983)} para algunas especies de Cecropia. Sin embargo, es un nuevo carácter que se describe para las especies C. longipes y C. membranacea. Las diferencias se muestran en la constitución del mesófilo de algunos individuos, el cual está formado por cuatro capas de parénquima en empalizada en C. longipes, y por capas más gruesas en C. peltata. Se ha comprobado que esta conformación del parénquima clorofiliano se origina por la iluminación intensa y la deficiencia hídrica, lo que favorece la retención de agua, mejora la eficiencia fotosintética y el índice de transpiración y provoca como efecto contrario la disminución del grosor del parénquima esponjoso (^{García et al., 2008}; ^{Jáuregui y Torres, 2014}). Estos caracteres pueden ser una medida para minimizar el efecto de la transpiración, el aumento de la temperatura y de la radiación solar, pero es necesario evaluar en mayor detalle la relación con las variables ambientales para considerarlos rasgos de valor taxonómico para las especies.

Los cuerpos perlas son tricomas glandulares compuestos por carbohidratos, lípidos y proteínas (^{Rickson, 1976}; ^{O'Dowd, 1982}), considerados rasgos comunes y de valor diagnóstico en las especies de Urticaceae, así como los cristales de carbonato de calcio (^{Metcalfe y Chalk, 1950}; ^{Faheed et al., 2013}), especialmente si se combinan con otras características foliares, como los tipos de estomas y tricomas. Al observarse formas y distribuciones similares de los cuerpos perlas y los cristales en C. longipes, C. membranacea y C. peltata, estos rasgos pueden considerarse como comunes a las tres especies en estudio.

CONCLUSIONES

La anatomía de la lámina foliar de las especies C. longipes, C. membranacea y C. peltata mostró diferencias en varias de las características evaluadas. La forma de las células epidérmicas, el contorno de las células epidérmicas, el indumento aracnoideo en la superficie abaxial, la organización de las células de la base de los tricomas, los idioblastos en la cara adaxial, el tipo de estomas y la distribución de los estomas, son caracteres que permiten diferenciar las especies, particularmente a C. membranacea que presentó características únicas. Las especies C. longipes y C. peltata son muy similares y aunque los caracteres como la epidermis pluriestratificada y la proporción del parénquima clorofiliano (número de capas celulares) podrían diferenciarlas, no fueron constantes para todos los individuos de la muestra. Lo anterior sugiere que podría existir una relación con la variación ambiental, la cual debe ser evaluada en detalle, al igual que los rasgos del peciolo y la madera, para considerarlos como caracteres de interés taxonómico que contribuyan con la delimitación de las especies del grupo con una mejor resolución.