BIOLOGÍA EN AGRONOMÍA

Volumen 3, No. 1 Marzo de 2013 ISSN 1853-5216

Universidad Nacional de Catamarca Secretaría de Ciencia y Tecnología ‐‐‐‐ Editorial Científica Universitaria

ISSN: 1853-5216

CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA Y CITOGENÉTICA DE Jatropha

excisa, EN LA ECORREGIÓN CHACO SECO DE LA PROVINCIA DE

CATAMARCA

Stella Clérici; José Aranda; Pedro Martínez; Claudi a Torchán y

Fernando Baravalle.

Cátedra de Genética. Departamento de Biología. Facultad de Ciencia Agrarias.

Universidad Nacional de Catamarca. Avda. Belgrano y Mtro. Quiroga. C.P.4700.

Catamarca. Argentina. E-mail: stellaclerici44@hotmail.com

Recibido: 7/03/2013 Aceptado: 29/03/2013

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RESUMEN

El noroeste Argentino posee una gran biodiversidad como resultado de la

interacción de los diferentes microclimas, topografía, tipos de suelos y estructuras

geológicas fundamentalmente. Lo que hace que sea un gran reservorio de especies

con diferentes potencialidades, por lo cual este “banco de genes” es necesario

estudiarlo y preservarlo. Las especies nativas como recursos naturales pueden

constituir la base de las actividades productivas primarias y secundarias. La Higuerilla

(Jatropha excisa), especie nativa que se encuentra en el Noroeste Argentino de la

Provincia Fitogeográfica del Chaco, perteneciente al distrito Chaco Árido, en el

piedemonte del Valle Central de la provincia de Catamarca. A través de este trabajo,

se pretende determinar su presencia en el área de estudio, como así también evaluar

y caracterizar su variabilidad genética. Considerando su importancia como

biocombustibles, planta medicinal, como posible melífera y ornamental. En función de

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la información lograda promover la conservación y utilización sostenible de la especie.

PALABRAS CLAVES : Higuerilla; Jatropha excisa; Nativas; Variabilidad genética.

MORPHOLOGICAL AND CYTOGENETIC CHARACTERIZATIÓN OF Jatropha

excisa, IN THE ECOREGION CHACO DRY CATAMARCA PROVINCE.

SUMMARY

Argentine Northwest has a great biodiversity as a result of the interaction of

different microclimates, topography, soil types and geological structures primarily. What

makes a great reservoir of species with different potentials, so this "gene bank" is

necessary to study and preserve it. Native species such as natural resources can form

the basis of primary and secondary production activities. The Castor (Jatropha excisa),

native species found in the North West Province Fitogeográfica Argentine Chaco Arid

Chaco belonging to the district, in the foothills of the Central Valley in the province of

Catamarca. Through this work is to determine their presence in the study area, as well

as evaluate and characterize their genetic variability. Considering its importance as

biofuels, medicinal plant and ornamental honey as possible. Based on the information

obtained promote the conservation and sustainable use of the species.

KEY WORDS: Castor, Jatropha excisa; Native; Genetic variability.

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INTRODUCCIÓN

La Jatropha excisa (higuerilla o higuerilla del zorro) es una especie nativa del

Noroeste Argentino de la Provincia Fitogeográfica del Chaco y se encuentra en el

distrito árido chaqueño de Catamarca, en donde actualmente crece en los

piedemontes del Valle Central. Su nombre deriva del griego “latros” que significa

doctor y “trofe” que significa alimento (Salas et al,. 1994). Pertenece a la Familia de las

Euforbiáceas a la subfamilia: Crotonoideae, tribu: jatropheae con numerosas especies.

Se caracteriza por su rusticidad, siendo poco susceptibles a plagas y

enfermedades.

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Es poco lo que se sabe en la provincia de esta especie nativa, por lo que se

considera de importancia realizar estudios que conduzcan a un mayor conocimiento de

la misma. No cuenta esta especie según revisiones, con una caracterización ni

identificación genética en nuestro país.

A través de este trabajo, en una primera etapa, por medio de estudios

exomorfológicos y posteriormente citogenéticos y moleculares, se pretende lograr

identificar, evaluar y caracterizar a la misma.

La caracterización citogenética del género Jatropha ha demostrado que posee

un número básico X=11 con variaciones de este número entre especies e híbridos. La

mayoría de las especies presentan 2n= 2x =22 cromosomas, incluyendo J.curcas L.

(Federov, 1969; Soontornchainaksaeng y Jenjittikul de 2003; Carvalho et al, 2008;

IPCN, 2009; Dahmer et al., 2009).

En base a la información lograda se promoverá la conservación y la utilización

sostenible de esta especie, siendo esto una herramienta fundamental para mejorar la

productividad y la sostenibilidad de la biodiversidad de estos ambientes. Asimismo,

estos recursos son indispensables como material de incorporación a los bancos de

germoplasmas.

Objetivo general

� Identificación, evaluación y caracterización del recurso genético nativo

perteneciente al distrito Chaqueño Árido de la Provincia Fitogeográfica del

Chaco en Catamarca, Argentina.

Objetivos específicos

� Revisión bibliográfica de la especie nativa a estudiar.

� Recolección del material genético in situ, en función del ciclo biológico, para ser

identificado, evaluado y caracterizado.

� Acondicionamiento de muestras para estudios citogenéticos posteriores.

� Acondicionamiento del material recolectado para herborizar.

� Difusión de resultados parciales a través de informes de avances.

Características exomorfológicas

En Jatropha excisa, las plantas adultas alcanzan una altura de hasta 1.5 m, y de

diámetro de su canopia es de hasta 1.5m (Aranda Rickert, 2011); se caracteriza por

ser una planta herbácea, de porte arbustivo, comúnmente con látex; hojas alternas,

simples y penta-partidas. Las inflorescencias son apicales, presentan flores

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hermafroditas y estaminadas, de color morado. El caudex es leñoso-suculento, con

función de acumulación de reservas (Dehgan y Webster, 1979) (Figura 1).

FIGURA 1: Características exomorfológicas de Jatropha excisa. (Fuente: Instituto de

Botánica Darwinion).

El fruto es un esquizocarpo de dehiscencia explosiva y está formado por tres

carpelos, cada uno conteniendo una semilla (Figura 2B). La semilla tiene forma

oblonga y posee una testa dura y variegada, con una coloración desde castaño rojiza

a pardo oscura (Figura 2A). En la Familia Euphorbiaceae, el eleosoma se forma en la

región micropilar del tegumento externo del óvulo, donde constituye la llamada

carúncula. En J. excisa, la carúncula es carnosa, de color blanquecino, y se encuentra

firmemente unida al cuerpo de la semilla (Aranda Rickert, 2011).

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FIGURA 2: A. Vista de las semillas de J. excisa, donde puede apreciarse el eleosoma

en su porción micropilar; B rama con frutos de J. excisa. Barras de escala: 10mm.

(Aranda Rickert, 2011)

La dispersión explosiva o balística es un tipo de autocoria en el que las semillas

son dispersadas a través de la dehiscencia súbita del fruto. Otros mecanismos de

dispersión de la semilla es por hormigas, vertebrados y el viento (Aranda-Rickert,

2011).

La mirmecocoria o dispersión de semillas por hormigas es un mutualismo planta

animal de distribución global e importancia ecológica (Beattie, 1985). Las semillas de

las plantas mirmecócoras sensu stricto poseen un apéndice rico en lípidos, el

eleosoma, que atrae a las hormigas que iniciarán el proceso de dispersión (van der

Pijl, 1982; Handel & Beattie, 1990). La mirmecocoria es exitosa cuando las diásporas

(semilla + eleosoma) son transportadas por las hormigas a sus hormigueros, donde el

eleosoma es consumido y la semilla es descartada viable (Berg, 1975). Mientras que

el transporte mediado por hormigas beneficia a las plantas mirmecócoras con las

ventajas asociadas en general al movimiento espacial de los propágulos fuera del área

de influencia de la planta materna (Howe & Smallwood 1982), la inhumación de las

semillas en los hormigueros otorga una serie de ventajas distintivas. En un estudio

previo se ha reportado que Pogonomyrmex cunicularius pencosensis Forel como la

dispersora dominante de la planta mirmecócora nativa Jatropha excisa Griseb.

(Euphorbiaceae) en el Noroeste de la Provincia de La Rioja (Aranda-Rickert &

Fracchia, 2011). En cuadro 1 se muestra el estudio de dispersión de semillas de

Jatropha excisa y otras especies nativas realizado por 10 colonias de hormigas.

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CUADRO 1: Cantidad de las especies de diásporas colectadas por 10 colonias de P.

cunicularius pencosensis, durante enero y marzo de 2009. En negrita se muestra el

porcentaje total correspondiente a cada categoría para ambas fechas de muestreo.

Los resultados aquí presentados contribuyen a la búsqueda de rasgos comunes

de las hormigas dispersoras dominantes de plantas mirmecócoras de diversos hábitats

del mundo, con interesantes consecuencias en cuanto a la dinámica evolutiva de este

tipo de mutualismo.

En cuanto, a la importancia de las semillas, se destacan como productoras de

aceites para biocombustibles y medicinales (Alvez, 2008; Souza y Lorenzi, 2008).

Contenidos de Aceite y perfil lipídico de semillas y eleosomas

En el cuadro 2 se presenta el contenido de aceites en la semillas que pueden ser

empleadas para la obtención de aceite y de biocombustibles (expresado como

porcentaje sobre el peso seco de la muestra) y el perfil de ácidos grasos (expresado

como porcentaje sobre lípidos totales) de las semillas y eleosomas de J. excisa. Los

datos muestran la media y desviación estándar (DE) de análisis realizados a partir de

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tres submuestras diferentes. A modo de comparación se incluyen datos

correspondientes a eleosomas y arilos de otras especies.

CUADRO 2: Contenido de aceite y perfil lipídico en semillas y eleosomas de especies

Euphorbiaceae nativas de las zonas áridas de Argentina y otras especies con

potencial como fuente de biodiesel. (Fuente: *Seed Science Research, 2011; ** Pizo &

Oliveira, 2001; ***Fischer et al. 2008).

Aceite Total (%)

Palmítico (%)

(16:0)

Esteárico (%)

(18:0)

Oleico (%)

(18:1)

Linoleico (%)

(18:2) Eleosoma de J. excisa (media ± DE) *

32.55 ± 1.56

23.61 ± 0.04

18.94 ± 1.02

37.71 ± 0.06

13.74 ± 0.07

Semilla de J. excisa (media ± DE) *

38.72 ± 2.97

8.20 ± 0.44

5.68 ± 0.14

18.36 ± 0.66

66.49 ± 0.69

Eleosoma de Ricinus comunis (Euphorbiaceae) **

- 25.05 11.87 35.96 19.86

Arilo de Cabralea canjerana (Meliaceae) **

- 24.27 2.01 43.3 0.14

Eleosomas de 15 especies europeas (media ± EE) ***

20.35 ± 22.4

20 ± 2.7

2.5 ± 0.6

41.5 ± 4.4

23.3 ± 2.7

Aptitudes industriales y agrícolas

Existe información sobre sus posibles aplicaciones como insecticida de leve

acción y como abono orgánico ya que posee entre un 3 y 4% en contenido de

nitrógeno (Perry, 1980).

La cualidad más notoria es su posible uso para la fabricación de biodiesel por el

contenido de aceite de sus semillas. El aceite puede usarse como combustible para

motores y lámparas. La planta entera, especialmente los frutos, pueden emplearse

como combustible sólido y el aceite también como lubricante de motores

(Wiesenhütter, 2003).

La madera del tallo es usada como combustible leñoso, pero es de mala calidad

(Wiesenhütter, 2003). De las observaciones a campo se deduce su posible uso como

ornamental y como melífera (comunicación oral, Quiroga A.).

MATERIAL Y MÉTODO

Se realizó la revisión bibliográfica de Jatropha excisa. Se estableció el área de

trabajo en la cual se realizaron observaciones in situ para determinar la presencia de

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Jatropha excisa. Se recolectó material tomando flores, frutos y semillas para realizar

los estudios citogenéticos y plantas completas para su herborización.

El área de estudio pertenece a la Subunidad de Piedemonte Sur-Oeste del Valle

Central de San Fernando del Valle de Catamarca, de coordenadas 28° 29’ 42,1’’

Latitud Sur, 65° 48’ 38’’ Longitud Oeste y a 576 msnm de altitud (Imagen 1).

La identificación y determinación taxonómica fue realizada por investigadores de

la Cátedra de Ecología Agraria de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad

Nacional de Catamarca.

IMAGEN 1: Punto de recolección de muestras. Fuente: Google maps

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Con este trabajo se procura concientizar sobre la importancia de las especies

nativas, sus potenciales usos y fundamentalmente en rol como reservorio y patrimonio

genético.

Al implantar monocultivos industriales de otros orígenes del mundo estaríamos

barriendo con esa variabilidad genética de los recursos locales y unificando

características en nuestros territorios que no son esenciales para la adaptación a

nuevos cambios imprevisibles del medio ambiente, si no más a satisfacer las

necesidades de un mercado económicamente rentable. Esto convierte a las especies

nativas en un patrimonio necesario de preversar.

Jatropha excisa es una especie xerófila natural de la provincia fitogeográfica del

Chaco y representa formas de vida características en ambiente de clima árido y

semiárido propio de la provincia de Catamarca, las cuales contribuyen a mantener la

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integridad, la estabilidad física y la alta biodiversidad de los ecosistemas ya

nombrados.

La genética brinda un apoyo muy rico a la taxonomía para no valerse tan solo de

características exomorfológicas en sí, sino también de números de cromosomas de

cada especie, y así reconocer las especiaciones en plantas, siendo la especiación

hibrida muy conocida en el reino vegetal, como por ejemplo la especiación por

poliploidía. Este aporte contribuye a la resolución del origen y evolución de distintos

taxones, lo cual nos permitiría reconocer nuestra especie taxonómicamente y

fundamentarlo con un apoyo genético.

En el mapa 1, puede observarse la distribución geográfica aproximada de las

especies de Jatropha encontradas naturalmente en Argentina. La de interés es la J.

excisa (ex). De la misma, se podría inferir el área posible de ser cultivada en

Argentina, fundamentalmente en el Noreste Argentino (NEA) y parte del Noroeste

Argentino (NOA). Por ejemplo se observaron en las provincias de Catamarca,

Córdoba, Corrientes, Formosa, La Rioja, Salta, Santiago del Estero, Santa Fe, San

Juan, San Luis, Tucumán.

MAPA 1: Distribución geográfica aproximada de las especies de Jatropha de la

Argentina. (Fuente: Lic. Fabián Font. UBA).

Su distribución en altura llega hasta los 500 msnm (Heller, 1996). Sobrevive y

crece en tierras marginales y erosionadas, que ya no sirven para la actividad agrícola

(Jones and Miller, 1992). Está adaptada a crecer en suelos salinos, arenosos y

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rocosos. Las heladas de baja intensidad y duración corta son toleradas aunque

pueden disminuir el rendimiento hasta un 25% (Kieffer, 1986).

Del trabajo de campo se observó que esta especie crece preferentemente en los

piedemonte para el caso del Valle de la provincia de Catamarca, tiene requerimientos

hídricos bajos, se desarrolla naturalmente con tan sólo 400 a 500 mm anuales.

En el cuadro 3, se aprecian todas las especies del género Jatropha que fueron

reconocidas como autóctonas en la República Argentina y con distribución en América.

CUADRO 3: Diferentes especies del género Jatropha autóctonas. (Fuente:

Administración de Parques Nacionales, 2007; Font, 2003; ITIS, 2007 y Prado, 1993).

Es común que las Euphorbiáceas presenten compuestos tóxicos en las semillas,

hojas y/o frutos. Aunque no se han realizado análisis de toxicidad en J. excisa, en que

sus hojas no sean consumidas por el ganado, y el uso popular de sus semillas como

purgante (Ratera & Ratera 2007), hacen suponer que esta especie también sea tóxica

para los vertebrados. Se podría considerar sus semillas o los restos de éstas al ser

procesadas, para la alimentación ganadera previos a esto hacer una revisión y

aplicación de un tratamiento de bajo costo para neutralizar esos compuestos químicos

tóxicos.

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Se estima que no son sensibles al fotoperiodo, si no más a la temperatura, lo

cual determina la floración y fructificación. Desde el punto de vista ambiental cada

arbusto puede contribuir a fijar 6 Kg. de CO2 disminución de las emisiones de gases

contaminantes y 9 Kg. de O2, además de contribuir a la reforestación de zonas

semiáridas y secas, y ayudar a incrementar la biodiversidad, evitar la erosión,

restablecer el ciclo hídrico y formar suelos (Sotolongo Pérez et al, 2006).

FOTOS 1 y 2: Ejemplares de Jatropha excisa en el Valle Central de Catamarca.

CONCLUSIÓN

Se identificó la especie morfológica y taxonómicamente y se determinó la

presencia de Jatropha excisa en el Valle Central de Catamarca.

Con este estudio se procura concientizar sobre la importancia de esta especie

nativa, sus potenciales usos y su rol como reservorio y patrimonio genético.

AGRADECIMIENTO

A la Cátedra de Ecología Agraria de la Facultad de Ciencias Agrarias de la

Universidad Nacional de Catamarca en la persona del Ingeniero Agrónomo Sr.

Alejandro Quiroga por su apoyo incondicional y valioso aporte.

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