Alimentación Costa Rica , Heredia, Jueves, 08 de abril de 2010 a las 17:56

Variabilidad genética y cultivo in vitro para conservar las orquídeas en Costa Rica

Es la familia de plantas con flores más grande pero muchas se encuentran en peligro de extinción

UNA/DICYT Las orquídeas (Orchidaceae) son la familia de plantas con flores más grande y más diversa del mundo. Se estima que existen alrededor de 20 000 especies. Muchas de éstas están consideradas en peligro de extinción. Esto es el resultado de actividades humanas, principalmente la extracción masiva de plantas de su ambiente natural, pero también la destrucción o alteración del hábitat. El aspecto más importante para la conservación de las orquídeas es el mantenimiento de sus hábitats naturales. 

 

Lo ideal es que todas las especies de plantas se conserven in situ; sin embargo, esto no es viable en los casos en que quedan muy pocos o ningún individuo silvestre. Por lo tanto, un programa combinado de conservación in situ y ex situ es generalmente la mejor forma de proteger una especie críticamente amenazada. De esta forma, se puede aplicar un plan de conservación integral que combine estudios genéticos, de biología reproductiva y técnicas de cultivo in vitro, y que proporcione material para efectuar reintroducciones, aumentar las poblaciones, realizar investigación y desarrollar programas educativos.

En el campo de la conservación, mantener la variabilidad genética es una prioridad. La pérdida de la variabilidad genética puede disminuir la capacidad de las especies para responder a cambios en el ambiente y, como consecuencia, disminuir su probabilidad de adaptación futura, su sobrevivencia y su potencial evolutivo.

Por medio de técnicas moleculares se puede cuantificar la variabilidad genética. Esto puede ayudar a definir prioridades, reducir costos y tomar decisiones importantes en cuanto al manejo de las especies en peligro de extinción. Por otro lado, el cultivo in vitro es una herramienta muy útil para la conservación de especies raras o amenazadas ya que permite la obtención de gran cantidad de plantas disponibles, tanto para su eventual reintroducción, como para satisfacer la demanda comercial y disminuir en gran medida la presión de colecta ilegal de orquídeas en estado silvestre.

En Costa Rica se encuentran dos especies de Phragmipedium: P. longifolium y P. humboldtii. Ambas se encuentran incluidas en el Apéndice I de CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora). La importancia de estudiar las especies del género Phragmipedium presentes en Costa Rica se debe a la fuerte presión de colecta sobre las poblaciones naturales, motivada por el gran valor ornamental de las plantas, y a que los escasos datos de herbario sugieren la existencia de poblaciones pequeñas y asiladas. Por estas razones, las especies de todo el género se encuentran incluidas en el Apéndice I de CITES.

 

El objetivo general del proyecto fue evaluar la variabilidad genética en poblaciones silvestres de las especies de Phragmipedium presentes en Costa Rica y establecer una metodología para su germinación in vitro.

 

Datos de diversos herbarioS

Se utilizaron datos de los herbarios Nacional, de la Universidad de Costa Rica y del INBio para establecer la base de la búsqueda de las poblaciones, además se contó con la valiosa ayuda de botánicos, naturalistas y aficionados a la orquideología para localizar los sitios donde estas plantas crecen en Costa Rica. Se encontraron 10 nuevas localidades donde crece P. longifolium en el país (Figura 1). Algunas de ellas están ubicadas cerca de sitios de recolecta reportados en los herbarios, y otras se hallaron en zonas que no estaban reportadas anteriormente. Se realizó la descripción general del hábitat de P. longifolium. La mayoría de las plantas se encontraron en zonas asociadas con fuentes de agua o expuestas a mucha humedad, con escasa o ninguna cobertura vegetal, con diferentes niveles de alteración humana o natural y creciendo como plantas terrestres. Muchas de las plantas se encuentran creciendo en pequeños parches. Algunas localidades se encuentran dentro de áreas protegidas y otras en zonas de fácil acceso humano, lo cual las hace más susceptibles.

 

En cada localidad se recolectó material vegetal para el análisis de variabilidad genética y dos o tres plantas como material testigo, el cual fue depositado en la colección viva del Jardín Botánico Lankester. Dichas plantas son el inicio de un banco de germoplasma de P. longifolium en Costa Rica.

Se utilizó la técnica de amplificación de fragmentos largos polimórficos (en inglés Amplified Fragment Length Polymorphism o AFLPs) para evaluar la variabilidad genética de P. longifolium en Costa Rica. Se probaron 32 pares de imprimadores, de los cuales se seleccionaron seis para el análisis. Se analizaron 160 muestras recolectadas en seis sitios, en las cuales se observó un total de 365 bandas. La diversidad genética de P.longifolium en Costa Rica (Hw=0.1711) fue alta cuando se comparó con la de otras especies de orquídeas terrestres, en estudios realizados con AFLPs.

Para la conservación in situ, las poblaciones con mayor variabilidad genética son la prioridad, ya que éstas pueden funcionar como un banco de germoplasma en campo y, eventualmente, brindar material para producir nuevas plantas para proyectos de reintroducción. Paraíso es el sitio más diverso de los estudiados, seguido por Tilarán I y Tilarán II. Ninguno de los tres se ubica en un área protegida. Otra prioridad son las poblaciones con un alto número de alelos únicos. Las plantas de la Reserva Rara Avis presentan el mayor número de bandas únicas. Afortunadamente esta se encuentra en un área protegida privada. La conservación in situ de esta especie es una prioridad ya que, además de proteger el hábitat, se protegen los hongos micorrízicos y los polinizadores indispensables para mantener el ciclo de vida de esta orquídea

 

Metodología

Como parte de la estrategia de conservación ex situ, se desarrolló una metodología para la germinación in vitro de Phragmipedium. Se utilizaron plantas de P. humboldtii, P. longifolium y P. pearcei, provenientes del Jardín Botánico Lankester. Se realizó la polinización controlada de las flores, se estudió el proceso de desarrollo y maduración de las cápsulas y se determinó el tiempo que tardan en abrir para cada especie. La viabilidad de la semilla fue evaluada por medio de la técnica de cloruro de tetrazolio. Para la germinación in vitro, se evaluaron los medios de cultivo Knudson C (1946) y Murashige y Skoog (1962) utilizando, en este último, las concentraciones de macro y micronutrientes al 50% (MS 50%). Además se evaluó la germinación en condiciones de oscuridad y con fotoperíodo de 12 horas. El medio de cultivo Knudson C y la germinación en condiciones de oscuridad presentaron mayor porcentaje de germinación y crecimiento más rápido. Todas las plantas fueron aclimatizadas exitosamente en el invernadero. En la figura 2 se puede observar el desarrollo de las plántulas de cada una de las especies. Esta metodología podría ser utilizada para generar plantas para futuros proyectos de investigación.

Se concluye que este estudio brinda información valiosa sobre las características del hábitat y de la distribución geográfica de Phragmipedium longifolium en Costa Rica, sobre la distribución de la variabilidad genética en sus poblaciones silvestres, la cual es base para la toma de decisiones sobre el manejo y la conservación de esta especie en las zonas estudiadas y una metodología exitosa para su propagación in vitro, la cual es parte de la estrategia de conservación ex situ de la especie.