ECOFISIOLOGÍA DE SEMILLAS DE Swietenia macrophylla EN SUELOS CONTAMINADOS CON HIDROCARBUROS TOTALES DE PETRÓLEO (HTP) INTRODUCCIÓN El presente trabajo ha incluido una revisión de datos teóricos y prácticos existentes sobre la ecofisiología de las semillas en este caso de Swietenia macrophylla, respecto a la tolerancia que tienen a los suelos contaminados con hidrocarburos totales de petróleo; no obstante éstos son escasos. Debido a la problemática actual, derrames sobre tierras de ganaderos y agricultores, así como en áreas verdes se considera importante, realizar más estudios sobre la ecofisiología de semillas, así como la fitorremediación y tolerancia de HTP que soportan las especies arbóreas. Considerando lo anterior, el objetivo del presente trabajo es analizar la ecofisiología de las semillas de S. macrophylla en su desarrollo en suelos contaminados con HTP, con el fin de determinar su tolerancia o grado de afectación a estar expuesta a hidrocarburos. MATERIALES Y MÉTODOS Se realizó una revisión bibliográfica sobre el tema de ecofisiología de semillas, al igual se hizo una búsqueda extensiva sobre el tema pero dedicada a las semillas de Swietenia macrophylla. Tomando lo anterior se observó en un pequeño experimento el proceso de germinación de semillas de S. macrophylla, en un vivero establecido en ECOSUR, se tomó como referencia solo la longitud radicular, en suelo contaminado y no contaminado. RESULTADOS Se presentan algunas investigaciones sobre ecotoxicología de semillas (Cuadro 1). Es preciso mencionar que hay poca o es nula la información sobre la toxicidad en semillas de Swietenia macrophylla. En el cuadro 2, se presenta los días de germinación y porcentaje de germinación. DISCUSIÓN Los daños que presentan las semillas por los HTP afectan directamente a la estructura y a la función de las semillas, tal es el caso del presente trabajo, al entrar en contacto con el contaminante la semilla entra en un estado de latencia como protección y al reducir su estado de humedad, disminuye la producción primaria. Los efectos letales de los contaminantes sobre las semillas de Swietenia macrophylla pueden significar pérdidas ecológicas y económicas muy importantes; incluso los efectos subletales tienen un impacto significativo sobre la producción de alimentos y el desarrollo de la vegetación natural, e implicaciones adversas para los organismos pertenecientes a niveles superiores en la cadena alimenticia. Estos efectos adversos de los contaminantes sobre S. macrophylla afectan el proceso de germinación y el desarrollo de las plántulas durante los primeros días de crecimiento. Como respuesta se presenta inhibición en la germinación y elongación de la radícula y del hipocótilo, ya que el crecimiento (altura) se ve afectada, las semillas que fueron sembradas en suelo sin HTP obtuvo un crecimiento favorable de hasta 20 cm, a comparación con las que se sembraron en suelo con HTP, a pesar que tuvieron una tasa de germinación favorable, el crecimiento si se vio afectado, pues alcanzaron alturas de 9 a 11.5 cm. Es importante destacar que durante la germinación y los primeros días de desarrollo ocurren numerosos procesos fisiológicos en los que la presencia de un compuesto tóxico puede interferir y alterar la supervivencia y el desarrollo normal de las plántulas. Lo anterior puede explicar el porque se vieron afectadas las semillas pues la división celular de los ápices radiculares entrar de proceso retardo en la mitosis y también el proceso de alargamiento radicular se ve afectado, por lo que la fitotoxicidad de un compuesto puede ser determinada a través de la medición de dichas respuestas (Uribe, 2008). Adam y Duncan (2002) mencionan que algunas plantas son más sensibles que otras a los efectos de los contaminantes; sin embargo, se sabe que generalmente las comunidades vegetales son afectadas por los suelos contaminados con hidrocarburos del petróleo. Estos compuestos afectan en particular a las raíces y los brotes de plantas jóvenes. CONCLUSIONES • Se recomienda hacer pruebas de evaluación de la toxicidad de los suelos mediante bioensayos de semillas, para esto se puede aplicar la metodología de Cuevas-Díaz et al. (2011). • Existe una estrecha relación entre los factores ecológicos que determinan las características de las semillas de Swietenia macrophylla, ya que esta ligada a nivel de estructura celular. • Los HTP provocan daños a las semillas, haciendo que estas se inhiban y retarden el proceso de germinación. • El grado de tolerancia de la semilla de S. macrophylla es favorable, aunque al principio tarde en germinar, pero puede soportar el HTP. José Guadalupe Chan-Quijano 1 , Aarón Jarquín-Sánchez 1 , Marilú López-Mejía 2 y Susana Ochoa-Gaona 1 1 El Colegio de la Frontera Sur, Unidad Villahermosa. E-mail: jchan@ecosur.edu.mx; 2 Universidad de Quintana Roo, Campus Cozumel. Cuadro 1. Datos teóricos y prácticos sobre ecofisiología en semillas Autor y año Características generales Wang (1991) Indica que el crecimiento de la raíz como punto final de lectura, es más sensible a la toxicidad que la germinación de semillas. Calow (1993) Presentó un resumen de los protocolos de bioensayos de germinación de semillas y de elongación de raíz con diferentes especies de plantas. Arambasic et al. (1995) El empleo de las semillas de plantas terrestres como herramientas ecotoxicológicas es ventajoso. Iannacone y Alvariño (2005) Describen el efecto ecotoxicológico sobre el crecimiento de cuatro plantas vasculares. Uribe (2008) Evaluó ensayos de inhibición de la germinación y del alargamiento radicular de semillas. Cuevas-Díaz et al. (2011) Muestra los métodos para ecotoxicología de semillas. Chan-Quijano et al. (2012) Hace recomendaciones de métodos pregerminativos para semillas de especies arbóreas para la fitorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos. Figura 1. Descripción de las fases ecotoxicológicas de Swietenia macrophylla. COLECTA DE SEMILLAS DISTRIBUCIÓN EN CAMAS DE GERMINACIÓN GERMINACIÓN COMPUESTOS ACTIVOS EN EL SUELO (HTP) ALMACENAMIENTO DE SEMILLAS (LATENCIA) REACCIÓN CON ELEMENTOS CRÍTICOS (HTP) REACCIÓN EN SUELO SIN HTP DEGRADACIÓN DEL HTP OTROS FACTORES (ENFERMEDADES O PLAGAS) REACCIÓN RADICULAR SOBREVIVENCIA En el Figura 1, se observa una breve descripción sobre la fase de toxicidad en Swietenia macrophylla, al igual el daño que el HTP le causa a la semilla no es tan severa, pues entra en una etapa de latencia y al germinar este proceso es más lento de lo común. El daño se presenta cuando la semilla germina y comienza la etapa de crecimiento, el daño inicia en la raíz de las plántulas. Cuadro 2. Días requeridos para iniciar la germinación y porcentaje de germinación total de Swietenia macrophylla en suelos contaminados con HTP. Descripción de tratamiento Días de inicio de germinación Capacidad de germinación (%) Control (suelo sin HTP) 6 86 Suelo con HTP dos tratamientos 24 86 10 93 El eje radicular al germinar la semilla en suelo sin HTP alcanzó una longitud de 15 cm, con raíces secundarias laterales de menores dimensiones y con un color blanco- amarillento, con un diámetro del cuello de 0.7 mm. En suelo con HTP la radícula al germinar alcanzó 11 y 12.5 cm respectivamente, con raíces secundarias laterales de menores dimensiones y con un color blanco- amarillento, con un diámetro de 0.3 y 0.4 respectivamente (ver cuadro 2); se presenta los días y el porcentaje de germinación. LITERATURA CITADA • Adam, G., Duncan, H. 2002. Influence of diesel fuel on seed germination. Environmental Pollution 120: 363- 370. • Arambasic, M.B., S. Bjelic y G. Subakov. 1995. Acote toxicity of heavy metals (copper, lead, zinc), phenol and sodium on Allium cepa L., Lepidium sativum L. and Daphnia magna st., comparative investigactions and the practical applications. Water Restoration 29: 497-503. • Calow, P. 1993. Handbook of ecotoxicology, vol. I. Blackwell Science Ltd. London, England. 478 p. • Chan-Quijano, J.G., S. Ochoa-Gaona, I. Pérez-Hernández, M.A. Gutiérrez-Aguirre y J. Saragos-Méndez. 2012. Germinación y sobrevivencia de especies arbóreas que crecen en suelos contaminados por hidrocarburos. Teoría y Praxis 12: 102-119. • Cuevas-Díaz, M. del C., J. de la L. Rosaldo-Santiago y J. López-Luna. 2011. Evaluación de la toxicidad de los suelos mediante bioensayos con semillas. En: M. del C. Cuevas-Díaz, G. Espinosa-Reyes, C.A. Ilizaliturri-Hernández y A. Mendoza-Cantú (Eds.). Métodos ecotoxicológicos para la evaluación de suelos contaminados con hidrocarburos (pp. 87105). Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales e Instituto Nacional de Ecología. México, D.F. • Iannacone, J. y L. Alvariño. 2005.. Efecto ecotoxicológico de tres metales pesados sobre el crecimiento radicular de cuatro plantas vasculares. Agricultura Técnica 65: 198-203. • Uribe, R. 2008. Ensayo de inhibición de la germinación y del alargamiento radicular en semillas de cebolla Allium cepa y soya Glycine max. 2008. En: Ramírez-Romero, P., Mendoza-Cantú, A. (compiladoras). Ensayos toxicológicos para la evaluación de sustancias químicas en agua y suelo. La experiencia en México. Instituto Nacional de Ecología, Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. México, D.F. • Wang. 1991. Literature review on higher plants for toxicity testing. Water Air Soil Pollution 59: 381-400.