Revista Peruana de Biología v19n3

Universidad Nacional Mayor de San Marcos Facultad de Ciencias Biológicas Rev. peru. biol. ISSN 1561-0837

Revista

Peruana de Biología

Volumen 19

Diciembre, 2012 LIMA, PERÚ

Número 3

Revista Peruana de Biología

Publicación científica de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos Rector Dr. Pedro Atilio Cotillo Zegarra Vicerrector de Investigación Dr. Bernardino Ramírez Bautista Consejo Superior de Investigación Dr. Manuel Gongora Prado Decana de la Facultad de Ciencias Biológicas Mag. Martha Valdivia Cuya Directora Instituto de Investigación en Ciencias Biológicas Antonio Raimondi Mag. Inés Miriam Gárate Camacho

Editor jefe Leonardo Romero Comité Editor Rina Ramírez Carlos Peña César Arana Carlos Paredes Comité consultivo en los recientes números Maximilian Weigend

Freie Universität Berlin- Alemania Sebastián Barrionuevo

Fundación Miguel Lillo- Argentina Luis Aguirre

Universidad Mayor de San Simón, Bolivia Rodney Ramiro Cavichioli

Universidade Federal do Paraná- Brasil Hélio Ricardo da Silva

Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Brazil Carlos Frederico Duarte da Rocha

Universidade do Estado do Rio de Janeiro- Brasil Fabrício Rodrigues dos Santos

Universidade Federal de Minas Gerais- Brasil Suzete Rodrigues Gomes

Instituto Butantan- Brasil Davor Vrcibradic

Universidade do Estado do Rio de Janeiro- Brasil Stefan Dennenmoser

University of Calgary, Canada Roberto Meléndez

Museo Nacional de Historia Natural- Chile Berta Calonge Camargo

Pontificia Universidad Javeriana, Bogotá, Colombia Sergio Solari

Universidad de Antioquia- Colombia José María Gutiérrez

Universidad de Costa Rica, Costa Rica Finn Borchsenius

Aarhus University- Denmark Julissa Roncal

Aarhus University- Denmark Juan Rigoberto Tejedo Huaman

Universidad Pablo de Olavide- España

Copyright © 2012 Facultad de Ciencias Biológicas, UNMSM Hecho el Depósito Legal 98-3017

La Revista Peruana de Biología es una publicación científica arbitrada, producida por el Instituto de Ciencias Biológicas Antonio Raimondi, Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú, y auspiciada por el Vicerrectorado de Investigación. La Revista es publicada tres veces al año (abril, agosto y diciembre) y esta dedicada a la publicación de artículos científicos originales e inéditos de las áreas de Biodiversidad, Biotecnología, Manejo ambiental, Ecología y Biomedicina. La Revista publica los trabajos realizados por académicos e investigadores nacionales y extranjeros, en idioma español o inglés. Los trabajos recepcionados son evaluados por árbitros según criterios internacionales de calidad, creatividad, originalidad y contribución al conocimiento. La Revista es publicada simultáneamente en la página web de la Universidad.

Arnaud Bertrand

IRD. Institut de recherche pour le développement- Francia Francis Kahn

IRD. Institut de recherche pour le développement, - Francia Jean-Christophe Pintaud

Institut de Recherche pour le Développement- Francia Mutsunori Tokeshi

Kyushu University - Japon Francisco Alonso Solís Marín

Universidad Nacional Autónoma de México- México Mónica Romo

Asociación Peruana para la Conservación de la Naturaleza- Perú Renato Guevara-Carrasco

Instituto del Mar del Perú- Perú Reynaldo Linares-Palomino

Universidad Nacional Agraria La Molina- Perú Marcel Gutiérrez-Correa

Universidad Nacional Agraria La Molina - Perú Gretty K. Villena

Universidad Nacional Agraria La Molina - Perú Gerardo Lamas

Universidad Nacional Mayor de San Marcos- Perú Pablo Ramírez

Universidad Nacional Mayor de San Marcos- Perú Diana Silva

Universidad Nacional Mayor de San Marcos- Perú Juan Tarazona

Universidad Nacional Mayor de San Marcos- Perú Armando Yarlequé

Universidad Nacional Mayor de San Marcos- Perú Manuel Tantaleán

Universidad Peruana Cayetano Heredia- Perú Nigel Pitman

Duke University- USA Lucia Luna

University of Michigan- USA Maria del Carmen Ulloa Ulloa

University of Missouri- USA Blanca León

University of Texas at Austin - USA Kenneth Young

University of Texas at Austin – USA Paul Velazco

American Museum of Natural History, USA

Foto en carátula: Neuronas hipocampales observadas en microscopía de fluorescencia, Cortesía César Zaa.

Revista Peruana de Biología Rev. peru. biol. - ISSN 1561-0837 Rev. peru. biol. - ISSN 1727-9933 (on line) http://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/rpb/ http://sisbib.unmsm.edu.pe/BVRevistas/biologia/biologiaNEW.htm http://redalyc.uaemex.mx/

Resumida/Indizada (Abstracted/Indexed) en: Periódica (Índice de Revistas Latinoamericanas en Ciencias), LIPECS (Literatura Peruana en Ciencias de la Salud), Zoological Record (BIOSIS), Scielo (Scientific Electronic Library Online), Index to American Botanical Literature (The New York Botanical Garden), BIOSIS Previews, Biological Abstracts (BIOSIS), ProQuest (Biological Science Journals), Redalyc.

Información adicional a: Revista Peruana de Biología Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM Ciudad Universitaria, Av. Venezuela Cdra. 34 s/n. Lima Casilla Postal: 11-0058 Lima-11, Perú.

Teléfono 619-7000-1502 / Telefax 619-7000-1509 Editor Jefe, email: editor.revperubiol@gmail.com

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Revista Peruana de Biología Rev. peru. biol. ISSN 1561-0837

Volumen 19

Diciembre, 2012

Número 3

Contenido Trabajos originales 235 Efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum “matico” en un modelo in vitro de neurodegeneración

The neuroprotective effect of a hydroalcoholic extract of Piper aduncum “matico” in an in vitro model of neurodegeneration

César Zaa, Martha Valdivia y Álvaro Marcelo

241 Variabilidad genética y distribución geográfica del maní, Arachis hypogaea L. en la Región Ucayali, Perú

Genetic variability and geographic distribution of peanut Arachis hypogaea L. in Ucayali, Peru

Luis Fernando Rimachi, D. Andrade, Milusqui Verástegui, Jaime Mori, Victor Soto, Rolando Estrada J.

249 Variabilidad morfológica y evaluación agronómica de maukas Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl. del norte peruano

Morphological variability and agronomic evaluation of maukas, Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl. of northern Peru

Juan F. Seminario y Miguel A. Valderrama

257 Efecto del follaje de Tagetes minuta sobre la nodulación radicular de Meloidogyne incognita en Capsicum annuum, en invernadero

Effect of the foliage of Tagetes minuta on Meloidogyne incognita root-galling on Capsicum annuum in a greenhouse

Santos Nélida Murga-Gutiérrez, Juan Carlos Alvarado-Ibáñez, Nora Yessenia Vera-Obando

261 Composición florística del hábitat de la cortarrama peruana (Phytotoma raimondii)

Floristic composition of Peruvian plantcutter (Phytotoma raimondii) habitat

Mónica Romo y Mario Rosina

267 La liebre europea Lepus europaeus (Lagomorpha: Leporidae) una especie invasora en el Perú

European hare Lepus europaeus (Lagomorpha: Leporidae) an invasive species in Peru

Horacio Zeballos, César Medina, Kateryn Pino, Adolfo Mejía-Ríos, Alexánder Pari

275 Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from a basal horizon (Ypresian, Eocene) of the Cucullaea I Allomember, La Meseta formation, Seymour (Marambio) Island, Antarctica

Diversidad de vertebrados marino costeros de la Provincia Weddelliana en un horizonte basal (Ypresiano, Eoceno) del Alomiembro Cucullaea I, Formación La Meseta, isla Seymour (Marambio), Antártida

Marcelo A. Reguero, Sergio A. Marenssi and Sergio N. Santillana

285 Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina Lontra felina (Molina 1782) en el Perú

Distribution and observations on the population of marine otters Lontra felina (Molina 1782) in Peru

Manuel Apaza y Leonardo Romero

299 Temporal variation in the water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Amazon River prawn Macrobrachium amazonicum

Variación temporal de la calidad del agua de los estanques y efluentes de los estanques de engorde del camarón de río Macrobrachium amazonicum

Erlei Cassiano Keppeler, Patrícia Maria Contente Moraes Valenti and Leonardo Vaz Pereira

307 Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua, Perú

Annotated checklist of new additions to the Andean flora of Moquegua, Peru

Daniel B. Montesinos Tubée

317 Dieta de roedores sigmodontinos (Cricetidae) en los bosques montanos tropicales de Huánuco, Perú

Diet of Sigmodontine rodents (Cricetidae) in tropical montane forests from Huánuco, Peru

Maggie C. Noblecilla y Víctor Pacheco

Notas científicas 323 Ecología trófica de la lagartija Stenocercus modestus (Squamata: Tropiduridae) en una zona urbana, Lima, Perú

Throphic ecology of lizard Stenocercus modestus (Squamata: Tropiduridae) in a urban area, Lima, Peru

José Pérez Z., Lourdes Y. Echevarría, Silvana C. Álvarez, Adrian Vera, J. Gabriela Alarcón y Manuel Andía

327 The first record of the butterfly Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) in Costa Rica

Primer registro de la mariposa Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) en Costa Rica

Jim Córdoba-Alfaro and Luis Ricardo Murillo-Hiller

(Continúa...)

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329 Efecto antiinflamatorio y antioxidante del extracto hidroalcohólico de Petiveria alliacea

The anti-inflammatory and antioxidant effects of hydroalcoholic extract of Petiveria alliacea

César Zaa, Martha Valdivia y Álvaro Marcelo

335 Implementación de dos métodos de recuento en placa para la detección de colifagos somáticos, aportes a las metodologías estándar

Implementation of two plate count methods for detection of somatic coliphages and contributions to the standard methodologies

Melissa Solano Barquero, Luz María Chacón Jiménez, Kenia Barrantes Jiménez y Rosario Achí Araya

341 Introducción y multiplicación in vitro del cultivo de ajo variedad Morado Barranquino

Introduction and multiplication in vitro of garlic culture var. Morado Barranquino

Karina Carhuaricra E., Julio Olivera S., Javier Gonzales A. y Juan Rodríguez L.

345 La cola de caballo (Equisetum, Equisetaceae) comercializada y exportada del Perú

Horsetail (Equisetum, Equisetaceae) in commerce and exported from Peru

Blanca León

347 Primer registro de Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) en el mar peruano

First record of Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) from Peruvian sea

Francisco Alonso Solís-Marín, Yuri Hooker, Andrea Alejandra Caballero Ochoa y Alfredo Laguarda-Figueras

Comentarios 351 Investigación y conservación de la biodiversidad en Perú: importancia del uso de técnicas modernas y procedimientos administrativos eficientes

Research and conservation of biodiversity in Peru: importance of using modern techniques and efficient administrative processes

Rudolf von May, Alessandro Catenazzi, Ariadne Angulo, Pablo J. Venegas y César Aguilar

359 El camino de la biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú

The path of Biotechnology at the Universidad Nacional Agraria La Molina, Peru

Marcel Gutiérrez-Correa

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Rev. peru. biol. 19(3): 235 - 240 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum ISSN 1561-0837

Efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum “matico” en un modelo in vitro de neurodegeneración The neuroprotective effect of a hydroalcoholic extract of Piper aduncum “matico” in an in vitro model of neurodegeneration César Zaa1, Martha Valdivia2 y Álvaro Marcelo1 1 Laboratorio de Química Bioorgánica, Centro de Investigación de Bioquímica y Nutrición, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

2 Laboratorio de Fisiología de la Reproducción animal, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Correspondencia: Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Ciudad Universitaria, Av. Venezuela Cdra 34 s/n. Apartado 110058, Lima 11, Perú.

Email César Zaa: alcesarzl@hotmail.com Email Martha Valdivia: marthavaldiviacuya@gmail.com E mail Álvaro Marcelo: alvaromarcelo@hotmail.com

Presentado: 11/06/2012 Aceptado: 13/10/2012 Publicado online: 15/01/2013

Resumen Durante los procesos neurodegenerativos la función y viabilidad de las neuronas se reduce. En particular, el incremento patológico en la concentración de calcio intracelular, la alteración de la plasticidad sináptica y apoptosis están implicados en la Enfermedad de Alzheimer (EA), paradigma de un proceso neurodegenerativo, relacionado con la pérdida progresiva de las funciones cognitivas. Para evaluar el efecto neuroprotector de Piper aduncum “matico” se indujo el daño con el péptido Aβ a células cultivadas. Igualmente, células hipocampales fueron tratadas con el Aβ, y se evaluó viabilidad celular, niveles de caspasa-3 y expresión de receptores NMDA en sinapsis. También se registró el influjo de calcio intracelular en tratamientos con agonista NMDA y P. aduncum. En la evaluación neuroprotectora hay una reducción de un 20,6% de caspasa-3; un aumento del 9,6% por encima del control y una recuperación del 20,86% para las proteínas NR1 y SV2 respectivamente.

Además hay una reducción de más del 50% del calcio celular. Estos resultados evidencian efecto neuroprotector de P. aduncum para el modelo estudiado.

Palabras clave: Piper aduncum; neuroprotección; neurodegeneración; apoptosis; sinapsis.

Abstract During the neurodegenerative processes there is a reduction of the function and viability of neurons. The pathological increase in the intracellular calcium concentration, the alteration of the synaptic plasticity and the apoptosis are implicated in Alzheimer disease (AD, a paradigm of a neurodegenerative process, related with the progressive loss of cognitive functions. To evaluate neuroprotector effect of Piper aduncum damage was induced with Aβ1-42 and NMDA to cultured cells. So hippocampal cells were treated with Aβ1-42 1 uM and cellular viability, levels of caspasa-3 and expression of NMDA receptors in synapses were evaluated. Also, intracellular calcium influxe (sobreestimulation with NMDA) of was registered in treatments with P. aduncum.

In the neuroprotector evaluation there is a reduction of 20.6% of caspasa-3; one increase of 9.6% over control and recovery of 20.86% for NR1 and SV2 proteins respectively. Besides, there is a reduction of more than 50% of cellular calcium. These results demonstrate neuroprotector effect of P. aduncum for the studied model.

Keywords: Piper aduncum; neuroprotection; neurodegeneration; apoptosis; synapses.

Introducción La Enfermedad de Alzheimer (EA) es considerada como paradigma de un proceso neurodegenerativo, afectando a unos 30 millones de individuos en el mundo (Weggen et al. 2007).

Se estima que un 5% de la población mayor de 65 años es afectada y que la prevalencia es aproximadamente el doble cada cinco años (Klafki et al. 2006). Su diagnóstico comúnmente es basado en la evaluación clínica y la determinación definitiva requiere un examen patológico en autopsia (Craig-Schapiro et al. 2009). En pacientes con la EA el péptido β-amiloide (Aβ) se encuentra en concentraciones elevadas formando depósitos fibrilares en las regiones cortical y temporal del cerebro incluyendo el hipocampo, una región implicada en el procesamiento de la información necesaria para la formación de la memoria (Stéphan et al. 2001). De las especies amiloides, la isoforma Aβ1es considerada como la principal especie patogénica, además 42 de ser altamente hidrofóbica y acumularse extracelularmente formando placas neuriticas (Weggen et al. 2007).

Diversos cambios moleculares y celulares han sido implicados en la regulación de la homeostasis sináptica, pero una característica común es la alteración en el número de receptores de glutamato tipo NMDA (R-NMDA), distribuidos sobre la superficie celular con localización en las regiones sinápticas, cumpliendo un rol crítico en la plasticidad sináptica y excitotoxicidad en el sistema nervioso central (SNC) (Pérez-Otaño y Ehlers 2005).

Caspasa-3 es uno de los principales operadores en la fase de ejecución final de la apoptosis, además de ser un importante Rev. peru. biol. 19(3): 235 - 240 (December 2012)

mediador de la muerte celular en numerosas enfermedades y daños del SNC (Liu et al. 2011). Otros estudios mostraron un incremento significante de los niveles de activación de caspasa-3 en neuronas tratadas con el péptido Aβ (Li et al. 2010).

Por otro lado, en condiciones normales el calcio intracelular constituye un segundo mensajero que promueve la supervivencia neuronal. Su incremento está asociado con la activación temprana de R-NMDA. Éstos canales glutamatérgicos son estructuras responsables de la permeabilización de membrana a calcio (Pellistri et al. 2008). En la EA, la excesiva activación de R-NMDA está considerada para causar un incremento en las concentraciones de calcio intracelular ([Ca2+]i), el cual luego activa eventos que en última instancia llevan a la neurodegeneración.

El glutamato representa el principal neurotransmisor excitatorio en el SNC, y un nivel fisiológico de la actividad de receptores glutamatérgicos (principalmente tipo NMDA) es esencial para la función cerebral normal. La excitotoxicidad mediada por glutamato está considerada para jugar un rol crítico en la muerte neuronal observada en la EA y otras condiciones neurodegenerativas (Doble 1999).

Por lo tanto, la búsqueda de terapéuticas neuroprotectoras para la EA ha sido ampliamente basada en la hipótesis del amiloide. Una predicción explícita de esta hipótesis es que los componentes (aquellos que bloquean la formación del Aβ) pueden retrasar o incluso detener los cambios patológicos y así disminuir o poner fin a la emergencia de los síntomas clínicos.

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Zaa et al.

Sin embargo, no hay un soporte de datos clínicos debido a que los fármacos candidatos no han resultado para mostrar una eficacia terapéutica.

Para la determinación de la capacidad neuroprotectora se empleó Piper aduncum L. una planta leñosa perenne conocida también como “matico”, de distribución pantropical, principalmente en América, Asia y el Pacífico del Sur (Ramos et al.

2003). Se le atribuyen propiedades antihemorrágica, astringente, analgésica, antiséptica, antirreumática, tónico, entre otras (Jantan et al. 2005).

De Piper aduncum se han descrito fenilpropanoides, flavonoides y derivados de ácido benzoico (Baldoqui et al. 1999), y se determinó su capacidad antioxidante (Ramos et al. 2008) e importancia como eventual fuente de nuevos antagonistas del factor de activación plaquetario, involucrado en reacciones alérgicas, inflamación, etc. (Jantan et al. 2005). Además, P. aduncum fue evaluado para la reducción y captura de radicales libres e inhibición in vitro de la peroxidación lipídica (Ramos et al. 2003). Por lo tanto, si bien no hay estudios específicos de actividad neuroprotectora, indicios de su capacidad antioxidante y antiinflamatoria permiten evaluar su potencial rol neuroprotector.

La metodología utilizada comprende: viabilidad celular frente al péptido Aβ1-42 mediante el bioensayo MTT (metil-tiazoltetrazolio), usado ampliamente para medir la sobrevivencia celular (Vistica et al. 1991); evaluación de niveles de caspasa-3 (involucrado en la apoptosis celular) por western blot; determinación de la presencia de receptores NMDA en sinapsis (homeostasis neuronal) mediante inmunocitoquímica; y registro de niveles de calcio intracelular (niveles aumentados están implicados en la excitotoxicidad celular).

Por ello, el objetivo general del presente trabajo fue evaluar el efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum en neuronas hipocampales sometidas al péptido amiloide y agonista NMDA como agentes injuriantes.

Material y métodos Material biológico.- Las muestras de Piper aduncum L. “matico” fueron recolectadas en el distrito de Huariaca, provincia de Cerro de Pasco, región Pasco. Se utilizaron las hojas las cuales fueron enjuagadas y secadas en sombra para luego ser pulverizadas. Las muestras se procesaron en solución hidroalcohólica (90%) en diez veces su volumen (1:10) durante una semana a temperatura ambiente. Los extractos fueron concentrados en rotaevaporador para remover el solvente, luego se liofilizaron y almacenaron en el desecador hasta su utilización.

Arroyo et al. (2012) reportaron que el extracto hidroalcohólico de P. aduncum produce una disminución del marcador de estrés oxidativo y presenta efecto protector frente a la cirrosis hepática inducida en ratas. Además, otros estudios indican una no toxicidad in vitro (sin daño al ADN y baja toxicidad aguda) del extracto etanólico crudo de las partes aéreas de P. aduncum (Santin et al. 2011). Por el contrario, según Passos et al. (2012) el extracto alcohólico P. aduncum muestra efecto antioxidante sugiriendo como fuente de antioxidantes de potencial reemplazo a partir de extracto vegetal.

Cultivo de neuronas hipocampales.- Ratas Sprague Dawley fueron tratadas de acuerdo a las guías éticas de manejo y cuidado de animales de experimentación. Ratas preñadas de 18 días

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fueron anestesiadas en una cámara con CO2 y sacrificadas por dislocación cervical. Luego se removieron los fetos y fueron rápidamente decapitados para disecar el hipocampo. Las neuronas obtenidas fueron sometidas a disociación mecánica y enzimática (con tripsina al 0,25%) para luego ser sembradas a una densidad de 400 000 células/mL en placas de 35 mm recubiertas con poli-L-lisina (0,25% P/V). Los cultivos fueron mantenidos a 37 ºC y 5% CO2 en incubador con CO2 y humedad controlados (NUAIRE), y el medio fue reemplazado cada 3 días.

Evaluación de la viabilidad celular en cultivos tratados con el péptido β-amiloide.- El MTT (3-(4,5- dimetiltiazol2-ilo)-2,5-difeniltetrazol o tetrazolio) amarillo es reducido a formazan púrpura en la mitocondria de células vivas. Brevemente, neuronas hipocampales de 10-13 días in vitro (10-13 DIV) fueron tratadas con agregados del péptido Aβ1-42 1 µM durante 24 y 28 h para evaluar su efecto en procesos agudo y crónico respectivamente. Luego se agregó el reactivo de MTT 1X (0,5 mg/mL), incubando la reacción 30 minutos a 37 ºC. Posteriormente se lisaron las neuronas y se disolvió el colorante con isopropanol. El volumen total del lisado fue traspasado a una placa de pocillos para la medición de sus absorbancias a 550 nm y 650 nm (en lector de placas NOVOSTAR). Los valores obtenidos fueron graficados como unidades D.O. y presentados como porcentaje del control.

Expresión de caspasa-3.- Se incubaron células hipocampales (10-13 DIV) según los siguientes tratamientos: con medio control, con el péptido Aβ1-42 5 µM, con el péptido Aβ1-42 más el extracto de P. aduncum 200 mg/mL (al 10% del volumen final), y con el péptido Aβ1-42 más el AP-5 50 µM como referencia positiva, todos por 24 h. Las células fueron lisadas para liberar el contenido total y así determinar los niveles de la proteína caspasa-3 (34 Kd) mediante western blot que a continuación se resume. Se preparó el gel separador (acrilamida 30%, buffer de separación 2,5 mL, agua destilada 0,8 mL, TEMED 10 µL, persulfato de amonio 12,5%) y gel concentrador (acrilamida 30%, buffer concentración 1,5 mL, agua destilada 0,9 mL, TEMED 7 µL, persulfato de amonio 12,5%). La transferencia de proteínas se realizó desde el gel a una membrana de nitrocelulosa a amperaje constante a 250 mA, 90 minutos. Se procedió a incubación con anticuerpo primario monoclonal anti-caspasa-3 (diluido 1:500 en leche descremada al 5%) por toda la noche. Se recuperó el anticuerpo primario y la membrana se incubó con anticuerpo secundario anti-conejo IgG-HRP (diluido 1:2500 en leche) durante 1 h. Finalmente, en cuarto oscuro se colocó un film sobre la membrana y el conjunto se llevó dentro de un casette por 3 minutos, para luego pasar el film en solución de revelado y de fijado. Se registraron las manchas del film (por scanner) y mediante software libre ImageJ v14.3 (http://rsb. info.nih.gov/ij/) se evaluó los niveles de expresión de caspasa-3.

Inmunocitoquímica, niveles de expresión de R-NMDA sinápticos.- Los tratamientos fueron células con: medio de cultivo (control), el Aβ1-42 1 µM y el Aβ1-42 más el extracto extracto de P. aduncum 200 mg/mL a una dilución 1:500. Todas las condiciones fueron incubadas durante 1h. Brevemente, neuronas hipocampales crecidas en cubreobjetos (10-13 DIV) fueron fijadas en paraformaldehído al 4% en PBS por 30 minutos y permeabilizadas con tritón X-100 (0,3% en PBS) por 15 minutos. Luego se bloqueó por 1 h con suero de caballo con el fin de disminuir la inmunoreactividad no específica, para luego incubar Rev. peru. biol. 19(3): 235 - 240 (Diciembre 2012)

120

100

Viabilidad celular (% de control)

Viabilidad celular (% de control)

Efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum

80 60 40 20 0

Control

100 80 60 40 20 0

Con Ab

Control

Tratamientos

Con Ab

Tratamientos

Figura 1. El péptido Aβ1-42 tiene efecto tóxico en cultivos de neuronas hipocampales de 24 horas. Se muestra el resultado del efecto del Aβ1-42 en células hipocampales luego de 24 horas de incubación.

Los experimentos para el ensayo de MTT se realizaron por triplicado en neuronas hipocampales cultivadas por 24 horas en presencia y ausencia del péptido Aβ1-42 1 µM.

Figura 2. El péptido Aβ1-42 tiene efecto tóxico en cultivos de neuronas hipocampales de 48 horas. Se muestra el resultado del efecto del Aβ1-42 en células hipocampales luego de 48 horas de incubación.

Los experimentos para el ensayo de MTT se realizaron por triplicado en neuronas hipocampales cultivadas por 48 horas en presencia y ausencia del péptido Aβ1-42 1 µM.

los distintos anticuerpos primarios durante 12 h. Los anticuerpos utilizados fueron anti-SV2 (proteína asociada a vesícula sináptica, 1:200), anti-NR1 (subunidad del receptor NMDA, 1:500). Se enjuagó con PBS y se incubó con anticuerpos secundarios antiratón conjugados con FITC (fluorescencia isotiocianato, 1:100) para NR1 y anti-conejo conjugado con Cy3 (1:200) para SV2.

Finalmente, los cultivos fueron cubiertos con medio de montaje para preservar la señal fluorescente. Las imágenes obtenidas por microscopía confocal (Nikon, Eclipse) fueron procesadas mediante el software libre ImageJ v14.3 para analizar la cantidad de puntos fluorescentes para los canales rojo (SV2) y verde (NR1).

Resultados Actividad del péptido amiloide Aβ1-42 en cultivos de neuronas hipocampales.- En neuronas hipocampales incubadas con el péptido Aβ1-42 por 24 h se observó una disminución del 26% en la viabilidad celular comparado con células control (Fig. 1).

En células hipocampales incubadas con el péptido Aβ1-42 por 48 h, hay una disminución del 27% en el porcentaje de viabilidad celular comparada con células control (Fig. 2).

(A)

Medición de las transitorias de calcio intracelular

Neuronas hipocampales crecidas en cubreobjetos (10-13 DIV) fueron cargadas por 30 minutos a 37 ºC con la sonda fluorescente Fluo-4 AM (0,5% en solución externa normal), la cual al ingresar a la célula pierde su grupo AM uniéndose al calcio y actuando como indicador de las variaciones intracelulares en células vivas. Las células fueron lavadas y montadas en una cámara de perfusión, luego llevadas al microscopio invertido Nikon (Eclipse TE, Nikon) equipado con lámpara de Xenón y rueda de filtros controlada por el software Axon Workbench 2.2.

Las neuronas se localizaron por microscopía de contaste de fase para luego ser observados bajo fluorescencia. Se seleccionaron diferentes regiones de interés (ROIs) correspondientes a regiones somáticas. Se determinó y analizó los registros de variación para los niveles de calcio intracelular en los distintos tratamientos.

Análisis de datos.- Los datos fueron estimados usando ANOVA, y según los casos fueron analizados, registrados y graficados usando el programa estadístico ORIGIN 6.0. (Microcal, Inc. Northampton, MA, USA, versión 1.0.0.1). Los datos son presentados como el promedio ± la desviación estándar (D.E.) con p<0,05 considerado estadísticamente significativo.

Rev. peru. biol. 19(3): 235 - 240 (December 2012)

C

(B) Nivel de expresión de caspasa-3

Microscopía y análisis de fluorescencia para FLUO-4.- Los tratamientos consistieron en baterías de soluciones NMDA de 0,1 µM, 10 µM, 100 µM y 1 mM; la misma batería NMDA más el extracto (dilución 1:500 de 200 mg/mL) y neuronas con solución externa normal (control).

Caspasa 3

Aβ

Ab +M

Ab+AP-5

120 100 80 60 40 20 0 Control

Ab 5µM

Ab 5µM + P.aduncum

Ab 5µM + AP5 50µM

Tratamientos

Figura 3. Evaluación del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum sobre los niveles de expresión de caspasa-3. En (A) se muestran los western blots (4 tratamientos) para caspasa-3 (34 kDa) a partir de lisados de células hipocampales control; con Aβ1-42 5 µM; con Aβ1-42 más Piper aduncum 200 mg/ml y con Aβ1-42 más AP-5 50 µM. En (B) se muestra la cuantificación de los western blots para caspasa-3 para los distintos tratamientos, normalizados con respecto al control. Los valores mostrados son promedios ± D.E. para tratamientos realizados por triplicados. Abreviaturas: C: control; M: muestra (P. aduncum); Ab: péptido amiloide.

237

Zaa et al. (a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

Efecto de Piper aduncum sobre los niveles de expresión de caspasa-3.- En cultivos tratados con el péptido Aβ1-42 se observa un incremento de 12,4% en los niveles de caspasa-3. En cultivos incubados con el Aβ1-42 más P. aduncum, hay una reducción del 20,6% de caspasa-3. Los cultivos incubados con Aβ1-42 más AP-5 presentan prácticamente los mismos resultados que el control (Figs. 3).

Efecto de Piper aduncum en el restablecimiento de la alteración de la homeostasis celular.- Con el fin de averiguar si el extracto hidroalcohólico de Piper aduncum posee la capacidad de inhibir y/o atenuar la disminución de R-NMDA sinápticos en neuronas hipocampales inducidos por el Aβ, se llevó a cabo la prueba inmunocitoquímica para evaluar los niveles de expresión del R-NMDA en sinapsis.

(i)

Figura 4. (4a-e). Efecto de Piper aduncum en el restablecimiento de la alteración de la homeostasis celular. En células control tratadas con su medio se observa una distribución homogénea en la expresión de R-NMDA (marcado para la subunidad NR1) en sinapsis (marcado para SV2) (4 a-c).

Células tratadas con el Aβ1-42 evidencian un efecto drástico sobre los niveles de expresión de R-NMDA y SV2 comparada con células control (4 d-f).

En cambio, células tratadas con el Aβ1-42 más P. aduncum muestran una recuperación de la distribución de la expresión del R-NMDA (marcado en la subunidad NR1) en sinapsis (marcado para SV2) (4 g-i).

previos sobre el efecto del péptido amiloide en la distribución del R-NMDA (Fig. 4 d-f ). Éstos resultados evidencian efecto del Aβ1-42 sobre los niveles de R-NMDA y SV2. La disminución de la inmunoreactividades es más evidente en células marcadas para R-NMDA comparado con SV2.

Evaluación del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum sobre la inhibición de receptores sinápticos NMDA en células hipocampales tratadas con Aβ1-42.- En cambio, células co-incubadas con el Aβ1-42 más P. aduncum presentan un aumento del 9,6% para R-NMDA, evidenciando no sólo una reversión del efecto del Aβ1-42 sobre la disminución de R-NMDA, sino también un ligero aumento en su distribución con respecto al control (Fig. 4 g-i).

Expresión de receptores NMDA sinápticos en células hipocampales.- En células control tratadas sólo con su propio medio de cultivo, se observa una distribución de R-NMDA en densidades sinápticas, lo cual refleja un parámetro de homeostasis neuronal.

Los resultados muestran una distribución homogénea en la coexpresión de ambos marcadores, esto es R-NMDA (marcado para la subunidad NR1) en sinapsis (marcado para SV2) (Fig. 4 a-c).

Para el caso de la proteína sináptica SV2, células tratadas con el Aβ1-42 presentan una disminución del 34,7% en la distribución de la inmunoreactividad respecto al control. Además, los tratamientos con P. aduncum mostraron una recuperación del 20,86% respecto a las tratadas con el amiloide. Asimismo, en células tratadas con Aβ1-42 y P. aduncum se observa una recuperación del 60,12% respecto a las tratadas sólo con Aβ1-42 para llegar al nivel control.

Inhibición de receptores sinápticos NMDA en células hipocampales tratadas con Aβ1-42.- Para el receptor NMDA (subunidad NR1), las células tratadas con el Aβ1-42 presentan una drástica disminución de un 75,5% en la distribución de su fluorescencia respecto al control. Esto es concordante con hallazgos

Los resultados muestran una normalización en la distribución de la expresión del R-NMDA (marcado en la subunidad NR1) en sinapsis (marcado para SV2). Es evidente una distribución homogénea en la co-expresión de ambos marcadores comparada al tratamiento control. Esto indicaría una inhibición, por parte

238

Rev. peru. biol. 19(3): 235 - 240 (Diciembre 2012)

Efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum

NMDA NMDA + Control

2500

(B) P. aduncum

2000 (URF)

Fluorescencia Normalizada

3000

1500 1000 500 0 -500

Fluorescencia Normalizada (URF)

(A)

800 700 600 500 400 300 200 100 0 BASAL

84.374

184.419

284.464

Tiempo (s)

384.508

NMDA

NMDA + P.aduncum Tratamientos

Figura 5. Evaluación del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum sobre la concentración de calcio intracelular. Se muestran los trazos y los gráficos que cuantifican la fluorescencia para los distintos tratamientos. Los resultados se expresan como unidades relativas de fluorescencia (URF). En (A) se muestran los trazos representativos para la variación de [Ca2+]i para una condición basal (sin tratamiento), tratados con NMDA, y tratados con NMDA más P. aduncum. En (B) se representan la cuantificación de los valores de (A).

del extracto, de los efectos del péptido Aβ1-42 sobre los R-NMDA en procesos sinápticos en neuronas hipocampales.

Evaluación de Piper aduncum en la sobreestimulación del influjo de calcio.- Se muestran trazos representativos para la variación de los niveles [Ca2+]i. Se observa que células tratadas con NMDA presentan una intensidad de fluorescencia aumentada en un 582,6% comparado con el nivel basal. En cambio, células tratadas con NMDA mas P. aduncum muestran una reducción de la intensidad de fluorescencia en un 74,95% respecto a las tratadas con NMDA (para llegar a un nivel basal) (Fig. 5).

Discusión Neuroprotección de Piper aduncum frente al Aβ1-42 y a la excitotoxicidad por NMDA.- Se observa una disminución de la viabilidad celular para las 24 y 48 h de incubación con el péptido Aβ1-42. Esto es compatible con otros estudios que muestran la toxicidad del péptido agregado en cultivos neuronales (Lorenzo et al. 2000, Ueeda et al. 1994), además corrobora el efecto citotóxico del amiloide para cumplir un rol relevante en procesos neurodegenerativos (Deshpande et al. 2006).

Está reportado que caspasa-3 causa disfunción sináptica en un modelo de la EA, lo cual le sindica como potencial blanco para una terapia farmacológica durante estadios tempranos de la enfermedad (D’Amelio et al. 2011). En relación a ello, los resultados muestran que células tratadas con el péptido Aβ1-42 presentan un incremento en los niveles de caspasa-3. Sin embargo, en células tratadas con el Aβ1-42 más el extracto hidroalcohólico de P. aduncum, los niveles de caspasa-3 se reducen significativamente.

Esto podría indicar una posible alteración de P. aduncum en las vías de expresión de caspasa-3 inducida por Aβ1-42.

Dado a que AP-5 como antagonista del R-NMDA puede inhibir la excitoxicidad, se quiso determinar si también mostraba disminución de los niveles de caspasa-3. Sin embargo, células hipocampales co-incubadas con Aβ1-42 y AP-5 no mostraron variación alguna de los niveles de caspasa-3 respecto al control.

Esto podría deberse a la diferencia del tiempo de incubación y el tipo de células ensayadas.

La EA está correlacionada con la disminución de proteínas sinápticas como la SV2 (específica para vesículas secretoras en Rev. peru. biol. 19(3): 235 - 240 (December 2012)

neuronas) mientras que la regulación dinámica de R-NMDA (expresados altamente en el hipocampo) contribuye a los procesos sinápticos (Scott et al. 2004). Debido a ello nos propusimos evaluar el efecto del extracto hidroalcohólico de P. aduncum sobre la expresión de R-NMDA durante sinapsis en cultivos hipocampales tratados con el péptido amiloide Aβ1-42. De los resultados, neuronas hipocampales controles muestran una distribución típica del R-NMDA en sitios sinápticos, lo cual está acorde con lo descrito en condiciones normales de homeostasis neuronal (Snyder et al. 2005); neuronas tratadas con el péptido Aβ1-42 presentan una marcada disminución del R-NMDA y de la proteína sináptica SV-2, lo cual sugiere una alteración de la distribución de los niveles de R-NMDA en regiones sinápticas. Además, el porcentaje relativo de R-NMDA afectados es mayor que la proteína SV-2, lo cual le asignaría una actividad al péptido Aβ1-42 sobre el R-NMDA; y neuronas hipocampales incubadas con el péptido Aβ1-42 más el extracto hidroalcohólico de P. aduncum, presentan una recuperación en la distribución tanto para el R-NMDA como para SV-2.

De acuerdo a los resultados obtenidos se puede inferir que el extracto hidroalcohólico de P. aduncum responde significativamente en el restablecimiento de la inhibición del péptido Aβ1-42 sobre la distribución de R-NMDA en sinapsis. Esto indicaría una posible inhibición por parte del extracto de los efectos del péptido Aβ1-42 sobre los R-NMDA en procesos sinápticos en neuronas hipocampales.

Los R-NMDA sobreactivados por estimulación prolongada constituyen una de las mayores rutas de la excesiva entrada de calcio en las neuronas por lo que pueden ser responsables del daño neuronal. De los resultados se observa que neuronas tratadas con el agonista sintético NMDA resultan en un aumento significativo en la intensidad de fluorescencia para los niveles de calcio intracelular. Esto concuerda respecto a estudios que indican que iones Ca2+ entran a las neuronas a través de varias vías en los que R-NMDA activados constituyen una de las mayores rutas del excesivo influjo, lo cual a su vez puede conllevar a cambios en la plasticidad sináptica (Yu et al. 2010). Sin embargo, éstos valores disminuyen significativamente (sin llegar al nivel basal) cuando las neuronas son tratadas con NMDA más P. aduncum, lo cual

239

Zaa et al.

evidencia una tendencia de P. aduncum hacia el restablecimiento de la homeostasis del calcio celular. Esto potencialmente podría traducirse en un efecto protector, posiblemente por modulación de la actividad de canales de calcio, por antagonismo de receptores excitatorios y/o por quelación del Ca2+.

Estudios similares muestran la toxicidad inducida por glutamato en cultivos neuronales, y cómo principios activos ejercen actividad neuroprotectora (Godkar et al. 2004), sugiriendo una protección contra la excitotoxicidad celular por glutamato.

Por lo tanto, Piper aduncum muestra efecto neuroprotector para el modelo de neurodegeneración presentado. Se corrobora los efectos citotóxicos del péptido Aβ1-42 en neuronas hipocampales; y el efecto protector de P. aduncum frente a paradigmas de daño neuronal inducido por el péptido amiloide como la disrupción de la homeostasis neuronal (por inhibición del R-NMDA sinápticos) y la apoptosis neuronal (por elevación de niveles de caspasa-3); además del incremento de calcio intracelular (por sobreestimulación de receptores excitatorios).

Es decir, existe la posibilidad de un potencial rol inhibidor de mecanismos que alteran la comunicación sináptica, perjudicial para la célula neuronal.

Finalmente, ciertos AINEs han sido sugeridos para retrasar la progresión de la EA basado en evidencias epidemiológicas (Weggen et al. 2007), sin embargo, en recientes ensayos clínicos no han mostrado protección alguna. De allí que surge la necesidad del desarrollo de alternativos a los AINEs convencionales, que muestren efectividad en la reducción del daño oxidativo, pérdida de marcadores sinápticos y deposición del Aβ, evitando el daño y muerte neuronal.

Agradecimientos Al Fondo de Promoción de Trabajo de Tesis de Pregrado del Vicerrectorado de Investigación de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos por el apoyo otorgado a César Zaa para la realización de su Tesis. Al CONCYTEC por la subvención brindada para una estadía en el Laboratorio de Neurofisiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción, Chile; al Dr. Luis G. Aguayo del Laboratorio de Neurofisiología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad de Concepción, Chile por su facilidad y apoyo brindados.

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Variabilidad genética y distribución geográfica del maní ISSN 1561-0837

Variabilidad genética y distribución geográfica del maní, Arachis hypogaea L. en la Región Ucayali, Perú Genetic variability and geographic distribution of peanut Arachis hypogaea L. in Ucayali, Peru Luis Fernando Rimachi1, D. Andrade1, Milusqui Verástegui1, Jaime Mori4, Victor Soto1, Rolando Estrada J.2, 3 1 Instituto Nacional de Innovación Agraria- INIA. Av. La Molina # 1981, Apartado Postal 2791, La Molina, Lima Perú.

Email Luis Rimachi: lrimachi@inia.gob.pe 2 Sub Dirección de Recursos Genéticos y Biotecnología (SUDIRGEB), Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA). Av. La Molina 1981, La Molina, Lima Perú.

3 Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Ciudad Universitaria, Av. Venezuela s/n.

Email Rolando Estrada: restradaj@gmail.com 4 Universidad Arzobispo Loayza, Lima, Perú.

Resumen El Perú ha sido reconocido como uno de los más importantes centros de diversidad del cultivo de maní y de acuerdo a la evidencia arqueológica, pudo haber sido el centro de origen para dicho cultivo. Para incrementar el conocimiento de la diversidad genética del maní en el Perú, se evaluaron 65 accesiones de maní, correspondientes a 21 variedades locales, de las cuencas de los ríos San Alejandro, Ucayali y Aguaytía, de la Región Ucayali. Las accesiones fueron proporcionadas por el proyecto “Modelos de diversidad y de erosión genética en cultivos tradicionales: Asesoría rápida y detección temprana de riesgos usando herramientas SIG”, ejecutado en el Instituto Nacional de Innovación Agraria. Se utilizó la técnica AFLP para estimar la variabilidad genética del cultivo, así como para identificar áreas con la mayor riqueza genética. Se obtuvo un total de 157 bandas polimórficas (45,6%), a partir de 10 combinaciones de iniciadores AFLP en nuestras 65 entradas de maní. Se consideraron sólo 135 bandas polimórficas, en base a su contenido de información polimórfica (0,1<PIC< 0,5), para los análisis de similaridad genética y agrupamiento. Se conformaron 8 grupos principales a un nivel de similitud 0,65 en el dendrograma de ligamiento completo, los cuales fueron evaluados según su Correlación, Reproducibilidad y Estructura. El programa de cómputo DIVA-GIS y los datos de pasaporte de las accesiones, junto a los marcadores AFLP obtenidos, identificaron a la cuenca del río Ucayali como el área geográfica con la mayor cantidad de grupos genéticos de maní.

Palabras clave: Biodiversidad; marcadores AFLP; diversidad genética; mani cultivado.

Abstract Presentado: 24/07/2012 Aceptado: 29/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

Peru has been recognized as one of the most important centers of diversity of the peanut crop and according to archaeological evidence, may have been the center of origin for it. Due to poor knowledge of the current levels of genetic diversity of peanut in Peru, they were evaluated 65 peanut accessions, corresponding to 21 local varieties from the basins of the rivers San Alejandro, Ucayali and Aguaytia, in the Ucayali region; kindly provided by the project "Models of diversity and genetic erosion of traditional crops: Rapid advice and early detection of risks using GIS tools", performed at the “Instituto Nacional de Innovacion Agraria”. AFLP technique was used to estimate the genetic variability of the crop in the region and to identify areas with the greatest genetic wealth.

There were a total of 157 polymorphic bands (45.6%), from 10 AFLP primer combinations in our 65 entries of peanuts. We considered only 135 polymorphic bands, based on their polymorphic information content (0.1 <PIC <0.5), for analysis of genetic similarity and grouping. Eight groups were formed leading to a similar level of 0.65 in the complete linkage dendrogram, which were evaluated by correlation, reproducibility and structure.

The computer program DIVA-GIS and passport data of accessions with AFLP markers, identified the Ucayali river basin as the geographical area with the greatest amount of genetic groups of peanuts.

Keywords: Biodiversity; AFLP markers; genetic diversity; Cultivated peanut.

Introducción El maní (Arachis hypogaea L.) es la tercer leguminosa de importancia mundial, originaria de Sudamérica, donde se reconoce al Perú como centro de diversificación genética (Stalker & Chapman 1989). Esta especie fue ampliamente cultivada por los nativos del nuevo mundo en el tiempo de la expansión europea por el siglo XVI y fue llevado a Europa, África, Asia e Islas del Pacífico. Los primeros restos arqueológicos del maní cuentan con una antigüedad de 2000 años ac. y han sido hallados en el Perú, fuera de su hábitat silvestre (Sauer 1993).

Es probable que la especie Arachis hypogaea L. se halla originado en el sur de Bolivia y noreste de Argentina (Krapovickas 1969) sobre los 25° S. Las condiciones climáticas y la topografía de ésta región se encuentra entre las más variables del mundo. En esta región existen especies silvestres emparentadas con el maní, como la especie tetraploide A. monticola Krapov. & Rigoni, Rev. peru. biol. 19(3): 241 - 248 (December 2012)

considerada como el prototipo del maní y biosistemáticamente una forma silvestre de Arachis hypogaea L. (Singh & Moss 1982).

Aunque no hay suficientes datos para establecer cuándo ocurrió la domesticación del maní, existe evidencia arqueológica que sugiere que la domesticación del maní fue anterior al del maíz de Huaca Prieta. El maní no está representado en los restos pre-cerámicos, pero parece haber sido introducido en asociación con las primeras cerámicas. Los datos de carbono de este período, y por lo tanto del maní, fluctúan entre los 1200 a 1500 años ac. (Hammons 1973). Evidencia arqueológica indica gran variación en los manís hallados en Supe, ciudad costeña del Perú (Hammons 1994), aunque la domesticación del maní cultivado haya sido realizada por indígenas de las tierras bajas tropicales de Sudamérica (Krapovickas 1995).

Antonio Krapovickas (1995) sugiere el origen de la subespecie hypogaea en el Sureste de Bolivia y que la subespecie fastigiata

241

Rimachi et al.

se haya diferenciado más al norte, posiblemente en Perú, donde presenta su mayor variabilidad, con la presencia de las variedades fastigiata, peruviana y aequatoriana (Williams 1989), no descartando la posibilidad de la participación de alguna otra especie silvestre.

Estudios previos en distintas variedades de maní analizadas con técnicas bioquímicas y moleculares tales como isoenzimas, RFLP, RAPD, SSR; no habían reportado variación significativa a nivel del DNA en los genotipos analizados. Sin embargo en los últimos años, se ha logrado encontrar polimorfismos significativos con la ayuda de técnicas como AFLP y recientemente SSR, lo que está permitiendo estructurar un mapa genético en la especie para su uso en el mejoramiento genético del cultivo.

Es necesario que toda especie vegetal posea, unida a ella, información concerniente a su ubicación en determinado tiempo y espacio, para facilitar el proceso de conservación. Esta información geo-referenciada puede ser complementada con otros tipos de datos como clima, suelo, topografía, actividades humanas y demás aspectos del ambiente físico y biológico; con el fin de establecer patrones geográficos de distribución de la diversidad, identificando incluso áreas de alta diversidad, predecir posibilidades de encontrar una especie en áreas que no hayan sido exploradas, así como en la selección y diseño de lugares para la conservación in situ (Guarino et al. 1999).

El Instituto Nacional de Innovación Agraria (INIA) mediante el proyecto: “Modelos de diversidad y de erosión genética en cultivos tradicionales de Perú: asesoría rápida y detección temprana de riesgos usando las herramientas de GIS” recolectó 65 entradas de maní Arachis hypogaea en las cuencas de los ríos: San Alejandro, Ucayali y Aguaytía en la Región Ucayali, las cuales muestran considerable variación fenotípica para importantes características morfológicas como color de grano, forma y reticulado de la vaina, entre otras. (Mori & Mori 2010). Dichas entradas corresponden a 21 variedades locales cultivadas por las comunidades nativas y las colonizadoras.

Se utilizó la técnica AFLP para generar marcadores moleculares y determinar la variabilidad genética de estas 21 variedades locales de maní, en base a sus relaciones de similitud y distancia genética.

Asimismo, a partir de los datos de pasaporte y los marcadores moleculares, determinar las áreas geográficas con la mayor riqueza de grupos genéticos haciendo uso del programa de cómputo DIVA. Materiales y métodos Material biológico.- Se analizaron 65 entradas de maní A. hypogaea (30 entradas pertenecientes a la especie fastigiata y 35 a hypogaea), correspondientes a 21 cultivares nativos del Banco Nacional de Germoplasma de Maní del Instituto Nacional de Investigación y Extensión Agraria del Perú (Tabla 1). Se analizó sólo 1 planta por entrada por ser el maní una especie de reproducción autógama. Dichas entradas sólo corresponden a las colectadas en la región Ucayali dentro de las cuencas mencionadas.

Obtención de marcadores moleculares AFLP.- Para realizar el análisis AFLP se utilizó el kit: AFLP® Analysis System I (Life Technologies 2001), en base a 10 combinaciones de iniciadores (Tabla 2) que mostraron polimorfismo en estudios previos (He & Prakash 1997), los cuales fueron repetidos 2 veces y aplicados según lo indicado en el manual de instrucción (Life Technologies 2001) con algunas modificaciones menores que se detallan a continuación.

242

Tabla 1. Variedades locales de maní analizadas.

Código Código de de Nombre local Subespecie Comunidad trabajo entrada G03 G24 G29 G38 G39 G40 G42 G44 G50 G37 G09 G23 G27 G28 G07 G41 G53 G55 G30 G20 G49 G54 G56 G15 G19 G26 G16 G48 G46 G02 G14 G01 G34 G36 G22 G45 G58 G59 G61 G60 G62 G63 G64 G65 G25 G32 G43 G57 G05 G06 G10 G11 G21 G47 G51 G52 G08 G12 G31 G33 G04 G13 G17 G18 G35

E03 NB24 VE29 Y38 CH39 SFA40 TU42 TU44 T50 P37 SJTU09 SIB23 NB27 NB28 N07 Y41 SAV53 NP55 NB30 P20 AU49 SAV54 SAN56 SR15 PN19 SIB26 SR16 PC48 P46 MC02 AA14 E01 SRA34 L36 VE22 P45 MC58 PA59 PA61 C60 B62 SJT63 NCH64 NCH65 PB25 SIB32 TU43 SAN57 N05 SPJ06 NT10 NT11 VE21 T47 PC51 SI52 SJTU08 SRA12 L31 SIB33 N04 VACH13 PN17 PN18 SRA35

colono hypogaea Bolisho nativa fastigiata

nativa

fastigiata

colono

Angelito Blanco

hypogaea fastigiata

colono nativa

Colombiano

fastigiata

colono

hypogaea

nativa

fastigiata

nativa

fastigiata hypogaea fastigiata fastigiata fastigiata fastigiata

nativa colono nativa nativa colono colono

hypogaea

nativa

fastigiata hypogaea

colono nativa

fastigiata

nativa

fastigiata

colono

hypogaea hypogaea

nativa nativa

fastigiata

colono

hypogaea

colono

hypogaea

nativa

fastigiata hypogaea fastigiata fastigiata hypogaea

colono colono nativa nativa nativa

Colorado Crema Oscuro Liso Manco Tama Marron Claro Morado Negro Pelado

Pintadito

Pintado Rojito

Rojo

Rosa Tenue Rosado Tama Minasa Tama Rola Tama Ushin

Cuenca Aguaytia Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Aguaytia Ucayali Ucayali Ucayali Aguaytia Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali San Alejandro San Alejandro Ucayali San Alejandro Ucayali Ucayali Aguaytia Carretera Aguaytia Aguaytia Ucayali Ucayali Ucayali Aguaytia Aguaytia Aguaytia Aguaytia Aguaytia Aguaytia Aguaytia Aguaytia Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Aguaytia Aguaytia Aguaytia Aguaytia Ucayali Ucayali Ucayali Ucayali Aguaytia Aguaytia Ucayali Ucayali Aguaytia San Alejandro San Alejandro San Alejandro Aguaytia

Rev. peru. biol. 19(3): 241 - 248 (Diciembre 2012)

Variabilidad genética y distribución geográfica del maní

Iniciadores *Eco-RI: AAC / Mse-I: CAG *Eco-RI: ACG / Mse-I: CTT Eco-RI: AAC / Mse-I: CAA *Eco-RI: ACG / Mse-I: CAT Eco-RI: ACT / Mse-I: CAA *Eco-RI: ACT / Mse-I: CTA Eco-RI: ACC / Mse-I: CAC Eco-RI: AGC / Mse-I: CTT *Eco-RI: AAG / Mse-I: CAC *Eco-RI: ACC / Mse-I: CTA

Bandas Escoreables

Bandas Polimórficas

Proporción de Bandas Polimórficas

Contribución al total de Bandas Polimórficas

PIC promedio

35 32 34 30 35 33 32 30 43 40

17 14 13 18 14 20 14 8 21 18

0,48571 0,4375 0,38235 0,6 0,4 0,60606 0,4375 0,26667 0,48837 0,45

0,10828 0,08917 0,0828 0,11465 0,08917 0,12739 0,08917 0,05096 0,13376 0,11465

0,34272 0,33501 0,22906 0,22348 0,09664 0,23247 0,27915 0,15751 0,24561 0,15353

Extracción de ADN.- La extracción se realizó mediante el método CTAB (Doyle & Doyle 1990; CIP 1987). Para ello se incrementó la concentración del PVP (polivinilpirrolidona), en el buffer de lisis, del 1 al 2%. El ADN se obtuvo a partir de foliolos sanos de plántulas de maní sembradas en el invernadero.

Cuantificación del ADN.- La cuantificación del ADN se llevó a cabo por comparación, utilizando como patrón de referencia cuantitativa al fago Lambda cortado con la enzima de restricción Pst I, en geles de agarosa al 1% (bromuro de etidio (10mg/mL)), (CIP 1987). El DNA fué posteriormente diluído con buffer TE hasta obtener una concentración aproximada de 25 ng /µL. Preparación del ADN genómico molde.- Un total de 125 ng de DNA fueron digeridos con 1U de las enzimas de restricción Eco RI y Mse I, durante 2 horas a 37 °C; luego se ligaron los adaptadores a los fragmentos generados en la digestión, durante 2 horas a 20 °C, con lo cual se obtuvo el DNA molde necesario para la preamplificación.

Pre-Amplificación.- Se procedió a realizar una dilución 1/10 (v/v) de la mezcla obtenida anteriormente, con el buffer TE proporcionado en el kit. La dilución obtenida (DNA molde diluido) fue utilizada para realizar la reacción de Pre-Amplificación en el termociclador Perkin Elmer modelo 2400, de acuerdo al programa de amplificación siguiente: 94 °C (30 segundos); 56 °C (60 segundos); 72 °C (60 segundos) durante 20 ciclos. La mezcla resultante conformará el DNA molde pre-amplificado, básico para las amplificaciones con los nucleótidos selectivos.

Amplificación Selectiva.- El DNA molde preamplificado, es diluido en 1/50 (v/v) con el buffer TE. La dilución obtenida es utilizada para las reacción de amplificación selectiva en placas PCR, de acuerdo al programa de amplificación selectiva: Denaturación a 94 °C (60 s), Anillamiento a 65 °C (60 s) y Extensión a 72 °C (90 s) durante un ciclo; luego del cual se reduce la temperatura de Anillamiento en 1 °C para los posteriores ciclos, hasta llegar a los 56 °C (Fase “touch down”).

Posteriormente se continúa con 23 ciclos a 94 °C (30 s), 56 °C (30 s) y 72 °C (60 s).

Electroforesis de los productos de amplificación.- Los productos de amplificación fueron separados en geles denaturantes de poliacrilamida (Acrilamida al 6%-Urea 7M) mediante electroforesis vertical en un sistema de secuenciamiento Bio Rad, modelo Sequi-Gen GT, con solución tampón TBE 0,5 X. Se realizó una precorrida a 1600 voltios por 50 minutos.

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Se le adicionó a las muestras un tampón de carga (formamida al 96 %) equivalente al 50% del volumen de la muestra amplificada, para luego denaturarlas a 95 °C por 5 minutos y colocadas rápidamente sobre hielo, con la finalidad de evitar posibles renaturaciones, antes de ser cargadas en el gel. Después de denaturar, se cargaron en el gel 8 µL de las muestras amplificadas. El tiempo de corrida electroforética fue de 5 horas a 1700 voltios.

Revelado de los productos de amplificación.- Para visualizar las bandas amplificadas, se utilizó la tinción con nitrato de plata sugerido por Promega (Corporación Promega 1994), con las siguientes modificaciones: solución fría de ácido acético al 10%; enjuagues con agua destilada fría, solución de nitrato de plata al 0,1%. Enjuagar durante 7 segundos con agua destilada fría. El gel es sumergido y agitado en una solución reveladora fría de carbonato de sodio hasta obtener la intensidad y contraste deseados de las bandas AFLPs. Registro de las bandas.- Las bandas reveladas en la tinción fueron registradas en una matriz de datos, en una hoja Excel de Windows. Se consideró 1, para la presencia de una banda y 0 para la ausencia de la misma.

Análisis de la variabilidad genética.- La Heterocigosidad (H) es ampliamente usada para medir la diversidad alélica o la informatividad de un marcador genético para un locus con varios alelos y es calculada por la fórmula: H = 1 – ∑pi2 donde pi es la frecuencia del “iésimo” alelo y “k” es el número de alelos. (Nei, 1 973).

A pesar de ser conceptos diferentes, los términos PIC (Contenido de Información Polimórfica) y H (Heterocigosidad) se utilizan como sinónimos para estimar la “diversidad genética” (Smith et al. 1997; Smith et al. 1992; Raina et al. 2001) y resultaría ser la probabilidad de que un marcador encuentre diferencias entre 2 individuos en al menos 1 locus (Duque 1998). Los valores del PIC varían desde 0 (monomórfico o no discriminatorio) hasta 1 (muy polimórfico o altamente discriminatorio, con varios alelos en igual frecuencia). (Smith et al. 1997).

Sin embargo para un locus con dos alelos se utiliza la siguiente fórmula: PIC = 1 – p2 – q2

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Rimachi et al.

donde “p” es la frecuencia de la presencia del marcador (alelo 1) y “q” es la frecuencia de la ausencia del marcador (alelo 2) (Ghislain et al. 1999; Powell et al. 1996).

Los valores PIC nos dan una idea de la capacidad de cada marcador generado para revelar loci polimórficos en nuestras entradas (Ghislain et al., 1999), así, como el valor de la frecuencia de ocurrencia de cada una de nuestras bandas (alelos) y es considerada además, una medida de diversidad genética (Senior et al. 1998; Smith et al. 1997; Raina et al. 2001).

Obtenidos los valores PIC de cada uno de los marcadores o bandas se procedió con la elección de aquellas cuyo PIC sea >0,1 y <0,5, por ser considerados estos niveles como los límites empíricos para detectar diferencias utilizando un gran número de repeticiones (Ghislain et al. 1999). Las demás bandas fueron descartadas por su bajo contenido de información polimórfica.

Los análisis de asociación en base a las similitudes genéticas se realizaron en el programa NTSYSpc 2.1, utilizando el coeficiente de similitud simple, ya que se asume que cada banda en el gel corresponde a un locus con 2 alelos: presencia (alelo 1) y ausencia de la banda (alelo 2). Al comparar 2 entradas que no posean una determinada banda serán consideradas que poseen el mismo alelo en ese locus (Powell et al. 1996; Ghislain 1999).

Sin embargo, otras matrices de similitud fueron generadas en base a los coeficientes de Jaccard y el de DICE, las cuales fueron comparadas con la matriz de similitud simple matching, para encontrar posibles diferencias entre los valores de similitud genética y disminuir el sesgo por la elección del coeficiente de asociación.

Para construir nuestra matriz de similitud se consideró el criterio de selección para marcadores dominantes en base al PIC, el cual sólo considera a aquellos marcadores con frecuencias PIC > 0,10 y < 0,50, con lo cual se redujo el número de marcadores de nuestra matriz de datos, de 157 bandas polimórficas a 135 bandas polimórficas. Esta nueva matriz de datos de 135 bandas polimórficas y 65 entradas fue utilizada para obtener la matriz de similitud genética.

Luego de comparar de par en par todas las entradas, para generar la matriz de similitud, se procedió al análisis de agrupamiento para la obtención del dendrograma y los respectivos clusters. Los análisis de agrupamiento o clusters fueron realizados en base a la matriz de similitud “simple matching” (SM). Se utilizaron tres tipos de ligamiento: simple, completo y promedio, para construir los dendrogramas y visualizar las relaciones de similitud existente en las entradas. Las diferencias entre estos dendrogramas fueron evaluadas mediante la correlación entre los valores cofenéticos de cada dendrograma y la matriz de similitud mediante el test de Mantel.

Para validar el número de grupos generados (clusters) en el dendrograma de acuerdo a cada tipo de ligamiento, se utilizaron 3 controles: correlación entre la matriz de similitud y la matriz cofenética generada en base al dendrograma mediante el test de Mantel; reproducibilidad de los grupos por el análisis “bootstrap”, mediante el programa Winboot (Yap 1996), aplicando 500 repeticiones en base al agrupamiento UPGMA; y la estructura de los grupos conformados, el cual nos permitió conocer la proporción de similitud entre los integrantes de un grupo, en base a las bandas compartidas y las bandas exclusivas de dicho grupo (Tabla 3).

244

Tabla 3. Valores de similitud genética obtenidos entre las accesiones de cada cuenca.

Cuenca

Similitud genética promedio

Rango

Ucayali San Alejandro Aguaytía

0,724 0,756 0,764

0,519 – 0,993 0,644 - 0,859 0,593 – 0,956

Utilizando el programa DIVA-GIS se analizó la distribución de los grupos generados (clusters) en base a las similitudes genéticas, con el objeto de dilucidar patrones geográficos, genéticos, mapeo de riqueza y diversidad basada en datos de marcadores moleculares. Para ello fue necesario utilizar la información registrada en el pasaporte de cada una de las entradas en cuanto a su ubicación geográfica (Latitud, longitud y la altitud).

Se realizó la búsqueda de áreas geográficas que posean la mayor concentración de grupos genéticos (clusters), utilizando para ello celdas (grids) de 0,15° (aproximadamente 225 Km²). Cada grid o cuadrícula representa un área en el cual están ubicadas las entradas colectadas que pertenecen a un determinado grupo genético.

Al comparar la cantidad de grupos genéticos existentes entre una cuadrícula y otra, podemos obtener diferencias entre la variabilidad presente en ellas; así como, ubicar las cuadrículas con el mayor número de grupos genéticos. Cada uno de los grupos obtenidos fueron graficados en sus respectivas zonas geográficas de colecta para observar su distribución.

Resultados Registro de las bandas informativas amplificadas.- Los patrones de bandas de las combinaciones de “primers” AFLP, de cada una de las entradas, fueron registrados en una matriz de datos en una hoja Excel de Windows. Se consideró 1, para la presencia de una banda y 0 para la ausencia de la misma.

Las 10 combinaciones de iniciadores AFLP amplificaron un total de 344 bandas reproducibles en nuestras 65 entradas, con un promedio de 34 bandas escoreables por combinación de iniciadores (Rango: 30 a 43 bandas) cuyos tamaños se encuentran comprendidas entre los 1100 y 250 pb.

De las 344 bandas reproducibles, sólo 157 bandas fueron informativas o polimórficas (45,6%), que son aquellas que muestran por lo menos 2 estados (alelos): presencia y ausencia del marcador.

Las demás bandas son consideradas no informativas o monomórficas y son descartadas del análisis, porque no presentan 2 alelos o estados, por lo tanto no permiten encontrar diferencias entre 2 entradas. Se obtuvo en promedio 16 bandas informativas por combinación de iniciadores (Rango: 08 a 21 bandas).

Contenido del índice polimórfico (PIC).- Los marcadores con valores PIC menores a 0,1 y mayores a 0,5 no fueron considerados, por lo que se eliminaron un total de 22 bandas (14%), las cuales no alcanzaron los valores establecidos. Un total de 135 bandas polimórficas (86%) lograron los niveles de polimorfismo requerido. De estas 135 bandas el 68,8% son generadas por sólo 6 combinaciones de iniciadores, señaladas con asterisco (*) en la Tabla 2.

La combinación de iniciadores Eco-RI: AAC / Mse-I: CAG generó los mayores valores PIC entre nuestras entradas y revela la mejor calidad de bandas informativas. Por otro lado, la comRev. peru. biol. 19(3): 241 - 248 (Diciembre 2012)

Variabilidad genética y distribución geográfica del maní G01 G06 G21 G22 G03 G29 G09 G15 G42 G40 G54 G12 G34 G05 G08 G33 G38 G39 G10 G49 G53 G56 G25 G14 G17 G02 G04 G41 G13 G31 G16 G18 G51 G52 G64 G60 G65 G63 G57 G59 G62 G19 G28 G07 G32 G26 G27 G11 G43 G55 G58 G61 G20 G23 G24 G30 G50 G36 G37 G35 G45 G46 G44 G47 G48

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

8

7 6 3 5 2

4

1

1

MS Coefficient Figura 1. Dendrograma en base al ligamiento completo y la matriz de similitud SM

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Rimachi et al.

Tabla 4. Estructura de los grupos conformados.

Grupo

Número de Integrantes

Bandas Compartidas

1 2 3 4 5 6 7 8

3 3 2 7 3 4 2 41

69 76 101 61 69 64 91 9

Bandas Proporción de Exclusivas Similitud 5 5 4 2 7 3 9 0

0,54815 0,60000 0,77778 0,46667 0,56296 0,74074 0,54815 0,06667

binación de iniciadores Eco-RI: ACT / Mse-I: CAA produce los más bajos valores PIC y una baja calidad en el revelado de los productos de amplificación, al igual que las combinaciones Eco-RI: AAC / Mse-I: CAA y Eco-RI: AGC / Mse-I: CTT. Los valores PIC promedio de cada combinación de iniciadores fluctúan entre los 0,097 y los 0,343, con un promedio global de 0,23, lo cual indica una variabilidad media, teniendo en consideración que el valor máximo que podría adquirir este índice es de 0,5 para marcadores de tipo dominante.

Similitud Genética.- El 47,5% de la población analizada posee una similitud genética comprendida entre los 0,7 y 0,8; el 24,3% de la población posee los mayores valores de similaridad genética, comprendido entre los 0,8 y 1; y el 28,2% de la población posee los menores valores de similitud genética comprendidos entre 0,5 y 0,7, lo cual indica nuevamente una variabilidad media. La mayor variabilidad genética estaría dentro de la cuenca del Ucayali, porque posee los menores valores de similitud genética (Tabla 3); sin embargo, dichos valores son muy cercanos al de las otras cuencas.

El 87,5% de los grupos están fuertemente estructurados, al ser similares entre sí los miembros de un grupo en un rango del 47 al 76%; excepto el grupo 8, el cual sólo alcanza un 7% de bandas compartidas (Tabla 4). Es interesante hacer notar que el 54% de los miembros de este grupo 8 están ubicados en zonas denominados de “altura” entre los 162 y 367 msnm, al igual que los grupos 3 y 5 hallados entre los 175 y 303 m de altitud.

Distribución espacial de la variabilidad genética del maní.- Las entradas de maní fueron colectadas en 7 distritos pertenecientes a 2 provincias (Coronel Portillo y Padre Abad) abarcando 3 cuencas y a 4 tipos distintos de suelos. La mayor cantidad de colectas (52%) se registran en el distrito de Callería, provincia Coronel Portillo, cuenca del Ucayali, cuyos suelos son predominantemente “bajos” (Barrizal, Playa y Restinga).

Riqueza de grupos.- La mayor riqueza de grupos genéticos de maní se encuentran en la cuenca del Ucayali (Fig. 2), distrito de Callería, provincia Coronel Portillo del departamento de Ucayali. En dicha cuenca se logra ubicar los 8 grupos genéticos, siendo los grupos 1 y 3 exclusivos de esta cuenca, con una riqueza de hasta 5 grupos diferentes en una solo celda.

En la cuenca del Aguaytía se logra ubicar hasta 5 grupos genéticos y en la cuenca del San Alejandro sólo se tiene 2 grupos.

Es importante mencionar que todas las entradas de la Cuenca San Alejandro pertenecen al grupo 8.

Distancia genética.- Los datos de marcadores moleculares, asociados a la ubicación geográfica de las localidades, fueron analizados también con el programa DIVA-GIS con la finalidad de estimar la variabilidad genética entre nuestras entradas. Para ello se calcularon las distancias genéticas en base al coeficiente de Sokal & Michener (1958).

Ligamiento completo.- El dendrograma de ligamiento completo estableció la conformación de 8 grupos genéticos a un nivel de similitud de 0,65 (Fig. 1). Se puede notar cierta tendencia en las accesiones de agruparse de acuerdo al tipo de suelo en la cual fueron colectadas, ya que el 85% de las entradas colectadas en las zonas denominadas de “altura” (162 – 367 m de altitud) están ubicadas en el cluster 8, el cual es el más numeroso. El 63,2% de las entradas fueron colectadas en terrenos “bajos” (132 – 152 m), sin embargo, la mayoría de ellas pertenecen a diferentes clusters.

Los valores de distancia genética se encuentran comprendidos entre 0> y <0,5, lo cual indica una variabilidad predominantemente media; siendo la cuenca del Ucayali la que posee los mayores valores de distancia genética (0,375 – 0,500). (Fig. 3).

Figura 2. Riqueza de grupos en cada una de las cuencas. Cada grid (cuadrícula) tiene una dimensión de 15 x 15 Km.

Figura 3. Distancia genética estimada mediante el programa DIVA – GIS.

246

Discusion Variabilidad genética.- A pesar de que el maní posee una gran variabilidad morfológica (Kochert et. al. 1996; Williams 1989), dicha variabilidad no había podido ser demostrada molecularmente al utilizar diversas técnicas de marcadores para

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Variabilidad genética y distribución geográfica del maní

encontrar polimorfismo a nivel del ADN en el maní (Garcia et al. 1 995; Halward et al. 1991; Halward et al. 1992; Hopkins et al. 1999; Kochert et al. 1991; Subramanian et al. 2000).

Sin embargo algunos investigadores lograron encontrar polimorfismo genético a nivel del ADN del maní, empleando la técnica de marcadores AFLP (He & Prakash 1997), con lo cual fue posible estimar las relaciones genéticas entre las diferentes variedades botánicas del cultivo (He & Prakash, 2001), aunque anteriormente, habían sido estimadas las relaciones entre algunas especies silvestres del mismo (He et al. 1995).

Al trabajar nosotros con las 10 combinaciones de iniciadores AFLP que mostraron ser polimórficos en estudios previos, obtuvimos algunas diferencias. Las 10 combinaciones de iniciadores amplificaron un total de 344 bandas, de las cuales 157 fueron informativas; lo cual difiere de las 695 bandas totales y 53 informativas reportadas anteriormente. (He & Prakash 1997).

Dicha diferencia podría ser explicada por el número de entradas de maní evaluadas, ya que en dicho estudio sólo se trabajo con 6 entradas de maní, pertenecientes a 3 variedades botánicas, en cambio nosotros trabajamos con 65 entradas de maní, lo que tal vez haya facilitado a la obtención de un mayor número de bandas informativas.

Los valores PIC nos dan una medida de la variabilidad genética (Powell et. al. 1996; Agrama & Tuinstra, 2003), pero por ser los marcadores AFLP dominantes, no muestran la totalidad de alelos que existen en un locus, por lo que podríamos obtener resultados diferentes si analizamos nuestras muestras con marcadores codominantes. Sin embargo el gran poder de análisis multiloci de los marcadores AFLP nos permite encontrar un mayor número de diferencias y similitudes a nivel del ADN, con lo cual es posible obtener grupos genéticamente similares al aplicar técnicas de taxonomía numérica en el análisis de nuestros resultados.

Los valores PIC fueron de gran utilidad para la elección de las bandas informativas tomadas en cuenta para el análisis de similitud genética, porque nos permitió establecer las bandas que detectan diferencias entre nuestras entradas, para establecer un matriz de similitud genética. (Ghislain et al. 1999).

El coeficiente de asociación simple considera las presencias y ausencias de un marcador como similitudes genéticas. (Powell et al. 1996; Ghislain et al. 1999); sin embargo la ausencia de un marcador no implica necesariamente una similitud genética, por lo tanto algunos investigadores utilizan los coeficientes de Jaccard y DICE, los cuales sólo consideran las presencias de las bandas como una similitud genética. (Vipa & Huestis 1997; Erschadi et. al. 2 000; Teulat et. al. 2000).

Por ello, se generaron matrices de similitud genética utilizando diferentes coeficientes de asociación para establecer si existían diferencias entre las matrices de similitud generadas. Los altos niveles de correlación entre las distintas matrices nos permitió determinar que no existían mayores diferencias entre ellas, por lo tanto podríamos trabajar indistintamente con cualquier tipo de coeficiente de asociación genética, sin que ello ocasione grandes distorsiones al realizar nuestro análisis de agrupamiento o dendrograma.

Los análisis de agrupamiento son realizados principalmente con el ligamiento promedio, sin embargo nosotros optamos Rev. peru. biol. 19(3): 241 - 248 (December 2012)

por el ligamiento completo (a pesar de que su correlación cofenética no es buena), porque fue el único dendrograma que nos permitió distinguir los 8 grupos genéticos o clusters generados en el análisis de reproducibilidad “bootstrap”. Además los dendrogramas generados por los ligamientos simple y promedio no establecieron una clara distinción de grupos entre las entradas, revelados en el análisis “bootstrap”.

Distribución espacial de la variabilidad genética.- El programa DIVA – GIS, permitió visualizar la distribución espacial de los grupos genéticos obtenidos, los cuales están distribuidos principalmente en la cuenca del Ucayali. Al parecer dicha distribución obedece principalmente al tipo de suelo (barrizales y playas) de la cuenca del Ucayali, el cual es inundable durante la temporada de crecida de los ríos, lo que permite sembrar en un terreno suave, ideal para el desarrollo de las vainas del maní, posibilitando un mayor número de comunidades dedicadas a su cultivo; a comparación de las comunidades de las zonas de “altura”, la cuales no son inundadas por los ríos, por lo que el terreno es duro y compacto, limitando el desarrollo de las vainas.

(David Williams, comunicación personal).

Sin embargo, en la cuenca del Ucayali se efectuó la mayor cantidad de colectas (52 %) lo que tal vez haya influido en que la zona agrupe a la mayor cantidad de grupos, pero no debemos dejar de considerar que 2 grupos, son exclusivos de la cuenca.

Los valores de distancia genética generados por el programa DIVA – GIS, reafirma a la cuenca del Ucayali como la que posee la mayor variabilidad genética del cultivo de maní.

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Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Variabilidad morfológica y evaluación agronómica deISSN Mirabilis expansa 1561-0837

Variabilidad morfológica y evaluación agronómica de maukas Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl. del norte peruano Morphological variability and agronomic evaluation of maukas, Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl. of northern Peru Juan F. Seminario y Miguel A. Valderrama Programa de Raíces y Tubérculos Andinos, Of. 2C-111, Universidad Nacional de Cajamarca, Avenida Atahualpa 1050, Cajamarca, Perú.

Email Juan Seminario: jfseminario@yahoo.es Email Miguel A. Valderrama: mvalderrama3510@hotmail.com

Resumen Se estudiaron 40 entradas de mauka, chago o miso, Mirabilis expansa (Nyctaginaceae), para determinar la variabilidad morfológica, la distribución geográfica y el comportamiento agronómico del germoplasma, colectado principalmente en el norte peruano (entre los 2300 y 3400 m de altitud) y mantenido en la Universidad Nacional de Cajamarca (7°29’45”S, 78°10’12”W, altitud 2670 m, 14 °C de temperatura diaria y 670 mm de lluvia anual).

Se usaron 17 descriptores cualitativos de alta heredabilidad y se evaluaron siete componentes de rendimiento, durante tres campañas agrícolas. El fenograma generó cinco grupos o morfotipos (coeficiente de disimilitud de 0,0). Los morfotipos I, III y V se concentran en las provincias de Hualgayoc, San Miguel, Chota y Cajamarca.

El morfotipo II probablemente es endémico de la Región La Libertad. La única entrada del sur del Perú (Puno), constituyó un morfotipo independiente (IV). Seis entradas: 15, 17, 24, 25, 28 (morfotipo I) y 16 (morfotipo III), alcanzaron los más altos rendimientos (46 – 76 t. ha-1).

Palabras clave: cultivo promisorio; diversidad genética; raíz andina, Cajamarca.

Abstract

Presentado: 24/10/2012 Aceptado: 15/12/2012 Publicado online: 15/01/2013

Forty accessions of mauka, chago or miso, Mirabilis expansa (Nyctaginaceae) were studied, in order to determine the morphological variability, geographic distribution and agronomic performance of germplasm collected mainly in northern Peru (between 2300 to 3400 m) and maintained at Universidad Nacional de Cajamarca (7°29’45”S, 78°10’12”W, 2670 m, 14 °C of daily temperature and 670 mm of rain annually). Seventeen qualitative descriptors of high heritability were used and seven yield components for three crop years were also evaluated.

The phenogram generated five groups or morphotypes (dissimilarity coefficient of 0.0), which implies 87.5% of duplicates in the collection. The morphotypes I, III and V are concentrated in the provinces of Hualgayoc, San Miguel, Chota and Cajamarca. The morphotype II is probably endemic to the La Libertad region. The only accession from the south of Peru (Puno) was an independent morphotype (IV). Six accessions: 15, 17, 24, 25, 28 (morphotype I) nad 16 (morphotype III) reached the highest yields (46 – 76 t. ha-1).

Keywords: promising crops; genetic diversity; Andean root crops; Cajamarca.

Introducción Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl., es una Nyctaginacea tuberosa que se distribuye desde Venezuela hasta Chile al estado silvestre y cultivado (Tabla 1). Su cultivo se concentra en las zonas alto andinas de Bolivia, Ecuador y Perú, donde es conocido como “mauka”, “miso” y “chago”, respectivamente. Es una de las especies más relegadas dentro del grupo de raíces y tubérculos andinos, RTAs ((NRC 1989, Vivanco 1999) y existen indicios de que su cultivo en el Perú, está en riesgo debido a múltiples factores (FAO 2009). Ha sido clasificada como especie “casi amenazada”, es decir próxima a satisfacer el criterio de “vulnerable”. (DS. 043-2006-AG).

Mirabilis expansa es una especie promisoria como alimento humano y animal, además de otros usos potenciales. El follaje obtenido después de la cosecha, contiene hasta 4% de proteína en base fresca (17% en base seca), es un importante forraje para ovinos, vacunos y animales menores. Los valores de consumo, digestibilidad y conversión alimenticia en conejos (Oryctolagus cuniculus), fue similar a los valores de la mezcla de ryegras (Lolium multiflorum) y trebol (Trifolium repens) (Bazán et al. 1996).

Sin embargo, la parte principal usada como alimento humano son sus raíces reservantes. Estas, además de ser fuente de carbohidratos, contienen niveles importantes de proteína, calcio y fósforo (Franco & Uceda 1996, Tapia et al. 2004). Por estas Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (December 2012)

Tabla 1. Distribución de Mirabilis expansa silvestre y cultivado según diferentes autores.

Silvestre Standley (1931): Venezuela: Mucurubá.

Ecuador: Alausí (Chimborazo), Ambato.

Chile: Valparaiso.

Perú: Sin especificar.

Macbride (1937): Perú: Cusco (San Sebastián).

Junín (Tarma).

Lima (Chancay, Amancaes, Río Blanco).

López (1995): Perú: La Libertad (Otuzco: Agallpampa).

Seminario y Valderrama (1998): Perú: La Libertad (Otuzco: Cerro Cholocday).

Cultivado Rea (1965) Bolivia: Camacho, Muñecas, Bautista, Larecaja, Inquisivi.

Rea (1982), Tapia et al. (1996) Ecuador: Pichincha, Cotopaxi.

Vallenas (1996): Perú: Puno: Limbani (prov. Sandia), Phusca (Usicayos, prov. Carabaya).

Franco et al. (1989), Seminario y Seminario (1995).

Perú: Amazonas, Cajamarca, La Libertad (Huamachuco, Santiago de Chuco), Ancash (Siguas).

Blas (2012) (Comunicación personal) Perú: Huánuco.

249

Seminario & Valderrama

bondades constituye una alternativa alimentaria para poblaciones alto andinas, en donde la ingesta de estos nutrientes es escasa.

Dentro del componente proteico de M. expansa se han identificado proteínas inactivadoras de ribosomas (RIPs) que muestran actividad antifúngica y antibacterial. Vivanco et al.

(1999) encontraron en las raíces de mauka, dos RIPs que las denominaron ME1 (27,5 kDa) y ME2 (27 kDa), las cuales, en las pruebas in vitro, resultaron activas y de efecto aditivo contra los hongos Pythium irregulare, Fusarium oxysporum solani, Alternaria solani, Trichoderma reesei, y Trichoderma harzianum; y contra las bacterias Pseudomonas syringae, Agrobacterium tumefaciens, Agrobacterium radiobacter, Xanthomonas campestris y Erwinia carotovora. Posteriormente, Vivanco y Flores (2000) trabajando con callos y cultivo de células en suspensión de M. expansa, encontraron una nueva RIP que denominaron MEC (29 kDa) cercanamente relacionada con ME1 y producida en alta proporción (20% de la proteína soluble total). Vepachedu et al. (2003) hicieron la caracterización molecular y el estudio

de la regulación post-transcripcional de la ME1. El modo de acción de ME1 contra hongos (Rhizoctonia solani, Alternaria solani, Trichoderma reeset y Candida albicans) fue estudiada por Park et al. (2002) y contra bacterias (Escherichia coli) por Vepachedu et al. (2005).

Las perspectivas de M. expansa son importantes y esto explica el interés de su estudio y la introducción como cultivo en otros países, particularmente en Republica Checa y Bélgica (Klaskova & Fernández 2011).

La colección más numerosa de mauka cultivada (56 entradas) la realizó la Universidad Nacional de Cajamarca (UNC) – Perú (Valderrama & Seminario 2004), la que incluye por lo menos siete parientes silvestres. En Ecuador, el INIAP, conserva ex situ un total de 11 entradas (Tapia et al. 2004). Los datos sobre material conservado en bancos de Bolivia no son claros (FAO 2009).

La colección de la UNC fue caracterizada con descriptores no estandarizados y se reconocieron cinco morfotipos. Asimismo,

Tabla 2. Datos pasaporte de 40 entradas de mauka (Mirabilis expansa) cultivado, mantenido por la Universidad Nacional de Cajamarca.

Código CCHUNC001 CCHUNC002 CCHUNC003 CCHUNC005 CCHUNC006 CCHUNC007 CCHUNC008 CCHUNC009 CCHUNC010 CCHUNC011 CCHUNC012 CCHUNC013 CCHUNC014 CCHUNC015 CCHUNC016 CCHUNC017 CCHUNC019 CCHUNC020 CCHUNC021 CCHUNC023 CCHUNC024 CCHUNC025 CCHUNC026 CCHUNC027 CCHUNC028 CHAUNC029 CCHUNC030 CCHUNC031 CCHUNC036 CCHUNC037 CCHUNC038 CCHUNC039 CCHUNC040 CCHUNC042 CCHUNC043 CCHUNC044 CCHUNC045 CCHUNC046 CCHUNC047 CCHUNC048

250

Localidad

Altitud

LS

LW

Caserío

Distrito

Provincia

Región

Yanac Peña del Gallo Yanac Laguna Sausacocha Yanac Laguna Sausacocha Chamis Laguna Sausacocha Peña del Gallo Peña del Gallo El Cedro El Pozo Nitisuyo Alto Lucmacucho Huayllapampa Baja Llapa Laguna Sausacocha Chucmar Cañafisto Paccha Grande Alta La Collpa Sabana El Cedro Namora Sn.SilvestreCochan Sn.SilvestreCochan Sn.SilvestreCochan Nitisuyo Alto Chaquil Llaucan Mayhuasi Curgos Quillimbash Limbani Huañambra Ciudad Universitaria Cochapampa Tacamache Liguñac Llaucan

3080 3120 3100 3200 3100 3200 3200 3200 3120 3120 2855 2855 3000 3100 3400 2928 3200 2500 3100 2800 2750 3150 2855 2300 2950 2950 2950 3000 2515 2500 2600 3225 2850 3000 2780 2725 2950 2850 2500 2400

7°46'51" 7°46'51" 7°46'51" 7°47'17" 7°46'51" 7°47'17 7°47'17" 7°47'17" 7°46'51" 7°46'51" 6°58'25" 6°58'25" 6°59'57" 6°37'26" 7°12'26" 6°58'38" 7°47'17" 6°23'15" 6°33'58" 7°11'54" 6°40'03" 6°52'13" 6°58'25" 7°12'01" 6°59'36" 6°59'36" 6°59'36" 6°59'57" 6°45'45" 6°44'21" 6°43'06" 7°51'02" 6°54'53" 14°06'35" 6° 53´ 5 7°10'00" 6°54'52" 6°40'46" 6°52'31" 6°44'20"

77°57'56" 77°57'56" 77°57'56" 77°59'21 77°57'56 77°59'21" 77°59'21" 77°59'21" 77°57'56" 77°57'56" 78°51'18" 78°51'18" 78°53'58" 78°31'21" 78°30'36" 78°48'48" 77°59'21" 78°35'55" 78°35'52" 78°29'44" 78°44'13 78°48'12" 78°51'18" 78°19'34" 78°45'52" 78°45'52" 78°45'52" 78°53'58" 78°31'21" 78°31'21" 78°31'21" 77°56'18" 78°10'45" 69°36'55" 78°9'54" 78°30'00" 78°15'18" 78°45'06" 78°41'57" 78°01'11"

Yanac Yanac Yanac Laguna Sausacocha Yanac Laguna Sausacocha Laguna Sausacocha Laguna Sausacocha Yanac Peña del Gallo El Cedro El Cdero Nitisuyo Samangay Huayllapampa Llapa Laguna Sausacocha Chucmar Cañafisto Paccha La Collpa Sabana El Cedro Namora Sn.SilvestreCochan Sn.SilvestreCochan Sn Silvestre Nitisuyo Llaucan Llaucan Mayhuasi Curgos Quillimbash Limbani Huañambra Cajamarca Cochapampa Tacamache Liguñac Llaucan

Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Huamachuco Calquis Calquis San Miguel Bambamrca Cajamarca Llapa Huamachuco Tacabamba Chota Cajamarca Chugur Llapa Calquis Namora Sn.Silvestre Sn Silvestre Sn.Silvestre San Miguel Bambamarca Bambamarca Bambamarca Curgos Celendin Limbani Celendin Cajamarca Sorochuco Chugur Sócota Bambamarca

Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión Sánchez Carrión San Miguel San Miguel San Miguel Hualgayoc Cajamarca San Miguel SanchezCarrion Chota Chota Cajamarca Hualgayoc San Miguel San Miguel Cajamarca SanMiguel San Miguel San Miguel San Miguel Hualgayoc Hualgayoc Hualgayoc Sanchez Carrion Celendin Sandia Celendin Cajamarca Celendin Hualgayoc Cutervo Hualgayoc

La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad La Libertad Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca La Libertad Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca La Libertad Cajamarca Puno Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca Cajamarca

Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (Diciembre 2012)

Variabilidad morfológica y evaluación agronómica de Mirabilis expansa

un lote de 36 entradas de esta misma colección (incluyendo cuatro silvestre) fue caracterizada molecularmente por Chia et al. (2006) y se identificaron cuatro morfotipos, pero con alta divergencia, respecto a la composición de mismos.

La información sobre evaluación agronómica de los materiales genéticos de mauka es escasa. Sólo existen informes preliminares de los aspectos productivos. En este sentido, es necesario evaluar los materiales mantenidos ex situ con el propósito de seleccionar los mejores con fines de uso Con los antecedentes mencionados, el propósito de la investigación fue determinar la variabilidad morfológica, mediante la aplicación de descriptores morfológicos estandarizados, analizar la distribución geográfica y evaluar el comportamiento agronómico de la colección de mauka del Programa de Raíces y Tubérculos Andinos de la UNC, que procede principalmente del norte peruano e incluye una entrada de Puno.

Material y métodos Se usaron 40 entradas de Mirabilis expansa cultivada, que mantiene el Programa de Raíces y Tubérculos Andinos de la UNC. (PRTA-UNC). Veintisiete entradas proceden de la Región Cajamarca (2300 a 3400 m de altitud), colectadas en las provincias de San Miguel (10), Hualgayoc (7), Cajamarca (4), Celendín (3), Chota (2) y Cutervo (1). Doce entradas proceden de la región La Libertad, colectadas en la provincia de Sánchez Carrión. La entrada 42 procede de Limbani, provincia de Sandia, Región Puno. Caso especial constituye la entrada 44 que fue detectada e incorporada a la colección, por sus características morfológicas especiales, desde una población de plantas provenientes de semilla, dentro del banco de germoplasma. Los datos pasaporte del germoplasma evaluado se detallan en la Tabla 2.

El germoplasma se sembró y evaluó durante las tres campañas agrícolas, en el campo experimental del PRTA-UNC. El sitio se ubica a 7°29’45”S, 78°10’12”W y 2670 m, dentro de la formación Bosque Seco Montano Bajo (Quechua) y registra 14 °C de temperatura diaria y 670 mm de lluvia anual. Se sembró un surco por cada entrada, con brotes basales de tallo, a distancias de 0,80 m entre surcos y 0,60 m entre plantas. Se aplicaron 5 t/ha de humus de lombriz y se hicieron las labores de mantenimiento necesarias para el cultivo.

La caracterización y el análisis de agrupamiento se realizaron mediante una lista de 17 descriptores cualitativos (Tabla 3), de alta capacidad discriminatoria (cuatro de tallo, cinco de hoja, cinco de flor y tres de raíz). Esta lista fue probada y estandarizada el 2000 por especialistas de Ecuador, Bolivia y Perú. Los datos de hoja se tomaron a los seis meses después de la siembra (inicio de floración) y los de colino y raíz se tomaron al momento de cosecha (11 meses). Los colores fueron calificados mediante la RHS Colour Chart (1995). Con los datos de campo, se construyó una matriz básica de datos (MBD) y se realizó el análisis multivariado el cual comprendió (1) el análisis de agrupamiento produciendo un fenograma generado por los métodos UPGMA (unweighted pair-group method aritmetic average) y SAHN (sequential, agglomerative, hierarchical, nonoverlapping) – clustering; (2) el análisis de componentes-principales (CP), método de ordenación que permite demostrar el valor discriminatorio de los caracteres, con respecto a las entradas (Crici 1983, Hidalgo 2003). En ambos casos se usó el programa NTSYS 2.1.

Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (December 2012)

Tabla 3. Descriptores morfológicos para mauka, Mirabilis expansa (R.&P.) Standley.

1. Color de follaje

1 Verde amarillento 144A 2 Verde amarillo 146C, 146A 3 Verde purpúreo 2. Color principal del tallo aéreo 1 Verde amarillo 144C, 145A 2 Verde 143C 3 Rojo purpúreo 59B, 60A 3. Color secundario del tallo aéreo 0 Ausente 1 Presente 4. Color de tallo subterráneo 1 Blanco 2 Amarillo claro 13B 3 Naranja grisáceo 165B 5. Color predominante del haz de la hoja 1 Verde amarillento 145 A 2 Verde amarillo 146 B 3 Verde 146 A 6. Color secundario del haz de la hoja 0 Ausente 1 Presente 7. Forma de lámina 1 Ovada 2 Cordada 8. Base de lámina 1 Cordada 2 Cuneada 3 Subcordada 9. Apice de lámina 1 Estrechamente agudo 2 Medianamente agudo 3 Ampliamente agudo 10. Color de botón floral 1 Amarillo 4A,5B 2 Pardo amarillento 163B 3 Rojo púrpura 72B 4 Rojo púrpura 71A 11. Color de las brácteas del involucro 1 Verde 146C 3 Púrpura verdoso 12. Color de Perigonio 1 Blanco 155D 2 Blanco grisáceo 156D 3 Púrpura claro 75B 4 Púrpura 78A 13. Color venas de lóbulos del perigonio 1 Amarillo 4A 2 Pardo amarillento 163B 3 Rojo púrpura 71A 14. Color Estigma 1 Blanco amarillento 158D 2 Amarillo anaranjado 20C 3 Púrpura claro 75D 4 Púrpura 75A 15. Color externo de la corteza de la RR 1 Blanco 155D 2 Pardo amarillento 161C 3 Gris anaranjado claro 164C 4 Gris anaranjado 164 A, 165B 16. Color de la corteza de raíz al raspado 1 Blanco 155D 2 Amarillo 12C 3 Amarillo anaranjado 14B, 13A 17. Color de la pulpa de la raíz reservante 1 Blanco 155D 2 Blanco anaranjado 159C 3 Amarillo anaranjado 19C, 20C

251

Seminario & Valderrama

El análisis de la distribución geográfica del germoplasma se hizo tomando en cuenta, las coordenadas geográficas, las altitudes, las regiones y las cuencas de los sitios de colecta. Mediante el programa DIVA-GIS 3.0 se señalaron los sitios de colecta y se hizo la distribución geográfica de las entradas agrupadas en morfotipos.

CCHUNC001 CCHUNC002 CCHUNC003 CCHUNC005 CCHUNC006 CCHUNC007 CCHUNC008 CCHUNC039 CCHUNC036

Se evaluaron siete componentes del rendimiento agronómico, en cinco plantas por entrada y en tres campañas agrícolas (2005 – 2007): Altura de planta (cm), número de raíces por planta, peso de raíces por planta (kg), rendimiento de raíces (t.ha-1), largo y diámetro de raíces (cm) y peso de follaje (kg).

Los datos fueron ingresados en una hoja de cálculo de Excel, para el análisis correspondiente.

CCHUNC009 CCHUNC010 CCHUNC011 CCHUNC019 CCHUNC044 CCHUNC012 CCHUNC013 CCHUNC045 CCHUNC043

Resultados Variabilidad morfológica. Al coeficiente de distancia de 0,0 (máxima similitud), el fenograma (Fig.1) muestra que la variabilidad morfológica de la colección de mauka, consta de cinco grupos o morfotipos (el 87,5% de las entradas serían duplicados). Dos grandes grupos, el M-I y M-II con 18 y 12 entradas, respectivamente, reúnen el 75% de las entradas evaluadas. El coeficiente de distancia entre ambos es bajo (20%). Esto quiere decir que estos grupos están cercanamente relacionados fenotípicamente. La entrada 42 (grupo M-IV), procedente de Puno, registró el coeficiente de distancia más alto. Es decir, es un morfotipo único y diferente a los del norte. Lo antedicho, tiene mayor sentido si tomamos como referencia el coeficiente de distancia de 1,35 (Fig. 1). Bajo esta premisa, el fenograma presenta tres grandes grupos: El primero, formado por M-II, M-I y M-V, el segundo por M-III y el tercero por M-IV. Por otro lado, la entrada 44 constituye un morfotipo aparte (M-V) y presenta características morfológicas de los grupos M-I y M-II.

CCHUNC040 CCHUNC038 CCHUNC030 CHAUNC029 CCHUNC026 CCHUNC024 CCHUNC028 CCHUNC017 CCHUNC015 CCHUNC031 CCHUNC037 CCHUNC025 CCHUNC014 CCHUNC016 CCHUNC048 CCHUNC046 CCHUNC021 CCHUNC020 CCHUNC027 CCHUNC023 CCHUNC047 CCHUNC042

2,70

2,03

1,35

0,68

0,00

Coefficient Figura 1. Fenograma (método UPGMA) que agrupa 40 entradas de mauka, Mirabilis expansa, del norte peruano, según 17 descriptores morfológicos.

Los cinco morfotipos identificados muestran características fenotípicas de fácil identificación en campo y sus principales diferencias se encuentran en el color del tallo, forma de hoja, color de flor y color de raíz. También es evidente que la mayor parte del germoplasma pertenece a los morfotipos I y II (Tabla 4).

Tabla 4. Descripción básica de los morfotipos y agrupamiento de las entradas de mauka (Mirabilis expansa) mantenidos por la Universidad Nacional de Cajamarca.

Morfotipos I Color tallo

Hoja

Flor

Raíz

III

IV

V

Rojo purpúreo

Verde

Verde amarillo

Verde

Verde

Forma lámina

Cordada

Ovada

Cordada

Ovada

Ovada

Forma de la base

Subcordada

Cuneada

Cordada

Cordada

Cuneada

Forma del ápice

Ampliamente agudo

Estrechamente agudo

Medianamente agudo

Ampliamente agudo

Estrechamente agudo

Color principal lámina

Verde

Verde amarillo

Verde amarillento

Verde

Verde amarillo

Color botón floral

Rojo púrpura

Pardo amarillento

Amarillo

Rojo púrpura

Rojo púrpura

Color de Perigonio

Púrpura

Blanco grisáceo

Blanco

Púrpura

Purpura claro Blanco

Color pulpa raíz tuberosa Color externo raíz tuberosa Entradas

252

II

Blanco

Blanco

Blanco

Amarillo anaranjado

Gris anaranjado claro

Gris anaranjado claro

Pardo amarillento

Gris anaranjado

Pardo amarillento

042

044

012; 013, 045; 043; 001; 002; 003; 005; 040; 038; 030; 029; 016; 048, 020; 021; 006; 007; 008; 009, 026; 024; 028; 017; 046, 023; 027; 047 036; 039; 010; 011; 019 015; 031; 037; 025; 014

Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (Diciembre 2012)

Variabilidad morfológica y evaluación agronómica de Mirabilis expansa Tabla 5. Contribución relativa de los componentes principales de la variación total de la colección de mauka, Mirabilis expansa, de la Universidad Nacional de Cajamarca.

Componente Principal

Porcentaje de variación

Porcentaje de variación acumulado

1 2 3 4

60,62 31,56 5,27 2,53

60,62 92,18 97,45 99,98

La Tabla 5 muestra la contribución relativa de los componentes principales a la variación total. Los cuatro primeros componentes principales contribuyen al 100% de la variación de los 17 caracteres, para discriminar las 40 entradas en estudio.

El primer componente explica el 60,6% de la variación entre entradas y está asociado a cinco caracteres de hoja, cuatro de flor, tres de tallo, dos de raíz, y uno de follaje. Todos con un alto coeficiente de correlación que varía de 0,65 (ápice de lámina) hasta 0,99 (color predominante del haz de la hoja y color de la corteza de la raíz sin piel). Junto a los últimos mencionados, los caracteres de flor son también los que más contribuyen al primer componente.

El 31,5% de la variación total se atribuye al segundo componente y los caracteres que más aportan a éste son el color de las brácteas del involucro y el color de la pulpa de la raíz reservante.

Ambos, con un alto coeficiente de correlación (0,91). Asimismo, los caracteres foliares (forma de lámina y ápice de lámina) fueron los que más contribuyeron al tercer componente principal, lo que se evidencia por sus altos coeficientes (Tabla 6).

Porcentaje variación acumulada

Componentes Principales

Tabla 6. Proporción de la varianza explicada, componentes principales y coeficientes, en la discriminación morfológica de la colección de mauka, Mirabilis expansa, de la Universidad Nacional de Cajamarca.

Caracteres y coeficientes

CP1

60,62

Color predominante del haz de la hoja (0,9955) Color de la corteza de raíz al raspado (0,9955) Color de botón floral (0,9916) Color de Perigonio (0,9916) Color Estigma (0,9916) Color venas de lóbulos del perigonio (0,9900) Base de lámina (0,9155) Color principal del tallo aéreo (0,9130) Color secundario del haz de la hoja (0,9034) Color secundario del tallo aéreo (0,8585) Color de follaje (0,7883) Color de tallo subterráneo (0,7697) Color externo de la corteza de la RR (0,7331) Forma de lámina (-0,6976) Apice de lámina (0,6527)

CP2

31,56

Color de las brácteas del involucro (0,9126) Color de la pulpa de la raíz reservante (0,9126) Color externo de la corteza de la RR (0,5035)

CP3

5,27

Forma de lámina (-0,6972) Ápice de lámina(-0,6965) Color de follaje (0,5814)

Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (December 2012)

Variabilidad morfológica y distribución geográfica de los morfotipos. La conformación de los grupos o morfotipos muestra relación con la distribución geográfica de las entradas.

Así, el grupo M-II está constituido en su mayoría por material procedente de la provincia de Sánchez Carrión (La Libertad), y los caracteres principales que lo discriminan son el color verde oscuro del follaje, la forma cuneada de la base de la lámina y el color blanco grisáceo del perigonio. El grupo IV (entrada 42), procedente de Puno es diferente del resto de material evaluado.

Particularmente, en los caracteres de raíz y tallo. Este morfotipo no se encuentra en el norte peruano y se infiere que es endémico del sur peruano.

Como se aprecia en la Figura 2, el mayor número de morfotipos (de 2 a 4, cuadrícula roja) se concentra en las provincias de Hualgayoc, San Miguel, Chota y Cajamarca en los que predominan los morfotipos M-I, M-III. Todos los morfotipos ocupan el rango altitudinal propio de la región Quechua, desde los 2300 m de altitud (Namora, Cajamarca), hasta los 3400 m (Huayllapampa, Cajamarca). La entrada 42 (M-IV) fue colectado a 3000 m, Limbani (Puno).

Las colectas fueron realizadas dentro de los límites latitudinales: 6°23’ y 7°51’S en el norte, hasta los 14°6’S en el sur del Perú.

El 92% de las entradas proceden de cuencas que tributan a la vertiente del Atlántico.

Evaluación agronómica. La información que se presenta en este aspecto es preliminar, pero permite hacer algunas apreciaciones importantes. Existe alta variación en los principales componentes del rendimiento, entre entradas del mismo morfotipo, entre morfotipos (Tabla 7). Los los morfotipos de mayor rendimiento son el I, II y III (46 a 76 t.ha-1) y las entradas promisorias, en orden de importancia son 15, 16, 25, 28, 24, 17.

Los componentes del rendimiento mostraron variaciones importantes en las tres campañas. Así, el peso de raíces por planta varió de 0,6 a 3,6 kg.ha-1. El número de raíces por planta varió

Figura 2. Distribución geográfica de los morfotipos de mauka, Mirabilis expansa, del norte peruano.

253

Seminario & Valderrama Tabla 7. Valores de los componentes del rendimiento de 40 entradas de mauka (Mirabilis expansa), agrupadas por morfotipos (promedios de tres campañas agrícolas, muestra: 15 plantas por entrada - 5 por campaña).

Entrada Morfotipo I 12 13 14 15 17 24 25 26 28 29 30 31 37 38 40 43 45 Prom DS Morfotipo II 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 19 36 39 Prom DS Morfotipo III 16 20 21 23 27 46 47 48 Prom DS Morfotipo IV 42 Morfotipo V 44

Altura de planta (cm)

N° ráices/planta

Largo raíz (cm)

Peso raíz (kg/plta)

Rdto (kg/ha)

Peso follaje (kg/plta)

70,8 68,1 74,8 79,5 90,5 86,4 88,3 74,7 79,1 66,2 75,7 72,5 51,5 66,3 67,3 31,5 102,9 73,3 15,8

15,9 17,3 13,5 21,7 19,7 18,8 20,6 21,1 20,6 19 18 16,2 15,3 10,8 14,1 10 8 16,5 4,1

11,2 13,4 14,7 16,3 15,6 12,4 15,5 14,2 16,2 16,1 14,7 11,6 11,6 11,9 18,1 14,6 12,91 14,2 2

1,8 1,4 1,4 3,6 2,2 2,2 3 1,7 2,7 1,5 1,8 1,5 0,7 1,5 1,6 1,7 0,8 1,8 0,7

37,8 30,7 30,7 76,4 45,8 47 63,4 35,7 57,7 33 38,1 33,1 15,9 31,5 35 35,3 17,6 39,1 15,3

1,7 1,9 2,1 2,8 2 1,5 2,4 1,2 1,9 1,1 1,7 1 1,3 0,6 1,7 1,1 1,6 1,6 0,5

84,5 85,2 73,3 76,6 74,5 79,1 79,7 68,6 72,3 75,1 94,4 79,6 65,7 77,6 7,5

12,6 15,2 10,5 15,1 16 11,6 15,6 15,7 15,4 18,6 19 12,6 9,7 14,4 2,8

18 15,2 13,4 15,1 16,2 14,9 16,2 16,9 18 15,9 17,4 10,7 14,9 15,6 1,9

1,1 0,9 0,6 0,9 0,9 0,7 0,6 1,2 1,3 1 1,6 0,8 0,9 0,9 0,2

23,9 20,3 13,1 18,7 19,7 14,5 13,3 25 27,3 21 33,3 17,4 19 20,5 5,7

1,4 1,8 1,7 1,3 2 1,3 1,5 1,3 2,2 2,3 1,6 0,4 0,5 1,5 0,5

62,5 96,3 83,3 88,6 60,2 86 75 98 81,2 14,2

17,7 15,2 11,8 18 17,2 4 13 5 12,7 5,5

14,5 13,4 13,5 13,7 16 10,7 13,1 8,4 12,9 2,3

3 2 1,6 1,3 2,2 0,6 1,2 0,8 1,6 0,8

63,9 42,9 34,8 27,9 47,1 12,4 24,9 16,6 33,8 17

2,5 2,3 1,1 1,7 1,7 2,4 1 0,8 1,7 0,6

47

10,5

13

1,4

29,1

0,6

59,3

14

12,9

1,6

33,2

1,7

de 4 a 22, la altura de planta varió de 31,5 a 103 cm. Además de las raíces, las plantas, producen una cantidad de follaje (útil como forraje) que varió entre 0,26 a 3,9 kg.planta-1 (1,4 kg. planta-1, en promedio).

Discusión Se confirma la escasa variabilidad de M. expansa al estado cultivado y a la vez que, en Perú se encuentra la mayor variabilidad. La caracterización morfológica y molecular de Tapia et al.

(2004) en la colección ecuatoriana discriminó tres morfotipos (de los cuales, uno es el morfotipo I de la colección del presente estudio). Por otro lado, en el germoplasma boliviano se ha observado dos morfotipos, blanco y amarillo (Rea 2004). También, los resultados confirman que en el norte peruano, específicamente en Cajamarca, se encuentra la mayor variabilidad morfológica.

Los descriptores usados resultan eficientes para identificar morfotipos, facilitan el trabajo de campo y permiten inferir que el morfotipo V es un híbrido intraespecífico, producto de

254

cruzamiento natural entre materiales de los morfotipos I y II. Lo anterior se explica porque las maukas cultivadas se cruzan fácilmente y la especie registra entre 6 y 25% de alogamia (Valderrama & Seminario 2001). Sin embargo, esta hipótesis debe someterse a prueba mediante cruzamiento recíprocos entre ambos grupos.

Los resultados concuerdan con los obtenidos por Chía et al.

(2006), respecto a la separación de la entrada 42 (procedente de Puno), en un grupo aparte. Sin embargo, en el resto de resultados difieren ampliamente y no son comparables por las siguientes razones: En primer lugar, nosotros trabajamos con 40 entradas cultivadas, Chía et al. (2006) trabajaron con 34 entradas cultivadas de la misma colección. Dos de estas entradas ya no están en la colección, por eso no se incluyen en el presente trabajo. En segundo lugar, el agrupamiento morfológico que presentan los autores mencionados (Tabla 2, p.85) lo hicieron con descriptores Rev. peru. biol. 19(3): 249 - 256 (Diciembre 2012)

Variabilidad morfológica y evaluación agronómica de Mirabilis expansa

morfológicos no estandarizados, de modo que no coincide con el agrupamiento actual (Tabla 4), realizado con 17 descriptores morfológicos probados y estandarizados. En tercer lugar, si bien, Chía et al. (2006) establecieron (coeficiente de 0,85) que el grupo 1 está formado por entradas que pertenecen a los morfotipos I, II, III y V (entradas con características morfológicas disímiles) (Tabla 4), a la vez, el grupo 4, está formado por entradas pertenecientes a los morfotipos I, II y III, lo cual aparentemente es poco congruente. Asimismo, considerando que el grupo 2 está formado sólo por entradas del morfotipo I, parece poco congruente que entradas de este mismo morfotipo estén también en los grupos 1 y 4 de estos autores.

En investigaciones precedentes es frecuente la alta concordancia entre el agrupamiento morfológico (si se realiza con descriptores estandarizados) y el agrupamiento molecular. Así lo indican Tapia et al. (2004) en maukas ecuatorianas. También, Blas (2005), en arracacha (también tuberosa), encontró hasta 97% de concordancia entre el agrupamiento morfológico y el molecular, con variaciones, según la técnica empleada (RAPD, AFLP). Por lo tanto, es necesario hacer un nuevo análisis molecular para la colección de mauka, para confirmar los resultados y poderlos comparar con el agrupamiento morfológico, aquí descrito.

Es importante que los cuatro primeros CP contribuyan con el 100% de la variación de los 17 caracteres y que el primer CP explica el 60,6% de la variación entre entradas. Este CP está asociado características altamente discrimantes e identificables en campo (cinco de hoja, cuatro de flor, tres de tallo, dos de raíz, y uno de follaje) de mucha utilidad para trabajos futuros (Hidalgo 2003).

Los morfotipos presentan patrones de distribución, que podrían indicar que han evolucionado en condiciones locales y no han sido objeto de movimientos interregionales en épocas recientes. Así, los morfotipos I y III, se distribuyen ampliamente en la región Cajamarca. En esta región se han registrado la mayor cantidad de nombres comunes para la especie al estado cultivado (Seminario 2004). El grupo M-II, probablemente es endémico de la Región La Libertad, con extensión hacia el sur (Región Ancash). El morfotipo IV está localizado en la región Puno y podría tratarse del mismo morfotipo que describen Vallenas (1995) y Rea (1992) en esta esta región.

La conclusión provisional de que la mayor variabilidad se encuentra en la Región Cajamarca, requiere confirmación a través de exploraciones exhaustivas en Sihuas, Carhuaz y otras provincias de Ancash y en las zonas altas de Amazonas. También es conveniente realizar exploraciones en Huánuco, Junín, Ayacucho, Cusco, Apurimac y Puno.

El rendimiento promedio de raíces (31 t.ha-1 ) y su alta variación (12 a 76 t.ha-1), así como la variación de sus componentes (altura de planta, número y peso de raíces), confieren al germoplasma alto valor para el mejoramiento y se requiere otras investigaciones para explorar su sobre su potencial. Anteriormente se informó de rendimientos de 45 a 137 t.ha1 (Seminario 2004), en materiales de la misma región. Tapia et al. (2004) informan que en maukas ecuatorianas se obtuvieron rendimientos de 40 t.ha-1. Por ser materiales recolectados en diferentes nichos y en cultivos asociados, se espera que tengan respuesta variable a condiciones ex situ, bajo nuevas presiones ambientales –suelo, clima, monocultivo– (Holle 1991).

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Agradecimientos A la Facultad de Ciencias Agrarias de la UNC por el apoyo financiero para la realización de la investigación. A Griselda Lay de la Biblioteca del Centro Internacional de la Papa, por su apoyo con artículos sobre mauka. A Segundo Cusquisiban por el apoyo en el trabajo de campo.

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Rev. peru. biol. 19(3): 257 - 260 (Diciembre 2012) incognita © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSMEfecto del follaje de Tagetes minuta sobre la nodulación radicular de Meloidogyne ISSN 1561-0837

Efecto del follaje de Tagetes minuta sobre la nodulación radicular de Meloidogyne incognita en Capsicum annuum, en invernadero Effect of the foliage of Tagetes minuta on Meloidogyne incognita root-galling on Capsicum annuum in a greenhouse Santos Nélida Murga-Gutiérrez, Juan Carlos Alvarado-Ibáñez, Nora Yessenia Vera-Obando Departamento Microbiología y Parasitología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo, Perú. Email Santos Nélida Murga-Gutiérrez: smurga@unitru.edu.pe

Resumen Se investigó el efecto del follaje del “huacatay” Tagetes minuta sobre la nodulación radicular producida por el nematodo Meloidogyne incognita que parasita el “pimiento páprika” Capsicum annuum cultivado en invernadero, con la finalidad de obtener una alternativa de control de este nematodo. Se utilizaron tres grupos experimentales y un testigo, con 12 macetas cada uno, las cuales contenían suelo y arena estériles (1:1). A este substrato se adicionó el follaje de T. minuta al 20, 35 y 50% (v/v) según grupo experimental, y el testigo no recibió esta enmienda. En cada maceta se sembró una plántula de C. annuum, y a la semana postsiembra se inoculó 5000 huevos de M. incognita. A las ocho semanas, se evaluaron los nódulos en sus raíces. Todas las plantas presentaron nódulos; aunque, en aquellas de los grupos experimentales el número de éstos fue menor que en las plantas testigo, con diferencia estadística significativa (p< 0,05). Entre el número de nódulos de las plantas de los grupos experimentales no hubo diferencia estadística (p> 0,05). Se concluye que el follaje de T. minuta adicionado como enmienda orgánica al 20, 35 y 50% al suelo de cultivo de plantas de C. annuum limita la nodulación radicular ocasionada por M. incognita. Lo cual sugiere su uso potencial en el control de este nematodo.

Palabras clave: nematicida; fitonematodo; Capsicum annuum; enmienda orgánica.

Abstract

Presentado: 26/09/2012 Aceptado: 25/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

The effect of the foliage of Tagetes minuta "huacatay" on Meloidogyne incognita root-galling on Capsicum annuum "paprika pepper" cultured in a greenhouse was researched, to obtain a control strategy for this nematode. Three experimental groups and one control with 12 pots each were used, which contained sterilized soil and sand (1:1). To this substrate was added cut foliage of T. minuta at 20, 35 and 50% (v/v) according to the experimental group, and the control group remained without this amendment. In each pot a seedling of C. annuum was sown, and one week post-seeding was inoculated with 5000 eggs of M. incognita. Eight weeks later the root galling was evaluated. All the plants had root galling; although the number of galls in plants of the experimental groups was less than those in the control group with statistical significant difference (p< 0.05).

Among the numbers of galls in the plants of the three experimental groups there was no significant difference (p> 0.05). It is concluded that the foliage of T. minuta added as organic amendment at 20, 35 and 50% to the culture soil for C. annuum plants limits the M. incognita root galling. That suggests its potential use in the control of this nematode.

Keywords: nematicide; plant nematode; Capsicum annuum; organic amendment.

Introducción En la agricultura tropical y subtropical, los nematodos del nódulo radicular Meloidogyne spp. son los parásitos de mayor importancia económica (Sasser 1979, Johnson 1985); por su potencial efecto perjudicial sobre el rendimiento y la calidad de los productos en una amplia gama de cultivos comerciales. Estos nematodos parasitan las raíces de las plantas y alteran el tejido radicular y la asimilación normal de los nutrientes. Además de estos perjuicios directos que ocasionan en sus hospederos, pueden interactuar con otros organismos fitopatógenos generando pérdidas mayores que las provocadas de manera individual (Taylor & Sasser 1983, Webster 1985).

por producir diversos metabolitos secundarios tóxicos (Daulton & Curtis 1963, Ploeg 2000, Krueger et al. 2010).

Por sus efectos perjudiciales en los cultivos, los nematodos de las especies de Meloidogyne, entre ellas M. incognita, la especie más común en los climas cálidos, requieren del control de sus poblaciones, siendo común el uso de agroquímicos con riesgos para el ecosistema. Aunque, también se utilizan estrategias de control biológico para suprimir estos organismos; así se tiene, el empleo de vegetales con propiedades antagónicas potenciales,

Varias especies de Tagetes han mostrado eficacia en el control de fitonematodos, especialmente contra Pratylenchus spp. y Meloidogyne spp. (Rickard & Dupree 1978, Ploeg 2002, Wang et al. 2007). En el control de Meloidogyne spp., numerosos investigadores han probado el efecto de estas plantas en experimentos en laboratorio, en invernadero y en campo (Motsinger et al.

1977, Rickard & Dupree 1978, Oduor-Owino & Waudo 1994,

Rev. peru. biol. 19(3): 257 - 260 (December 2012)

Las propiedades antagónicas de algunas especies vegetales pueden explotarse al rotarlas, asociarlas con los cultivos o incorporarlas al suelo agrícola (Bhatti 1988, Waller 1987). Las especies de Tagetes constituyen un grupo de antagonistas potenciales, por poseer propiedades nematicidas, fungicidas, insecticidas y antivirales (Miller & Ahrens 1969, Ploeg 2000, Krueger et al.

2010). Estas propiedades podrían variar según especie de Tagetes, de nematodo y de hospederos, tipo de suelo y clima. Se ha descrito que no todas las variedades de Tagetes controlan todos los tipos de nematodos (Krueger et al. 2010).

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Murga-Gutiérrez et al.

Figura 1. Nódulos radiculares (flechas) causados por Meloidogyne incognita en raíces de plantas de Capsicum annuum cultivadas en suelo enmendado con follaje de Tagetes minuta al 20%, 35% y 50%, y en el testigo (T).

Ploeg 2002). Estas especies vegetales podrían inhibir la eclosión de los huevos y ser nematicidas en juveniles de Meloidogyne (Siddiqi & Alam 1988, Murga-Gutiérrez 2007).

Tagetes minuta, nativa de regiones temperadas de América del Sur, incluyendo el Perú, es otra planta nematicida potencial, rica en monoterpenos, sesquiterpenos, flavonoides, tiofenos y compuestos aromáticos acíclicos, monocíclicos y bicíclicos (Rodríguez & Marbry 1977, Soule 1993, Liza et al. 2009) que podría utilizarse para controlar eficazmente a Meloidogyne, y evitar el uso de agroquímicos los cuales por su toxicidad alteran los agroecosistemas. Este nematodo suele afectar a los cultivos de Capsicum annuum “pimiento páprika”, ampliamente sembrado en la costa peruana y en particular en la costa de la región La Libertad, por ser agroexportable y de gran valor comercial; aunque sus cosechas no son óptimas debido al ataque por Meloidogyne spp., entre otros agentes patógenos.

Por lo anteriormente expuesto, en el presente trabajo se investigó el efecto del follaje de T. minuta al 20, 35 y 50% (v/v) sobre la nodulación radicular de M. incognita en plantas de C. annuum cultivadas en invernadero.

Material y métodos Material de estudio.- Se trabajó con huevos de M. incognita, plántulas de C. annuum “pimiento páprika”, y follaje fresco de plantas de T. minuta de dos meses de edad (pre-floración), cultivada en la localidad de Pedregal, del distrito Laredo, provincia Trujillo, La Libertad (Perú).

El substrato de cultivo estuvo constituido por una mezcla de suelo fértil y arena en proporción 1:1, de textura franco arenosa y pH 7,2.

El experimento fue conducido en un invernadero ubicado en el campus de la Universidad Nacional de Trujillo, a una temperatura diurna promedio de 30 ºC y humedad relativa de 65%.

Establecimiento de los grupos de estudio.- Se establecieron cuatro grupos de estudio; tres experimentales y un testigo, con 12 macetas cada uno, en las cuales se colocó el suelo fértil y arena estériles (1:1). A este substrato se adicionó el follaje de T. minuta, cortado en partes pequeñas, al 20, 35 y 50% (v/v) según grupo experimental, y el testigo no recibió esta enmienda. El suelo se humedeció a capacidad de campo y a los dos días, en cada maceta se sembró una plántula de C. annuum libre de patógenos, y a la semana postsiembra se inoculó con huevos de M. incognita.

258

Extracción e inoculación de huevos de M. incognita.- De plantas de C. annuum parasitadas con M. incognita, se extrajeron los huevos de este nematodo utilizando hipoclorito de sodio al 0,5% (Zuckerman 1985); se calculó la concentración de huevos y se inoculó 5000 huevos por planta.

Evaluación del efecto del follaje de T. minuta sobre la nodulación de M. incognita en plantas de C. annuum.- A las ocho semanas de la inoculación, de cada maceta se extrajo la planta de C. annuum, e individualmente, se lavaron y analizaron sus raíces. Con ayuda del estereoscopio, se detectaron y contaron los nódulos ocasionados por M. incognita en cada sistema radicular, y con un microscopio común se observaron las masas de huevos del nematodo.

Análisis estadístico.- El diseño experimental fue completamente al azar con 12 repeticiones por tratamiento. Los datos obtenidos se analizaron estadísticamente mediante el ANOVA y la medias se compararon mediante la prueba de Tukey (p≤ 0,05).

Resultados Las plantas de los cuatro grupos de estudio presentaron nódulos en sus raíces debidos a M. incognita (Fig. 1), en aquellas de los grupos tratados con follaje de T. minuta al 20, 35 y 50% el número de éstos fue menor que en las plantas testigo (sin enmienda) con diferencia estadística significativa (p< 0,05), según el ANOVA (Tabla 1) y la prueba de Tukey. El promedio de los números de nódulos radiculares en las plantas del grupo con 20% de enmienda fue 8,33 (3 – 19), en las de 35% fue 6,42 (2 – 19), en las de 50%, 7,00 (0 – 18) y en las del testigo, 23,25 (18 – 35) (Fig. 2). Entre el número de nódulos en las plantas de los tres grupos experimentales no hubo diferencia estadística (p> 0,05).

Tabla 1. Resultados del ANOVA del número de nódulos radiculares en plantas de Capsicum annuum según tratamientos con follaje de Tagetes minuta al 20, 35 y 50%, y 0% (testigo).

Fuente

Suma de Grados de Media cuadrados libertad cuadrática

Inter-grupos

2327,167

3

775,722

Intra-grupos

1979,833

44

44,996

Total

4307,000

47

F

Sig.

17,240 0,000

Rev. peru. biol. 19(3): 257 - 260 (Diciembre 2012)

Promedios del número de nódulos radiculares

Efecto del follaje de Tagetes minuta sobre la nodulación radicular de Meloidogyne incognita

25

23,25

20

15

10

8,33 6,42

7

5

0 0%

20%

35%

50%

Tratamientos con follaje de Tagetes minuta Figura 2. Promedios del número de nódulos radiculares en plantas de Capsicum annuum según tratamientos con follaje de Tagetes minuta al 20, 35 y 50%, y 0% (testigo).

Discusión La formación de nódulos en las raíces de las plantas de C. annuum “pimiento páprika” de los cuatro grupos de estudio que fueron inoculados con M. incognita, muestra la susceptibilidad de esta especie vegetal a la infección con este nematodo. La formación de estos nódulos radiculares como consecuencia del efecto histopatogénico que ocasionan estos fitoparásitos (Sasser 1979), además de la alteración de la absorción del agua y los nutrientes, constituye el principal signo visible de la infección de las raíces con estos nematodos.

El menor número de nódulos radiculares ocasionados por M. incognita en las plantas de C. annuum, cuyo suelo de cultivo fue enmendado con follaje de T. minuta al 20, 35 y 50%, en comparación con aquellos de las plantas del grupo testigo, indicaría que esta enmienda a base de follaje de T. minuta tiene un efecto antagónico en el desarrollo de M. incognita. Este efecto es concordante con los resultados de estudios realizados por otros autores quienes han descrito que extractos de T. minuta tienen propiedades nematicidas (Miller & Ahrens 1969, Davide 1979, Ploeg 2000, Liza et al. 2009). Además, se ha descrito que exudados de T. minuta ocasionan una disminución del agallamiento o la nodulación radicular ocasionado por M. javanica (OduorOwino & Waudo 1994). Estudios con extractos de hojas, raíces y flores de T. minuta también han mostrado que además del efecto nematicida tienen efecto larvicida e insecticida (Wells et al. 1993, Perich et al. 1994).

La falta de diferencia estadística significativa entre los números de nódulos en las raíces de las plantas de pimiento páprika de los tres grupos tratados con la enmienda estudiada, expresa que estas concentraciones podrían tener el mismo efecto antagónico sobre el desarrollo de M. incognita (Fig. 2). Por lo que, cualquiera de ellas podría utilizarse en el control de estos nematodos.

Aunque, sería suficiente el empleo de la concentración al 20%, por requerir una menor cantidad de follaje de T. minuta, y por reducir el riesgo de algún efecto no deseado. Uno de los estudios ha mostrado que un extracto menos diluido presenta mayor poder ovicida contra M. incognita (Loaiza et al. 1996).

Rev. peru. biol. 19(3): 257 - 260 (December 2012)

El substrato usado en la instalación del experimento fue esterilizado, por lo que la flora microbiana saprófita se instaló gradual y naturalmente durante el proceso de cultivo. Al no contener suficientes microorganismos degradadores, el follaje de T. minuta se habría degradado lenta y parcialmente ocurriendo un mejor efecto de esta enmienda sobre Meloidogyne.

La conducción de este experimento en condiciones de campo, validaría esta alternativa como una estrategia de control de este nematodo. La aplicación en campo, del follaje de esta especie vegetal como enmienda orgánica sería no sólo benéfica para el control de las poblaciones del nematodo, sino también como una enmienda orgánica promisoria; además, su cultivo es de fácil conducción y de bajo costo.

Se concluye que, en condiciones de invernadero el follaje de T. minuta adicionado como enmienda orgánica al 20, 35 y 50% al suelo de cultivo de plantas de C. annuum limita la nodulación radicular ocasionada por M. incognita. Lo cual sugiere su uso potencial en el control de este nematodo.

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Rev. peru. biol. 19(3): 261 - 265 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Composición florística del hábitat del Phytotoma raimondii ISSN 1561-0837

Composición florística del hábitat de la cortarrama peruana (Phytotoma raimondii) Floristic composition of Peruvian plantcutter (Phytotoma raimondii) habitat

Mónica Romo1 y Mario Rosina2 1 Av. Perez Araníbar 1730, Lima 27, Perú. Email Monica Romo: romomonica@gmail.com 2 Asociación Peruana para la Conservación de la NaturalezaAPECO, Parque José de Acosta 187, Magdalena, Lima-Perú.

Email Mario Rosina: kraken54@gmail.com

Resumen A través del registro de la composición florística de 16 parcelas de media hectárea en 12 lugares donde se encontraba Phytotoma raimondii, la cortarrama peruana, se halló que la riqueza y diversidad de plantas no influyen en la abundancia del ave. Además, no existe relación entre la abundancia de alguna de las 7 especies usadas para alimento o para nidificar excepto para el algarrobo. Las plantas más frecuentes en los 12 sitios fueron el algarrobo Prosopis pallida (92% de los sitios), el vichayo Capparis ovalifolia (67%), el canutillo Grabowskia boerhaviifolia (58%), el sapote Capparis scabrida (58%) y el realengo Maytenus octogona (25%).

Además del algarrobo, el canutillo parece ser una planta clave para el ave, ya que en las parcelas donde solo se encontraban tres especies de plantas, estas dos siempre estaban presentes. Se encontró también que en las parcelas donde había canutillo, no había más realengo de lo esperado al azar. Se señala la alarmante la disminución y escasez de lugares o hábitats aptos para la existencia y reproducción de la cortarrama peruana, especie en grave peligro de extinción.

Palabras clave: Phytotoma raimondii; florística; matorral; Grabowskia; Canutillo.

Abstract

Presentado: 24/07/2012 Aceptado: 18/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

Through of the analysis of the floristic composition of 16 plots of half an hectare in 12 sites where the Phytotoma raimondii, Peruvian plantcutter exists, we found that richness and diversity of plants are not related to the abundance of the bird, neither the abundance of any of the 7 species used as food or for nestting, except the algarrobo (Prosopis pallida). The most frequent species in the 12 sites were algarrobo Prosopis pallida (92% of the sites), vichayo Capparis ovalifolia (67%), canutillo Grabowskia boerhaviifolia (58%), sapote Capparis scabrida (58%) and realengo Maytenus octogona (25%). Besides algarrobo, canutillo seem to be a key species because in the plots where only three species occurred, those two were present. In the plots where canutillo was present, realengo did not more than expected statistically. It is alarming the decrease and few places or habitats for the occurrence and reproduction of the Peruvian plantcutter, a species considered in danger of extinction.

Keyword: Phytotoma raimondii; floristic; scrubland; Grabowskia; Canutillo.

Introducción El Phytotoma raimondii Taczanowski, 1883 “cortarrama peruana”, se distribuye desde Piura hasta Ancash, en altitudes desde 0 a 550 m (Collar et al. 1992, Clements & Shany 2001).. Su hábitat predominante es el bosque seco ecuatorial con arbustos y árboles de ramas bajas hasta el suelo de (Collar et al 1992).

En la zona de Talara, Flanagan y More (2003) mencionan que el hábitat es el bosque seco ralo, pero que sin embargo, como este hábitat es más extenso que la distribución de la especie, no está claro por qué la especie es tan rara (Flanagan 2000), aunque se supone que necesita bosques con buena diversidad de flora y además con poca intervención por parte del hombre (Flanagan & More 2003). Se menciona también al matorral desértico y a la vegetación arbustiva ribereña (Collar et al. 1992, Schulenberg et al. 2010) pero que está ausente en gran parte de los hábitats aparentemente apropiados (Stotz et al. 1996, Schulenberg et al. 2010).

Es claro que el tipo de hábitat en que se le encuentra, ya sea bosque seco ralo o matorral espinoso, ocurre en varios lugares, sin embargo al ave solo se le halla en determinados sitios dentro de estos y en lugares muy precisos.

El objetivo de este trabajo es conocer los tipos de vegetación y la composición florística del hábitat de la cortarrama peruana, Rev. peru. biol. 19(3): 261 - 265 (December 2012)

así como definir cuales son las plantas determinantes para la existencia de la especie. Hipotetizamos que las especies usadas para nido y/o alimento deben ser las más importantes para su ocurrencia. Esta información es relevante para proyectos de restauración del hábitat de la especie.

Material y métodos Lugares de estudio.- Para este estudio se visitó 12 lugares entre Lima y Piura (Tabla 1), los que fueron seleccionados por ser mencionados en Flanagan et al. (2009), por verificación de la existencia del hábitat en Google Earth (imágenes del 2004), por comunicación personal de ornitólogos u observadores de aves y por lugares encontrados por los propios autores.

La Figura 1 muestra cuatro de los lugares en que se hicieron parcelas. En cada uno de estos 12 lugares se hicieron 1 o 2 parcelas de 0,5 ha (100x50 m) para censar la vegetación, resultando en un total de 18 parcelas. En los casos en que se hicieron dos parcelas en cada lugar (Illescas, Mocán, S.H. de Pomac, Paiján, El Gramadal 1 y El Gramadal 2), estas estaban separadas al menos 50 m entre sí. Las parcelas del mismo lugar que no tenían diferencia estadística en su diversidad fueron promediadas (en el número de individuos por especie) y consideradas como una sola parcela. Para probar que dos parcelas del mismo lugar no eran diferentes se hizo un test t entre

261

Romo y Rosina

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 1. (a) El Gramadal, hábitat con arbustos y algarrobos achaparrados. (b) Paiján, con arbustos achaparrados y algunos árboles de Acacia macracantha. (c) Illescas, quebrada San Antonio con árboles grandes de algarrobo (Prosopis pallida). (d) Talara, lugar cerca al poblado de Piedritas con muchos pequeños arbustos de Grabowskia boerhaviifolia.

los índices de diversidad de Shannon (H’) con las siguientes formulas (Zar 1984): H’ = (n log n – ∑ f 1 log f 1)/n t = (H’1 – H’2) / (SH’1- SH’2) SH’1– SH’2 =√ (S2H’1– S2H’2 ) y donde la varianza (S2) de H’ es S 2= (∑ f 1 log2 f 1 – [(∑ f 1 log f1 )2/n])/n2 En cada parcela se registraron todos los individuos que medían más de 1 m de altura x 1 m diámetro. Además, se anotó si alguna de las especies usadas se observaban cortadas o muertas en el lugar. Paralelamente, se contó el número de individuos de cortarrama peruana en el espacio de aproximadamente 1 ha circundante, incluyendo la parcela.

Para ver si la riqueza o diversidad de plantas influía en la densidad de la cortarrama se realizó una regresión simple entre estos índices y el número de cortarramas. La riqueza se expresa simplemente como el número de especies y para la diversidad se usó el índice de diversidad de Simpson.

262

Similarmente, para ver si la abundancia de alguna de las especies de plantas específicamente influía en la abundancia del ave se realizó una regresión múltiple del log (n+1) del número de individuos de las siete especies de plantas importantes como alimento o para nidificación en la parcela versus el número de cortarramas.

Para ver si alguna de las plantas está presente cuando otra especie de planta lo está más de lo esperado al azar o si una especie de planta no lo está más de lo esperado al azar, es decir si hay rechazo entre ellas se usó un test de Fisher exact para cada una de las combinaciones de pares de plantas (e.g.: Pp/Co, Pp/ Cs, Co/Cs, Co/Gb … etc). Con este mismo fin y para ver si existían diferentes tipos de comunidades de plantas se usó la matriz de parcelas (16) por especies con los datos de número de individuos. Esta incluía 16 parcelas y 7 especies. Usamos en la matriz solo las 7 especies relevantes por ser usadas como alimento o nido. Para el caso de lugares en que existía P. pallida aunque no estaba en la parcela en sí, sino cercanamente o había sido talada, se uso el valor de 0,5 ind./0,5 ha. Esta matriz fue sometida a análisis multivariado para explorar las afinidades florísticas entre las parcelas. La abundancia de las especies fue Rev. peru. biol. 19(3): 261 - 265 (Diciembre 2012)

Composición florística del hábitat del Phytotoma raimondii Tabla 1. Lugares visitados y presencia de especies de plantas. Dept.=Departamento. PIU=Piura, LAM=Lambayeque, LLIB=La Libertad, ANC=Ancash. Los lugares en cursivas son los que tenían parcelas similares en su diversidad por lo que fueron promediadas. Pp=Prosopis pallida “algarrobo”, Co=Capparis ovalifolia “vichayo”, Gb=Grabowskia boerhaviifolia “canutillo” o “palo negro”, Cs=Capparis scabrida “zapote”, Cc=Capparis cordata “satuyo”, Am=Acacia macracantha ”faique”, Ss=Scypharia spicata “lipe”, Mo=Maytenus octogona “realengo”, Pa= Parkinsonia aculeata “azote de cristo”, Cp=Cryptocarpus pyriformis “chope”, Vg=Vallesia glabra, Gf= Galvesia fruticosa ”curi”. Números en cursivas negritas indican que la especie no estaba incluida en la parcela pero si cercanamente o existían arboles cortados (tocones).

Fecha

Dept.

04/01/2011

PIU

03/01/2011

Lugar (#parcelas)

Especie de planta Pp

Co

Gb

Talara, Qda. Sinches (1)

1

1

1

PIU

Talara, Piedritas (1)

1

04/01/2011

PIU

Talara, antes de Piedritas (1)

1

03/01/2011

PIU

Talara, Qda. Ancha (1)

1

1

05/01/2011

PIU

Illescas Qda. S. Antonio (2)

1

1

01/06/2011

LAM

Motupe (1)

1

1

01/01/2009

LAM

Pomac (2)

1

1

03/04/2010

LAM

Rafan (1)

1

1

1

29/12/2009

LLIB

Paijan, La Arenita (1)

1

1

1

1

1

1

04/06/2010

LLIB

Mocan (2)

0

1

1

1

1

1

28/12/2009

ANC

Gramadal (1)

1

1

1

1

1

07/04/2010

ANC

Gramadal2 (2)

1

1

Lugares con especie (%)

92

Cc

Am

Resultados Aunque inicialmente esperábamos hallar más lugares donde se encontrara el ave para realizar nuestro estudio, es claro que ya existen muy pocos. Más aún, muchos ya no son hábitats naturales o intactos. Debido a eso es que en nuestro estudio solo consideramos 12 lugares.

De los lugares donde se hicieron dos parcelas: Illescas, S.H. de Pómac, Mocán, El Gramadal 2, Paiján, y El Gramadal 1, las dos parcelas de los dos últimos sitios no eran estadísticamente diferentes entre sí en su diversidad por lo que se promedió el número de individuos de cada especie, mientras que los cuatro primeros sitios tuvieron parcelas diferentes por lo que se las mantuvo separadas, resultando un total de 16 parcelas para 12 lugares.

En las 16 parcelas se encontraron un total de 12 especies de plantas, siendo el máximo 7 especies (Motupe, Pomac, Paiján) y el mínimo 3 especies en Talara, siendo dos de estas el algarrobo y el canutillo (Tabla 1). Las plantas más frecuentes en los doce sitios fueron: Prosopis pallida “algarrobo” (92% de los sitios), Capparis ovalifolia “vichayo” (67%), Grabowskia boerhaviifolia “canutillo” (58%), Capparis scabrida “sapote” (58%), Capparis crotonoides “satuyo” (58%), Acacia macracantha “faique” (50%) y Maytenus octogona “realengo” (25%) (Tabla 1). Todas estas son usadas como alimento y las primeras tres además son usadas para nidificar (Tabla 2).

El algarrobo es un árbol, arbolito o gran arbusto de amplia distribución en el bosque seco, tiene una raíz profunda y es muy

1

1

1

1

1

Pa

Cp

Vg

Gf

Total

1

1

1

3

1

3

1

5 1

58

Mo

1

1

67

Ss

3

1

transformada logarítmicamente [log (x+1)] para compensar el efecto de especies numerosas o raras. La matriz transformada fue sometida a un análisis de clasificación UPGM (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic mean). Este método fue usado para definir los tipos de bosques secos de algarrobos en el norte del Perú (La Torre & Linares 2008).

Rev. peru. biol. 19(3): 261 - 265 (December 2012)

Cs

1

1

1

58

1

7

1

7

1

4 1

7 5 1

1 58

5 1

1 50

33

25

17

17

6 4

8

8

tolerante a la sequía. Además por ser una legumbre (Fabacea) es fijadora de nitrógeno, el que utiliza para sí misma. Es una especie muy amenazada y de alto valor comercial por su madera para leña y carbón, además del uso de sus frutos como alimento para animales y humanos. En dos lugares se observaron tocones cortados y no se veía un árbol entero cerca (Rafán y Paiján).

Por otro lado también ocurrió que por su baja densidad no se encontró algarrobos en las parcelas de El Gramadal 2, pero si a menos de 100 m de distancia de las dos parcelas.

Al verificar si había relación entre la riqueza (p= 0,23) y diversidad de plantas (p= 0,26) con la abundancia de cortarramas, se ve que eso no ocurre, así hemos encontrado al ave donde había solo 3 especies de plantas.

De las plantas en las parcelas se sabe que 7 son usadas para nido o comida en algún periodo del año (Tabla 2) según datos publicados en otros trabajos y nuestras observaciones (Rosina & Romo 2012). Al realizar una regresión múltiple de la abundancia de estas 7 especies y la cortarrama se ve que ninguna de ellas explica la presencia de la cortarrama excepto el algarrobo (Tabla 2). Sin embargo esto puede deberse a la mayor cantidad de datos, es decir a la presencia de mas parcelas con algarrobo (14 de las 16 parcelas).

Cuando analizamos pares de especies presentes encontramos que de las 7 especies principales, estas no se rechazan entre si más allá de lo esperado al azar en su mayoría, excepto el canutillo y realengo (Fisher exact test p= 0,03) y realengo y satuyo (p= 0,038). Esto indica que en los sitios donde hay canutillo no hay realengo, y donde hay relengo no hay satuyo. Sin embargo hay que considerar la pequeña muestra, ya que solo se encontraron cuatro sitios con realengo.

Basados en la composición de las plantas según el análisis UPGM para clasificar tipos de comunidades más cercanas se pueden separar las comunidades en 2 tipos: a) comunidades que no tienen ni canutillo ni realengo (4 parcelas) y b) comunidades

263

Romo y Rosina Tabla 2. Especies usadas como alimento o nido valores p de la regresion multiple entre la abundancia de las siete especie de planta usada para alimento y/o nido y la abundacia de Phytotoma raimondii.

N. científico

N. comúna

Parcelas

Alimentob

Nidoc

Parcelas

p=

Prosopis pallida

Pp

algarrobo (VU)

x

x

x

14

0,046

Capparis ovalifolia

Co

vichayo

x

x

x

10

ns

Grabowskia boerhaviifolia

Gb

palo negro

x

x

x

8

ns

Capparis scabrida

Cs

sapote (CR)

x

x

9

ns

Capparis crotonoide

Cc

satuyo

x

x

8

ns

Acacia macracantha

Am

faique (NT)

x

x

7

ns

Scypharia spicata

Sc

lipe

x

Maytenus octogona

Mo

realengo

x

x

4

ns

Parkinsonia aculeata

Pa

azote de Cristo

x

Cryptocarpus piriformis

Cp

chope

x

Valllesa glabra

Vg

cuncun

x

Galvesia fruticosa

Gf

curi

Cordia lutea

overo

x

Loxopterigium huasango

hualtaco

x

Psitacanthus chanduyensis

suelda c suelda

x

a= nombres comunes según Diaz 1995, b=según Abramonte 2007, Pollack 2009, Rosina y Romo obs. pers. c= Abramonte 2007, Rosina y Romo 2010, Rosina y Romo 2012.

de plantas que tienen canutillo o comunidades de plantas que tienen realengo (8 parcelas y 4 parcelas) (Fig. 1).

Discusión Aunque se sabe que la cortarrama es una especie en peligro de extinción, no se podía suponer la gravedad y amenaza en que se encontraba. Al buscar sitios para hacer las parcelas de vegetación se halló que no sólo habían pocos lugares donde se le encuentra actualmente sino que estos son muy pequeños (Romo & Rosina en prep.). Es por eso que solo pudimos encontrar 12 sitios adecuados para realizar el estudio de la vegetación en parcelas. La desaparición del ave y su drástica disminución se deben no solo

a la destrucción del hábitat debido al avance de la agricultura, sino también a la degradación de este por la tala selectiva en los lugares en que todavía queda algo de bosque o matorral, como es el caso por ejemplo de Rafán, en Lambayeque.

De las 7 especies principales de su habitat, una está en peligro crítico (CR): C. scabrida, otra está en situación vulnerable (VU): P. pallida y dos están casi amenazadas (NT): A. huarango y A. macracantha, según la Dirección General Forestal y de Fauna Silvestre de Perú y la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, no solo por el cambio de uso del suelo, sino también por la tala indiscriminada. Otro aspecto notorio fue

Ancha ni canutillo ni realengo

Mocan13 Paijan Mocan32

con canutillo

Siches

con realengo

Illescas37 Illescas6 Piedrita

con canutillo

con realengo

Gram24 Gram214 Gram1 PiedritaA Motupe Pomac14 Pomac20 Rafan 0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Linkage distance Figura 1. Agrupación de comunidades de plantas de las 16 parcelas según el método de Unweighted pair-group average (UPGM) mostrando las dos agrupaciones principales (parcelas sin canutillo o realengo y con canutillo o realengo).

264

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Composición florística del hábitat del Phytotoma raimondii

encontrar que el ave no solo habita los bosques secos ralos, sino también en hábitats que corresponderían más bien a vegetación de matorral, siendo esto más frecuente de lo esperado.

Dos tipos de vegetación de matorral son los llamados “zapotal” y “algarrobal” descritos por Ferreyra (1983) y que se caracterizan por la presencia dominante de Capparis scabrida (o angulata) “sapote”, y se encuentran en la Libertad y Lambayeque (San Pedro de Lloc y Paiján) y hasta el norte de Lima cerca a Huacho. El algarrobal es una sabana seca que se encuentra desde los 4° S hasta las inmediaciones del grado 8°1’ S (Salaverry) que corresponden a la zona de vida de Holdridge de Desierto super árido tropical. En este biotopo de 8 a 12 m de altura del dosel, predominan además del algarrobo y el sapote, Acacia macracantha “faique”, Maytenus octogona “realengo”, Cercidium praecox “palo verde” y Parkinsonia aculeata “azote de Cristo” entre otras. En Illescas, Piura, Cano y Valencia (2007) refieren que es difícil separar algarrobal de sapotal. Es nuestras parcelas, es importante notar que de las 7 plantas encontradas con más frecuencia en la parcelas, cinco son arbustos y uno, el algarrobo, puede presentarse también como tal.

Aunque no hay relación entre la riqueza o diversidad de las parcelas y la presencia del ave, si es claro que al menos dos plantas (algarrobo y canutillo) son determinantes para su presencia cuando solo se encontraban tres especies. El algarrobo tiene especial importancia ya que ha sido encontrado en la mayoría de los lugares en que está el ave. Sin embargo este es tal vez el árbol o arbusto más representativo de estos bosques, por lo que no es raro que se encuentre en todas las parcelas, sin embargo en el Area de Conservación Privada (ACP) Cañoncillo en La Libertad, donde el algarrobo es altamente predominante y no existe canutillo ni realengo, la cortarrama peruana no está.

El canutillo es el siguiente en frecuencia y es un arbusto muy importante como nido y alimento. En lugares donde no hay canutillo, se encuentra el realengo, un arbusto similar por la forma de sus hojas y fisiognomía y que parece mejor adaptado a los sitios muy arenosos y secos como Illescas.

Es importante mencionar que para los bosques de Talara, More (2002) encuentra que las zonas cercanas a las quebradas son el hábitat más homogéneo, con una mayor cobertura arbórea e individuos de mayor altitud (10,5 m para P. pallida y 5,2 para C. scabrida). Esta parece ser la estructura de la vegetación más adecuada para P. raimondii, puesto que los registros de su presencia fueron mayores en estas zonas.

Es importante considerar la composición y las especies clave de plantas cuando se realice restauración del hábitat de la cortarrama peruana: el algarrobo, -aunque sea en forma arbustiva- y el canutillo son los que se requieren mínimamente. Algo se sabe de la reforestación con algarrobo, pero poco o nada del canutillo, sin embargo en el S.H. Bosque de Pomac ha crecido en forma espontánea luego del riego en lugares en que se reforestó con algarrobos y sapotes (E. Sanchez com. pers.).

Considerando los pocos lugares donde todavía está presente el ave y los menos aun donde esta se reproduce, es urgente tomar medidas que regulen la conservación de los bosques y matorrales donde todavía existen cortarramas peruanas. Considerando los pocos lugares donde todavía existe el ave y, los menos aun donde esta se reproduce, es urgente tomar medidas de conservación que regulen la conservación de los bosques donde todavía existe.

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Otro punto importante a ser considerado es que en los lugares que van a ser convertidos a uso agroindustrial y donde por ley no se permiten destruir los sitios arqueológicos por ser parte del patrimonio cultural del Perú, similarmente no debería permitirse destruir hábitats de especies en peligro, mas aún si son endémicas, porque son parte del patrimonio natural peruano. Para solucionar esto en parte se podría dar un incentivo económico a los productores para que conserven los hábitats que contienen especies de flora y/o fauna en peligro de extinción.

Agradecimientos Agradecemos especialmente a nuestros asistentes en el campo: Pablo César Romo, Lady Madeleine Amaro y a Edward Liñán Flores, así como a aquellas personas e instituciones que facilitaron nuestra labor permitiéndonos trabajar en sus propiedades como en el fundo del Sr. Enrique Rivasplata en Motupe y al Ingeniero José Llontop, que amablemente nos guió. Agradecemos también a la Blga. Cecilia Fox de la Constructora Andrade Gutiérrez por el apoyo en el transporte y facilidades brindadas en la zona de Illescas y que nos permitió además contar con respaldo del Sr. Manuel Quinde con quien recorrimos esa zona y nos asistió en el trabajo. Muchas gracias a la empresa minera Monterrico quien nos facilito el transporte para recorrer las diferentes quebradas de la zona de Talara. Agradecemos también a Manuel Plenge, quien gentilmente revisó nuestro manuscrito. Mónica Romo expresa que esta investigación ha sido hecha fuera de sus actividades profesionales en la Agencia de Cooperación Internacional de los Estados Unidos -USAID. Literatura citada Abramonte C. 2007. Conducta reproductiva y dieta de Phytotoma raimondii (TACZANOWSKI, 1883) “Cortarrama peruana” en el bosque seco de Talara, Piura. Tesis para optar el título profesional de biólogo. Universidad Nacional de Piura.

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Rev. peru. biol. 19(3): 267 - 273 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Distribución de Lepus europaeus en Perú ISSN 1561-0837

La liebre europea Lepus europaeus (Lagomorpha: Leporidae) una especie invasora en el Perú European hare Lepus europaeus (Lagomorpha: Leporidae) an invasive species in Peru

1 Centro de Investigación para la Promoción de los Pueblos-Bienestar, Coop. Víctor Andrés Belaúnde I-8, Yanahuara, Arequipa, Perú.

2. Colección Científica-Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional San Agustín, Av. Alcides Carrión s/n, Arequipa, Perú.

3 Universidad Nacional Agraria La Molina, Av. La Molina s/n, La Molina, Lima, Perú. *Autor para orrespondencia: Centro de Investigación para la Promoción de los Pueblos-Bienestar, Coop. Víctor Andrés Belaúnde I-8, Yanahuara, Arequipa, Perú . Email: horaciozeballos@gmail.com

Presentado: 12/02/2011 Aceptado: 23/07/2011 Publicado online: 00/08/2011

Horacio Zeballos1,2*, César Medina2, Kateryn Pino2, Adolfo Mejía-Ríos3, Alexánder Pari2 Resumen Este trabajo describe la distribución actual de la liebre europea, Lepus europaeus, en el Perú, la que actualmente abarca la puna, valles andinos, alrededores del lago Titicaca e irrigaciones costeras; en los departamentos de Arequipa, Cusco, Moquegua, Puno y Tacna. En base a su distribución actual desarrollamos modelos de distribución potencial de esta especie, los que pronostican que esta especie llegaría al norte del Perú. Hacemos recomendaciones sobre los principales aspectos que debieran ser estudiados en el Perú sobre L. europaeus y las posibles consecuencias de su proceso invasivo en el territorio peruano.

Palabras clave: Especies invasoras; conservación; biodiversidad; puna; dispersión.

Abstract We describe the current distribution of the European hare, Lepus europaeus, in Peru which currently covers the highlands, Andean valleys, surrounding areas of the Titicaca Lake and coastal irrigations; in Arequipa, Cusco, Moquegua, Puno and Tacna departments. Based on its current distribution we developed models of potential distribution of this species, which would forecast this species in northern Peru. We make recommendations on the main issues that should be studied in Peru, and the possible consequences of their invasive process of in Peru.

Keysword: Invasive Alien Species; conservation; biodiversity; puna; dispersion.

Introducción La liebre europea, Lepus europaeus Pallas, 1778, fue introducida intencionalmente en Argentina y el sur de Chile entre 1880 y 1930 (Markham 1971, Carman 1976, Campos 1986, Grigera & Rapoport 1983). Actualmente la encontramos ocupando prácticamente todo el cono sur sudamericano, el altiplano Peruano-Boliviano, las áreas semidesérticas de las vertientes occidentales de los Andes y las áreas irrigadas de la costa sur del Perú; mostrando así que ha sobrepasado algunos límites y barreras biogeográficas para las especies nativas, como el río Tambo y los tablazos costeros (Pearson 1982, Sheffield & Thomas 1997, Yensen & Tarifa 2003, Marín et al. 2007). Las liebres, aunque prefieren primariamente hábitats abiertos, han demostrado una notable plasticidad ecológica en el uso de hábitats y recursos (Kufner et al. 2008), es por ello que las tierras altas de la Puna y los valles costeros parecen jugar un rol de importancia para su dispersión (Jaksic et al. 2002, Bonino et al. 2010). En contraste, los bosques amazónicos y montanos parecen ser una barrera efectiva que evita su expansión.

Esta especie fue reportada formalmente en el Perú desde el año 2002 para Tacna y Arequipa (Cossíos 2004 y Lleellish et al.

2007, citado por Cossíos 2010). Posteriormente su distribución fue ampliada para los alrededores del lago Titicaca en Puno y la puna sur de Cusco, tanto para localidades altoandinas por debajo de 4400 m, como para la costa de Tacna (Cruz 2005, Canales 2008, Bonino et al. 2010).

En el Perú la mayor parte de la información que se tiene sobre esta especie es anecdótica, y se conoce muy poco acerca Rev. peru. biol. 19(3): 267 - 273 (December 2012)

de los efectos que causa en las comunidades que ha colonizado.

Si bien, en algunas localidades de Tacna y en tres comunidades de la península de Capachica en Puno se han reportado daños de consideración sobre cultivos (Lleellish et al. 2007, Canales 2008), hasta la fecha no se conoce la real dimensión del problema. No obstante, es necesario considerar que estamos frente a una especie oportunista, que incluye principalmente a las gramíneas en su dieta y que utiliza una amplia gama de hábitats (Puig et al. 2007, Kufner et al. 2008). Bajo este panorama, cabe resaltar que hace una década atrás, las evidencias indicaban que la liebre solamente había logrado instalarse en las tierras menos productivas del país (Puna seca), sobreviviendo con pasturas de mala calidad; no obstante recientemente está ingresando a tierras de mayor productividad de la puna húmeda en los departamento de Cusco y Puno, donde existen hábitats más vegetados y con mayor riqueza de especies (Weberbauer 1945, Mostacero et al.

1996). De acuerdo a lo que se conoce sobre la biología de esta especie en Argentina y Chile (Carman 1976, Grigera & Rapoport 1983, Jaksic 1998, Mack et al. 2000, Iriarte et al. 2005, Puig et al. 2007, Kufner et al. 2008, Bonino et al. 2010), es posible que ocasionen algunos problemas en el Perú, tales como: competencia con especies nativas y ganado doméstico; modificaciones en la composición de las especies vegetales en las comunidades de pastos naturales, y con ello cambios en las propiedades físicas del ecosistema; alteraciones del ciclo de nutrientes; pérdida de la productividad vegetal; y pérdida de biodiversidad.

De acuerdo con la evidencia presentada sobre su dispersión y los daños que viene causando la liebre en el Perú, se trataría de una especie invasora, la cual pudiera estar amenazando los eco-

267

Zeballos et al.

sistemas y hábitats, definitivamente con efectos económicos de consideración. Por estas razones, en este trabajo nos planteamos como objetivo determinar la distribución actual y potencial de la liebre europea en el Perú; y proporcionar elementos de juicio para definir las acciones a tomar frente a esta especie invasora.

Material y métodos Distribución actual.- Recopilamos toda la información de campo y publicada sobre la presencia de la liebre europea en el Perú. La mayor parte de esta información en el Perú se basa en observaciones directas y comunicaciones personales, así como también, abundante evidencia física de su presencia en base a restos colectados en carreteras o de los pobladores y fotografías.

Otra parte de la información está basada en nuestros registros de campo que documentan su presencia en el departamento de Arequipa desde el año 1999. Para toda esta información se obtuvieron las coordenadas geográficas de 63 registros de esta especie en Perú (46 de este reporte), los restantes provienen de la literatura (Canales 2008, Bonino et al. 2010), con ellos elaboramos el mapa de la distribución actual de la liebre (Fig. 1a).

En el año de 1999 registramos la primera evidencia de liebre en Arequipa, así que durante este año y el 2008 realizamos búsqueda de restos o indicios de su presencia reciente en 30 localidades andinas y 5 entre la cabecera del río Tambo y su desembocadura, lo que nos permitió establecer dos rutas de dispersión, una por la puna y otra a lo largo de los valles de las vertientes occidentales y costa; información que también nos sirvió para calcular la velocidad de colonización en cada caso, la que fue estimada promediando la distancia lineal entre cada registro nuevo con el del año anterior, para los parámetros usamos el método de remuestreo de Jacknife (Sokal & Rohlf 2003).

Distribución potencial.- Nos basamos en tres modelos, el primero utiliza 19 variables bioclimáticas basadas en temperatura y precipitación (Fig. 1b), obtenidas del Global Climate Data (World Clim 2011), esta es una base de datos de variables climáticas que se presenta en la forma de archivos raster, con una resolución de un kilómetro. El segundo modelo utiliza únicamente variables vegetacionales (Fig. 1c), específicamente asociados a la cobertura vegetal expresado mediante índices de vegetación (NDVI, TNDVI, Veg index, GEMI e hidrotermal), obtenidos a partir de un mosaico de imágenes landsat 5 TM, desarrolladas por uno de los autores: AM, estas fueron obtenidas del “Catálogo de Imágenes Satelitales” (INPE 2011-2012). Finalmente, el tercer modelo fue construido en base a un modelo mixto que usa las variables climáticas y vegetacionales descritas antes (Fig. 1d); en los tres casos usamos el método de máxima entropía (Benito & Peñas 2007) implementado en el programa Maxent (http://www.cs.princeton.edu/~schapire/maxent/) (Phillips et al. 2006, Phillips & Dudík 2008). Para configurar MaxEnt se introdujo 1000 como número máximo de iteraciones, estableciendo el límite de convergencia en 0,00001 y el valor de regularización en 0,0001. Estos valores, según el autor (Phillips et al. 2006), son adecuados para garantizar la convergencia del algoritmo. Para comparar la capacidad de discriminación de los distintos modelos seleccionmos el método del área bajo la curva, “Receiver Operating Characteristic” (ROC) (Hanley & McNeil 1982, Fielding & Bell 1997, Segurado & Araújo 2004, Muñoz & Felicísimo 2004) y en algoritmos de solo presencia (Phillips et al. 2006). El ROC indica que para un punto de presencia y uno aleatorio seleccionados al azar, la probabilidad de que el valor de

268

idoneidad previsto por el modelo para el punto de presencia sea mayor que el previsto para el punto aleatorio. Es además una medida directa de la capacidad de discriminación del modelo, que toma valores próximos a 1 cuando existe un buen ajuste con los datos de evaluación y cercanos a 0.5 cuando el ajuste no es mejor que el obtenido por azar (Phillips et al. 2006).

Resultados La liebre europea en el Perú, hacia diciembre del 2011 describe una amplia distribución en el altiplano y la costa sur, siempre en ecosistemas abiertos. Actualmente ocupa cinco departamentos del sur peruano (Arequipa, Cusco, Moquegua, Puno y Tacna), invadiendo prácticamente todo el altiplano del sur peruano, ha ingresado a las únicas tierras productivas que se ubican en el desierto, como las áreas ribereñas, irrigaciones y los humedales costeros (Fig. 1a, Tabla 1). En cuanto a su hábitat, nuestros datos muestran que ha ocupado principalmente las planicies y tierras onduladas con pajonales de puna, bofedales y tolares (Parastrephia spp.); así como también, en las tierras de cultivo a diferente altitud y áreas vegetadas que rodean las lagunas costeras como juncales y salicorniales (Salicornia sp.). No encontramos ningún registro se ha efectuado en áreas rocosas o escarpadas.

Los primeros avistamientos en la puna de Arequipa ocurrieron en 1999, en las localidades de Pati (16,0676 °S y 70,9487 °W, 4456 m), Chalhuanca (15,720 °S y 71,3128 °W, 4334 m) y Carmen de Chaclaya (16,1482 °S y 70,9226 °W, 4437 m), ambas cerca del límite con el departamento sureño de Moquegua.

Desde ese año a la fecha, observamos dos rutas de dispersión: la primera se desarrolló de forma progresiva sobre la puna de Arequipa a una velocidad de dispersión de 14,5 km/año (n= 30; s= 0,04), a la cuál llamamos ruta puneña; mientras que la segunda ocurrió a lo largo de los ríos hacia la costa (especialmente en el río Tambo), en esta “ruta ribereña” la velocidad de dispersión fue de 18,2 km/año aproximadamente.

Los modelos de distribución presentan un valor de ROC mayor de 0,989 derivado de la base de datos proveniente de las 19 variables bioclimáticas, Lo que nos permite establecer que la distribución de los puntos de presencia de la liebre europea es consistente y/o homogénea para cada una de las variables climáticas tomadas en el modelo. Para los modelos surgidos con la base de datos de variables provenientes de la base de datos Mixta y de la derivada de los Índices de Vegetación, se tienen valores de ROC de 0,971 y 0,935 respectivamente. Los tres modelos teóricos son consistentes y sugieren que existiría disponibilidad de hábitat para que la liebre europea colonice el norte del país (Fig. 1 a, b, c).

Discusión Según la evidencia publicada L. europaeus debe haber llegado al territorio peruano desde el sur, posiblemente de Chile, ya que los primeros registros se conocen de Tacna; pero no se descarta que haya ingresado por Bolivia, país con el que mantenemos una línea fronteriza mayor.

Los reportes más antiguos sobre la presencia de liebre europea en el territorio peruano fueron los de Lleellish et al. (2007) en Candarave y Yarada Media, Tacna, fechados en 1975 y 1989 respectivamente; Cruz (2005) estimó su llegada entre 1994 – 1996 y Cossíos (2004) en 1995-1998. Por su parte Cossíos (2010) postula que la estimación más confiable de su ingreso al Perú habría ocurrido en el lapso de 1994 - 1998 y que 1975 es Rev. peru. biol. 19(3): 267 - 273 (Diciembre 2012)

Distribución de Lepus europaeus en Perú

(a)

(b)

. Quito

.

Guayaquil

.

.

Iquitos

Chiclayo

.

SOUTH AMERICA

Trujillo

.

Chimbote

Callao Lima

.

.

Cuzco

.

Arequipa

.

(c) .

.

(d)

Quito

.

Guayaquil

. .

La Paz

.

Iquique

Quito

Guayaquil

Iquitos

.

SOUTH AMERICA

Iquitos

SOUTH AMERICA

.

Chiclayo

.

.

Trujillo

.

Chiclayo

.

Chimbote

.

.

.

Probabilidad

Chimbote

Callao Lima

Callao Lima

Lepus sp

Trujillo

.

Cuzco

.

Cuzco

0.00004274 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.3 0.3 - 0.4 0.4 - 0.5 0.5 - 0.6

.

Arequipa

.

.

Arequipa

.

0.6 - 0.7 0.7 - 0.8 0.8 - 0.9 0.9 - 1

Figura 1. Distribución de la liebre europea (Lepus europaeus) en el Perú, (a) Mapa de la distribución actual; (b) Modelo de distribución potencial basado en variables bioclimáticas de temperatura y precipitación obtenidas del Global Climate; (c) Modelo de distribución potencial basado en cobertura vegetal expresado mediante índices de vegetación (NDVI, TNDVI, Veg index, GEMI e hidrotermal); y (d) Modelo de distribución potencial construido en base a un modelo mixto que usa las variables climáticas y vegetacionales. Los modelos fueron obtenidos con el programa MaxEnt (Phillips et al. 2006).

Rev. peru. biol. 19(3): 267 - 273 (December 2012)

269

Zeballos et al.

Tabla 1. Nuevas localidades de registro de la Liebre europea (Lepus europaeus) en el Perú

270

.

Departamento

Localidad

Latitud sur

Longitud oeste

Tacna

Laguna Blanca

-17,643363

-69,656613

Moquegua

Alto Toroya

-15,943286

-70,798408

Moquegua

Quinsachata

-15,459794

-71,313432

Moquegua

Laguna Suches

-16,933330

-70,400000

Arequipa

Mejía

-17,143144

-71,869318

Arequipa

La Curva

-17,148906

-71,816806

Arequipa

Toccrapampa

-15,863873

-71,433264

Arequipa

Sibayo

-15,494150

-71,465977

Arequipa

Chivay

-15,643599

-71,596641

Arequipa

Chiguata

-16,399781

-71,397799

Arequipa

Pati

-16,067563

-70,948652

Arequipa

San Juan de Tarucani

-16,179119

-71,063326

Arequipa

Pampa Cañahuas

-16,073194

-71,380136

Arequipa

Pampa de Arrieros

-16,066423

-71,588902

Arequipa

Chalhuanca

-15,720130

-71,312830

Arequipa

Chalhuanca

-15,698885

-71,257285

Arequipa

Chalhuanca

-15,737647

-71,290104

Arequipa

Carmen de Chaclaya

-16,148181

-70,920000

Arequipa

Cabrerías

-16,269483

-71,457193

Arequipa

Caylloma

-15,196114

-71,773949

Arequipa

Huayllache

-15,218794

-71,846668

Arequipa

Laguna de Salinas

-16,333330

-71,083333

Arequipa

Salinas Huito

-16,321626

-71,147914

Arequipa

Matacaballo

-16,250000

-71,466670

Arequipa

Umaluso

-16,068838

-71,376201

Arequipa

Loma Colorada

-16,163202

-71,349833

Arequipa

Pampa Matacaballo

-16,147516

-71,418393

Arequipa

Pampa Matacaballo

-16,212532

-71,384698

Arequipa

Cerco de Colca Huallata

-15,750134

-71,062447

Arequipa

Repartición Aguada Blanca

-16,278386

-71,507742

Puno

Ñuñoa

-14,466667

-70,650000

Puno

Ayaviri

-14,883333

-70,600000

Puno

Limbani

-14,149907

-69,688190

Puno

Aricoma

-14,280168

-69,768587

Puno

Moho1

-15,371017

-69,510158

Puno

Moho2

-15,331547

-69,294332

Puno

Asillo1

-14,787500

-70,432475

Puno

Asillo2

-14,764019

-70,432475

Puno

Santa Rosa de Paratía

-16,016667

-69,450000

Puno

Hda. Ventilla, Huacullani

-16,633330

-69,316667

Puno

Caccachara

-16,723567

-70,059650

Puno

Crucero

-14,350000

-69,983330

Puno

Laguna Loriscota

-16,833330

-70,050000

Cusco

Espinar

-14,803395

-71,421581

Cusco

Ocongate

-13,635571

-71,398046

Rev. peru. biol. 19(3): 267 - 273 (Diciembre 2012)

Distribución de Lepus europaeus en Perú

una propuesta extrema, argumentando que a la velocidad de dispersión de 10 − 44 km/año (Grigera & Rapoport 1983, Cossíos et al. 2004, Bonino et al. 2010) habría alcanzado la costa antes de lo propuesto por Lleelish y colaboradores y que el 97% de los entrevistados por este último indicaron su presencia a partir de 1996. No obstante, usando el primer indicio certificado de la presencia de la liebre en Arequipa en 1999 y Asillo en 2002, (ubicados a aproximadamente 215 y 265 km en línea recta de la frontera de Tacna y Puno respectivamente), y usando la velocidad de dispersión propuesta en este estudio tenemos un estimado de ingreso que oscila entre 1980 - 1986 y 1979 - 1986 respectivamente. Considerando que estos estimados se basan en distancias lineales que no consideran la topografía y que los primeros colonos deben haber arribado en número reducido por lo que su presencia pudiera ser no percibida; proponemos reconsiderar el año 1975 como fecha probable de ingreso al país (Lleelish et al. 2007). Sin embargo, independientemente de la fecha y punto de ingreso al país, este debió haber ocurrido al sur del Lago Titicaca donde predominan dos tipos de ambientes, el primero circunlacustre más benigno y de menor altitud (3700 - 3800 m); y el segundo, la puna seca, con alturas promedio de 4300 m, con presencia de bofedales aislados, extensos pajonales y tolares que están ampliamente alterados por sobrepastoreo.

No descartamos que el empobrecimiento de la vegetación haya facilitado su dispersión, porque habrían menos competidores y su plasticidad para sobrevivir en ambientes degradados lo favorecería.

una baja población de depredadores, clima benigno, altamente alterado y con pocos competidores herbívoros.

La velocidad de dispersión estimada por nosotros de 14,5 ± 2,4 km/ año para la puna y 18,2 km/año a lo largo de los ríos es congruente con lo presentado los 18,6 km/año estimado por Griguera y Rapoport (1983) para datos experimentales, valores similares son reportados por Bonino et al. (2010) para poblaciones de Paraguay. Este último estima 30 km/año para poblaciones de Bolivia. Por su parte Cossíos (2004) y Bonino et al. (2010) han estimado velocidades de dispersión de 44,3 y 34 km/año, respectivamente, para la distancia entre Tarija y el borde sur del Perú.

Si bien la puna es un área altamente diversa, con complejos ensambles de vertebrados y grupos faunísticos muy diversos como los roedores (Pearson 1982, Pacheco et al. 2009), se esperaría que la riqueza fuera una efectiva barrera, tal como lo predice la hipótesis de Elton (1958); no obstante, en la puna la diversidad se encuentra asociada a ciertas localidades existiendo extensas áreas muy pobres donde las interacciones son reducidas; esto no contradice la hipótesis de Elton, sino que la refuerza, ya que la alta riqueza para ser una barrera efectiva tendría que ser continua, no como el caso de la puna donde hay un mosaico de hábitats con diferente grado de riqueza.

En el caso de la dispersión por la puna observamos que permite una distribución latitudinal, mientras que la ribereña es altitudinal, por la que accederían a la costa desde las tierras altas.

En las áreas abiertas de la Puna la velocidad de dispersión ha sido menor que a lo largo de los ríos. La diferencia observada en el avance en la Puna y la ribereña en nuestros datos, podría deberse a que a lo largo de los ríos el avance es lineal y unidireccional con un incremento proporcional en el área de ocupación, mientras que en la puna los desplazamientos pueden ocurrir en distintas direcciones por lo que la superficie cubierta sería cuadrática, y por lo tanto se daría a menor velocidad.

En esta misma línea de pensamiento, es importante destacar que los tres modelos, si bien tienen diferencias en el área proyectada, lo relevante es que predicen su dispersión hasta el norte del país, ya que posiblemente encuentren hábitat adecuado (tierras abiertas y pastizales), y donde prácticamente no existirían barreras biogeográficas ni fisiológicas para su dispersión. En el caso del modelo mixto (Fig. 1d) nos describe una estrecha franja en el lado occidental de la cordillera que puede deberse a que está sesgado por la información de la puna seca del altiplano sur; no obstante nos inclinamos a pensar que podría ser una franja de hábitat óptimo para esta especie, característicamente árido, con Rev. peru. biol. 19(3): 267 - 273 (December 2012)

De acuerdo a lo observado en estudios previos (Elton 1958, Jacksic 1998, Levine & D’Antonio 1999, Mack et al. 2000, Arim et al. 2006), las áreas más propensas para la presencia de las especies invasoras como la liebre europea serían: a) áreas perturbadas por el hombre, como las pasturas de la puna y áreas ribereñas a lo largo de los valles de las vertientes occidentales; b) sistemas pobres sin interacciones arraigadas, como en muchas áreas de la puna; c) sistemas donde hay más hábitats o nichos que eventualmente pueden ser ocupados, tal es el caso de la alta variabilidad orográfica en la puna y el gradiente altitudinal de los valles costeros.

En cuanto a la resistencia a las invasiones, Elton (1958) postuló que crece en proporción directa al número de especies en la comunidad, por que a mayor riqueza hay mayor estabilidad.

Concordantemente con esto cabe mencionar que las áreas más ricas en especies en la puna están ubicadas en las áreas rocosas y los bofedales, en cambio, las pampas por lo general alteradas por sobrepastoreo, presentan un menor número de especies, y es precisamente donde es más fácil de encontrar a la liebre.

La puna Sudamericana es un área extensivamente utilizada por los pobladores desde muy antiguo (García & Beck 2006), presentándose las mayores perturbaciones por sobrepastoreo en la puna seca, lo cual ha desencadenado serios procesos de desertificación (Zeballos 2008).

Si bien, la liebre encuentra en la puna una continuidad de hábitats adecuados para su dispersión, su presencia en la serranía esteparia facilitaría su dispersión entre los ríos y es lo que demuestran los modelos presentados. Por su parte, el desierto parece ser una barrera infranqueable para esta especie, y su llegada a las irrigaciones y humedales costeros habría sido facilitada por los valles de la cuenca pacífica, los que han sido utilizados como vías de dispersión.

Es notable que a lo largo de estos ambientes la liebre tiene condiciones adecuadas para su expansión, ya que encontramos: a) disponibilidad de áreas perturbadas con buen alimento para su supervivencia (v.g. cultivos); b) ausencia de depredadores naturales efectivos y parásitos, tanto zorros, gatos y pumas aún no han aprendido a cazarlas, tal como ocurrió en el sur del Continente (Jaksic 1998) donde actualmente las liebres se constituyen en importante dieta de varios depredadores (Zanón-Martínez et al. 2012); y c) una reducida presencia de competidores nativos, muchos de los que se encuentran en proceso de declinación (venados, guanacos, viscachas) (Novaro et al. 2000, Farías & Kittlein 2008).

271

Zeballos et al.

La pregunta crucial en estos momentos es: ¿Qué pasará cuando lleguen a tierras más productivas del centro y norte del país?

De acuerdo con su alta capacidad de dispersión, no debería tener dificultades para seguir avanzando hacia el norte, inclusive hasta la depresión de Huancabamba (Bonino et al. 2010), recorriendo vastas áreas de puna perturbada, la que hacia el norte se hace más productiva y está ampliamente usada en agricultura. Inclusive llegaría a las irrigaciones costeras dispersándose a lo largo de los valles y las lomas costeras. Esto es motivo de una amplia preocupación, pues al llegar a tierras de mayor productividad, donde podrían alcanzar altas densidades en torno a la capacidad de carga del sistema; podría ocurrir una explosión poblacional diferente de las reportadas en el Perú con pequeños roedores (Gilmore 1947, Pearson 1975, Zeballos et al. 2000), y que podría ser muy dañina, causando daños como los que ya se han visto en Tacna y Puno. Lamentablemente, hasta la fecha en el Perú muy poco se está investigando sobre esta especie invasora, siendo necesario conocer como se está comportando, y poder así plantear propuestas objetivas y debidamente sustentadas para resolver los conflictos e impactos que genere (Ojasti 2001).

Por estas razones es urgente que se tomen medidas para controlar la propagación de L. europaeus y establecer las decisiones a tomar ante su eminente llegada al centro y norte del Perú.

Asimismo, es necesario que los organismos gubernamentales financien y promuevan investigaciones con el fin de conocer la real magnitud del efecto que tiene su presencia en el Perú, para que se conozca: a) su efecto sobre la diversidad biológica (herbivoría, competencia y depredación) y sus implicancias para la conservación de esta biodiversidad; b) el efecto que tiene sobre la composición y la productividad vegetal; c) el efecto sobre el funcionamiento de los ecosistemas; d) el impacto sobre los productores en las áreas afectadas; y e) la posibilidad de aprovechamiento como recurso alimenticio y peletero como ha sido hecho en otros países (Iriarte et al. 2005). Esperamos que el presente trabajo sirva de base para iniciar la toma de decisiones que definan los principios y metodologías para monitorear los impactos de L. europaeus, plantear una estrategia para su control; y prevenir sus efectos sobre nuestros ecosistemas.

Agradecimientos Agradecemos al Dr. Ariel Farías por la revisión y notables aportes al manuscrito; al Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa por el acceso a los especímenes allí depositados; a los pobladores por compartir su información; a los profesionales del Centro de Estudios y Promoción del Desarrollo–desco, por la información facilitada y por el uso del Software ArcGIS (Licencia: KEY 555983330); al INPE de Brasil por el uso de las imágenes Landsat; y al World Clim por el uso de la base de datos bioclimáticos.

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273

Zeballos et al.

274

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Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from Seymour Island, ISSNAntarctica 1561-0837

Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from a basal horizon (Ypresian, Eocene) of the Cucullaea I Allomember, La Meseta formation, Seymour (Marambio) Island, Antarctica Diversidad de vertebrados marino costeros de la Provincia Weddelliana en un horizonte basal (Ypresiano, Eoceno) del Alomiembro Cucullaea I, Formación La Meseta, isla Seymour (Marambio), Antártida Marcelo A. Reguero1,2,3,*, Sergio A. Marenssi1,3 and Sergio N. Santillana1 1 Instituto Antártico Argentino, Cerrito 1248, C1010AAZ Ciudad Autónoma de Buenos Aires, Argentina.

2 División Paleontología de Vertebrados, Museo de La Plata, Paseo del Bosque s/n, B1900FWA, La Plata, Argentina.

3 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina (CONICET). * Corresponding author. Email: regui@fcnym.unlp.edu.ar

Abstract The La Meseta Formation crops out in Seymour/Marambio Island, Weddell Sea, northeast of the Antarctic Peninsula and contains one of the world's most diverse assemblages of Weddellian marine/coastal vertebrates of Early Eocene (Ypresian) age. The La Meseta Formation is composed of poorly consolidated, marine sandstones and siltstones which were deposited in a coastal, deltaic and/or estuarine environment. It includes marine invertebrates and vertebrates as well as terrestrial vertebrates and plants. The highly fossiliferous basal horizon (Cucullaea shell bed, Telm 4 of Sadler 1988) of the Cucullaea I Allomember is a laterally extensive shell bed with sandy matrix. The fish remains, including 35 species from 26 families, of the Ypresian Cucullaea bed represent one of the most abundant and diverse fossil vertebrate faunas yet recorded in southern latitudes.

Stratigraphic distribution and phylogenetic relationships of the Weddellian sphenisciforms are consistent with a first radiation of this group in the Early Eocene. The first inquestionable archaeocete from Antarctica is recorded in this unit and is referred to a new taxon.

Keywords: Antarctica; Seymour Island; Early Eocene (Ypresian); La Meseta Formation (Cucullaea I Allomember); Vertebrates; Paleobiogeography

Resumen

Presentado: 01/04/2012 Aceptado: 20/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

La Formación La Meseta aflora en la Isla Seymour/Marambio, Mar de Weddell, noreste de la Península Antártica y contiene una de las asociaciones de vertebrados costeros/marinos de edad Eoceno temprano (Ypresiano) más diversa que se conoce a nivel mundial. Esta unidad está compuesta por areniscas marinas pobremente consolidadas las cuales fueron depositadas en ambientes costeros, deltaicos y/o estuarinos. Esta incluye invertebrados y vertebrados marinos así como plantas y vertebrados terrestres. El horizonte basal (el banco de Cucullaea, Telm 4) del Alomiembro Cucullaea I es lateralmente extensor y altamente fosilífero. Los restos de peces del banco de Cucullaea (Ypresiano) incluyen 35 especies con 26 familias y representa una de las más abundantes y diversas fauna de vertebrados fósiles registradas en latitudes altas. La distribución estratigráfica y las relaciones filogenéticas de los pingüinos fósiles (Sphenisciformes) son consistentes con la primera radiación de este grupo en el Eoceno temprano. El primer incuestionable Archaeoceti de Antártida es registrado en esta unidad y es referido un nuevo taxón.

Palabras claves: Antártida; Isla Seymour; Eoceno temprano (Ypresiano); Formación La Meseta (Alomiembro Cucullaea I); Vertebrados; Paleobiogeografía.

Introduction Paleogene Antarctic marine/coastal vertebrates come almost exclusively from the James Ross Basin, Wedddell Sea, Antarctic Peninsula (Reguero & Gasparini, 2007), mostly from Early Eocene-earliest Oligocene? fossils of the La Meseta Formation in Seymour (Marambio) Island (Fig. 1), secondly from the Eocene of the Fildes Peninsula, 25 de Mayo (King George) Island (Covacevich & Rich 1982; Li Jianjun & Zhen Shuonan 1994), and from Eocene erratics of the McMurdo Sound, East Antarctica (Stilwell & Zinsmeister 2000).

The record of fossil vertebrates in the La Meseta Formation is extremely diverse. In this paper we will refer only to the basal horizon of the Cucullaea I Allomember of that formation (Marenssi et al. 1998a, b). This horizon is characterized by a laterally extensive shell bed (Cucullaea shell bed). During the austral summers of 1990–2000 Argentinean teams’ recovered more than 10,000 teeth of fishes by dry-sieving and surfaceprospecting of different localities along this horizon.

Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (December 2012)

This first description of the Ypresian basal horizon marine/ coastal vertebrate fauna documents the previously unappreciated diversity and unique character of Antarctica’s Early Eocene marine vertebrates, and indicates a cool-water paleoenvironment for the marine vertebrate assemblage.

Biogeographically all these vertebrates lived in the Weddellian Province. The Weddellian Province was proposed by Zinsmeister (1979, 1982) as a biogeographic unit of shallow marine waters that encompassed the coasts of Australia, New Zealand, Tasmania, Antarctica and southern South America (Magallanic Region in Chile, and Patagonia in Argentina) during the late Cretaceous through Eocene.

Locality and geological setting The Early Eocene to earliest Oligocene? La Meseta Formation (Elliot & Trautman 1982) crops out in Seymour and Cockburn islands, close to the northern tip of the Antarctic Peninsula, Antarctica and is ������������������������������������������������ an unconformity-bounded unit (La Meseta Alloformation of Marenssi et al. (1998a). This unit is the topmost

275

Reguero et al.

700 SUBMESETA

39.1

t

Telm 6

41

LUTETIAN

36.1 37.3 37.6

Telm 7

34.7

CUCULLAEA II

42.5

48.8

600

v

MIDDLE EOCENE

BARTONIAN PRIABONIAN

34 34.2

U. EOC.

86

Sr/87Sr

m 800

cu

276

500

c c

CUCULLAEA I

n

51

53 53.2

ACANTILADOS

300

200

Telm 2

54

YPRESIAN

Telm 3

53.5

EARLY EOCENE

52.8

DPV 2/84

cu v v

CAMPAMENTO

Telm 4

52.5

400

64.33

100 VALLE DE LAS FOCAS

The Cucullaea I shell bed represents a laterally continuous (several kilometers) horizon with thicknesses up to 3 meters.

It bears complex internal reactivation (erosion-sedimentation) surfaces indicating multiple events. Individual beds are lensshaped (up to 0.5 m thick) with erosional bases. They are mostly matrix supported, composed by bioclasts and some gravels immersed in a coarse-sand matrix with some granules. Internally

50.8

Telm 1

The basal part of the Cucullaea I Allomember is a horizon dominated by the pelecypod Cucullaea and darwinellid gastropods. Sadler (1988) characterized this shell bed (its Telm 4) by its thickness (as thick as 3 m), coarseness, and relatively high content of phosphatic teeth and bones, Sadler (1988) interpreted it as a transgressive lag characterized by abundant phosphate pebbles and glauconite. The age of this horizon of ca. 52.5 Ma (Ypresian) is indicated by the strontium stratigraphy based on the 87Sr/86Sr ratios of carbonate shells of the overlying beds of the Cucullaea I Allomember and it is consistent with paleomagnetic and biostratigraphic data (Montes et al. 2010)(Fig. 2).

LA MESETA FORMATION

exposed part of the sedimentary fill of the Late Jurassic-Tertiary James Ross Basin (Del Valle et al. 1992) and was interpreted as the filling of an incised-valley system (Marenssi et al. 1998a).

The La Meseta Formation rests unconformably on either the Late Cretaceous L贸pez de Bertodano Formation or on the Paleocene Sobral and Cross Valley formations (Sadler 1988; Marenssi et al. 1998a). The unit is composed of sandstones and mudstones with interbedded shell-rich conglomerates. It was subdivided

by Sadler (1988) into seven lithofacies units (Telms 1-7), and later organized into six erosionally-based internal units, named from base to top Valle de Las Focas, Acantilados, Campamento, Cucullaea I, Cucullaea II and Submeseta Allomembers (Marenssi et al. 1998a)(Fig. 2). These units were deposited mainly during the Eocene in deltaic, estuarine and shallow marine settings, mostly within a northwest-southeast trending incised valley (Marenssi et al. 1998a, 1998b).

49.4

Telm 5

49

Figure 1. Locality map for the Seymour (Marambio) Island, northeastern Antarctic Peninsula. Locality key: DP, Dreadnought Point; BB, Brandy Bay; CL, Cape Lamb; SMC, Santa Marta Cove. Position of the Cretaceous-Tertiary boundary on Seymour Island indicated by the symbol K/T.

50

0

Figure 2. Stratigraphic column of La Meseta Formation on Seymour Island, Antarctic Peninsula (modified from Montes et al. 2010). Strontium datation values from Dingle & Lavelle 1998; Dutton et al. 2002; Reguero et al. 2002 and Ivany 2008. Abbreviations: cu, Cucullaea, n, naticids, v, veneroids, and t, Turritella.

Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (Diciembre 2012)

Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from Seymour Island, Antarctica

were collected through screen sieving and limited excavation.

Approximately 1300 kg of matrix was collected and dry sieved in the field. The residues were sorted to 850 microns, with the high quantity of glauconite and ferruginous grains preventing sorting of finer fractions.

Dry-sieving sediments from a single site, DPV (División Paleontología de Vertebrados) 2/84 (64°14’21.782”S; 56°36’11.685”W, Cucullaea shell bank, basal part of the Cucullaea I Allomember, Fig. 1), has produced hundreds of bone fragments and teeth of sharks, rays, chimaeroids, bony fishes, turtles, penguins, whales, terrestrial mammals (marsupials and meridiungulates) and trunks and leaves (Reguero et al. 2002).

The diversity of this vertebrate-bearing horizon can be taken to represent essentially a single marine fauna.

All the material described here is deposited in the fossil vertebrate collection of the Museo de La Plata (División Paleontología de Vertebrados) and have registration numbers prefixed by “MLP”.

Taxonomic definitions and terminology. The fossil fish material collected consists of isolated remains of selachians and actinopterygians and was obtained by dry sieving of unconsolidated sediments of the Cucullaea bed (Telm 4). The systematic and nomenclature used here is adopted from Cappetta (1987) and Compagno (1988).

Figure 3. Base of the Cucullaea I Allomember, the basal shell bed (Telm 4 of Sadler 1988) at DPV 2/84 locality, showing fossiliferous outcrop on west side of plateau at north end of Seymour Islans with very abundant specimens of Cucullaea raea and darwinellids.

each bed is massive or present through cross bedding or rarely parallel bedding.

Shells are disarticulated and oriented with the maximum projection area parallel to bedding. Concave-up, concave-down and nesting are common. Reworking of the underlying deposits (time-averaging) is suggested by fossil shells and fishes. There are a mixture of whole (although disarticulated) shells mostly of the species Cucullaea raea reworked directly from the underlying sands (Telm 3 or Campamento Allomember) and higly abraded and broken shells of many other invertebrate groups (Fig. 3).

Sedimentological evidences indicate that the Cucullaea I shell bed represents channel lags of laterally migrating subtidal channels (inlets?) developed at the mouth of a tide and wave influenced estuary (Marenssi et al. 1998b) during a slow transgressive event.

Many authors (Sadler 1988; Marenssi et al. 1998b; Ivany et al. 2006) indicated that this horizon bears all the hallmarks of a time-condensed transgressive deposit and placed a major hiatus at its base. Although the time averaging and erosion of the underlying beds are evident new stratigraphic data (Montes et al. 2010) suggest no hiatus but slow accumulation rate.

Material and methods Surface collecting was carried out over several kilometers of La Meseta Formation exposures. Numerous fossils were recovered by surface collecting, although the majority of the specimens Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (December 2012)

For Sphenisciformes Clarke et al. (2003) proposed phylogenetic definitions for higher taxa within the penguin total group. Pansphenisciformes is applied to the clade including all taxa more closely related to Spheniscidae than any other extant avian lineage. Sphenisciformes is applied in a more exclusive sense to the clade including all Pansphenisciformes that share the apomorphic loss of aerial flight. Spheniscidae is applied to the crown clade of penguins, comprising the most recent common ancestor of all living penguin species and its descendants.

We use the classification proposed by Simpson (1946, 1971) throughout this paper.

Here, we follow the terminology and sequential stratigraphic interpretation of the revision of Marenssi et al. (1998a, 1998b).

Results Ypresian diversity of marine/coastal vertebrates in high latitudes Particularly the Ypresian horizon of the Cucullaea I Allomember contains the bulk of the fossil fish localities of the La Meseta Formation. This fossil fish fauna consists of thousands of selachian teeth and bony fish remains (including teeth, cranial fragments, vertebrae, fin spines, otoliths).

Sharks remains, largely represented by isolated teeth and vertebrae and a few poorly preserved dorsal spine, are extremely abundant and diverse in the coarser sand facies of the Cucullaea I Allomember. Interestingly, the level of diversity from a single locality (DPV 2/84) of the La Meseta Formation is much higher than the level of diversity for most extant cool temperate shark faunas and nearly equal to a present-day tropical shark fauna.

At least 21 taxa of sharks between 11 families (Table 1) occur in this horizon. The most abundant (according to tooth number) elamosmobranch taxa are Squatina (37.89%), Pristiophorus (22.45%), Odontaspididae (17.24%), Myliobatis (6.70%), Squalus (6.81%), Rajidae (4.72) and Holocephali (2.68%).

277

Reguero et al.

Table 1.- Taxonomic list, stratigraphy, and references for the Chondrichthyes fauna from the Cucullaea I Allomember (La Meseta Formation) of Seymour Island, Antarctic Peninsula.

Taxon CHONDRICHTHYES HEXANCHIDAE Heptranchias howelli Hexanchus sp.

SQUALIDAE Squalus woodburnei Squalus weltoni Centrophorus sp.

Dalatias licha Deania sp.

SQUATINIDAE Squatina sp.

PRISTIOPHORIDAE Pristiophorus lanceolatus GINGLYMOSTOMATIDAE Pseudoginglymostoma cf. P. brevicaudatum ORECTOLOBIDAE Stegostoma cf. S. fasciatum ODONTASPIDIDAE Palaeohypototus rutoti Odontaspis winkleri Striatolamia macrota CETORHINIDAE Cetorhinus sp.

LAMNIDAE Isurus praecursor Lamna cf. L. nasus OTODONTIDAE Carcharocles auriculatus MITSUKURINIDAE Anomotodon multidenticulata CARCHARHINIDAE Scoliodon sp.

Carcharhinus sp.

PALAEOSPINACIDAE Paraorthacodus sp.

PRISTIDAE Pristis sp.

MYLIOBATIDAE Myliobatis sp.

RAJIDAE Bathyraja sp.

HOLOCEPHALI CALLORHYNCHIDAE Ischyodus dolloi CHIMAERIDAE Chimaera seymouriensis

Stratigraphy (Allomember)

Source

Cucullaea I Cucullaea I

Long (1992a) Cione & Reguero (1994)

Cucullaea I Cucullaea I Cucullaea I Cucullaea I Cucullaea I

Long (1992a) Long (1992a) Long (1992a) Long (1992a) Long (1992a)

Cucullaea I

Welton & Zinsmeister (1980)

Cucullaea I, Submeseta

Grande & Eastman (1986)

Cucullaea I

Long (1992a)

Cucullaea I

Long (1992a)

Acantilados, Cucullaea I Acantilados, Cucullaea I Acantilados, Cucullaea I

Long (1992a) Long (1992a) Kriwet (2005)

Cucullaea I

Cione & Reguero (1998)

Cucullaea I Cucullaea I

Cione & Reguero (1994) Long (1992a)

Cucullaea I, Submeseta

Welton & Zinsmeister (1986)

Cucullaea I

Long (1992a)

Cucullaea I Cucullaea I

Long (1992a) Kriwet (2005)

Cucullaea I

Cione (comm. pers.)

Cucullaea I

Kriwet (2005)

Acantilados, Cucullaea I

Cione et al. (1977)

Cucullaea I

Long (1992c)

Cucullaea I

Grande & Eastman (1986)

Cucullaea I, Submeseta

Ward & Grande (1991)

Long (1992a) pointed out that this Antarctic fossil shark assemblage constitutes a very complex assortment of sharks from many different habitats converging on one specific locality.

The rare occurrence of Carcharhinus and Pristis, both taxa confined today to warm-temperate to tropical waters, in the temperate waters of Early Eocene in Antarctica indicates that both were not primary inhabitants but migrated along open trans-equatorial seaways into Southern Hemisphere waters (Kriwet 2005).

278

The Eocene selachian fauna from Antarctica includes 25 species in 16 families (Table 1). 24 taxa and 15 families come from the Cucullaea I Allomember of the La Meseta Formation of Seymour Island. The majority of taxa belong to sharks while batoids are represented by only three taxa with a very uneven distribution in the sequence. Long & Stilwell (2000) reported the presence of rare selachian teeth from Eocene deposits of Mount Discovery in East Antarctica. This material includes the first record of Galeorhinus for Antarctica.

Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (Diciembre 2012)

Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from Seymour Island, Antarctica Table 2.- Taxonomic list, stratigraphy, and references for the teleostean fishes and reptiles from the Cucullaea I Allomember (La Meseta Formation) of Seymour Island, Antarctic Peninsula.

Taxon CLUPEIFORMES CLUPEIDAE Marambionella andreae PERCIFORMES OPLEGNATHIDAE Oplegnathus sp.

XIPHIORHYNCHIDAE cf. Xiphiorhynchus TRICHIURIDAE Trichiurus sp.

LABRIDAE Gen. et sp. indet.

SILURIFORMES INCERTAE SEDIS Siluriformes undetermined GADIFORMES MERLUCCIDAE “Mesetaichthys” BERYCIFORMES gen. et sp. indet.

CRYPTODIRA DERMOCHELYIDAE “Psephophorus”sp.

Testudines indet.

Stratigraphy (Allomember)

Source

Acantilados, Cucullaea I?

Jerzmanska (1991)

Cucullaea I

Cione et al. (1994)

Campamento, Cucullaea I

Cione et al. (2001)

Cucullaea I

Long (1991)

Cucullaea I

Long (1992b)

Cucullaea I?

Grande & Eastman (1986)

Cucullaea I, Submeseta

Jerzmanska & Swidnicki (1992)

Acantilados, Cucullaea I?

Doktor et al. (1996)

Cucullaea I Cucullaea I

De la Fuente et al. (1995) Bona et al. (2010)

Most of the fish taxa mentioned here are found in many different overlying localities and horizons of the Cucullaea I Allomember excepting in the upper units that document a sharp decrease in diversity near the boundary Cucullaea II and Submeseta allomembers. In the Submeseta Allomember, there is a dramatic diminution of diversity of those selachians that dominated below, there are no teleost taxa characteristic of warm water (e.g., Labridae, Oplegnathidae, Xiphiorhynchidae), sharks dramatically decreases in diversity and quantity (a few Pristiophorus and odontaspidid teeth) and begin to predominate some sharks (Lamna) and teleosts with species characteristic of colder waters (e.g., gadiforms of the informal genus "Mesetaichthys") are recorded.

Long (1992c) and Case (1992) analyzed the ecology and diversity of the Eocene Seymour selachian fauna and concluded that the selachian fauna represents a cool-temperate fauna with different ecological components including tropical water immigrants (e.g., Pseudoginglymostoma, Stegostoma, Scoliodon).

While the diversity of the elasmobranch fauna in the Cucullaea I Allomember of the La Meseta Formation seems to be abundant and quite diverse, the teleost fishes appear to be low and poor. Teleost fishes are represented by gadiforms, clupeiforms, oplegnathids, siluriforms, perciforms, beryciforms, and chimaeriforms (see Table 2).

Penguins are by far the most dominant group of coastal/ marine birds within this unit. Sphenisciformes are a group of flightless aquatic birds, distributed broadly throughout the Southern Hemisphere. Fossils indicate that stem penguins reached Antarctica by the late Paleocene (Tambussi et al. 2005), South America by the middle Eocene (Clarke et al. 2003), and Australia by the late Eocene (Simpson 1957; Jenkins 1974).

Seymour Island Paleogene sequence (Cross Valley and La Meseta Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (December 2012)

formations) has the longest and unique fossil record of basal sphenisciformes, with occurrences ranging from the late Paleocene (Cross Valley Formation) to late Eocene and constitutes the most complete Paleogene stratigraphic record of the group known in the world. The sphenisciform Palaeeudyptes is a taxon with biogeographic significance, is the most widespread Weddellian penguin genus in the Southern Hemisphere during the Eocene (Acosta Hospitaleche & Reguero 2010, 2011).

Stem penguin diversity peaks in the late Eocene by which time these birds are taxonomically diverse, geographically widespread, and abundant at many localities (e.g., Marples 1952; Myrcha et al. 2002; Tambussi et al. 2006).

The highest diversity of Weddellian sphenisciforms is documented in the Anthropornis nordenskjoeldi Biozone (Tambussi et al. 2006) defined within the Priabonian Submeseta Allomember, and this unit was deposited at 34.2 Ma based on 87/86Sr dates (Dingle & Lavelle 1998). Currently, 15 diagnosable sympatric species are recognized from this biozone, a total approaching modern global species-level diversity (19 species).

The first significant radiation of the Weddellian sphenisciforms took place in Ypresian beds of the Cucullaea I Allomember with 8 sympatric species (Table 3). The following eight species were identified in the Ypresian Cucullaea shell bed: Anthropornis nordenskjoeldi Wiman 1905, Anthropornis grandis (Wiman 1905), Palaeeudyptes gunnari (Wiman 1905), Palaeeudyptes klekowskii Myrcha, Tatur & Del Valle 1990, Delphinornis larseni Wiman 1905, Mesetaornis polaris Myrcha et al. 2002; Marambiornis exilis Myrcha et al. 2002, Archaeospheniscus wimani (Marples 1953), whereas the presence of D. arctowskii Myrcha et al. 2002, and D. gracilis Myrcha et al. 2002 are dubiously identified (Fig. 4).

279

Reguero et al.

Table 3.- Taxonomic list, stratigraphy, and references for birds and whales from the Cucullaea I Allomember (La Meseta Formation) of Seymour Island, Antarctic Peninsula.

Taxon

Stratigraphy (Allomember)

Source

AVES SPHENISCIFORMES Palaeeudyptes gunnari Palaeeudyptes klekowskii Anthropornis nordenskjoeldi Anthropornis grandis Delphinornis larseni Delphinornis wimani Mesetaornis polaris Marambiornis exilis

Campamento/Submeseta Cucullaea I/Submeseta Cucullaea I/Submeseta Cucullaea I/Submeseta Cucullaea I/Submeseta Cucullaea I/Submeseta Cucullaea I/Submeseta Cucullaea I/Submeseta

Wiman (1905) Myrcha et al. (1990) Wiman (1905) Wiman (1905) Wiman (1905) Marples (1953) Myrcha et al. (2002) Myrcha et al. (2002)

PELECANIFORMES PELAGORNITHIDAE gen. et sp. indet.

Cucullaea I; Submeseta

DIOMEDEIDAE gen. et ap. indet.

MAMMALIA PELAGICETI gen. et sp. nov.

Cucullaea I

Tambussi & Tonni (1988)

Cucullaea I

Reguero et al. (2011)

Figure 4. Humeri of Weddellian penguins from the Ypresian Cucullaea I (La Meseta Formation) Seymour Island, Antarctic Peninsula. Comparative series in caudal view. Photographs have been reversed where necessary. A. Delphinornis larseni, MLP; B. Palaeeudyptes gunnari, MLP 93-X-1-3, and C. A. nordenskjoeldi, MLP 93-X-1-4. Tarsometatarsi of Weddellian penguins from the Ypresian Cucullaea I (La Meseta Formation) Seymour Island, Antarctic Peninsula. Antarctica. Comparative series in caudal view. D. Scale bar = 2 cm.

280

Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (Diciembre 2012)

Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from Seymour Island, Antarctica

This Early Eocene sphenisciformes diversity supports several separate dispersals of giant penguins from Antarctica to lower latitudes: Australia (late Eocene, paleolatitude ~ 33°S, Jenkins 1974), New Zealand (late Eocene/early Oligocene, paleolatitude ~ 45°S, Simpson 1971), Argentina (middle Eocene, paleolatitude ~ 54°S, Clarke et al. 2003), Chile (middle to late Eocene, paleolatitude ~ 52°S, Sallaberry et al. 2010), and Peru (middle to late Eocene, paleolatitude ~14°S, Clarke et al. 2010) regions during greenhouse earth conditions (Fig. 5).

Figure 5. Paleogeographic reconstruction of the southern continents (Gondwana) and the Weddellian Province at 50 Ma (Ypresian) showing the probable dispersal of Weddellian Sphenisciformes (dotted lines and arrows). Black circles represent fossil localities discussed in the text.

Although late Paleocene–middle Eocene sampling of the penguin record is not complete, stratigraphically calibrated, specific-level phylogenies (i.e. Ksepka & Clarke 2010; Clarke et al. 2010) indicate that an important radiation took place during this interval in Antarctica; at minimum, five clades of sphenisciforms diverged by the early Eocene (Psepka & Clarke 2010).

The underlying unit (Telm 3, late Early Eocene Campamento Allomember, 52 Ma) yielded small abundance of penguins with a low diversity, only one large species is recorded, Palaeeudyptes gunnari (Jadwiszczak 2006a, 2006b). The FAD (First Appearance Datum) of Palaeeudyptes gunnari is located within the Ypresian Campamento Allomember (La Meseta Formation) (Fig. 2).

Whale remains occur sporadically throughout the La Meseta Formation (Cucullaea I and Submeseta allomembers).

Archaeocetes from the La Meseta Formation of Seymour Island, Antarctica (Borsuk-Bialynicka 1988; Fostowicz-Frelik 2003), are in their majority based on unspecific postcranial material.

Recently, Reguero et al. (2011) reported an incomplete jaw with teeth of a new basilosaurid archaeocete recovered from the Cucullaea shell bank. This discovery is significant as documented the earliest occurrence of a basilosaurid in Antarctica. The mandible bears five alveolus and two cheek teeth. The crown of one tooth, probably P2, is triangular and laterally compressed with multiple accessory denticles (3) and wear facet with a distinctive basal cingulid (Fig. 6).

This archaeocete represents the earliest record of whales in Antarctica (Ypresian, 49.5 Ma), and confirms the presence of this primitive group of whales (Basilosauridae) in the middle levels of La Meseta Formation. This specimen is the first inquestionable archaeocete described from Antarctica and is referred to a new taxon.

Discussion During the Eocene, notwithstanding that some circulation could exist in Drake Passage area (Wrenn and Hart 1992), there was not a well developed Antarctic Circumpolar Current and consequently no author proposed the existence of the equivalent to Humboldt and Malvinas currents (Cione et al. 2007). During the Eocene, the Pacific coast would have

Figure 6. Seymour Island Pelagiceti gen. et sp. nov., MLP 11-II-21-3, incomplete left dentary with p2 preserved in situ. Base of the Cucullaea I Allomember, the basal shell bed (Telm 4 of Sadler 1988) at DPV 2/84 locality. Scale bar = 5 cm.

Rev. peru. biol. 19(3): 275 - 284 (December 2012)

281

Reguero et al.

been located at paleolatitude nearly equivalent present-day latitude, as there has been essentially no latitudinal translation of the area since the late Cretaceous. Cold-water upwelling along the western coast appears to have been in place by the Late Cretaceous or early Tertiary, and this “proto-Humboldt” current may have influenced low-latitude penguin diversity by cycling cold, nutrient-rich water into the ecosystem (Clarke et al. 2007).

The Eocene selachian fauna from Antarctica includes 25 species in 16 families; 24 taxa and 15 families come from the Cucullaea I Allomember of La Meseta Formation of Seymour Island. The majority of taxa belong to sharks while batoids are represented by only three taxa with a very uneven distribution in the sequence.

The Ypresian Cucullaea shell bed (Telm 4, basal horizon of the Cucullaea I Allomember) of La Meseta Formation is highly fossiliferous and yielded a remarkably diverse assemblage of plants, invertebrates and vertebrates that have provided the most detailed record of high-latitude southern Eocene organisms to date (e.g., Reguero et al. 2007). Nearly all phyla commonly preserved in the fossil record have been described from the unit (Schweitzer et al. 2005). Both continental and marine organisms indicate that the environment was completely different to that present in Antarctica today (Reguero & Marenssi 2010).

The shark fauna from the Ypresian Cucullaea shell bed (Telm 4, basal horizon of the Cucullaea I Allomember) of La Meseta Formation is one of the most diverse and abundant Early Eocene temperate neoselachian assemblages known from the Southern Hemisphere. So far, 22 selachian taxa within 14 families (including two batoids) have been reported from different localities on Seymour Island and from different levels of the Cucullaea I Allomember within the La Meseta Formation (Cione & Reguero, 1994, 1998; Long, 1992a, b, c; Welton & Zinsmeister, 1980). All these taxa have the oldest record in the Cucullaea I shell bed (Telm 4).

Today four penguin species: Aptenodytes forsteri (Emperor penguin), Pygoscelis adeliae (Adelie penguin), Pygoscelis antarctica (Chinstrap penguin), and Pygoscelis papua (Gentoo penguin) live and nest on Antarctica and sub-Antarctic islands.

The phylogeny of the Sphenisciformes reveals that important radiations of small and large Weddellian penguins took place during the Late Paleocene/Early Eocene in Antarctica. The stratigraphical record of the sphenisciformes from Seymour Island is almost continuous from the Late Paleocene to Late Eocene and provides strong evidence on the evolution of this group in the Paleogene. One of the events clearly documented in this Paleogene sequence is the first radiation of this group that occurred in the Cucullaea shell bed (Telm 4) of the La Meseta Formation dated in a range of 49 to 52 Ma (Ypresian). The diversity of sphenisciformes increases from one in the Paleocene, one in the Valle de la Focas and Acantilados allomembers, probably two in the Campamento Allomember to nine species in the Cucullaea I Allomember.

They are broadly considered to be cool-adapted and the crown clade (Spheniscidae) seems to have the origin in association with the abrupt latest Eocene–Oligocene global cooling (~34 Ma) and to undergo a major radiation and range

282

expansion to low latitudes only during later Neogene cooling (Baker et al. 2006). However, there is no fossil evidence to support a crown radiation in the Late Eocene concomitant with the initiation of the circum-Antarctic current, initial onset of Cenozoic global cooling, or at the proposed extinction of giant penguins.

The new gen. et sp. of archaeocete recorded in the Cucullaea shell bank represents the earliest record of whales fully aquatic (Ypresian, 49.5 Ma), and confirms the presence of this primitive group of whales (Basilosauridae) in West Antarctica.

Acknowledgments We especially acknowledge the Instituto Antártico Argentino and Fuerza Aérea Argentina, which provided logistical support for our participation in the Antarctic fieldwork and the Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (PICT, PICTO), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, and Universidad Nacional de La Plata for partial financial support for this project.

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Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina ISSN 1561-0837

Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina Lontra felina (Molina 1782) en el Perú Distribution and observations on the population of marine otters Lontra felina (Molina 1782) in Peru Manuel Apaza1 y Leonardo Romero2 1 Laboratorio de Ecología de Procesos, Facultad de CienciaBiología, Universidad Nacional Agraria La Molina, Av. La Molina s/n, La Molina, Perú loxechinus@gmail.com mal@lamolina.edu.pe 2 Departamento de Zoología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Ciudad Universitaria, Av. Venezuela s/n. Apartado 110058, Lima 11, Lima Perú. lromeroc@unmsm.edu.pe

Resumen Analizamos la distribución de la nutria marina Lontra felina en la costa peruana, desde Punta Aguja (05°47'S) hasta la frontera con Chile (18°21'S). Se realiza un análisis exhaustivo de la literatura referida a L. felina a fin de dilucidar un límite Norte de su distribución, concluyendo que no existe evidencia sólida sobre un posible límite Norte a los 6°S. Por los mismos motivos se descarta la afirmación de una “distribución histórica” hasta la isla Lobos de Tierra. También es presentada información de un total de 272 nutrias registradas en 130 localidades entre los años 2000 al 2010. La distribución de estos registros no presenta autocorrelacion espacial sugiriendo una distribución homogénea. Tomando en consideración la morfoestructura y geomorfología de la costa peruana podemos observar coincidencias con la división en tres zonas: norte, centro y sur, las dos últimas presentan todos los registros de nutrias, y podrían ofrecer características del hábitat que permitirían una distribución continua de L. felina. Por último se señala un incremento en los valores del número de nutrias en la costa peruana al comparar los actuales con los reportados hace más de 40 años, aunque se observa la falta de trazabilidad de esta última información. Se sugiere desarrollar investigaciones que relacionen las abundancias y densidades de la nutria con la caracterización y distribución de sus hábitats, además de estudios de comportamiento que develen los procesos o caracteres intrínsecos de la especie para movilizarse en su área de distribución.

Palabras clave: especie amenazada; nutria marina; distribución geográfica; taxonomía.

Presentado: 20/07/2011 Aceptado: 23/01/2012 Publicado online: 15/01/2013

Abstract We analyzed the distribution of marine otter Lontra felina on the Peruvian coast, from Punta Aguja (05°47'S) to the boundary with Chile (18°21'S). We performed a comprehensive analysis of the literature on L. felina to elucidate a northern boundary of its geographic distribution, concluding that there is no solid evidence of a possible northern limit at 6°S. For the same reasons, the affirmation of a "historic distribution" to the Lobos de Tierra island was discarded. It is also presented information of 272 otters from 130 locations between the years 2000 and 2010. The distribution of these records no has spatial autocorrelation, suggesting a homogeneous distribution. Considering the morphostructure and geomorphology of the Peruvian coast we can see similarities with the division into three zones: north, central and south, the last two add all records of otters, which could provide habitat characteristics that, allow a continuous distribution of L. felina. Finally there is an increase in the number of otters in the Peruvian coast to compare the current values with those of 40 years ago, but we show the lack of traceability of the latest information. We suggest undertaking research linking abundances and densities of otters with the characterization and distribution of their habitats, and behavioral studies that reveal the processes or intrinsic characteristics of the species to move into its geographic range.

Keywords: endangered species; marine otters; geographic distribution; taxonomy.

Introducción Para evaluar el estado de amenaza de una especie y aplicar las medidas de conservación, es importante contar con información sobre la abundancia de las poblaciones (Nichols & Williams 2006, Rodrigues et al. 2006, Taylor et al. 2007, Sinclair et al.

2009) y las variaciones en los rangos y límites de distribución geográfica (Brown et al. 1996, Sexton et al. 2009), al respecto, la nutria marina, Lontra felina (Molina, 1782), un carnívoro marino, distribuido desde el extremo sur de Argentina, todo el litoral de Chile hasta el Perú, presenta información discordante e imprecisiones sobre estos dos temas.

por registros de campo se ha establecido hasta los 9°S y en base a unas referencias bibliográficas de diverso origen algunos proponen a los 6°S o 6°27’S.

Desde finales del siglo XVIII la distribución de L. felina fue definida principalmente en base a observaciones aisladas, colectas de especímenes en expediciones y revisión de colecciones de museos. Aunque desde las últimas décadas del siglo XX a la fecha, otros aportes provenientes de observaciones e investigaciones más especificas han sido realizadas aún no han permitido consensuar el límite Norte de su distribución; que

Este trabajo, presenta los resultados de las evaluaciones de L. felina realizadas entre los años 2000 al 2010, y que en la literatura han sido usualmente referenciados por sus informes de origen y sobre los cuales se ha generado parte de la información sobre la densidad y tamaño de la población de L. felina en la costa peruana. En esta publicación, la primera de dos entregas, se analiza y discute esta información, contrastándola

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Lontra felina es una especie listada en la Convención CITES (Apéndice I), clasificada como En Peligro por la UICN y legalmente protegida por el estado Peruano (Decreto Supremo Nº 034-2004-AG), condición que conllevó y motivó a realizar diversas investigaciones desde la pasada década, sin embargo las relacionadas con los aspectos poblacionales solo fueron en gran parte difundidas a través de informes inéditos y presentaciones en algunas reuniones especializadas.

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con la publicada y frecuentemente referenciada, precisando los valores poblacionales estimados de la nutria marina.

También, con nuestra información, observaciones y una revisión bibliográfica se sustenta porqué el límite Norte de distribución de L. felina se ubica en torno a los 9°S, también se discuten algunos aspectos particulares sobre su hábitat de desarrollo y como contribuyen también con esta posición.

Material y métodos Distribución histórica de Lontra felina.- Realizamos una revisión de las publicaciones taxonómicas originales y las relacionadas con la distribución geográfica de L. felina desde su determinación inicial. La información pertinente fue resumida en una síntesis cronológica que incluyo al autor de la determinación original, la distribución y/o localidad tipo y los sinónimos asignados (Apéndice 1). Se especifica que una fuente no pudo ser consultada y solo se incluye el año, autor nombre científico, pero se incorpora en el resumen a fin de mantener la secuencia cronológica.

Registros de Lontra felina.- En el presente trabajo se presentan y analizan los datos originales obtenidos en las evaluaciones de la nutria marina en la costa peruana entre los años 2000 al 2010. Los estudios se realizaron en la costa central y sur del Perú en el 2002, en la costa norte en el 2003, costa central y sur en el 2003, costa sur en el 2004, costa norte desde Punta Aguja hasta Nonura (Piura) en el 2007 y costa de Tacna y Moquegua en el 2008 y 2009. Además se incluyen los registros de L. felina obtenidos en evaluaciones ambientales no específicas en la costa de Lambayeque (2001), costa sur de Piura (2002) y litoral de Lima (diferentes años). Los registros presentados fueron obtenidos por observación directa de individuos, no se consideraron datos indirectos como madrigueras, huellas, heces y animales muertos.

Excepcionalmente fue incluida una comunicación personal.

Las posiciones geográficas de las localidades evaluadas fueron registradas con un GPS. Cuando no se dispuso de este dispositivo, la posición fue ubicada en las cartas geográficas del Instituto Geográfico Nacional (IGN). El sistema para referenciar las localidades fue el World Geodetic System 84 (WGS 84), expresado en coordenadas geodésicas cartesianas. Finalmente, se estableció como criterio base un periodo de 10 años de registros de individuos, porqué es el definido por las Listas Rojas de la UICN, para observar cambios de una población (UICN 2001).

Esta convención se adoptó ante el desconocimiento de una real historia de vida de L. felina.

Análisis de la geomorfología de la costa del Perú.- Se elaboró un mapa base de perfil de la costa con las cartas nacionales del IGN (escala 1:100 000), en esta plataforma se delimitó un perfil de las unidades morfoestructúrales de la costa (INGEMMET 1995) y un tercero elaborado con la versión digital del Mapa Geomorfológico del Perú (http://geoservidor.minam.gob.pe/atlasperu/Default.asp ?WCI=PltEcosistemas&WCE=1.1.2) a escala 1:200 000. El área de trabajo se estableció desde Punta Aguja (05°47'S, 81°04'W) hasta la frontera con Chile (18°21'S, 70°22'W). Punta Aguja fue elegida por ser el referente geográfico más conocido de Península Illescas, porque la posición de 06°S, referenciada como límite norte de la distribución de L. felina, es un área sin referente geográfico conocido. Para el análisis se consideró un perímetro de 3080 km (INEI 2010), así como las posiciones de los límites de frontera, los especificados en la Ley No 28621 (2005).

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Con los datos de las abundancias, mapa base de la costa y de las unidades geomorfológicas, se elaboró un mapa que presenta la distribución de las localidades de registros, número de individuos, además de las coberturas de las unidades morfo estructurales y de las unidades geomorfológicas de la costa peruana. Se elaboró una tabla con las longitudes del perímetro de la costa (km) de cada unidad geomorfológica segmentada por cada grado de latitud desde Punta Aguja hasta la frontera con Chile. El mapa y la tabla fueron elaborados con el programa ArcGis v10.1.

Análisis estadísticos.- El análisis estadístico se realizó con los paquetes ape y vegan del programa R (http://cran.r-project. org/). Para la dispersión de los individuos de L. felina a lo largo de la costa peruana fue analizada con el Índice de Moran, algoritmo que pondera las distancias geográficas de los avistamiento y es ampliamente utilizado para detectar autocorrelación espacial (Sokal & Oden 1978, Legendre & Fortin 1989, Legendre & Legendre 1998, Dormann et al. 2007). La distribución de las unidades geomorfológicas se analizó aplicando un agrupamiento jerárquico, a partir de una matriz de similaridad de índices de Bray-Curtis y el método de aglomeración complete linkage. Una vez observados los grupos, estos fueron considerados factores y la matriz de similaridad sometido a un Análisis de Similaridad (ANOSIM), este análisis es considerado un homólogo de un ANOVA de un factor (Clarke 1993) Resultados El límite de distribución histórico.- En la actualidad se referencian dos posiciones geográficas para establecer el límite Norte en la distribución de Lontra felina: la primera y más conocida se ubica en Chimbote, Ancash (ca. 9°04’S), respaldada con registros de la especie y reportes más regulares en el tiempo. El segundo límite, recién propuesto para la Isla Lobos de Tierra, Piura (ca. 6°27’S) sustentada con una sola referencia (Schweigger 1964).

Desde los orígenes de la nomenclatura binomial publicado en el Systema Naturae (Lineo 1758) y con la determinación de la especie tipo Mustela lutra, se inició un periodo que hasta 1800 se caracterizó por diferenciar a las nutrias de los mustélidos dentro del género Lutra. Autores como Brisson (1762), Brünnichii (1772) y Erxleben (1777) son reconocidos en la determinación del género Lutra hasta que la ICZN (1998), dictaminó que la obra de Brisson se rechazaba para fines de nomenclatura por ser un trabajo no binomial, pero conservando el género en mención, y otros 11 para fines taxonómicos. También acorde con el nuevo esquema de clasificación, Molina (1782) nomino a la nutria marina como Mustela felina, especie incluida solo con su nombre común por Pennant (1793) sin aplicar el concepto binomial, pero nominada el mismo año por Shaw (1800) y Bechstein (1800) como Lutra felina con localidad tipo en Chili (Chile).

Desde el año 1800 hasta 1923, se describieron los sinónimos conocidos de L. felina, además de establecer la distribución de la especie según las localidades tipo referenciadas. Así Bennett (1832) describe a Lu. chilensis, a partir de un espécimen colectado en la costa de Valparaíso (Chile). Posteriormente Gray (1837), determina a Lu. californica considerada como sinónimo de Lu. felina pero con una localidad tipo en California (USA?).

En 1936, arribó al Callao (Perú) una expedición francesa, que colectó un espécimen de nutria en la isla San Lorenzo, que en Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (Diciembre 2012)

Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina

1841 fue determinado por Paul Gervais como Lu. peruviensis, una nueva especie que relacionó con las nutrias del Pacífico Norte Lu. enhydris o Lu. lataxina, pero sin mencionar alguna relación con Lu. chilensis. También en 1841, Wagner determinó de manera temporal, un sinónimo de Lu. chilensis que nominó como Lu. brachydactyla, caso particular porqué fue una piel adquirida como “Lutra paranensis del oeste de América”, que Wagner en una nota a pie de página consideró que su descripción estaba más relacionada con Lu. chilensis, pero al observar diferencias en la morfología de los pies, la catalogó como Lu. brachydactyla, al final esta condición temporal terminó por ser definitiva.

En un primer ejercicio por organizar la taxonomía de las nutrias, Gray (1943) las dividió en función a dos categorías morfológicas: una agregaba a los géneros Enhydra y Pteronura, y la segunda a Latax, Aonyx, Lutra y Lontra, este último un nuevo género nunca aplicado hasta la propuesta de van Zyll de Jong (1972). Al año siguiente, en 1844, Tschudi publicó los resultados de sus exploraciones realizadas en el Perú entre 1838 y 1842, entre los mamíferos identificados, registró a Lu. chilensis y como sinónimo referenció a Lu. peruviensis (Gervais 1841).

Sobre Lu. chilensis, mencionó que fue encontrada en todos los lugares visitados de la Isla de Chiloé, costa de Chile y del Perú.

Indicaba que los cazadores de focas (lobos marinos), la consideraban como rara y las sus pieles eran enviadas a Inglaterra desde Cobija, Iquique, Callao y Trujillo. Mencionó que Lu. chilensis también se encontraba en el Ecuador y probablemente en toda la costa occidental desde el archipiélago de Lemos (45°12'S) hasta el sur de California (USA). Se observa que esta última información debió provenir de fuentes secundarias, porque Tschudi solo llegó hasta la caleta de Huacho (11°07’S) por la costa peruana (Tschudi 1846). Posteriormente, Gay en 1847 presentó una descripción más desarrollada de Lu. felina, además de identificar como sinónimos a Mustela felina de Molina y Lu. chilensis de Bennet.

Hasta 1865 las determinaciones de L. felina se distribuían desde Tierra de Fuego (Argentina), Chile y en el Perú hasta el Callao, excepto la referencia de Tschudi (1844). Pero Gray (1865) en otra revisión de la familia Mustelidae planteó la primera segregación de las especies del genero Lutra hacia Lontra (también descrito por Gray en 1843). Además de las especies asignadas al género Lontra, también incluye un nuevo género y especie: Nutria felina, pero le asigna una distribución desde Chile, isla de Chiloé, Perú, California (USA) y Kamchatka (Rusia). Gray sugirió también la presencia de la especie en Guatemala, por un espécimen colectado por Tomes (1861) que según Gray, concordaba con la descripción de Lu. chilensis de Waterhouse (1839), quién también determinó a Lu. platensis. Enfatizamos que los sinónimos referenciados por Gray (Lu. platensis y Lu. chilensis), fueron diferenciadas por el mismo Waterhouse en distribución y características morfológicas. Coues (1877) y Alston (1879 – 1882) repiten el error de reafirmar la extensa distribución de Lu. felina establecida por Gray (1865) además incluyen también a Alaska, México, Guatemala, Costa Rica y Panamá.

Posteriormente Thomas (1889) publicó un trabajo enfocado a resolver inconsistencias en la taxonomía de la subfamilia Lutrinae y su sinonimia. Después de revisar diferentes fuentes y especímenes, estableció como área de distribución de Lu. felina el Estrecho de Magallanes, Patagonia, Chile y Perú, pero incurrió en un error al extender los limites hasta el Ecuador, porqué Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (December 2012)

conocía un registro en “San Lorenzo”. Esta era la localidad tipo de Lu. peruviensis que Gervais (1841) omitió en indicar como una isla en el catálogo de la especie, pero sí había sido nominada como una isla en otra sección del texto. Esta omisión orientó a Thomas a mencionar a “San Lorenzo”, localidad costera de Ecuador, limítrofe con Colombia y dominada por manglares, sin embargo este error seria rectificado por Thomas 20 años después.

Al documento de Thomas le sucedió el trabajo de Allen (1905), que asignó a Lu. felina sinónimos similares a los descritos por Thomas en 1889, pero con una distribución que no incluyo al Perú. Con el propósito de precisar algunos alcances adicionales en la taxonomía de la subfamilia Lutrinae, en 1908, Thomas publicó otro trabajo sobre las nutrias de África y Sudamérica.

Entre otros aspectos, presentar la descripción de 7 nuevas especies para Sudamérica en un esquema conocido como Grupo de Lu. platensis. En este esquema destacó Lu. provocax, como especie reconocida hasta la actualidad, y Lu. incarium, especie con una localidad tipo en Cusco y un espécimen colectado en puerto Etén (costa norte del Perú), que Thomas relaciono con Lu. platensis como subespecie y actualmente un sinónimo de Lontra longicaudis.

Finalmente, se referencian dos especies de nutrias determinadas como sinónimos de L. felina en los años veinte. La primera, Lu. peruensis, fue una especie descrita por Pohle en 1920, que no ha sido revisada en este documento, pero se incluye en la cronología elaborada. La otra especie referenciada fue Lu. lutris, asignada al naturalista uruguayo Dámaso Antonio Larrañaga (1771 - 1848), pero recién publicada en un compendio conocido como Escritos, Tomo II en 1923. En realidad la especie referenciada por Larrañaga como la nutria del río La Plata fue Mustela lutris, que fue adaptada del sistema de clasificación de Cuvier. Sin embargo, Wozencraft (2005) referencia a Lu. lutris como sinónimo de L. felina del cuadro esquemático del sistema de Cuvier que presenta Larrañaga.

En este último periodo que se inició con el trabajo de Osgood (1943), se define con una distribución más precisa de L. felina desde la costa de Chile hasta el norte de Perú. También, en trabajos más recientes de Cabrera (1957), Harris (1968) y van Zyll de Jong (1972), determinan que L. felina se distribuye desde el Perú, Chile y extremo sur de Argentina, pero sin establecer una precisa ubicación del límite Norte. También Larivière (1998), reafirma este rango de distribución, pero comete un error al referir Chimbote a los 6°S, cuando en realidad esta localidad se ubica a los 9°S. Finalmente, Wozencraft (2005), mantiene la tendencia en la distribución, pero llama la atención sobre algunos sinónimos asignados, que anteriormente no habían sido referenciados.

Otras publicaciones no taxonómicas, también brindan información sobre el límite Norte de la distribución de L. felina.

Así Koepcke (1958), señala su presencia hasta Perú central; Kostritsky (1963), que vive particularmente en el centro y sur de la costa peruana; Grimwood (1969) indica su registro hasta los 12°S; Brack (1978) cita: “En el Perú está comprobada su existencia desde la costa central (9°S), pero parece existir más al Norte, probablemente hasta los 6°S”, en esa misma publicación, Brownell (1978) la ubica hasta Chimbote, y Goodwin & Holloway (1978) en el IUCN Red Data Book, coincide con Pulido (1991) que la cita como: “probablemente su límite norte de distribución es Lima-Perú (12°S)”. Después, algunos

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Figura 2. Gráfico de burbujas, mostrando el número de nutrias marinas, Lontra felina, avistas en cada registro (diámetro de los círculos), a lo largo de la costa desde Punta Aguja (05°47’S) hasta la frontera con Chile (18°21’S), entre los años 2000 y 2010. Grados de latitud en decimales.

autores como Thornback & Jenkins (1982), Cabello (1983) y Sielfeld (1990), comenzaron a citar la distribución hasta los 9°S y posiblemente hasta los 6°S, otros la mantuvieron hasta los 9°S (Ebensperger y Castilla 1992, Reyes 1992), aunque Chehébar (1990) y Parera (1996) no dudaron en ubicarla hasta los 6°S. Finalmente, en los últimos años algunas publicaciones referenciaron un límite Norte hasta los 6°S (Medina-Vogel, et al. 2004, Santibáñez 2005, Medina-Vogel et al. 2006, Medina-Vogel et al.

2007, Medina-Vogel et al. 2008, Badilla y George-Nascimento 2009, Córdova et al. 2009, Mangel et al. 2011).

Abundancia de Lontra felina.- Las observaciones sobre L. felina en el Perú generalmente han indicado que no son abundantes ni comunes (Coker 1908, Grimwood 1969, Brack 1978).

También han sido consideradas como “poblaciones marginales”, junto con las del centro y norte de Chile (Castilla & Bahamonde 1979), en comparación con las mayores abundancias observadas en el sur de Chile, donde la literatura la referencia como común y abundante, hecho observado desde el viaje de Darwin en el HMS Beagle y otras expediciones (Waterhouse 1839, Allen 1905, Osgood 1943). En la actualidad la zona al sur de los 42°S, sigue registrando las mayores densidades de L. felina (Cabello 1978, Sielfeld 1992, Sielfeld & Castilla 1999, Medina-Vogel et al. 2006, Medina-Vogel et al. 2008).

En el Perú, desde finales de la década de los ochenta hasta el año 2000, se realizaron iniciativas para determinar la abundancia e identificar áreas de ocurrencia de L. felina, sin embargo, esta información en su mayoría no fue formalmente publicada y solo difundida a través de informes inéditos, comunicaciones personales y resúmenes (Sánchez 1990, Sánchez 1992, INRENA 1999, Riveros com. pers. en Majluf y Reyes 1989, CDC-UNALM 2000). Esta información fue referencia en publicaciones relacionadas a L. felina y temas marinos, pero solamente indicaban las áreas de registros sin incluir aspectos adicionales, como número de individuos registrados, características del hábitat o lo relacionado a metodologías o procedimientos de evaluación (Chehébar 1990, Reyes 1992, Vidal 1992).

Los resultados de las evaluaciones entre los años 2000 al 2010 registraron por observación directa, un total de 272 nutrias en 130 localidades de la costa peruana. Los registros se distribuyeron desde la desembocadura del río Santa (08°58'S) hasta las proximidades de la frontera con Chile. La ubicación de cada avistamiento se presenta en la Figura 1 y el detalle de cada registro, como departamento, localidad, coordenadas, año y número de individuos observados se enumera en el Apéndice 2. Se especifica que las evaluaciones en la costa de Lambayeque (2001), costa sur

288

de Piura en Qda. Reventazón hasta Lambayeque en Pampa Las Salinas (2002) y costa norte desde Punta Aguja hasta Nonura (Piura) en el 2007, no registraron algún dato. Finalmente, un diagrama de burbuja grafíca una distribución homogénea de las abundancias a lo largo de este segmento de la costa peruana (Fig. 2). Para validar esta inferencia gráfica se aplicó el índice de Moran, calculado para el total de los avistamientos (2000 al 2010) y para periodos anuales con más de 15 avistamientos. En todos los casos el índice fue no significativo, lo cual prueba la falta de una autocorrelación espacial, e indica que no se forman agregaciones o conglomerados, y sugiere una distribución homogénea a lo largo del litoral peruano entre los 9° a 18°S (Tabla 1). [Un análisis más detallado de esta distribución geográfica en relación a la estructuración espacial del hábitat se presenta en la segunda entrega de esta publicación].

Geomorfología de la costa peruana.- La distribución de las unidades geomorfologícas de la costa son presentados en la Figura 1. La longitud del perímetro de las unidades geomorfológicas desde Punta Aguja (05°47’01.94”S, 81°04’11.99”W) hasta la frontera con Chile (18°21’08.00”S, 70°22’39.00”W) cubren un total de 2560,9 km. Este perímetro desagregado por intervalo de grado de latitud para las siete unidades geomeorfológicas consideradas muestra claras diferencias en la distribución a lo largo del área estudiada (Tabla 2). Al aplicar un análisis de agrupamiento jerárquico obtenemos un dendrograma donde se aprecian cinco grupos que presentan diferencias significativas (ANOSIM, R= 0,91; p<0,001; Permutaciones= 99999) (Fig. 3).

En la Figura 1, también se aprecia el perfil de las unidades morfoestructúrales de la costa peruana que grosso modo segmenta la costa desde frontera con Chile hasta Punta Pejerrey (Cordillera de la Costa) y desde Punta Pejerrey hasta casi la Península Illescas (Planicie Costera) donde un fragmento emergente de la Cordillera Occidental completa este segmento. El Tabla 1. Valores calculados del Indice de Moran. Observado: I Moran calculado, Esperado: el valor esperado de I Moran bajo la hipótesis nula, Sd: la desviación estándar de I Moran p.value: el P-valor de la prueba de la hipótesis nula contra la hipótesis alternativa especificada en alternativa.

Periodo

n

observado

experado

sd

p.value

2000-10 2002 2003 2004 2008 2009

130 28 34 15 16 18

0,0689 0,0183 -0,0703 -0,1989 -0,0045 0,1156

-0,0078 -0,0370 -0,0303 -0,0714 -0,0667 -0,0588

0,0444 0,1073 0,0992 0,1564 0,1531 0,1543

0,0844 0,6062 0,6871 0,4150 0,6850 0,2582

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Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina

La Libertad

Individuos

Perú

1 2 3 4 5 6

2°0'0"S 6°0'0"S 10°0'0"S 14°0'0"S

Bolívia

Lld-c

Planicie ondulada a disectada - Llanura disectada

Llo-b

Planicie ondulada a disectada - Llanura ondulada

V-a

Planicie - Valle y llanura irrigada

Vc-d

Colina y montaña - Vertiente montañosa moderadamente empinada

Vc-e

Colina y montaña - Vertiente montañosa empinada a escarpada

Unidades morfoestructurales de la costa peruana Color

! . . !

Descripción Cordillera de la costa

! . . !

Lima .! ! . .! ! . . ! . ! . ! . ! . ! . ! .! ! . . ! . ! .! ! .

8

Llanura pre andina o planicie costera Cordillera occidental

II Punta Pejerrey

. ! ! . . ! . ! . ! . ! . ! . ! . ! . ! . ! . ! .! ! .

Ica

!! . .

I

! . . ! .! ! .! .! . . ! . ! . ! . ! . !

Océano Pacífico

. !

Bolívia

! . . ! ! .

Arequipa

. !

. ! . ! !! . . . !

18°0'0"S

Planicie desértica - Llanura

14°0'0"S

10°0'0"S 14°0'0"S

! . . ! . ! . ! . ! . ! . !

Ll-a

Río Santa

. ! ! . . ! . ! .! ! . Ancash ! . .! ! . . ! .! ! . . ! . ! . ! .! ! . . ! . !

Registros de Lontra felina Simbología

Colina y Montaña

10°0'0"S

Isla Lobos de Tierra

Descripción

C-d

!! . .

Moquegua

! . . ! .! ! . . ! . ! . ! . ! . ! . !

Leyenda

Tacna ! . .! ! . .! ! . . ! . ! .! ! . . !

Límite inferior del estudio

Límites del área de estudio Franja costera Departamentos de la costa del Perú Límites de Paises Vecinos

0

150

Escala Gráfica 300

18°0'0"S

6°0'0"S

Símbolo Color

Lambayeque

III

Chile

Unidades geomorfológicas en la costa peruana

Límite superior de estudio Punta Aguja

Huanchaco Puerto Salaverry

Océano Pacífico

6°0'0"S

Piura Península Illescas

Perú

2°0'0"S

6°0'0"S 18°0'0"S

14°0'0"S

2°0'0"S

Tumbes

(2000 - 2010)

Brasil

10°0'0"S

Ecuador

18°0'0"S

2°0'0"S

³

Colombia

Colombia

Ecuador

600 km

Chile

Figura 1. Perfiles costeros de las unidades morfoestructurales y unidades geomorfológicas. Se indican la ubicación y número de avistamientos de Lontra felina. Se señala la ubicación de la isla Lobos de Tierra, los reportes de nutria en los 8°04’S (Huanchaco – La Libertad, Santillán & Caro, 2007) y a los 8°13’S (Puerto Salaverry – La Libertad, Alfaro et al. 2011).

Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (December 2012)

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Apaza & Romero Tabla 2. Longitudes del perímetro (km) de cada unidad geomorfológica segmentada por cada grado de latitud desde Punta Aguja hasta la frontera con Chile. C-d: Colina y montaña, Ll-a: Planicie desértica – Llanura, Lld-c: Planicie ondulada a disectada – llanura, disectada, Llob: Planicie ondulada a Disectada - Llanura ondulada, V-a: Planicie - Valle y Llanura irrigada, Vc-d: Colina y Montaña - Vertiente Montañosa moderadamente empinada, Vc-e: Colina y Montaña - Vertiente Montañosa empinada a escarpada.

Unidades Geomorfológicas

Latitud Sur (grados decimales) 05,78°-07,00° 07,00°-08,00° 08,00°-08,98° 08,98°-10,00° 10,00°-11,00° 11,00°-12,00° 12,00°-13,00° 13,00°-13,47° 13,47°-15,00° 15,00°-16,00° 16,00°-17,00° 17,00°-18,00° 18,00°-18,35° Perímetro (km)

C-d 5,2 5,6 0,0 8,5 38,5 46,5 52,8 9,8 46,4 54,4 0,0 0,0 0,0 267,5

Ll-a 173,2 93,5 84,6 24,2 23,5 37,9 36,5 29,1 0,0 0,0 0,0 5,5 32,5 540,4

Lld-c 0,0 0,0 0,0 39,2 4,0 0,0 1,5 0,0 0,0 44,2 0,0 0,0 0,0 88,9

agrupamiento de las unidades geomorfológicas observadas en el dendrograma presenta una correspondencia con las unidades de la morfoestructura (Fig. 3). El grupo morfoestructural I (Ay B geomorfológico) agregó el 69,5% de los registros de L. felina, mientras el grupo II (C y D geomorfológico) el 30,5%, y el grupo III (E geomorfológico), que estructuralmente parecía ser similar al anterior pero no presento registros.

Estimados de población de Lontra felina en el Perú.- Una información recurrente sobre la población de nutrias marinas en el Perú estima para su distribución en la costa peruana entre 200 a 300 individuos. Las referencias más conocidas o las consideradas de origen son: Grimwood (1967), Harris (1968), Grimwood (1969), IUCN 1970 (en Brownell 1978), ACMRR/ FAO (1976), IUCN (1976, en Goodwin & Holloway 1978), Vaz-Ferreira (1979) y Castilla y Bahamondes (1979), este último Bray-Curtis 0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

13,79°-15°

III II I II

15°-16°

A Grupos geomorfológicos

Grupos morfoestructurales

I

16°-17° 17°-18°

E D B

5,78°-7° 7°- 8° 8°- 8,98° 8,98°-10° 18°-18,35° 13°-13,79°

C

10°-11° 11°- 12° 12°-13°

Figura 3. Dendrograma de grupos geomorfológicos. Analisis de agrupamiento jerárquico a partir de una matriz de similaridad de índices de Bray-Curtis y el método de aglomeración complete linkage. Se utilizan los perímetros de las unidades geomorfológicas agrupados por cada intervalo de grado de latitud. Se indican los grupos geomorfológicos formados (A, B, C, D, E) y también los morfoestructurales ((I, II, III).

290

Llo-b 6,6 24,4 15,5 43,7 33,4 14,2 22,0 10,9 74,6 46,4 31,0 5,9 9,7 338,2

V-a 2,1 19,8 33,2 11,5 36,5 44,7 45,2 70,6 0,0 2,5 29,2 47,2 6,4 348,8

Perímetro Vc-d 36,3 0,0 0,0 0,0 0,0 18,6 20,4 7,4 110,3 95,6 216,4 172,6 2,9 680,6

Vc-e 0,0 0,0 9,5 125,6 23,0 7,6 0,0 0,0 31,4 23,4 45,2 7,2 23,6 296,5

km 223,4 143,3 142,8 252,7 158,8 169,6 178,3 127,8 262,6 266,5 321,9 238,4 75,0 2560,9

autor por ejemplo referencia el dato del IUCN Red Data Book (1976), que a su vez se atribuye el dato a Harris (1968) y una comunicación personal de Grimwood (1967), como respaldo de la información. Sin embargo, ninguna de las publicaciones citadas es la fuente de origen de este cálculo poblacional. Insistiendo en el tema, se revisaron todas las publicaciones de Grimwood (1967, 1968a, 1968b y 1969) y no fue posible ubicar el dato poblacional mencionado. Sobre esta revisión deducimos que el estimado de población sería una comunicación personal o una errada transcripción de alguno de los documentos señalados.

Algo semejante ocurre con el estimado de 1000 individuos (FAO-ACMRR. 1978, Vaz-Ferreira 1979) para toda el área de distribución de L. felina, que Sielfeld y Castilla (1999) observan, porque en similar condición, no conocen su cálculo y además la consideran como una cantidad que subestima la población de L. felina en la región.

A partir del año 2000 se inician algunas evaluaciones orientadas a determinar la abundancia e identificar las áreas de ocurrencia de L. felina. Así, Apaza et al. (2002) al determinar una densidad promedio de 2,0 ind/km, y considerando un perímetro de 520 km como ambiente potencial para la nutria marina, entre la zona entre Lima y Tacna y textualmente citó: “un grosero estimado del número de individuos en el litoral sur del Perú que alcanzaría a los 620 individuos”. En el informe se omitió especificar que del perímetro de 520 km solo se consideraron 310 km, por eso solo se mencionó solo el litoral Sur y la posición geográfica de referencia se ubicó aproximadamente en el extremo norte de la Península de Paracas (13°47'S), en la Reserva Nacional de Paracas, Dpto. de Ica. Posteriormente, después de realizar sucesivas evaluaciones hasta el 2004, la densidad determinada en el 2002, se ajustó a 2,21 ind/ km (CPPS 2004) y se estimó un número potencial de nutrias en función al hábitat disponible (312 km) que alcanzó los 690±76 individuos (Apaza et al. 2004) desde Ica (13°47’S) hasta Tacna (18°21'S). Se observa otra vez, que el estimado estuvo dirigido por un cálculo espacial y no por un conteo de especímenes, razón por lo que fue denominado como potencial y no un estimado de población como es mencionado en diversas publicaciones.

Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (Diciembre 2012)

Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina

A diferencia de la omisión del informe del 2002, sobre el rango de cobertura, en el 2004, en el texto se incurrió en un error al especificar el área entre Lima y Tacna, sin embargo las cantidades o medidas afortunadamente no fueron afectadas por el desacierto.

Mientras que en 2004, el número de nutrias para Perú fue calculado utilizando la densidad promedio de siete localidades (que solo representan 32,5 km de costa evaluados), distribuidas entre los departamentos de Ica a Tacna, considerando 312 km de litoral como hábitat potencial para L. felina y el registro de 32 individuos; en el 2005 en un ejercicio más elaborado, se incluyeron 78 localidades, que correspondían a 114 kilómetros de litoral, entre los departamentos de Lima (11°46’S) y Tacna (18°21'S), considerando 510 km de litoral como hábitat potencial para nutrias y 169 individuos registrados, además de un trabajo cartográfico más preciso. Los resultados mostraron obvias diferencias, dando como resultado una densidad promedio de 1,48 ind/km y una abundancia total de 756±86 individuos (Apaza et al. 2005).

Recientemente, Valqui (2012) ensayó un estimado adicional de población y propuso que estaría fluctuando entre 789 y 2131 individuos para toda la costa del Perú, calculados sobre 789 km de costa que sería el probable hábitat de L. felina y con densidades entre 1,0 – 2,7 ind/km. El autor argumentó que los valores usados fueron un consenso de las diferentes densidades publicadas para Perú y Chile, como referencia de la información menciona a sus observaciones entre los años 2008 y 2011, además de los datos otros autores. Se observa que el autor no especifica en la publicación, el rango geográfico de cobertura, además si el segmento potencial (789 km), es una línea recta trazada desde los extremos del rango de cobertura o el perímetro litoral de esa sección.

Discusión La revisión de la literatura desde el origen de la determinación de L. felina hasta el presente no muestra evidencia sólida que permita afirmar que existió una “distribución histórica” de nutria marina hasta la isla Lobos de Tierra (6°27’S) o en torno a Península Illesca (ca. 6°0’S).

Se han observado sucesivas confusiones en diferentes momentos de la historia, como la errada interpretación del trabajo de Tschudi (1844), de una distribución hasta el Ecuador; o el trabajo de Thomas (1889) al confundir la localidad de la isla San Lorenzo con una homónima en la costa de Ecuador [aunque Thomas (1908) rectifica la ubicación en el Callao-Perú], esta confusión probablemente afecto el trabajo de Quijada (1910) que reseña la distribución de la nutria marina hasta Ecuador. Si bien el tiempo podría haber aclarado esta confusión, como la que ocurrió en el siglo XVIII cuando se consideraba una distribución hasta Rusia y toda la costa Occidental de América (Gray 1865, Coues 1877, Alston 1879-1872), otra vez en el siglo XX, una distribución referida como probable hasta los 6°S (Brack 1978), sumado al trabajo de Larivière (1998) que erradamente localiza a Chimbote (9°S) a los 6°S, parecen haber tenido, un efecto sinérgico por la amplia difusión de ambos trabajos y que ha terminado por causar hechos anecdóticos como el que se observa actualmente en dos portales de la UICN para L. felina: que en la Lista Roja de Especies Amenazadas se referencia el límite norte hasta los 6°S, y en el Otter Specialist Group (OSG) en la localidad de Chimbote a los 9°S. Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (December 2012)

Recientemente, Valqui (2012) citó a Schweigger (1964), quién menciona a L. felina en el “grupo de las islas Lobos”, pero sin embargo, en la primera edición de su libro (Schweigger 1947), identificó al “gato marino” como posiblemente Latax sp. un sinónimo del genero Enhydra al que pertenece la nutria de California E. lutris. También resaltamos que la designación “islas Lobos” es utilizado en otros grupos insulares menores de la costa. Además el trabajo de Schweigger no fue el producto de un estudio dirigido a evaluar a la nutria o la fauna del cuerpo insular, como por ejemplo la evaluación de la fauna, que entre otras regiones de la costa Coker (1908), realizó en la Isla Lobos de Tierra y donde no menciona la presencia de L. felina.

Por otro lado, Alfaro-Shigueto et al. (2011), argumentan que la falta de constancia en los registros históricos durante el siglo XX ha generado este diferendo en la distribución de L. felina, y también basa la distribución de la especie hasta la Isla Lobos de Tierra (6°25´S) por el documento de Schweigger (1964), y sostiene que diversos impactos antropogénicos han originado la contracción en la distribución en aproximadamente 400 km, desde la Isla Lobos de Tierra hasta Chimbote (9°10´S).

Al integrar todos los elementos expuestos, podemos deducir que la opinada contracción o perdida de la distribución de L. felina al norte del río Santa, esta sustentada más por errores en la historia de las nominaciones taxonómicas, comunicaciones imprecisas entre otros, pero que de acuerdo a lo investigado en este trabajo, no representan argumentos sólidos que respalden un alcance hasta los 6°S o una reciente “distribución histórica” de L. felina hasta la isla Lobos de Tierra (6°25’).

La información de los 272 registros originales de L. felina en 130 localidades a lo largo de la costa presentados en este trabajo, muestran una distribución homogénea, es decir que las fluctuaciones del número de individuos y su presencia en el espacio ocurren al azar, no existiendo indicios de lugares con mayor o menor concentración de individuos. Sin embargo, anotamos que esta información no incluyen los registros indirectos, ni los registros de otros investigadores lo cual podría reforzar la afirmación de una distribución homogénea de L. felina en la costa peruana.

El análisis de la distribución de las unidades geomorfológicas (Fig. 3) mostró tres agregaciones bien diferenciadas: (A) desde Puerto Grau (18°S) hasta Punta Pejerrey (13°47’S), (C) desde Punta Pejerrey (13°47’S) hasta próximo a Huarmey (10°S), y desde el río Santa (08°58’S) hasta Punta Aguja (05°47’S), además de los subgrupos: (D) del río Santa 8°58’S hasta Huarmey (10°S) y (B) desde Puerto Grau (18°S) hasta frontera con Chile (18°21’S). Si bien se observan diferencias las zonas del centro y sur de la costa peruana (Fig dendrograma, A y C) esto no afectaría la distribución de las nutrias. Un elemento importante del hábitat para L. felina serían sus madrigueras (Sielfeld & Castilla 1999), que se ubican entre las rocas de derrumbe de acantilados rocosos y playas pequeñas, en cuevas con galerías o túneles que tienen salida al mar, usan las rocas expuestas para descansar, acicalarse, solearse y recrearse. Este tipo de hábitat podría distribuirse homogéneamente desde el sur hasta el río Santa (08°58’S), o por lo menos encontrarse con facilidad. Sin embargo hacia el norte predomina la Planicie Costera, en la cual estos hábitats no existirían o serian escasos. Los reportes de L. felina para Huanchaco (8°04’S) en La Libertad (Alfaro et al.

2011) y de Puerto Salaverry (8°13’S) en La Libertad (Santillán

291

Apaza & Romero

y Caro, 2007) coinciden con una zona de transición antes de la Planicie Costera. Estos dos reportes son utilizados como un indicio de la “reciente distribución histórica”, pero la información geomorfológica indicaría que serían algo esperado el encontrar nutrias en esa zona, sin inferir sobre posibles valores o estimados de abundancia en esa región, pero si donde procesos naturales estarían actuando como limitante de la distribución por contener no solo una menor área disponible de hábitat terrestre para L. felina sino además limitada tolerancia a variables o fluctuaciones climato-oceanográficas de esa región, antes que atribuirse a factores antrópicos recientes.

La afirmación de que la población de L. felina esta decreciendo y que puede leerse en la ficha de la IUCN (Alvarez & Medina-Vogel 2008) discrepa del aparente crecimiento según los datos estimados publicados (200 - 300 ind. en la década de los 60 – 70?; 620 ind. 2002, costa sur del Perú; 690 ind. 2004, costa sur del Perú; 756 ind. 2005, costa central y sur del Perú y 789 ind. 2012, costa peruana). Estos estimados en su mayoría carecen de trazabilidad, y no podrían ser utilizados en modelos de población, pero en general los publicados en los últimos 10 años, representan un estado real de su población respecto a los supuestos hace más de 40 años.

Nuestro análisis y revisión propone que la estimación del número de individuos de L. felina en la costa peruana debe responder a propuestas que relacionen las abundancias y densidades de la nutria con la caracterización y distribución de sus hábitats, además de estudios de comportamiento que develen los procesos o caracteres intrínsecos de la especie para movilizarse dentro su área de distribución. Esta última inferencia se asume de los estudios genéticos que destacan una alta variabilidad en los análisis realizados en el ADN de L. felina, probablemente alcanzado por el intercambio regular de individuos aun en regiones que aparenten ser cuellos de botella en la distribución (Valqui 2010, Vianna 2010).

Esta primera entrega ha pretendido actualizar la información referente a los aspectos de distribución y población de L. felina, con algunos alcances del medio terrestre donde se desarrolla.

Que en la segunda entrega se enfocara en caracterizar el hábitat espacial de L. felina, así como los factores que determinan la estructura de la población a lo largo de la distribución, en una escala espacial de análisis más específica a la presentada.

Agradecimientos A la Blga. Rosario Acero V. por el valioso apoyo brindado durante su gestión en el ex-INRENA (ahora Dirección General Forestal y de Fauna Silvestre-MINAG), también a Matthew Rutishauser, Friends of the Sea Otter (Science Director 2002).

Por brindar información bibliográfica a Katherine Rewinkel, Librarian, Global Communications Unit-IUCN, Ricardo Muñoz, David Lubin Memorial Library-FAO, Verónica Ávila, Oficina Coordinación Regional del Plan de Acción-CPPS, Blga. Daniela Laines, Blga. Carolina Tovar, Dr. Víctor Pacheco (MHN-UNMSM), Bs. Cindy Hurtado e Ing. Antonio Tovar N. (información y dato del Regatas). Al Dr. Reynaldo LinaresPalomino por su apoyo con los textos en alemán Literatura citada ACMRR / FAO. 1976. Mammals in the Seas: Ad Hoc Group III on Seals and Marine Otters (draft report). Advisory Committee on Marine Resources Research and Food and

292

Agriculture Organization of the United Nations. Scientific Consultation on Marine Mammals (FAO-FI-ACMRR/ MM/SC/4). Bergen, Norway. 182 p. + Supplement & Addendum.

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Apaza & Romero Apéndice 1. Sinopsis de la historia taxonómica de la nutria marina, desde la determinación de la especie tipo Mustela lutra hasta el actual nombre científico Lontra felina. Se incluye la localidad tipo o distribución mencionada en el documento citado. También se han adicionado otras identificaciones que explican el origen de algunos sinónimos o clasificaciones relacionadas con el género Lutra o Lontra.

Año

Autor

1758 1762

Determinación o Referencia Género

Especie

Linneo

Mustela

lutra

Brisson

Lutra

1772

Brünnichii

Lutra

1782

Molina

Mustela

1792

Kerr

1800

Localidad tipo o Distribución

Sinónimo Género

Páginas

Especie 45

T.1

201-03 42 felina

Chili (Chile)

284-85, 342

Mustela (Lutra) chilensis

Costa de Chili (Chile)

172

Bechstein

Lutra

felina

Chili (Chile)

406, 695

V. 2

1800

Shaw

Lutra

felina

Chili (Chile)

448-49

V.1 P.2

1832

Bennet

Lutra

chilensis

Chili (Chile)

1-2

P. 2

1837

Gray

Lutra

californica

California

580

V. 1

1839

Waterhouse

Lutra

platensis

La Plata (Maldonado, Uruguay)

21-22

Lutra

chilensis

Archipiélago de Chonos (Chile)

22-24

1841

Wagner

Lutra

brachydactyla América Occidental

1841

Gervais

Lutra

peruviensis

Isla San Lorenzo (Perú)

1842

Lesson

Lutra

chilensis

Archipiélago de Chonos (Chile)

Lutra

peruviensis

Perú (San Lorenzo)

260-61 15-17 Lutra

felina (Shaw, 1800)

Mustela

felina (Molina, 1782)

T. 1

73 73

1843

Gray

Lontra

118

V. 11

1844

Schinz

Lutra

chilensis

Chile, Archipiélago de Chonos.

352

V. 1

Lutra

felina

Chili (Chile)

355-56

V. 1

Lutra

chilensis

Toda la costa occidental de Sudamérica hasta el sur de California (USA). Observado en el archipiélago de Lemos (45°12'S), Isla de Chiloé y el Callao. Referenciado en Cobija, Iquique, Trujillo y Ecuador

Lutra

montana

Comas y Andamarca (Junín), Huanta (Ayacucho) - Perú

Lutra

felina

1844

1847 1855

Tschudi

Gay Baird

Lutra

felina

1861

Burmeister

Lutra

paranensis

1865

Gray

Nutria

felina

1877

Coues

1879 - 82 Alston

1889

1905

Thomas

Allen

Lutra

Lutra

Lutra

Lutra

californica

felina

felina

felina

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

120

Isla de Chiloé, Arch. de Chonos, Isla del Fuego (Argentina-Chile)

Mustela

felina (Molina, 1782)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Costa de Chile

Mustela

felina (Molina, 1782)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

felina (Gay, 1847)

Río Paraná (Paraguay). Río Salado, río Dulce y laguna de los Porongos (Argentina).

Chiloé, Chili (Chile), Perú, California (USA), Kamschatka (Rusia).

De Chili (Chile) a Kamschatka (Rusia)

Norte América, vertiente del Pacífico desde Alaska? México, Guatemala, Costa Rica, Panamá, Sudamérica hasta Chile

Lutra

felina (Shaw, 1800)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

platensis (Waterhouse, 1839)

Mustela

felina (Molina, 1782)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

platensis (Waterhouse, 1839)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Mustela

felina (Molina, 1782)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Lutra

felina (Coues, 1877)

Mustela

felina (Molina, 1782) Estrecho de Magallanes, Patagonia, Chile, Perú y Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792) Ecuador (San Lorenzo) Lutra felina (Shaw, 1800)

Costa de Chile, Estrecho de Magallanes, Tierra de Fuego (Chile y Argentina)

119

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Mustela

felina (Molina, 1782)

45-46

T. 1

165

V. 2

410-11

V. 2

128-29

301

86-87

197-99

148-50

V. 3

Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792) Lutra

felina (Shaw, 1800)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832) (Continúa...)

296

Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (Diciembre 2012)

Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina Apéndice 1. Continuación.

Año

Autor

Determinación o Referencia Género

Localidad tipo o Distribución

Especie

1908

Thomas

Lutra

peruviensis

1920

Pohle

Lutra

peruensis

1923

Larrañaga

Lutra

lutris

1943

Osgood

Lutra

felina

Sinónimo Género

Páginas

Especie

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Isla San Lorenzo (Perú)

Lutra

cinerea (Thomas, 1908)

Costa de Chile hasta el norte de Perú

Mustela

felina (Molina, 1782)

393

V.1 S.8

341, 345

T. 2

90-91

V. 30

Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792)

1957

1968

1972

1998

2005

Cabrera

Harris

van Zyll de Jong

Lariviere

Wozencraft

Lutra

Lutra

Lontra

Lontra

Lontra

felina

felina

felina

felina

felina

Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (December 2012)

Costa sudamericana del Pacífico, desde Perú hasta el estrecho de Lemaire, y las islas inmediatas (Perú, Chile y extremo sur de Argentina)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Mustela

felina (Molina, 1782)

Lutra

felina (Bechstein, 1800)

Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Lutra

cinerea? (Thomas, 1908)

felina (Molina, 1782) Costa occidental de Sudamérica, desde Ecuador Mustela (?) por el norte hasta el estrecho de Lemaire por Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792) el sur, además de las islas costeras.

Lutra chilensis (Bennet, 1832)

Costa del Pacífico desde el norte del Perú hasta Cabo de Hornos (Nota: referido a Perú, Chile y extremo sur de Argentina).

Costa del Pacífico, desde el norte de Perú (al menos hasta Chimbote, límite norte a 9°S) hasta cabo de Hornos, Estrecho de Lemaire e islas adyacentes. Estrecho de Magallanes e isla de los Estados (Perú, Chile y extremo sur de Argentina) Extremo sur de Argentina, Chile y Perú

272-73

Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

chilensis (Waterhouse, 1839)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Lutra

californiæ (Lesson, 1842)

Lutra

chilensis (Schinz, 1844)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Lutra

platensis (Gray, 1865, 1869)

Lutra

cinerea? (Thomas, 1908)

Lutra

felina (Pohle, 1920)

Mustela

felina (Molina, 1782)

216-17

88

Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792) Lutra

chilensis (Bennet, 1832)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Nutria

felina (Gray, 1865)

Lutra

felina (Pohle, 1920)

Lutra

felina (Cabrera, 1958)

Mustela

felina (Molina, 1782)

1-5

Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792) Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

cinerea (Thomas, 1908)

Mustela (Lu.) chilensis (Kerr, 1792) Lutra

brachydactyla (Wagner, 1841)

Lutra

californica (Gray, 1837)

Lutra

peruviensis (Gervais, 1841)

Lutra

montana (Tschudi, 1844)

Lutra

paranensis (Burmeister 1861)

Lutra

cinerea (Thomas, 1908)

Lutra

peruensis (Pohle, 1920)

Lutra

lutris (Larrañaga, 1923)

603

V. 1

297

Apaza & Romero Apéndice 2. Registros de individuos (Reg.) de Lontra felina en la costa del Perú entre los años 2000 y 2010.

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

298

Dpto.

Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Ancash Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Lima Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica Ica

Localidad

Lat. S

Long. W

Pto. de Santa 08°59'15,63" 78°39'22,81" Vesique 09°12'45,90" 78°29'08,74" Is. Los Chimús 09°21'02,42" 78°27'48,43" Tortugas 09°22'10,75" 78°25'10,00" Pto. Casma 09°27'22,54" 78°23'07,04" Pta. El Huaro 09°37'38,09" 78°21'57,55" Playa Patillos 09°53'12,07" 78°14'02,36" Caleta Culebras 09°56'56,45" 78°13'43,29" Pta. Culebras 09°56'59,91" 78°14'01,54" El Erizo 09°59'40,49" 78°11'47,97" Pto. Huarmey 10°05'50,34" 78°10'16,59" Pta. Lagarto 10°06'29,45" 78°11'04,84" Pta. Colorada 10°29'31,32" 77°57'53,49" Pta. Litera 10°36'44,29" 77°53'08,01" Huacho 11°07'18,62" 77°37'06,89" Pta. Salinas 11°17'29,18" 77°39'08,83" Pta. Chancay 11°35'08,87" 77°16'48,91" Pta. San Francisco 11°46’05,67" 77°11'27,59" Pta. Mulato 11°46'07,12" 77°11'50,65" Playa Santa Rosa 11°48'11,66" 77°10'42,80" Cabezo (Is. San Lorenzo) 12°03'56,92" 77°14'57,90" Las Peñas (Is. San Lorenzo) 12°05'27,16" 77°14'17,97" Playa Regatas 12°09'56,54" 77°02'05,08" Is. Pachacámac 12°17'59,28" 76°54'08,74" San Bártolo 12°23’26,91" 76°47'01,59" Curayacu 12°23’40,55" 76°46'49,33" La Tiza 12°24’52,82" 76°46'48,95" Pta Boquerón 12°26'39,25" 76°47'03,18" Playa el Carbón 12°27'06,53" 76°46'59,01" Naplo 12°28'18,03" 76°47'27,54" Boquerón 12°28'45,15" 76°48'04,18" Pucusana 12°28'47,84" 76°47'59,06" Cerros Lapa Lapa 12°33’02,32" 76°43'57,11" Pta. Cordero 12°35’38,74" 76°42'17,42" Pto. Viejo 12°35'22,52" 76°42'22,05" Playa San Pablo 12°35'58,45" 76°41'52,43" León Dormido 12°37'57,12" 76°40'17,39" La Ensenada 12°38’58,02" 76°40'20,67" Bujama 12°44’11,81" 76°38'10,88" Is. Asia 12°47'17,29" 76°37'13,21" Pasamayito 12°49'15,03" 76°33'30,85" Los Leones 12°53'12,56" 76°30'56,33" Pto. Fiel 12°56'41,78" 76°30'19,29" Pta. Corrientes 12°57’16,67" 76°30'53,53" Pta. Honda 12°58'31,05" 76°30'23,39" Pta. Lobos 12°58'57,42" 76°30'18,69" Cerro Azul 13°01'41,54" 76°29'16,80" Río Cañete 13°07'13,91" 76°23'11,10" Playa Talpo 13°48'05,27" 76°20'22,94" Is. San Gallán 13°50'12,43" 76°26'03,73" Pta. Culebra 13°50'38,54" 76°23'06,85" Lagunilla 13°53'52,02" 76°18'38,11" Yumaque 13°54'23,79" 76°17'27,29" La Mina 13°54'44,70" 76°19'05,91" Playa Esperanza 13°54'53,43" 76°18'57,94" Pta. Arquillo 13°55'18,51" 76°21'02,59" La Catedral 13°56'10,33" 76°17'09,44" Supay 13°57'30,42" 76°16'20,18" Pta. Sacasemita 14°09'16,50" 76°16'42,03" Barlovento 14°22'04,15" 76°06'05,57" Pta. Olleros 14°47'00,41" 75°44'09,98" Puerto Caballas 14°56'28,43" 75°30'00,17" San Fernando (Fondeadero) 15°08'10,31" 75°22'04,67" San Fernando 15°08'29,43" 75°22'05,57" La Aguada 15°08'48,71" 75°19'44,96"

Reg. Año 2 2 4 2 1 3 4 1 2 2 2 2 1 1 1 6 1 3 2 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 3 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 2 3 1 2 2 1 3 2 2 3 3 2 2 2 1 1 2 1 1 1

2009 2003 2003 2000 2010 2010 2003 2010 2003 2008 2002 2010 2003 2003 2004 2003 2009 2002 2004 2005 2009 2008 2004 2003 2002 2007 2002 2002 2003 2002 2004 2002 2002 2002 2008 2008 2008 2002 2002 2003 2008 2004 2004 2010 2008 2007 2005 2003 2006 2002 2003 2002 2002 2005 2001 2002 2008 2002 2009 2009 2009 2008 2005 2003 2000

N° 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79

Dpto.

Ica Ica Ica Ica Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa

80 Arequipa 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Arequipa Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Moquegua Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna Tacna

Localidad Pta. Gallinazo San Nicolás San Juanito Pta. San Juan Tres Hermanas Almeja La Aguada Yanyarina El Cable Playa la Libertad El Submarino El Cachucho Chala Puerto Inca Pampa Redonda (Fondeadero) Pta. Pampa Redonda Pta. Atico Playa Oscuyo La Planchada Pta. Caleta Punta El Uno Pta. La Chira Quilca Pta. Arantas Pta. San José Pta. Hornillos Pto. Matarani Pto. Viejo Caleta Islay Catarindo Aguada Lima Mollendo Pta. Corio Pta. Playuelas Pta. Jesús y Cocotea Playa Yerba Buena Pta. Yerba Buena Pta. El Carmen Pta. Callango Platanales Pta Jaboncillo Pocoma Miraflores Chuza Ilo Pto. Ingles Corralitos Pta. Coles La Hondonada El Alto Playa La Higuera Pta. Chorrillos Pta. Icuy Pta. Picata Santa Rosa La Meca Pto. Grau C.A. FONDEPES Morro de Sama La Lobera Pta. Curimani Qda. de los Burros Pta. Balconcillo Canepa Pto. Vila Vila

Lat. S

Long. W

Reg. Año

15°09'01,64" 75°20'48,90" 15°15'14,02" 75°14'56,51" 15°16'21,37" 75°14'25,13" 15°21'50,88” 75°11'30,06" 15°26'34,39" 75°04'17,01" 15°26'34,75" 75°04'05,21" 15°27'31,43" 75°02'30,48" 15°27'33,60" 75°01'21,15" 15°28'17,06" 74°59'15,98" 15°28'47,64" 74°58'58,08" 15°29'06,41" 74°58'40,68" 15°29'54,42" 74°57'14,85" 15°43'49,98" 74°27'41,79" 15°50'39,33" 74°18'37,42"

1 1 1 2 3 2 3 2 2 5 1 3 1 2

2002 2003 2003 2004 2002 2003 2002 2003 2003 2003 2003 2003 2008 2008

16°00'00,05" 74°01'35,73"

2

2008

16°01'43,77" 74°01'01,85" 16°13'55,57" 73°41'56,01" 16°16'48,34" 73°27'18,08" 16°24'27,31" 73°13'18,80" 16°30'54,79” 72°57'42,83” 16°30'56,75” 72°56'51,86" 16°30'59,31" 72°56'00,20" 16°42’53,40" 72°26'06,48" 16°47'38,94" 72°19'55,03" 16°49'32,88" 72°17'56,43" 16°52'32,67" 72°17'06,72" 16°59'43,14" 72°06'19,10" 17°00'22,26" 72°06'34,97" 17°00'57,66" 72°06'33,40" 17°01'02,53" 72°02'02,29" 17°01'19,58" 72°01'21,93" 17°01'57,69" 72°00'58,65" 17°14'52,78" 71°35'40,57" 17°15'31,09" 71°33'51,08" 17°16'02,17” 71°31'38,23” 17°18'24,57" 71°28'12,66" 17°19'09,01" 71°28'27,77" 17°21'44,58" 71°25'46,12" 17°23'04,38" 71°24'18,20" 17°23'09,11" 71°23'53,87" 17°24'47,95" 71°23'11,17" 17°26'09,54" 71°23'01,97" 17°28'30,18" 71°22'20,64" 17°29'10,93" 71°21'51,12" 17°38'36,64" 71°20'48,69" 17°39'47,78" 71°21'29,28" 17°40'15,35" 71°21'45,21" 17°42'10,71" 71°22'46,42" 17°46'36,60" 71°11'34,11" 17°46'45,92" 71°11'18,54" 17°48'48,24" 71°09'44,01" 17°49'03,53" 71°09'15,50" 17°49'16,79" 71°08'31,86" 17°52'03,96" 71°05'50,06" 17°52'46,13" 71°03'16,23" 17°57'03,74" 70°54'42,86" 17°59'35,98" 70°53'03,94" 17°59'59,79" 70°53'10,65" 18°00'15,46" 70°53'18,18" 18°00'37,57" 70°52'54,68" 18°01'13,00" 70°51'48,00" 18°01'55,76" 70°50'09,74" 18°02'02,79" 70°49'44,52" 18°05'23,83" 70°45'09,08" 18°07'05,88" 70°43'39,44"

3 4 4 2 2 1 6 1 1 3 1 4 3 5 2 1 4 1 3 1 2 3 1 4 1 2 1 2 1 1 1 2 5 1 1 5 2 3 3 2 2 8 3 4 2 1 2 3 1 6

2008 2003 2003 2009 2004 2004 2004 2003 2003 2009 2004 2004 2007 2003 2003 2003 2003 2002 2003 2004 2009 2002 2003 2003 2009 2010 2010 2010 2004 2003 2002 2002 2004 2008 2008 2008 2009 2009 2002 2009 2002 2002 2009 2003 2009 2002 2009 2009 2009 2002

Rev. peru. biol. 19(3): 285 - 298 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (Diciembre 2012) Water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Macrobrachium © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM ISSN amazonicum 1561-0837

Temporal variation in the water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Amazon River prawn Macrobrachium amazonicum Variación temporal de la calidad del agua de los estanques y efluentes de los estanques de engorde del camarón de río Macrobrachium amazonicum

Erlei Cassiano Keppeler1, Patrícia Maria Contente Moraes Valenti2 and Leonardo Vaz Pereira3 1 University Federal of Acre, Cruzeiro do Sul, Acre, Brazil.

Correspondence for: erlei.keppeler@pq.cnpq.br erleikeppeler@gmail.com 2 São Paulo State University, Aquaculture Center, Dept. de Biologia Aplicada à Agropecuária, Jaboticabal, São Paulo, Brazil.

3 Veterinary Sciences, University Federal of Lavras, Lavras, Minas Gerais, Brazil.

Abstract This study was conducted in the Crustacean Sector of the Aquaculture Center (CAUNESP) at the São Paulo State University, Jaboticabal (21°15’22”S and 48°18’48”W) São Paulo, Brazil, from December 2003 to May 2004.

The aim was to examine the water quality parameters of importance to freshwater prawn culture, operated in a semi-intensive system in Amazon River. Nine 0.01-ha earthen ponds were stocked with 20 juveniles.m-2. Prawns were fed commercial diet at a rate of 7 to 9% of biomass until the 14th week. After 145 days of stocking, all ponds were drained and harvested. The following water parameters were determined weekly: dissolved oxygen, oxygen biochemical demand, pH, total alkalinity, electrical conductivity, suspended total solids and turbidity, N-nitrate, N-nitrite, N-nitrogen ammonia, N- total, soluble ortophosphate, total phosphorus, chlorophyll and pheophytin.

In the semi-intensive culture system of M. amazonicum, there was no clear pattern of temporal variation in the limnological variables studied. Dissolved oxygen, pH, BOD, ammonia nitrogen and nitrate increased in the afternoon period while, the other variables did not change. In general, water quality is more dependent on the biological processes that occur in the pond than on the characteristics of the renewal water for some variable.

Keywords: Macrobrachium amazonicum; limnology; pond water; renewal water; temporal pattern.

Resumen

Presentado: 20/06/2012 Aceptado: 28/10/2012 Publicado online: 15/01/2013

Este estudio se llevó a cabo en el Sector de Crustáceos del Centro de Acuicultura (CAUNESP) de la Universidad Estadual Paulista, Jaboticabal (21°15'22”S y 48°18'48”W) en São Paulo, Brasil; entre diciembre de 2003 y mayo de 2004. El objetivo fue evaluar los parámetros de calidad de agua con importancia para los cultivos de camarón de agua dulce, operado en un sistema semi-intensivo de estanques en río Amazonas. Nueve estanques de 0,01 ha, fueron sembrados a una densidad de 20 juveniles.m-2, y alimentados con una dieta comercial a una tasa de 7 a 9% de la biomassa, hasta la semana 14. Después de 145 días de crianza, todos los estanques fueron drenados y cosechados. Se determinaron semanalmente los siguientes: oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, pH, alcalinidad total, conductividad eléctrica, sólidos totales en suspensión y turbidez, nitrato-N, N-nitrito, amoníaco-nitrógeno N, N-total, ortofosfato soluble, total fósforo, clorofila y feofitina. En el sistema de cultivo semi-intensivo de M. amazonicum, no hubo un patrón claro de variación temporal en las variables limnológicas estudiadas. Oxígeno disuelto, pH, DBO, nitrógeno amoniacal y nitratos aumentaron durante las tardes, mientras que las otras variables no cambiaron. En general, la calidad del agua es más dependiente de los procesos biológicos que se producen en el estanque, que de las características de la renovación del agua para alguna variable.

Keywords: Macrobrachium amazonicum; limnología; viveros; renovación del agua; patrón temporal.

Introduction Aquaculture provided nearly 50 percent of the annual world fisheries production of 110 million tons of food fish in 2006 (FAO 2010). Half of all aquaculture production is finfish, a quarter is aquatic plants and the remaining quarter is made up of crustaceans (such as shrimp, prawns, crabs) and molluscs (such as clams, oysters and mussels) (FAO 2010). Brazil stands out as one of the countries with a major potential for the development of aquaculture, because it shelters a large diversity of native freshwater species and because of its continental dimensions (Queiroz et al. 2005). Therefore, Brazil also has a large consumer market and the scientific knowledge for the sustainable use of aquatic ecosystems. However, studies are necessary to evaluate water quality in ponds, because species such as Macrobrachium amazonicum (Heller, 1862), despite their small size, have a high survival rate and productivity, according to Moraes-Riodades andValenti (2007). Moraes-Riodades and Valenti also report Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (December 2012)

that in tropical regions, if a preculture phase were introduced, as in this work, whereby postlarvae are grown for 45 – 60 d in nurseries, three grow-out cycles of 3.5 – 4 months would be possible, and productivity could reach 6000 kg/ha/yr. This value is within the range of productivity obtained for penaeid shrimps in intensive systems (5000 – 10000 kg/ha/yr) according to Wickins and Lee (2002). Such characteristics make it ideal for prawn culture in a semi-intensive system.

The ponds for semi-intensive culture of freshwater prawns are limnic ecosystems in the initial phase of ecological succession (Valenti & New 2000). They show biotic diversity, trophic structure and mineral nutrient cycling (Valenti & New 2000).

When the ponds are full, a process of ecological succession begins, occurring at different serial stages of filling. This can be autotrophic or heterotrophic. Generally, freshwater prawn ponds receive initial organic fertilizing and feed is added over the course of the culture. Therefore, succession is mainly heterotrophic, and

299

Keppeler et al.

the detritus food chains predominate (Valenti & New 2000).

The freshwater prawn ponds can be static or dynamic. In the former, there is no water input or output; where as in the latter water is continuously renewed. Static ponds function as lentic ecosystems, while dynamic ponds show intermediate characteristics between lentic and lotic systems (Valenti & New 2000).

Pond water quality is essential for the success of aquaculture (Boyd & Zimmermann 2000, Kubitza 2003), especially in ponds of freshwater prawns. In recent years, intensive studies have been carried out by Keppeler and Valenti (2006), Henry-Silva and Camargo (2008) considering ponds and effluents. The most important variables considered are dissolved oxygen and ammonia nitrogen. The importance of oxygen lies in the fact that the majority of the animals satisfy their need of energy by means of food oxidation, with the formation of carbon dioxide and water in the process (Schmidt-Nielsen 2002). Therefore, this is of basic importance for the maintenance of life (Margalef 1983).

Ammonia nitrogen is the main nitrogenous product excreted by the prawns, originating from the metabolic processes of transformation and oxidation of protein (amino acids) obtained from foods. In general, the consumption of foods high in protein and/or with an imbalance in its amino acid composition generally increases the excretion of ammonia nitrogen in prawns.

Another important source of ammonia nitrogen in the culture is the microbial decomposition of proteins and amino acids eliminated in feces (Hargreaves 1998).

Ammonia nitrogen is toxic to prawns, and measure must be taking to prevent its extreme accumulation in the water during the culture. Besides nitrogenous compounds, other limnological characteristics involved in the dynamics of ponds affect the development of the prawns (Boyd & Zimmermann 2000).

Phosphorus is generally the main limiting factor in the development of phytoplankton in aquatic environments. Among all the forms or fractions of phosphate, orthophosphate is the most important as it is the main form assimilated by aquatic plants. Its concentration depends on the density and the activity of organisms in the water, especially phytoplanktonic organisms and aquatic macrophytes, which during photosynthesis can assimilate great amounts of these ions (Boyd 1979). In aquatic environments, high temperature increases the metabolic rate of organisms considerably, causing soluble phosphate to be more quickly assimilated and incorporated in its biomass (Boyd 1979).

This is one of the main reasons for very low concentrations of soluble phosphate. In short, biological, chemical and physical aspects of the water influence prawn culture with regard to growth, resistance to pathogens, reproduction and tolerance to extreme water temperature (Boyd & Zimmermann 2000).

These aquaculture ponds are ecosystems with great entrance and exit of energy and materials (Valenti & New 2000). The main entrances are the stocked prawns, organic fertilizer, managed feed and sunlight, while the main exits are the effluent and harvested prawns (Valenti & New 2000). With the growth of the prawns, the supplied feed is increasingly converted to biomass over the course of the culture. These factors, together with ecological succession, can result in modifications of the water variables of the culture.

300

The objective of this study was to examine the water quality parameters of importance to freshwater prawn culture, operated in a semi-intensive system in Amazon River prawn ponds. The following aspects were investigated: a) The temporal oscillations of the limnological variables, until to the 14th week of the culture; b) effect of water turnover time on the limnological variables in the interior of the freshwater prawn culture; c) variations of the limnological variables in the morning and afternoon in effluents.

Material and methods Collection and rearing.- Macrobrachium amazonicum (Heller, 1862) juveniles collected in Amazonian rivers according to Moraes Riodades and Valenti (2004) were allowed to grow and mature in an earthen pond in Crustacean Sector of the Aquaculture Center at São Paulo State University (CAUNESP), Jaboticabal, São Paulo (21° 15’22”S, 48°18’48”W). According to Moraes-Riodades and Valenti (2007) ovigerous females with late embryonic eggs were selected from this set of wild animals and stocked in 50-L polyethylene tanks for hatching larvae. Larvae were cultured until metamorphosis in 120-L recirculating tank systems filled with brackish water (salinity: 10) for about 24 d.

One week after metamorphosis, juveniles (0.01 g) were hand counted and randomly distributed in primary nurseries and later in secondary nurseries (New 2002). Ponds were stocked with 20 juveniles II of M. amazonicum per m2 (50 days after metamorphosis and 0.36 ± 0.09 g).

Description of ponds.- The ponds were composed of 12 rectangular (~100 m2; ~7.5 × 14 m) earthen ponds with an average water depth of 1 m. Total water volume was about 100 m3. The pond bottoms were limed (100 g.m–2) and fertilized with cow manure (300 g.m–2) to enhance development of the benthic and plankton communities. The ponds were then filled with mechanically filtered water from a reservoir. A continuous water flow was provided to roughly simulate lotic environments.

Turnover rate was 5 – 10% of pond volume per day. Predators and competitors were excluded by means of 1 mm mesh screens set up at the inlet water pipe (Moraes-Valenti et al. 2010).

To study the dynamics of the ponds, the data of the nine ponds were used, in first 14 weeks. The data obtained for each water variable of the ponds, for each week in the nine ponds, were combined. The means and standard deviation were separately determined for the morning and afternoon. The values obtained were plotted versus time to determine the existence of a pattern of temporal variation.

Allochthonous feed input.- A commercial marine shrimp pelleted diet was supplied twice daily (Moraes-Valenti et al.

2010) at 07:30 to 08:30 and 16:00 to 17:00 h. The daily input in each pond was 2.5 g m–2 during the first 4 week. Thereafter, for weeks 5 to 12, 9% of prawn biomass was supplied daily; for weeks 13 to 14, the feed was reduced to 6% of prawn biomass.

The amount of feed supplied, for the nine ponds, until the 14th week of culture reached 80 kg. ha-1. day-1, but the average, considering all the period of the culture was of 29 kg. ha-1. day-1, and from week 15 onward up to 3%.

This biomass was estimated by means of monthly biometry and corrected fortnightly, increasing it by 20% of the amount determined at the start of the month. In the last month, the correction was 10% each week. In the last two months. The weekly diet supply varied from 184 to 557.3 kg.ha-1.

Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (Diciembre 2012)

Water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Macrobrachium amazonicum

During culture, ponds were chemically fertilized with urea plus ammonium sulfate, NPK and urea plus simple superphosphate. The quantities of N and P applied each week varied from 1.98 to 8.8 kg.ha-1 and 0.68 to 4.2 kg.ha-1, respectively. General management followed the semi-intensive system in freshwater prawn farming (New 2002).

Table 1. Means (±standard deviation) of limnological variables of the water supplying ponds, obtained in the morning and afternoon.

Variable

Morning

Afternoon

Dissolved oxygen (mg.L-1)

5.72 ± 1.39

7.52 ± 2.13

Dissolved oxygen (%)

70.97 ± 16.93

96.87 ± 28.93

Prawn biomass was estimated in each pond based on the individual mean mass obtained by monthly sampling and the expected survival and growth, assuming 1% mortality and 20% increase in mass per week. If the oxygen level was between 2.5 and 3.5 mg L–1 in the morning, the removal rate was increased.

When these levels were recorded, a B-500 Aquahobby (Bernauer Aquacultura) emergency aerator was used. This arrangement maintained an adequate level of dissolved oxygen at all times.

Biochemical oxygen demand (mg.L ) 4.84 ± 3.24

6.46 ± 4.22

pH

8.04 ± 0.78

7.73 ± 0.59

Total alkalinity (mg.L CaCO3)

45.86 ± 5.34

40.67 ± 6.77

Electrical conductivity (µS.cm-1)

102 ± 37

92 ± 18

Total suspended solids (mg.L )

0.030 ± 0.078

0.011 ± 0.008

Turbidity (TNU)

42 ± 105

13 ± 9

Nitrate-N (µg.L )

730 ± 861

1129 ± 1161

Water quality.- Each week, measurements and sampling of the pond inlet water and effluent were performed during the morning (7 – 9 h) and afternoon (15 – 17 h). Dissolved oxygen (bottom) and biochemical oxygen demand (BOD) were measured using a model 52 oxygen meter from YSI (integrated sample). BOD was calculated as the difference between the final and initial level of dissolved oxygen during five days of incubation at 20 ± 1 °C, with water samples diluted generally to 40% (APHA 1998). Total alkalinity was assessed according to Boyd and Tucker (1992). pH and electrical conductivity were determined at the bottom of the ponds using a YSI pH conductivity meter model 63.

Nitrite-N (µg.L-1)

58 ± 25

44 ± 12

Ammonia nitrogen (µg.L )

140 ± 124

88 ± 62

Soluble orthophosphate (mg.L-1)

0.029 ± 0.032

0.022 ± 0.029

Total phosphorus (mg.L )

0.086 ± 0.113

0.104 ± 0.110

Chlorophyll a (µg.L )

388 ± 634

218 ± 175

Pheophytin (µg.L-1)

1017 ± 1666

556 ± 433

Turbidity in whole samples collected from both the photic and aphotic zones was assessed according to Wetzel and Likens (1991) by spectrophotometry, and total suspended solids by a gravimetric method as described by Boyd and Tucker (1992).

Different forms of nitrogen and phosphorus were determined in whole samples collected from both the photic and aphotic zones following methods described by APHA (1992) for nitrate, Strickland and Parsons (1960) for nitrite, Solorzano (1969) for ammonia nitrogen, Valderrama (1981) for total nitrogen, and Adams (1990) and Boyd and Tucker (1992) for total phosphorus and soluble phosphate. Turbidity was assessed according to Wetzel and Likens (1991) by spectrophotometry, and total suspended solids by a gravimetric method as described by Boyd and Tucker (1992). The pigments chlorophyll a and pheophytin were determined according to the APHA (1992) method. A Hach model 2000 spectrophotometer was used in these analyses.

All determinations were performed twice. When the two values obtained were close, the average was taken as the result. If the values were discrepant, a third reading was taken and the extreme value was discarded. Student’s t – test was applied to detect differences in means between morning and afternoon in effluents.

When assumptions for this parametric test were not accepted, the non-parametric Mann-Whitney U – test was used. Data were also submitted to Kendall coefficient analysis. Analyses were carried out using Statistica v6.0, (Statsoft, 1996) and SAS (2001). The results were considered statistically significant where p< 0.05.

Results Means and standard deviation were determined for all variables. The temporal variation of each variable until the 14th week of culture is shown in Figure 1. It is noted that there was no differential pattern for variable behavior, in the different Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (December 2012)

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

treatments. However, electrical conductivity and biochemical oxygen demand, chlorophyll and pheophytin showed a particular pattern of variation, fitting a polynomial curve. For the other variables, there was random variation in the means obtained throughout the study period.

The means of the water quality variables of the supply water, analyzed during the experiment, in the periods of the morning and afternoon are presented in Table 1. The quality of the supply water showed some variations over the course of the culture.

Kendall’s coefficient of concordance (k) that correlated each variable with supplying water the pond water was significant for electrical conductivity, total alkalinity, nitrate-N (p< 0.01) and soluble orthophosphate (p < 0.05).

In the Table 2 presents the means of the limnological variables in the periods of the morning and afternoon in the nine ponds up to the 14th week in effluents. The standard deviation was high, indicating a great degree of variability in all variables.

Significant differences were observed between the morning and afternoon to dissolved oxygen, pH, ammonia nitrogen, nitrate, soluble orthophosphate (p< 0.05). Total phosphorus showed substantial declines in the afternoon, and chlorophyll a increasing in afternoon, but a statistically significant difference was not observed (p< 0.05).

Discussion Prawns grow during culture and their effect on the environment should increase greatly over time. Therefore, the daily feed added to the ponds continues to increase. In this study, it increased five times. Therefore, variations in the limnological variables during culture are expected, and these could follow a pattern conditioned by the above-mentioned processes. This, however, did not occur in the present work.

The majority of the variables studied showed a random pattern of changes during culture. Only BOD, electrical conductivity, chlorophyll and pheophytin showed a distinct pattern.

The BOD increased, declined and then increased again, while

301

14 12 10 8 6 4 2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0

250

2

4

6

BOD(mg.L-1)

0,2 0,15 0,1 0,05 2

4

6

8

10

12

14

16

0

Chlorophyll a (µg.L-1)

8,5 8 7,5 7 6,5

2

4

6

8

10

12

14

4

6

8

10

12

14

600 400 200 0

2

4

6

Nitrate (µg.L-1)

1000

14

0

10

12

14

16

0

2

4

6

8

10

12

14

16

60 40 20 8

10

Weeks

12

14

16

Ammonia nitrogen (µg.L-1)

Turbidity (UNT)

80

45 30 15 0

10

12

14

16

4

6

8

10

12

14

16

y =-0,2767x3 + 5,4358x2 - 31,411x + 151,79 150

R= 0,81

140 130 120 110 100 90 80 70

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

Weeks

60

100

6

2

Weeks

Weeks

4

8

Weeks

2000

0

2

0

16

3000

1000 8

12

4000

500 6

10

5000

1500

4

8

6000

2000

2

6

Weeks

2500

0

4

Weeks

800

16

y =24,215x2 - 325,86x2 + 1278,1 R= 0.59

3000

2

80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

16

1000

Weeks

0

0

Weeks

0

6 2

50

16

y =-1,6772x3 + 45,99x2 - 343,89x + 800,88 R= 0,60

1200

9

0

100

Weeks

9,5

pH

14

R= 0,80

18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Weeks

Pheophytin (µg.L-1)

12

Total alkalinity (mg.L-1)

0,3

Nitrite (µg.L-1)

10

y =0,0505x3 - 1,1914x2 + 7,8139x - 4,7817

0,25

0

8

Electrical conductivity (µS.cm-1)

Total Phosphorus (µg.L-1)

0,4 0,35

0

150

Weeks

Weeks

0

200

0 0

Total suspended solids (mg.L-1)

Dissolved oxygen (mg.L-1)

16

Dissolved oxygen (%)

Soluble orthophosphate (µg.L-1)

Keppeler et al.

300 250 200 150 100 50 0

0

2

4

6

8 Weeks

10

12

14

16

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Weeks

Figure 1. Temporal variation of limnological variables over the course of the culture. Supply Water: means between morning and afternoon; Ponds: Means ± standard deviation of the nine ponds studied. Curve polynomial represents the pattern of variation.(□)Supplying W.= Supplying water, and (●)Pond W =Pond Water.

302

Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (Diciembre 2012)

Water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Macrobrachium amazonicum Table 2. Means (±standard deviation) of limnological variables of the pond water and effluents, obtained in the morning and afternoon. T = Student’s t test; U= Mann-Whitney test. Means followed by different letters in the same row differ at the 5% level of significance for morning and afternoon periods.

Variable

Morning

Dissolved oxygen (mg.L-1)

Afternoon

T

6.34±2.71a

7.45±2.81b

U

90.15±41.47a

119.98±34.15b

T

Biochemical oxygen demand (mg.L )

6.57±3.54

6.42±3.38

T

pH

6.95±0.51a

7.24±0.52b

T

Total alkalinity (mg.L-1 CaCO3)

50.89±9.51

49.58±9.69

T

Dissolved oxygen (%) -1

Electrical conductivity (µS.cm )

100±17

100±17

T

Total suspended solids (mg.L-1)

0.016±0.023

0.015±0.011

T

-1

Turbidity (TNU)

27±31

Nitrate-N (µg.L-1)

403±746a

Nitrite-N (µg.L-1)

25±37

T

898±1237b

U

49±24

49±32

T

163±123ª

122±92b

T

Soluble orthophosphate (mg.L )

0.047±0.042a

0.035±0.029b

T

Total phosphorus (mg.L-1)

0.153±0.136

0.125±0.143

T

Chlorophyll a (µg.L )

264±369

308±372

U

Pheophytin (µg.L )

648±844

840±935

U

Ammonia nitrogen (µg.L-1) -1

-1

-1

conductivity displayed an inverse pattern. BOD and electric conductivity followed the same pattern of variation in the ponds as in the water supply.

It is possible that the various factors, such as water supply, feeding rate, and pond position, acting on these variables are very great, and therefore, under the culture conditions practiced, no particular pattern of variation was observed. This is in accordance with the instability of the water variables observed in hypertrophic environments. However, aquaculture is a form of controlled eutrophication in which succession is controlled by management strategies, including aeration, water exchange, type of fertilizer and various feeds and feeding regimes (Pruder 1986), as carried out in this study, with control objectives the system.

In the present work, only alkalinity, conductivity, nitrate, and soluble ortophosphate showed a positive correlation between supplying water and pond water. Therefore, oxygen was not apparently influenced by water renewal in the range of 5 – 10% per day, value minimum recommended for New (2002), as was practiced in this work.

Moreover, in the ponds studied, pH, dissolved oxygen, dissolved material, nitrite, total phosphorus, chlorophyll, seemed to be more dependent on the biological processes that occur inside of the pond than on the supplying water. This could be due to the fact that both the supplying water and pond water show hypereutrophic characteristics (Keppeler & Valenti 2006), and therefore, in a semi-intensive system, the addition of a large amount of fertilizer and high feeding rate should reduce the effect of water renewal. The data indicate that the environments were hyperthrophic because they showed relatively high levels of phosphorus and chlorophyll according to Vollenweider (1968).

The biological and chemical processes that occur in the ponds produce changes in the values of the limnological variables throughout the day. In the present work, significant differences Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (December 2012)

in effluents were observed between the morning and afternoon to dissolved oxygen, pH, ammonia nitrogen, nitrate, soluble orthophosphate. A significant difference in the other variables studied was not observed. These data must reflect the processes of photosynthesis that occur in limnic ecosystems. These, in turn, are mainly influenced by the variation in light intensity and temperature.

During the day, an increase in temperature occurred, which speeds up the decomposition of organic substances, leading to the formation of ammonia. This immediately is assimilated by phytoplankton or converted into nitrate by nitrifying bacteria. If the concentration becomes highly elevated and the pH strongly alkaline, there can be a loss of gaseous ammonia to the atmnosphere (Delincé 1992). In this work, there was a decrease in ammonia during the afternoon period, indicating that the processes photosynthesis and nitrification had predominated over the ammonification process. On the hand, by night, photosynthesis ceases and oxygen level declines, which inhibits nitrification (Kaiser & Wheaton 1983). The finding of more elevated levels of ammonia nitrogen in the morning indicates that ammonification was greater than nitrification during the night. As pH was always below 9, and the concentration of ammonia nitrogen low, there should not have been losses of this gas to the atmosphere.

In the morning period, the oxygen measured corresponded to the that remaining after aquatic processes of respiration by the prawns and other organisms, decomposition of organic substances and nitrification of ammonia to nitrate during the night in the absence of photosynthesis. With sunrise, photosynthesis begins, with the consumption of CO2 and production of oxygen.

Consequently, the oxygen measured in the afternoon represents the balance between what was produced by phytoplankton and what was expended in the processes described above. The absorption of phosphorus is also associated with primary production (Wetzel 1981). Therefore, throughout the day, there will be

303

Keppeler et al.

consumption of inorganic, phosphorus and ammonia nitrogen and the release of oxygen.

The variable nitrogen ammonia can supply an approximation estimate of the pollution potential of a pond. On the other hand, a great amount of oxygen can be used by nitrifying bacteria to oxidize ammonia nitrogen to nitrate. Moreover, the consumption of oxygen in five days represents only one fraction of the total oxygen that will be consumed in the processes of decomposition and nitrification. This represents about 35% of the BOD in the afternoon period.

Nitrate originates from the processes of nitrification of ammonia. This can accumulate in the system as nitrate, absorbed by phytoplankton (Hargreaves 1998), reconverted into ammonia by ammonification or converted into molecular nitrogen. These last two processes occur mainly at the sediment level in anaerobic conditions or low concentration of oxygen.

In the ponds studied, it was observed that the nitrate increased in the afternoon. This indicates that during the day there was an increase in the nitrification processes. Therefore, there was enough ammonia and oxygen. Nitrate absorption by phytoplankton only occurs when there is lack of ammonia, since nitrate must be reduced to ammonia in cells before being used, with an expenditure of energy, since during the day than at night. This must have been due to the higher temperature and greater oxygen availability. On the hand, at night there was a mean decrease in NO3-N of 300 µg.L-1. This must not have been converted into ammonia, because ammonia increased by only about 50 µg.L-1 of NH3-N, on average. Therefore, at night, there must have occurred a process of denitrification and about 300 µg.L-1 of nitrogen must have been lost from the ponds of the atmosphere.

In the absence of photosynthesis during the night, pH declined by the morning. Sipaúba-Tavares et al. (1998a,b) also observed a relation between pH and dissolved oxygen in ponds.

This is possibly related to the involvement of these variables in the processes of photosynthesis and decomposition. High pH, as encountered in this study, is mainly due to the presence of carbonate and bicarbonate ions, which together with CO2 are the main forms of inorganic carbon available in the water.

Sipaúba-Tavares et al. (1998) found that the reduction in the concentration of ammonia nitrogen affected alkalinity, when studying the dynamics of some limnological variables in two fish ponds. In the ponds studied here, alkalinity did not vary between the periods of the day, but alkalinity was highest at the start of the experiment but tended to decrease at the end, with values similar those observed in studies carried out

by Paggi and Sipaúba-Tavares (2006). Sipaúba-Tavares (2007) evaluated water quality through a limnological survey in a fish culture system in the Paranaíta region (Mato Grosso, Brazil), and found values similar to those obtained in the present study and also in other studies carried out by Moraes-Riodades et al.

(2006) and Moraes-Riodades and Valenti (2007) when determining the effect of intensification of Amazon River prawn Macrobrachium amazonicum culture on pond hydrobiology.

This indicates that the values for this culture are in accordance with those mentioned for aquaculture in general.

The efficiency of the nitrification process in ponds is evidenced by the low levels of nitrite which is an intermedi-

304

ate product in the nitrification process. Its presence in aquatic environments is always low but increases when nitrification reactions are blocked (Boyd & Tucker 1998). The low values obtained in this work indicate that the nitrification process occurred regularly in the ponds. This is corroborated by the high nitrate levels found in the afternoon.

Photosynthesis, occurring during the day, was possibly compensated by nitrification, since nitrate levels increased significantly in the afternoon, indicating the occurrence of nitrification. On the other hand, at night, respiration could have been compensated by denitrification.

The processes of photosynthesis, denitrification, and reduction of sulfate and dissolution of lime used in aquaculture can increase alkalinity, while respiration, nitrification and oxidation of sulfites can decline (Delincé 1992).

Alkalinity exerts little effect on aquatic organisms; fish and shrimp have been cultivated at very high levels of alkalinity without any apparent problem (Boyd & Tucker 1998). The main effect of alkalinity in culture ponds is the dampening of the variations in pH resulting from the processes of assimilation and CO2 elimination by the organisms. The values obtained varied around 40 mg.L-1 of CaCO3, which is considered by Boyd and Tucker (1998) and Boyd and Zimmermann (2000) adequate for aquaculture.

The daily variation can indicate a predominance of photosynthesis or decomposition, as the conductivity increases or declines. In the ponds studied, there was no difference between the morning and afternoon levels, suggesting that ions removed from the water for photosynthesis had been compensated by decomposition. In waters with low conductivity (<600 µS.cm-1), calcium ions are the most important (Delincé 1992). The ponds studied had received an application of 100 g.m-2 of dolomite before filling. This certainly contributed significantly to the rise in conductivity. Moreover, it was observed that the renewal water influenced the variation in conductivity over time in the earthen culture ponds.

In general, water quality of aquaculture is influenced by the water supply (Macedo & Sipaúba-Tavares 2010). Electrical conductivity and total alkalinity was influenced by the supplying water, as observed in the study of Lachi and Sipaúba-Tavares (2008). These authors reported that variation in the limnological parameters was influenced by organic substances and nutrients in the water from other ponds that emptied directly into the studied freshwater prawn pond, producing annual average values of 6 mg.L-1 for dissolved oxygen, 124 μS.cm-1 for electrical conductivity and (93 mg.L-1) for total alkalinity. In this study, dissolved oxygen level was not affected, but electrical conductivity and total alkalinity values were decreased (100 μS.cm-1 and 48 mg.L-1, respectively).

Suspended total solids and turbidity reflect the materials dispersed or dissolved in the water column, be they living organisms or not, organic or inorganic. In this work, these variables did not change over the course of the day, indicating that the biological processes had little effect on the material in the water column, as detected by the methods used, or compensatory antagonistic processes could have occurred, that is, addition and subtraction of equivalent amounts of material in suspension and dissolved.

Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (Diciembre 2012)

Water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Macrobrachium amazonicum

In the ponds studied, the levels of orthophosphate and total phosphorus declined in the afternoon, but the difference was not significant. In the ponds, bound phosphorus is converted to orthophosphate at a higher rate during the day than at night, due to the increase in temperature and consequent increase in rate of decomposition. Both orthophosphate and organic phosphate were absorbed by phytoplankton during the day, and therefore, their levels were lower in the afternoon. At night, if the conditions of the sediment become anaerobic, phosphorus can be released into the water column (Delincé 1992).

Moreover, prawns are animals that show greater activity during the night. The movement of the animals and the handling of materials contained in the substratum can resuspend the sediment, releasing phosphorus into the water column (Delincé 1992).

In this work, the concentration of chlorophyll did not vary between morning and afternoon, indicating that the density of phytoplankton must not have varied. However, it must be pointed out that the amount of chlorophyll in cells varies as an adaptation to light availability (Wetzel 1981).

In this work, pheophytin concentration did not differ between the morning and afternoon, and was very higher than that the chlorophyll, which indicates a high rate of degradation for chlorophyll, suggesting high rates of mortality and decomposition for phytoplankton. Thus, it appears that the renewal rate of phytoplankton was increased.

Therefore, the culture of freshwater prawns is an activity without impact, especially on effluents.

Conclusions In the semi-intensive culture system of M. amazonicum, there was no clear pattern of temporal variation in the limnological variables studied.

•

In general, water quality is more dependent on the biological processes that occur in the pond than on the characteristics of the renewal water for some variables.

•

Dissolved oxygen, pH, BOD, ammonia nitrogen and nitrate increased in the afternoon period, while the other variables did not change.

•

The culture of freshwater prawn has no substantial impact on the environment.

Acknowledgements We acknowledge CAPES and CNPq for scholarship award and for support of this research. Dr. A. Leyva helped with English editing of the manuscript.

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Rev. peru. biol. 19(3): 299 - 306 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua ISSN 1561-0837

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua, Perú Annotated checklist of new additions to the Andean flora of Moquegua, Peru

Daniel B. Montesinos Tubée Nature Conservation and Plant Ecology Group. Wageningen University, Netherlands. Droevendaalsesteeg 3a, 6708PB Wageningen, The Netherlands dbmtperu@gmail.com daniel.montesinos@wur.nl

Resumen Se presentan nuevos registros de 103 especies reunidas en 79 géneros y 33 familias para la flora del norte de la cuenca alta del Río Tambo-Ichuña, en la Provincia General Sánchez Cerro en el Departamento de Moquegua. Con esto la flora de la región andina del norte de Moquegua se eleva a 507 especies, contenidas en 271 géneros y 75 familias. El número de especies endémicas se incrementó en comparación con los resultados obtenidos el 2011 por el autor. Este porcentaje de endemismo es uno de los más altos documentados para el departamento de Moquegua. Además, se señalan algunos comentarios de nomenclatura para las especies documentadas, así como colecciones de herbario revisadas y la zona geográfica donde se identificó. Esta nueva contribución al conocimiento de la flora del país es el resultado del trabajo de campo y de herbario realizados desde el año 2009 hasta el 2012, mencionando también, elementos de flora que no fueron identificadas anteriormente al nivel de especies (Montesinos, 2011). Las revisiones y comparaciones botánicas fueron realizadas en los herbarios nacionales USM y HUSA, y herbarios virtuales F y MO. Palabras clave: Biodiversidad; florística, Moquegua, Perú.

Abstract

Presentado: 25/07/2012 Aceptado: 28/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

New records of 103 species reunited in 79 genera and 33 families are presented for the flora of the upper basin of the Tambo-Ichuña Rivers in the General Sánchez Cerro Province in the Department of Moquegua. With this study the flora of the northern Andean region of Moquegua rises to 507 species, contained in 271 genera and 75 families. The number of endemic species rises compared to the results obtained in 2011 by the author. This percentage of endemism is one of the highest documented for the department of Moquegua. Comments on nomenclature are also highlighted for the species documented as well as the herbarium collections reviewed and the geographical area where it was found. This new contribution to knowledge of the country's flora is the result of field work and herbarium reviews made ​​from 2009 through 2012, mentioning also, elements of flora that were not previously identified to species level (Montesinos, 2011). Revisions and botanical comparisons were made at the herbaria HUSA, USM and the virtual images of F and MO. Keywords: Biodiversity; floristic; Moquegua; Peru.

Introducción Hasta esta publicación se conocen cinco trabajos que identifican las especies de la Flora del departamento de Moquegua: Arakaki y Cano (2001, 2003); Schwarzer et al. (2010); Montesinos (2010, 2011).

Una importante diversidad de especies botánicas puede encontrarse en las regiones andinas del departamento de Moquegua. Los inventarios botánicos refieren asimismo, a una elevada tasa de endemismo para Moquegua donde se pueden encontrar numerosas especies desde las lomas costeras, los desiertos, a los matorrales con cactáceas, los pastizales de Puna y las cumbres altoandinas (planicies subnivales).

Con referencia a otros departamentos del sur y colindantes con Moquegua, la diversidad florística es también muy elevada, pero se han podido encontrar diferencias en el extremo norte del departamento donde aparentemente existe una influencia climática directa del altiplano puneño y por consiguiente, más húmedo, lo cual es muy propicio para el desarrollo de una vegetación más abundante, y por lo tanto, más diversa.

Moquegua se encuentra situada dentro de las cadena montañosa volcánica del sur de Perú, la cual alberga una considerable Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (December 2012)

cantidad de ecosistemas con marcadas diferencias biológicas.

En tanto que la fauna, de la cual existen poquísimos registros, puede destacarse como muy importante y diversa en cuanto a especies propias de la puna.

Material y métodos El norte de la Provincia General Sánchez Cerro en Moquegua se encuentra en los Andes del sur de Perú (vertiente del Pacífico) entre 16°05’S – 16°17’S y 70°25’W – 70°48’W, y altitudes entre los 3400 y 4850 m. Los estudios que representan la composición florística en el norte de Moquegua han sido realizados por Montesinos (2011), donde se registran 70 familias, 238 géneros y 404 especies. El presente trabajo adiciona 103 especies, agrupados en 79 géneros y 33 familias, concluyendo que la composición florística esta conformada por 75 familias, 271 géneros y 507 especies (en adición al trabajo de Montesinos 2011).

El norte de la región andina de Moquegua presenta una elevada tasa de especies florísticas, propias de la región andina del sur de Perú y donde se pueden encontrar numerosos endemismos (Montesinos 2011, Montesinos et al. 2012). Asimismo Schwarzer et al (2010) y Arakaki y Cano (2003) afirman que el departamento de Moquegua cuenta con un variado grupo de endemismos.

307

Montesinos Tubée Tabla 1. Riqueza florística total hallada para cada división taxonómica (datos de 2011 y 2012) en la cuenca alta del Rio Tambo y Rio Ichuña.

Clase

Familias año 2011 2012

Géneros 2011 2012

Especies 2011 2012

Pteridophytas

10

1

17

1

23

2

Gimnospermas

1

-

1

-

2

1

Monocots

12

-

45

9

65

19

Dicots

47

4

175

23

314

81

Subtotal

70

5

238

33

404

103

Tabla 2. Familias botánicas más representativas para el norte de Moquegua. Se indican el total de géneros y especies comparando los datos obtenidos el 2011 y el 2012.

Familia año 2011

Géneros 2012 Total

2011

Especies 2012 Total

Asteraceae

45

7

52

97

30

127

Poaceae

22

6

28

33

13

46

Brassicaceae

13

-

13

19

5

24

Malvaceae

3

1

4

14

5

19

Caryophyllaceae

9

1

10

12

6

18

Cactaceae

8

1

9

13

4

17

Solanaceae

5

-

5

14

-

14

El material botánico estudiado corresponde a las colecciones realizadas por el autor en las expediciones realizadas durante los meses de marzo, abril y junio (2011) y marzo, abril y setiembre (2012). Se menciona la nomenclatura de algunos ejemplares colectados antes del 2009 que no fueron identificadas a nivel de especies en su momento. Las colecciones botánicas corresponden a diversas regiones geográficas de los distritos de Ubinas, Lloque, Yunga y Ichuña (Prov. General Sánchez Cerro) en una altura que varía entre los 3400 y los 4850 m.

Plantaginaceae

2

-

2

12

-

12

Apiaceae

8

-

8

10

1

11

Valerianaceae

2

1

3

6

3

9

Amaranthaceae

6

-

6

8

-

8

Cyperaceae

5

3

8

5

3

8

Pteridaceae

4

-

4

8

-

8

Iridaceae

3

-

3

3

3

6

Oxalidaceae

1

1

2

3

3

6

Las colectas fueron realizadas utilizando la técnica descrita por Whyte (1958), Cerrate (1969) y Young & León (1990). Los procedimientos para la colección de plantas en campo incluyen: análisis visual del entorno geográfico y disposición de facilidades para la locación y selección de áreas geográficas a ser analizadas para la colecta de especímenes, seguidamente la colecta de especímenes vivos (de preferencia seleccionar el término de la temporada de precipitaciones para obtener un máximo en la floración vegetal que a su vez facilite la identificación). Se utilizan periódicos y prensas botánicas para la herborización y posterior secado en laboratorio. Las colectas deben contar con los órganos vegetales indispensables para la identificación taxonómica (raíces, tallos, hojas, flores y/o frutos); seguidamente, se separa el material colectado, se identifica con ayuda de claves taxonómicas, referencias bibliográficas, información sobre la distribución geográfica y posteriormente se separarán los duplicados para la entrega a diferentes herbarios, material que será de gran utilidad para futuros investigadores.

63 familias

124

12

114

147

27

174

Total (75 familias)

238

33

271

404

103

507

TOTAL

75

271

507

Las colectas botánicas se encuentran depositadas en los siguientes herbarios nacionales: USM, HUSA, MOL, CPUN, CUZ, HUPCH, e internacionales: WAG, MO. Las revisiones e

Salares

identificaciones de material botánico para el presente trabajo se llevaron a cabo comparando las colecciones de diversos autores depositados en los herbarios USM y HUSA, y las versiones virtuales en WAG, L, B, MO, F, LIL y CTES. Adicionalmente, se revisó la información taxonómica con la Base de Datos Tropicos (MO, http://tropicos.org; Peru Checklist, www.tropicos. org/Project/PEC); Base de Datos The International Plant Names Index (www.ipni.org) y Base de Datos The Plant List (www. theplantlist.org).

• • • •

Para cada especie, se indica lo siguiente: El nombre científico y autor.

(Bas.) el Basónimo de la especie (en caso de haber).

Breve descripción botánica; localidades donde fue colectada, en guion la localidad próxima y el Distrito, rango altitudinal.

2

Bofedales, lagunas, oconales

15

Formaciones del subnival

30

Pajonal-Tolar

38

Arbustal

31 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Número de especies Figura 1. Nuevos registros (especies) por formaciones vegetales.

308

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (Diciembre 2012)

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua Tabla 3. Géneros con mayor número de especies para la cuenca alta del río Tambo-Ichuña.

Familia

Género

2011

2012

Total

Asteraceae

Senecio

20

5

25

Plantaginaceae

Plantago

11

-

11

Malvaceae

Nototriche

9

1

10

Poaceae

Calamagrostis

5

4

9

Asteraceae

Werneria

5

4

9

Solanaceae

Solanum

8

-

8

Fabaceae

Astragalus

7

-

7

Asteraceae

Perezia

4

2

6

Malvaceae

Tarasa

4

2

6

Valerianaceae

Valeriana

5

1

6

Asteraceae

Baccharis

5

-

5

Iridaceae

Sisyrinchium

2

3

5

Brassicaceae

Lepidium

2

3

5

Cactaceae

Cumulopuntia

3

2

5

Oxalidaceae

Oxalis

3

2

5

Asteraceae

Xenophyllum

1

3

4

Poaceae

Poa

2

2

4

Caryophyllaceae

Paronychia

2

2

4

Asteraceae

Hypochaeris

4

-

4

•

(Col.) el nombre del colector y el número(s) de colecta con indicación del herbario(s) donde se deposito.

• (Rev.) revisiones y comparación de material botánico según la colección del autor, número de colecta y herbario depositado.

Las familias y especies se encuentran ordenadas alfabéticamente y de acuerdo al sistema APG (2003).

Se han seleccionado e incluido 14 casos que no fueron identificadas a nivel de especie, que podrían representar probables especies nuevas para la ciencia o bien, son casos que requieren de una más profunda investigación para su identificación. En cuanto a especies endémicas, se han hallado 10 casos (León et al.

2006) y 82 especies nativas. Asimismo se presenta un nuevo reporte para el Perú: Mancoa laevis Wedd., registrado para Bolivia.

Resultados Los resultados son sintetizados en las Tablas 1 (especies por taxa), Tabla 2 (Familias, Géneros y especies con mayor número de registros) y Tabla 3 (especies por los Géneros más representativos), en estas tablas se compara con los datos de Montesinos (2011).

En la Figura 1 se muestran el numero de especies por formaciones vegetales. En la Figura 2 se observan los principales paisajes en el área de estudio.

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura 2. (a) Vista panorámica de Lucco - Exchaje. 3700 m. (b) Vista de los rodales de Puya raimondii en Ccasuyama, Yunga, 4200 m. (c) Vista de Yanapuquio, Yanahuara, Ichuña. 4700 m. (d) Bofedales en Siliaca, Yunga. 4500 m.

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (December 2012)

309

Montesinos Tubée

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua - Se incluyen 14 casos no identificados a nivel de especies.

- * Indica los duplicados entregados al herbario HSP (en formación).

División Pteridophyta Isoëtaceae 1. Isoetes cf. boliviensis U. Weber Helecho acuático, sumergido. Habita lagunas ocasionales altoandinas. 4200-4250 m. Laguna Ichucochapata-Ichuña, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 2588 (USM, WAG). Rev.: Cano et al.

12967, 13011 (USM).

Ophioglossaceae

2. Ophioglossum crotalophoroides Walter Helecho que habita pajonales húmedos y de manera inusual, en laderas arbustivas con suelos muy húmedos. 4060-4170 m. El Rancho-Tassa, Distrito de Ubinas; Ccasuyama-Siliaca, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3000 (USM, *), 3006 (USM). Rev.: Weigend et al. 8581 (USM); Beltrán 4098 (USM); León & Young 1887 (USM).

División Gimnospermas Ephdraceae

3. Ephedra breana L. Arbusto en quebradas con cactáceas y arbustos espinosos.

3800-3850 m. Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3685 (USM, *). Rev.: Raimondi 863 (USM); Hutchinson 634 (USM).

División Angiospermas Cyperaceae

4. Phylloscirpus boliviensis (Barros) Dhooge & Goetgh.

Bas.: Scirpus boliviensis Barros Hierba acaule. Habita pajonales continuamente húmedos.

4070 m. Patune-Camata, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 2291 (USM, HUPCH, CPUN, MO, WAG). Rev.: Salvador et al. 855 (USM).

5. Schoenoplectus californicus (C.A. Mey.) Soják Bas.: Elytrospermum californicum C.A. Mey. Hierba acuática, en lagunas permanentes, tallos sumergidos.

4410 m. Laguna Queralacocha-Querala, Distrito de Ubinas Col.: Montesinos 3111 (USM, *). Rev.: Beltrán 6982 (USM); Aponte et al. 187 (USM).

6. Trichophorum rigidum (Boeckeler) Goetgh.

Bas.: Scirpus rigidus Boeckeler Hierba acaule, abundante. Habita pajonales continuamente húmedos. 3800-4400 m. Distritos de Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 2982, 3047 (USM), 3029 (USM, *), 3047 (USM). Rev.: Mondragón & Postigo 40 (USM); Smith 2791 (USM); Smith et al. 9182 (USM).

Iridaceae

7. Sisyrinchium brevipes Baker Hierba anual de flores amarillas, en pajonales y laderas rocosas altoandinas. 4200-4500 m. Irupampa-Camata, Distrito de Ubinas; Yuraqcancha-Pampilla, Siliaca-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 2596, 3014 (USM). Rev.: Smith et al. 9656, 9550, 9810, 11825 (USM).

8. Sisyrinchium jamesonii Baker Hierba anual de flores amarillas. Laderas arbustivas. 37003800 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3766 (USM, *). Rev.: Smith et al. 10355A (MO).

310

9. Sisyrinchium porphyreum Kraenzl.

Hierba anual y acaule de flores rojas. Bofedales. 4500-4600 m. Coalaque, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 2392 (USM, HUPCH, MO, WAG). Rev.: Weberbauer 321 (MO).

Poaceae

10. Anthochloa lepidula Nees & Meyen Gramínea acaule, en laderas altoandinas. 4650-4750 m.

Perusa-Yunga, Distrito de Yunga; Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3791 (USM, *), 3854 (USM). Rev.: Peterson 16409 (USM); Beltrán 7086 (USM); Cano & Valencia 10081 (USM); Smith & Buddensiek 11200 (USM).

11. Calamagrostis brevifolia (J. Presl) Steud.

Bas.: Deyeuxia brevifolia J. Presl Gramínea, en pajonales inundados con pastoreo. 3550-3600 m. Yinquipampa-Pampilla, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3048 (USM, MOL, *). Rev.: Tovar 6317, 3422 (USM); Tovar et al. 9926 (USM); Tapia 508 (USM).

12. Calamagrostis heterophylla (Wedd.) Pilg.

Bas.: Deyeuxia heterophylla Wedd.

Gramínea, en borde de lagunas y bofedales. 4600-4650 m.

Queralacocha-Querala, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3094 (USM, *). Rev: Weberbauer 6901 (F).

13. Calamagrostis macbridei Tovar Habita canales de agua con sulfuro. 4000-4050 m. El Rancho-Tassa, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3001 (USM, *). Rev.: Smith et al. 10833, 12560 (USM); Cano et al. 10383 (USM); Tovar 5232 (USM).

14. Calamagrostis trichophylla Pilg.

Gramínea, en pajonales andinos. 4400-4500 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3705 (USM, *). Rev.: Tovar 6175, 6281, 6702, 6819, 6843 (USM).

15. Distichlis humilis Phil.

Gramínea acaule, en flancos arenosos, suelos inundados, pajonales halófilos. 3400-3520 m. Arenal de Carabaya, Distrito de Yunga; Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3052 (USM, *). Rev.: Vargas 12075 (USM); Peterson et al. 14829 (USM).

16. Lolium perenne L. Gramínea, en bordes de caminos y áreas agrícolas. 3450-3500 m. Huraypampa-Camata, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 2994 (USM, MOL, *). Rev.: Peterson et al. 20620 (USM).

17. Muhlenbergia fastigiata (J. Presl) Henrard Bas.: Sporobolus fastigiatus J. Presl Gramínea acaule, habita pajonales húmedos con pastoreo.

3900-3950 m. Crucero-Ichuña, Distrito de Ichuña. Crucero, Ichuña.

Col.: Montesinos 3838 (USM, *). Rev.: Beltrán 6398 (USM); León et al. 5653 (USM); Peterson et al. 20605 (USM); Smith et al. 10791 (USM).

18. Poa gilgiana Pilg.

Gramínea, en pajonales andinos. 4450-4500 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3702 (USM, *). Rev.: Cano et al. 10492 (USM); Tovar 6423 (USM).

19. Poa spicigera Tovar Gramínea, en laderas altoandinas. 4700-4750 m. PerusaYunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3793 (USM, *). Rev.: Salaverry 85 (USM); Tovar 6742 (USM); Tovar et al 9629 (USM); Roque 4968 (USM); Cerrate et al. 4722 (USM).

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (Diciembre 2012)

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua 20. Triniochloa stipoides (Kunth) Hitch.

Bas.: Podosemum stipoides Kunth Gramínea. Habita laderas arbustivas cercanas a terrazas agrícolas. 3450-3900 m. Distritos de Yunga, Ubinas y Ichuña.

Col.: Montesinos 2235 (USM, WAG). Rev.: Cano et al.

9339 (USM); Cano 3125, 3571 (USM); Cano & Aguilar 5182 (USM).

21. Trisetum spicatum (L.) K. Richt Bas.: Aira spicata L. Gramínea, en pajonales altoandinos, suelos crioturbados y borde de lagunas. 4450-4800 m. Distritos de Yunga y Ubinas.

Col.: Montesinos 3707 (USM, *). Rev.: Peterson et al. 20427 (USM); Tovar 8973 (USM); Smith et al. 12111 (USM); Peterson et al. 19133 (USM); Cano et al. 7159 (USM); León & Young 1437 (USM).

22. Vulpia myuros (L.) C.C. Gmel.

Bas.: Festuca myuros L. Habita laderas arbustivas cercanas a terrazas agrícolas. 38503900 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3761 (USM). Rev.: Weigend et al. 8492 (USM); Albán 6316 (USM); Cerrate et al. 6269 (USM).

Division Magnoliophyta Apiaceae

23. Bowlesia tropaeofolia Gillies & Hook.

Hierba anual. Habita laderas rocosas altoandinas. 4500-4800 m. Distritos de Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 3855 (USM, *). Rev.: Hutchinson 1820 (USM); King et al. 185 (USM); Iltis et al. 131 (USM); Roque & Ramírez 4136 (USM); Roque 4922 (USM).

Asteraceae

24. Ambrosia artemisioides Meyen & Walp. ex Meyen Subarbusto de capítulos amarillos, en laderas arbustivas.

3470 m. Toreqaqa, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3783 (USM, *). Rev.: La Torre 2315 (USM); Cáceres et al. 778 (USM); 25. Arakaki 106 (USM); Ferreyra 2577, 11672 (USM).

Barnadesia pycnophylla Muschl.

Arbusto espinoso. Habita quebradas arbustivas. 3680 m.

Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3771 (USM, *). Rev.: Camino s.n. (USM); Tovar 1099 (USM); Weigend & Dostert 97/30 (USM); Dudley 9053 (USM).

26. Chaetanthera peruviana A. Gray Hierba anual, capítulos blancos. Habita laderas pronunciadas y con densa vegetación arbustiva. 4100-4500 m. PatuneCamata, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3727 (USM, *). Rev.: Beltrán 333 (USM); Cerrate & Tovar 1757 (USM).

27. Coreopsis fasciculata Wedd.

Subarbusto de capítulos amarillos. Habita quebradas arbustivas. 3700-3800 m. Ccalo Ccalo-Tassa, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3026 (USM, MOL, *). Rev.: Cano et al.

9458 (USM); Rodriguez et al. 2202 (USM); La Torre 2354 (USM); Bernardi et al. 16489 (USM).

28. Erigeron rosulatus Wedd.

Subarbusto postrado, acaule, de capítulos rosados. 4720 m.

Choco-Choco, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3937 (USM, *). Rev.: Dillon & Turner 1305 (F).

29. Galinsoga parviflora Cav. Hierba anual. Habita quebradas arbustivas, áreas agrícolas y borde de caminos. 3400-3900 m. Distritos de Lloque, Yunga, Ubinas y Ichuña.

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (December 2012)

Col.: Montesinos 1001 (HUSA). Rev.: Sánchez Vega 2727, 3455 (USM).

30. Galinsoga unxioides Griseb.

Hierba anual, acaule, de capítulos amarillo-morados, en pajonales húmedos. 3750-4200 m. Yuraqcancha-Pampilla, Distrito de Yunga; Ichuña, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 2500 (USM, CUZ, MO). Rev.: Bennett 2474 (USM); Aguilar s.n. (USM).

31. Grindelia tarapacana Phil.

Arbusto de capítulos amarillos. Quebradas arbustivas. 3730 m. Altarani-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3228 (USM, *). Rev.: Solomon 2824 (USM); Ferreyra 2590 (USM); Gonzáles Jiménez 19 (USM).

32. Hypochaeris mucida Domke Hierba acaule, hojas densamente pubescentes y capítulos amarillos. Laderas y cumbres rocosas semi-áridas. 3760-4500 m. Distritos de Yunga y Ubinas.

Col.: Montesinos 2041 (USM, HUPCH, MO, WAG), 3183 (USM, MOL, *).

33. Leucheria daucifolia (D. Don) Crisci Bas.: Ptilurus daucifolius D. Don Hierba anual, capítulos blancos. Habita laderas rocosas altoandinas subnivales. Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña. 4600 m.

Col.: Montesinos 3841 (USM, *). Rev.: Stafford 686 (F).

Pietrellini 175 (USM); Mondragón & Postigo 23 (USM); Smith & Escalona 10206 (USM).

34. Misbrookea strigosissima (A. Gray) V.A. Funk Bas.: Werneria strigosissima A. Gray Hierba anual, acaule, capítulos blancos. 4170-4500 m.

Habita quebradas arbustivas con pajonales.

Col.: Montesinos 3008 (USM, MOL, *). Rev.: Franquemont 315 (F). Gonzáles 1487 (USM); Roque 4736 (USM).

35. Mniodes andina (A. Gray) A. Gray ex Hook.f. & A.B.Jacks.

Bas.: Antennaria andina A. Gray Planta acolchonada, en laderas altoandinas subnivales. 4800 m. Perusa-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3800 (USM, *). Rev.: Smith & Cautivo 10296 (USM); Beltrán 7037 (USM); Cano et al. 19464 (USM).

36. Mniodes pulvinata Cuatrec.

Planta acolchonada. Habita laderas rocosas con pajonales.

4340-4600 m. Patune-Camata, Distrito de Ubinas; SuraYunga, Distrito de Yunga. Patune, Camata, Ubinas.

Col.: Montesinos 3163 (USM, *). Rev.: Smith & Buddensiek 11210 (USM); Cerrate & Ferreyra 450/6231 (USM).

37. Perezia pinnatifida (Bonpl.) Wedd.

Bas.: Chaetanthera pinnatifida Bonpl.

Hierba acaule, capítulos rosados. Habita laderas rocosas altoandinas subnivales. 4600 m. Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3844 (USM, *). Rev.: Macbride & Featherstone 1136 (F). Tiller 865 (USM); Davis et al. 1703 (USM); Tovar et al. 9640 (USM).

38. Perezia pygmaea Wedd.

Hierba acaule, capítulos morado blancos. Habita bofedales.

4650 m. Larsepesca-Coalaque, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 2465 (USM, HUPCH, CPUN, CUZ, MO, WAG). Rev.: Tovar 1115 (USM).

39. Perezia sp.

Hierba acaule, hojas partidas; capítulos rojos. En cumbres y pajonales altoandinos. 4720 m. Choco-Choco, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 39421 (USM, *).

311

Montesinos Tubée 40. Plagiocheilus solivaeformis DC. Hierba acaule, habita pajonales húmedos con pastoreo.

3900-3950 m. Crucero-Ichuña, Distrito de Ichuña. Crucero, Ichuña.

Col.: Montesinos 3837 (USM, *). Rev.: Cano et al. 11807 (USM); Cano et al. 10144, 11030, 12672 (USM).

51. Werneria caespitosa Wedd.

Planta acolchonada, verde oscura, hojas lineales, agudas.

Capítulos blancos. Habita pajonales andinos y cumbres subnivales. 4300-4800 m. Condorwasi-Yanahuara, Distrito de Ichuña. Perusa-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3873 (USM, *). Rev.: Carrillo 1316 (USM); Smith et al. 10618 (USM); Pettersson 123 (USM).

41. Schkuhria multiflora Hook. & Arn. Hierba anual, capítulos amarillos. 3400-3600 m. Laderas arbustivas y terrenos agrícolas, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 2151 (USM, WAG). Rev.: Solomon & Nee 17985 (MO).

52. Werneria heteroloba Wedd.

Hierba acaule, arrosetada, de capítulos rosado-blancos. Habita bofedales y borde de lagunas. 4400 m. Laguna Querala, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3109 (USM, MOL, *). Rev.: Cerrate 2664 (USM); Beltrán 7109 (USM). Hjerting 1088 (F).

42. Senecio algens Wedd.

Subarbusto de hojas lineales y capítulos amarillos. Laderas rocosas cercanas a bofedales. 4650 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3816, 3934 (USM). Rev.: Mandon 129 (F).

43. Senecio graveolens Wedd.

Arbusto, hojas muy reducidas, capítulos amarillos. Laderas rocosas y planicies altoandinas. 4350-4750 m. Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3735 (USM, *), , 3944 (USM). Rev.: Vargas 1277 (MO).

44. Senecio humillimus Sch. Bip. Hierba o subarbusto acaule, formando grupos acolchonados, hojas aromáticas (olor afín a Senecio nutans) y capítulos amarillos. Habita laderas rocosas y pajonales. 4350-4600 m. Distritos de Ubinas y Yunga.

Col.: Montesinos 3089 (USM, MOL, *); 3737 (USM, *).

Rev.: Solomon & Kuijt 11498 (F).

45. Senecio klattii Greenm.

Hierba anual de hojas, tallos y filarias púrpuras; capítulos amarillos. 4500 m. Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3865 (USM, *). Rev.: Calisaya & Quiroz 3869 (USM); Smith et al. 12335 (USM).

46. Senecio rhizocephalus Turcz.

Hierba acaule, hojas grisáceas y capítulos amarillos. Laderas con pajonales y tolares. 4600 m. Yanapuquio-Ichuña, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3846 (USM, *). Rev.: López Miranda 8175 (MO).

47. Senecio sp. 1 Acaule, hojas verde grisáceas con ligera pubescencia. Capítulos blancos. Planicies subnivales. 4650 m. Cerro Pirhuani, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3103 (USM, *).

48. Senecio sp. 2 Hierba acaule, hojas verde oscuras y glabras. Capítulos blancos. Planicies subnivales. 4800 m. Perusa-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3805 (USM, *).

49. Senecio sp. 3 Arbusto, hojas pubescentes y capítulos amarillos. Cuevas y áreas rocosas agrestes. 4100-4500 m. Distritos de Yunga, Ubinas y Ichuña.

Col.: Montesinos 3729, 3734, 3869 (USM, *).

50. Vasquezia titicacensis (Meyen & Walp.) S.F. Blake Bas.: Wedelia titicacensis Meyen & Walp.

Hierba anual, capítulos amarillos. 3400-4000 m. Habita quebradas arbustivas, borde de caminos y campos agrícolas.

Distritos de Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 2155 (USM). Rev.: Macbride & Featherstone 89 (F).

312

53. Werneria pygmophylla S.F. Blake Planta acolchonada, verde grisácea, hojas ovadas. 4600-4700 m. Capítulos blancos. Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3852 (USM, *). Rev.: La Torre 2421 (USM).

54. Werneria solivifolia Sch. Bip. Hierba acaule, hojas compuestas. Capítulos oscuros, casi negros. Habita bofedales altoandinos. 4460 m. YaribayaSiliaca, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3033 (USM, MOL, *).

55. Xenophyllum ciliolatum (A. Gray) V.A. Funk Bas.: Werneria ciliolata A. Gray Habita laderas altoandinas subnivales. Subarbusto anual, hojas moradas; capítulos blancos. 4600-4800 m. PerusaYunga, Distrito de Yunga. Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3804 (USM, *). Rev.: Cerrate 2006 (USM); Cano et al. 19436 (USM); Roque 4799 (USM).

56. Xenophyllum dactylophyllum (Sch. Bip.) V.A. Funk Bas.: Werneria dactylophylla Sch. Bip. Subarbusto de capítulos blancos. En laderas altoandinas subnivales. 4800 m. Perusa-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3789 (USM, *). Rev.: Roca Ramos 2 (USM); Hutchinson & Tovar 4270 (USM); Raimondi 1589, 8389 (USM).

57. Xenophyllum weddellii (Phil.) Funk Bas.: Werneria weddellii Phil.

Subarbusto de hojas lineales y capítulos blancos. Habita laderas rocosas y pajonales de altura. 4600 m. GasahuasiQuerala, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3090 (USM).

Boraginaceae

58. Amsinckia calycina (Moris) Chater Bas.: Lithospermum calycinum Moris.

Hierba anual, hirsuta, de flores amarillas. Habita matorrales arbustivo xerófilos. 3860 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3757 (USM, *). Rev.: Cáceres 5341 (USM); Becker & Terrones 1822 (USM); Gómez 129 (USM).

Brassicaceae

59. Brayopsis monimocalyx O.E. Schulz Planta acaule; hojas en roseta, pubescentes, verde oscuras; flores simples, blanco oscuras. Laderas rocosas. 4000-4400 m. Distritos de Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 3700 (USM). Rev.: Beck 9131 (LPB).

60. Brayopsis sp.

Hierba acolchonada, hojas en roseta y pubescentes. Pendientes rocosas pronunciadas. 4150 m. Ccasuyama-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3186 (USM, *).

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (Diciembre 2012)

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua 61. Descurainia leptoclada Muschl.

Hierba de hojas pinnatipartidas, flores anaranjadas. Habita borde de caminos, muros de piedra, suelos perturbados. 3780 m. Ichuña, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3840 (USM). Rev.: López Miranda 1063 (LIL).

62. Draba soratensis Wedd.

Hierba anual, acaule, de hojas verde claras, lanceoladas y flores blancas. Laderas rocosas, subinval. 4600 m. YanapuquioYanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3849 (USM, *). Rev.: Trinidad 474 (USM).

63. Draba sp.

Planta acolchonada, en densas masas; hojas en roseta, color verde grisáceo, pubescentes. Flores compuestas, blanco oscuras. Laderas rocosas, pajonales. 4480 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3720 (USM, *).

64. Lepidium bipinnatifolium Desv.

Hierba, hojas pinnatipartidas, flores blancas. Suelos perturbados, bordes de caminos, terrenos agrícolas. 3500-4500 m.

Distritos de Lloque, Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 3114 (USM, MOL, *), 3839 (USM). Rev.: Hutchinson 1739; Núñez 7623; Smith et al. 9653 (USM); Beltrán 75 (USM).

65. Lepidium chichicara Desv.

Hierba, hojas enteras, aserradas, flores blancas. Suelos perturbados, bordes de caminos, terrenos agrícolas. 3400-3700 m. Distritos de Lloque, Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 3772 (USM, *). Rev.: Hastorf 146 (USM); Núñez 6671 (USM); Cevasco s.n. (USM); Smith & Goodwin 8839 (USM).

66. Lepidium meyenii Walp.

Hierba acaule, de hojas verde oscuras a rojizas. Habita laderas rocosas, usualmente asociada a Azorella compacta. 4500-4700 m. Distritos de Yunga, Ubinas y Ichuña.

Col.: Montesinos 2367 (USM, HUPCH, CUZ, MO, WAG), 2396 (USM, HUPCH, CPUN, MO, WAG). Rev.: Chacón 17 (USM); Salas Zuluaga 204 (USM); Carrillo 20635 (USM).

67. Mancoa laevis Wedd.

Hierba anual, hojas enteras, flores blancas. Habita suelos calcificados, rocosos. 4200 m. Tico Tico-Quimsachata, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3229 (USM, WAG, *). Rev.: Wood 14724 (MO).

Cactaceae

68. Corryocactus aureus (Meyen) Hutchinson Bas.: Cereus aureus Meyen Cactus cilíndrico, postrado. Flores amarillas y frutos rojos.

Habita laderas arbustivo xerófilas. 3400-3470 m. CcellanLucco, Distrito de Lloque.

69. Cumulopuntia pentlandii (Salm-Dyck) F. Ritter Bas.: Opuntia pentlandii Salm-Dyck Cactus de formas acolchonadas, tallos verde claros, areolas blancas y espinas blancas. En tolares y pajonales. 4200 m.

Yanahuara, Distrito de Ichuña.

70. Cumulopuntia sphaerica (Foerster) E.F. Anderson Bas.: Opuntia sphaerica Foerster Cactus globoso, segmentado. Flores amarillas. Habita laderas arbustivo xerófilas. 3400-3470 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

71. Lobivia maximiliana (Heyder ex A. Dietr.) Backeb. ex Rausch Bas.: Echinopsis maximiliana Heyder ex A. Dietr.

Cactus globoso, en grupos. Frutos esféricos, verde oscuros.

Quebradas rocosas, pajonales, tolares. 3600-4100 m. Distritos de Yunga y Ichuña.

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (December 2012)

Campanulaceae 72. Lysipomia laciniata A. DC. Hierba acaule, hojas lineal-dentadas. Habita borde de lagunas altoandinas y pajonales. 4600 m. Laguna QueralacochaQuerala, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3078 (USM, *). R: Cano 4567 (F). Cano 5238 (USM); Woytkowski 60 (USM); Davis et al. 1548 (USM).

Caryophyllaceae

73. Arenaria dicranoides Kunth Hierba, acolchonada, de hojas lineales y agudas, verde claras.

En laderas rocosas. 4480 m. Sura-Ccasuyama, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3716 (USM). Rev.: Cook & Cook 7 (MO).

74. Arenaria digyna Schltdl.

Hierba anual, flores blanco-moradas.

En laderas rocosas, arbustales, tolares, pajonales y planicies subnivales. 4000-4660 m. Distritos de Yunga, Ubinas y Ichuña.

Col.: Montesinos 2175 (USM, HUPCH, MO, WAG), 2272 (USM, MO); 3823, 3847 (USM, *). Rev.: Cano & Valencia 10126 (USM); Cerrate et al. 4772 (USM); Ferreyra 5252 (USM).

75. Cerastium nanum Muschl.

Hierba acaule, flores blancas. Habita laderas rocosas subnivales. 4500-4700 m. Distritos de Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 3091 (USM, HUPCH), 3850 (USM, *).

Rev.: Weberbauer 2781 (MO).

76. Cerastium danguyi J.F. Macbr.

Hierba anual, hojas largas, pubescentes, flores blancas.

Habita laderas rocosas pronunciadas con densa vegetación arbustiva. 4100 m. Patune-Camata, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3728 (USM, *). Rev.: Smith & Escalona 10191 (USM); Cano 3199, 4145 (USM); Cano et al. 7276 (USM).

77. Paronychia mandoniana Rohrb.

Hierba acaule, postrada, pubescente, de hojas verde rojizas y densas. Tolares y pajonales de altura. 3600-3800 m. Distrito de Yunga y en Italpallune, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 2567 (USM, HUPCH, MO, WAG). Rev.: Smith et al. 10473 (MO).

78. Paronychia muschleri Chaudhri Hierba acaule, rastrera, con densas ramas cubiertas por hojas verde claras. Áreas rocosas. 3750-4500 m. Yanapuquio, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 2488 (USM, HUPCH, CPUN, CUZ, MO, WAG), 3856 (USM, *). Rev.: Núnez 7346 (MO).

79. Pycnophyllum sp.

Planta en forma de almohadillas. Habita terrenos con abundante salinidad, borde de ríos, suelos pantanosos. 3450 m.

Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3781 (USM, *).

80. Spergularia stenocarpa (Phil.) I.M. Johnst.

Bas: Arenaria stenocarpa Phil.

Hierba o subarbusto, hojas lineales largas, flores blancas.

Habita quebradas arbustivas, borde de caminos. 3400-3800 m. Distritos de Yunga, Ubinas, Lloque y Ichuña.

Col.: Montesinos 2203 (USM, HUPCH, CUZ, CPUN, MO, WAG). Rev.: Cáceres 1631 (USM).; Cáceres et al.

1660 (USM).

81. Stellaria ovata Willd. ex Schltdl.

Hierba anual, en masas, hojas ovadas, flores blancas. Habita suelos perturbados muy húmedos. 4300-4500 m. Distritos de Yunga, Ubinas y Ichuña.

Col.: Montesinos 3709 (USM, *). Rev.: Cerrate 1188; Smith et al. 12369; Schunke 9695 (USM).

313

Montesinos Tubée

Escalloniaceae 82. Escallonia angustifolia C. Presl. Árbol, hojas lanceoladas y flores blancas. Habita cauces de ríos. 3400-3500 m. Río Tambo-Pampilla, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3732 (USM). Rev.: Gonzáles Jiménez 43 (USM); Arenas Ponce 51 (USM); Roque & Betancourt 944 (USM); Miller 3674 (USM).

Euphorbiaceae

83. Euphorbia hinkleyorum I.M. Johnst.

Hierba anual, con látex, hojas verde rojizas, flores verdes.

Habita quebradas arbustivas. 3770 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3773 (USM).

Fabaceae

84. Lupinus cuzcensis C.P. Smith Subarbusto de densas inflorescencias amarillas. Habita pajonales andinos. 4450 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3714 (USM, *). Rev. Morales et al. 723 (USM).

85. Lupinus sp.1 Subarbusto de flores blancas. Habita pajonales andinos. 4450 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3713 (USM, *).

86. Lupinus sp.2 Subarbusto de flores rosado-púrpuras. Habita quebradas arbustivas. 3770 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3765 (USM).

Gentianaceae

87. Gentianella cf. incurva (Hook.) Fabris Bas.: Gentiana incurva Hook.

Hierba anual, flores anaranjdas. Habita laderas rocosas altoandinas y subnivales. 4660 m. Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3851 (USM, *). Rev.: Weberbauer 343 (MO).

88. Gentianella sp.

Hierba anual, de flores azules. Habita laderas rocosas, con Pycnophyllum. 4570 m. Sura-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3788 (USM, *).

Lamiaceae 89. Hedeoma mandoniana Wedd.

Hierba de hojas ovadas, reducidas, flores blancas. Habita quebradas arbustivas con pajonales. 4170-4300 m. SiliacaYunga, Distrito de Yunga; Condorwasi-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3010 (USM, *). Rev.: Davis et al. 1689 (F).

Malvaceae

90. Fuertesimalva limensis (L.) Fryxell Bas.: Malva limensis L. Subarbusto, flores blancas. Habita flancos arenosos, suelos perturbados, quebradas arbustivas. 3520 m. Carabaya-Yunga, Distrito de Yunga.

Col: Montesinos 3050 (USM, *). Rev.: Santa Cruz 397 (USM); Franquemont 164 (F).

91. Malva parviflora L. Hierba o subarbusto, flores blancas o rosadas. Habita suelos perturbados, borde de caminos, terrenos cultivados. 34503600 m. Distritos de Ubinas y Yunga. Col.: Montesinos 3067 (USM, *).

Rev.: Cerrate 2397 (USM); Gamarra 665 (USM); King et al. 206 (USM); Alza 15 (USM).

92. Nototriche obcuneata (Baker f.) A.W. Hill Subarbusto postrado, ramificado, hojas verde oscuras; flores blanco oscuras. 4600-4800 m. Perusa, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3806 (USM). Rev.: Hill 1921 (MO).

314

93. Nototriche sp.

Planta acaule, hojas grisáceas muy reducidas, flores blancas.

Habita laderas subnivales. 4700-4850 m. Cerro Pirhuani, Distrito de Ubinas. Perusa-Yunga; Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3806 3807 (USM).

94. Tarasa operculata (Cav.) Krapov.

Bas.: Malva operculata Cav. Subarbusto, hojas grisáceas, flores blanco oscuras con tintes lilas. Habita quebradas arbustivas y rocosas. 3640 m. CcellanLucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3777 (USM, *). Rev.: Ferreyra 18300 (USM); Gamarra 545 (USM); Weigend & et al. 8280 (USM).

95. Tarasa tenella (Cav.) Krapov.

Bas.: Malva tenella Cav. Hierba anual, flores blancas. Habita flancos arenosos y suelos inundados. 3520 m. Carabaya-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3049 (USM, *).

Rev.: Ferreyra 10982 (USM). Krapovickas & Seijo 47838 (CTES).

Montiaceae

96. Montia fontana L. Hierba acuática, hojas ovadas, flotante. Habita aguas en movimiento, en bofedales. 4460 m. Yaribaya-Siliaca, Distrito de Yunga.

Det.: Montesinos 3041 (USM, MOL, *). Rev.: Wurdack 1719 (F). Cano et al. 10508 (USM); Weigend et al. 8497 (USM).

97. Montiopsis cuminghii (Hook. & Arn.) D.I. Ford Bas.: Calandrinia cumingii Hook. & Arn. Hierba anual, hojas lineales y pubescentes, flores rojas. Habita quebradas arbustivas. 3760 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3760 (USM, *). Rev.: Pennell 13121 (USM); van der Werff et al. 20625 (USM); Núñez 69 (USM).

Oxalidaceae

98. Hypseocharis pedicularifolia R. Knuth Hierba acaule, hojas compuestas, frutos globosos, verde claros. Habita laderas arbustivo-xerófilas con influencia de ganado. 3860 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3768 (USM, *). Rev.: Aedo & Galán de Mera 11081 (USM).

99. Oxalis nubigena Walp.

Hierba acaule, anual, de hojas que varían de verde claro a rojo oscuro. Flores blancas. Habita laderas rocosas, cuevas con suelos muy húmedos y pajonales. 4300-4500 m. Distritos de Yunga, Ubinas, Ichuña.

Col.: Montesinos 3013, 3151, 3721, 3870 (USM); .3721 (USM, *). Rev.: Núñez et al. 3887 (USM); Weigend & Dostert 97/95 (USM); Aguilar 273 (USM); Cardich s.n. (USM).

100. Oxalis pinguiculacea R. Knuth Hierba anual, peciolos y pedicelos largos, flores rosadas.

Habita laderas rocosas y pajonales altoandinos. 4500 m.

Siliaca-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3011 (USM, *). Rev.: Woytowski 450 (USM); Cano 3652 (USM).

Polemoniaceae

101. Microsteris gracilis (Douglas ex Hook.) Greene Bas.: Gilia gracilis Douglas ex Hook Hierba acaule, anual; hojas lineal-lanceoladas y flores blancas.

Habita quebradas arbustivas, pajonales, suelos perturbados y laderas subnivales. 3800-4750 m. Distritos de Lloque, Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 2591 (USM, HUPCH, CUZ, MO, WAG); 3749 (USM); 3017, 3744 (USM, *), 3749 (USM).

Rev.: Weigend et al. 8490 (USM); Smith et al. 9873, 9927 (USM).

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (Diciembre 2012)

Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua

Polygalaceae 102. Monnina sp.

Hierba anual, hojas lineales y flores Habita quebradas arbustivas. 3400-3600 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3775 (USM).

Portulacaceae

103. Cistanthe sp.

Hierba anual y suculenta de flores rojas. En quebradas arbustivas. 3820 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3752 (USM, *).

Ranunculaceae

104. Ranunculus limoselloides Turcz.

Hierba acuática, de hojas ovadas y flotantes. En bofedales, aguas estancadas. 4300-4400 m. Occo-Querala, Distrito de Ubinas.

Det.: Montesinos 3071 (USM, *); 3112 (USM, MOL, *).

Rev.: Roque & Arana 3216 (USM); Smith 10433 (USM); Salvador et al. 502 (USM); Cano et al. 11676, 11987 (USM).

105. Ranunculus trichophyllus Chaix ex Vill.

Hierba acuática (sumergida o flotante), de hojas lineales y compuestas, y flores blancas. Habita aguas en movimiento.

4280 m. Yuraqcancha-Pampilla, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3743 (USM, *). Rev.: Beltrán 7129 (USM); Cano 12406 (USM); Petterson 334 (USM).

Rosaceae

106. Aphanes andicola Rothm.

Hierba anual muy reducida. Habita laderas rocosas, asociado a Puya raimondii. 3900-4100 m. Ccasuyama-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 2132 (USM). Rev.: Beck 463 (LPB).

Rubiaceae

107. Galium hypocarpium (L.) Endl. ex Griseb.

Bas.: Valantia hypocarpia L. Hierba anual, de hojas lanceoladas, densas. Flores blancas.

Habita laderas rocosas y quebradas arbustivas. 3800-4200 m. Distritos de Lloque, Ubinas y Yunga.

Col.: Montesinos 2143 (USM, HUPCH, MO, WAG).

Rev.: Hutchinson & Bennett 4745 (USM); Cerrate et al. 677 (USM); Ferreyra 6481 (USM); Tiller/Maas 377 (USM).

Saxifragaceae

108. Saxifraga cf. magellanica Poir.

Planta en forma de almohadillas. Hojas arrosetadas, flores verde blancas. Habita laderas rocosas subnivales. 4600 m.

Yanapuquio-Yanahuara, Distrito de Ichuña.

Col.: Montesinos 3845 (USM, *). Rev.: Smith et al. 11605; Sagástegui et al. 15777 (F). Roque & Arana 2171 (USM); Cerrate et al. 4900 (USM).

Scrophulariaceae

109. Veronica persica Poir.

Hierba anual, de flores moradas. Habita terrenos agrícolas, suelos perturbados, muros de piedra. 3500-3600 m. AltaraniYunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3057 (USM, MOL, *); 3066 (USM). Rev.: Bennett 1917 (USM); Roque & Arana 1820 (USM); Llatas Quiroz et al. 3726 (USM).

Tropaeolaceae

110. Tropaeolum tuberosum R. & P. Hierba trepadora, hojas lobadas, flores anaranjadas. Habita quebradas arbustivas y terrenos agrícolas. 3600-3800 m.

Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque; Tassa, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3776 (USM, *). Rev.: Cano 2513 (USM); Yarupaitán & Albán 777 (USM); Meza 21 (USM).

Urticaceae

Rev. peru. biol. 19(3): 307 - 316 (December 2012)

111. Parietaria debilis G. Forst.

Sin.: Freirea debilis (G. Forst.) Jarm.

Hierba anual, hojas oblongas, flores blancas. Habita borde de campos agrícolas. 3620 m. Yinquipampa-Pampilla, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3746 (USM, *). Rev.: Ferreyra & Cerrate 16535; Aponte et al. 2; La Torre et al. 3110 (USM).

Valerianaceae

112. Aretiastrum cf. aschersonianum (Graebn. ex Weberb.) Graebn.

Bas.: Valeriana aschersoniana Graebn. ex Weberb. Subarbusto, hojas muy resinosas. Habita suelos rocosos, en compañía de Azorella compacta. 4480 m. Carmen Chaclaya, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3154 (USM, *). Rev.: Maas 573; (USM) Cáceres 2847 (USM); Iltis & Ugent 1487 (USM).

113. Stangea wandae Graebn.

Hierba acaule, hojas verde oscuras con hendiduras. Flores marrón violetas. Habita laderas altoandinas, subnivales.

4600-4750 m. Distritos de Ubinas, Yunga y Ichuña.

Col.: Montesinos 3097 (USM, *), 3809 (USM). Rev.: Solomon & Kuijt 11498 (F). Weberling s.n. (USM); Tovar 1139 (USM).

114. Valeriana cf. pinnatifida Ruiz & Pav. Hierba acaule, hojas pinnatipartidas, flores lilas. Habita laderas rocosas con pajonales de altura. 4600 m. GasahuasiQuerala, Distrito de Ubinas.

Col.: Montesinos 3086 (USM). Rev.: Cano 7892 (USM); Delgado & Collado 3715 (USM); Albán 5701 (USM).

Verbenaceae

115. Phyla nodiflora (L.) Greene Bas.: Verbena nodiflora L. Hierba anual, de flores lilas. Habita terrenos agrícolas. 35003650 m. Altarani-Yunga, Distrito de Yunga.

Col.: Montesinos 3058 (USM, *). Rev.: Cerrate et al. 4355 (USM); Huapalla 26 (USM); Blanchard et al. s/n. (USM).

Violaceae

116. Viola micranthella Wedd.

Hierba anual acaule, flores blancas. Habita laderas rocosas y arbustivas, pajonales de altura. Distritos de Yunga y Ubinas.

4000-4500 m.

Col.: Montesinos 3019a (USM, *). Rev.: Mandon 942 (MO).

Beltrán 208 (USM); Gutte & Müller 9173 (USM); Tovar 916 (USM).

Vivianaceae

117. Balbisia meyeniana Klotzsch Arbusto, hojas lineales y flores amarillas. Habita quebradas arbustivas. 3400-3700 m. Ccellan-Lucco, Distrito de Lloque.

Col.: Montesinos 3748 (USM, *). Rev.: Weberbauer 5509, 7430 (USM); Dillon et al. 3333 (F).

Conclusiones y discusión Los resultados dan a conocer que la riqueza florística en la cuenca alta de los rio Tambo-Ichuña es más elevada de lo que inicialmente se pensó (Montesinos 2011). Con el presente trabajo se dan a conocer 103 especies reunidas en 79 géneros y 33 familias. Complementando los datos publicados el 2011 por el autor, los resultados arrojan la existencia total de 75 familias con 271 géneros y 507 especies. Aunque estos valores son significativamente elevados y caracterizan casi la totalidad la composición florística del norte de Moquegua, aún faltan zonas que explorar y se espera que este número aumente.

Asimismo, se presentan 13 casos no identificados a nivel de especies, sumado a los casos sin determinación del 2011 dan

315

Montesinos Tubée

un total de casi 50 especies no determinadas por diversas causas (principalmente por la falta de información en herbarios). Se espera que diversas novedades botánicas se encuentren dentro de este grupo próximamente. Los complejos botánicos están referenciados a los siguientes géneros: Senecio (5 casos), Lupinus (4 casos), Gentianella (4 casos), entre otros.

Complementando los presentes datos y los publicados por Montesinos (2011), la familia que presenta la mayor riqueza florística es Asteraceae con un total de 127 especies (52 géneros), seguido de Poaceae con 46 especies (28 géneros), Brassicaceae con 24 especies (13 géneros), Malvaceae con 19 especies (4 géneros), Caryophyllaceae con 18 especies (10 géneros) y Cactaceae con 17 especies (9 géneros).

Entre los géneros que presentan la mayor representatividad en la cuenca alta del río Tambo-Ichuña se mencionan: Senecio (Asteraceae) con 25 especies; Plantago (Plantaginaceae) con 11 especies; Nototriche (Malvaceae) con 10 especies; Calamagrostis (Poaceae) y Werneria (Asteraceae) con 9 especies cada una; Solanum (Solanaceae) con 8 especies; Astragalus (Fabaceae) con 7 especies; Perezia (Asteraceae) y Tarasa (Malvaceae) y Valeriana (Valerianaceae) con 6 especies cada una.

En el presente trabajo se adicionan 5 nuevas familias que no habian sido reportadas anteriormente: Ophioglossaceae (Ophioglossum crotalophoroides), Montiaceae (Montia fontana y Montiopsis cuminghii), Polygalaceae (Monnina sp.), Tropaeolaceae (Tropaeolum tuberosum, en estado silvestre) y Vivianiaceae (Balbisia meyeniana).

En cuanto al hábito de los nuevos registros: 1 especie arbórea (0,8%) 18 arbustivas (15,4%), 10 almohadillas (8,5%), 4 suculentas (3,4%), 69 herbáceas (59%), 13 gramíneas (11,1%) y 2 helechos (1,7%).

Los nuevos registros corresponden a diferentes tipos de formaciones vegetales en la zona estudiada se muestran en la Figura 1, donde: 31 especies propias de laderas arbustivas (3400 – 3800 m); 38 especies en tolares y pajonales de altura (3800 – 4500 m); 30 especies de áreas subnivales (4500 – 4850 m); 15 especies de bofedales, lagunas y oconales (4000 – 4800 m); finalmente, 2 especies de ambientes halófitos (3400 m).

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Agradecimientos El autor agradece al herbario USM como institución cooperante, así como a la DGFFS del Ministerio de Agricultura por los diversos permisos de colecta. A los directores, curadores e investigadores de los siguientes herbarios por haber facilitado información y acceso a sus colecciones y por sus valiosas sugerencias en determinaciones: A. Granda, M. Flores (MOL), V. Quipuscoa (HUSA), I. Sánchez-Vega (CPUN), S. Castillo, H. Beltrán, M.I. La Torre, J. Campos, M. Chanco, H. Montoya, W. Ramírez y J. Roque (USM), I. Al-Shehbaz, J. Pruski (MO), M. Dillon (F), C. Hughes (Z), J. Wieringa (WAG), E. Urtubey (SI), C. Lehnebach (WELT), Stephan Beck (LPB), Lilian Eggers (UFRGS). Mi agradecimiento a A. Cleef (UVA-AMD), K. Sýkora (WUR) y G. Valcárcel por sus comentarios y sugerencias. Asimismo, a los colaboradores en las salidas a campo, las autoridades y población de las diferentes localidades visitadas en la Provincia General Sánchez Cerro.

Literatura citada APG 2003. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG II. Botanical Journal of the Linnean Society, 141: 399-436.

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Rev. peru. biol. 19(3): 317 - 322 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Dieta de roedores Sigmodontinae en los bosques montanos tropicales ISSN 1561-0837

Dieta de roedores sigmodontinos (Cricetidae) en los bosques montanos tropicales de Huánuco, Perú Diet of Sigmodontine rodents (Cricetidae) in tropical montane forests from Huánuco, Peru Maggie C. Noblecilla1 y Víctor Pacheco1,2 1 Departamento de Mastozoología, Museo de Historia Natural, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Av. Arenales 1256, Jesús María, Lima. Aptdo. 14-0434, Lima-14, Perú.

Email Maggie Noblecilla: mcnoblecilla@yahoo.com.ar 2 Departamento de Zoología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Email Víctor Pacheco: vpachecot@unmsm.edu.pe

Resumen Se analizó el contenido estomacal de cinco especies de roedores sigmodontinos: Akodon orophilus, Microryzomys altissimus, M. minutus, Thomasomys notatus y T. kalinowskii, procedentes de los bosques montanos de Huánuco, Perú (2564 - 3850 m de altitud). Concluimos que A. orophilus es insectívora por haber presentado un alto volumen de artrópodos (adultos y larvas) en el contenido estomacal (90,1%); mientras que T. notatus y T. kalinowskii son principalmente herbívoras por el alto volumen de materia vegetal, 89% y 67,75% respectivamente; y que M. altissimus y M. minutus son omnívoras por presentar volúmenes similares tanto para vegetales como para artrópodos. Thomasomys kalinowskii es considerada generalista por la mayor amplitud de nicho (4,61), mientras A. orophilus es considerada especialista por el menor valor (1,70). Akodon orophilus mostró una preferencia por el consumo de artrópodos adultos al tener un bajo coeficiente de variación (CV= 20%) y también un significativo aumento en el consumo de larvas de artrópodos en la época húmeda, siendo la única especie con variación estacional en la dieta. Por otro lado, la sobreposición de nicho fue menor a 0,75 en el 80% de los pares de especies comparados, indicando una baja similitud en la dieta. La mayor similitud en la dieta se observó entre M. altissimus - T. notatus (0,822) y M. minutus - T. kalinowskii (0,816). Se concluye que estos roedores sigmodontinos, simpátricos en los bosques montanos de Huánuco, exhiben dietas disímiles, probablemente como una estrategia para evitar o aminorar la competencia interespecífica.

Palabras clave: Dieta de roedores; Akodon; Microryzomys; Thomasomys; Sigmodontinae; bosque montano; Huánuco; Perú.

Abstract Presentado: 07/09/2012 Aceptado: 25/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

We analyzed the stomach contents of five species of sigmodontine rodents: Akodon orophilus, Microryzomys altissimus, M. minutus, Thomasomys notatus, and T. kalinowskii, from mountain forests of Huánuco, Perú (2564 - 3850 m). We found that A. orophilus is an insectivorous species because the high volume of arthropods (adults and larvae) in the stomach contents (90.1%); T. notatus and T. kalinowskii are primarily herbivorous because they had a high volume of plant material of 89% and 67.75% respectively; whereas M. altissimus and M. minutus are omnivorous because they presented similar volume percentages for plants and arthropods.

T. kalinowskii is considered a generalist species because it had the highest niche breadth (4.61), whereas A. orophilus is considered a specialist because it had the lowest value (1.70). Akodon orophilus registered a low coefficient of variation (CV= 20%) showing a preference for consuming adult arthropod, and also a significatively high consumption of arthropod larvae in the wet season, being the only species with a seasonal variation in the diet. On the other hand, the niche overlap was less than 0.75 in 80% of species pairs indicating low similarity in the diet, but greater than 0.75 between M. altissimus - T. notatus (0.822) and M. minutus - T. kalinowskii (0.816) suggesting a higher diet similarity. We conclude that these sigmodontine rodents, sympatric in the montane forests of Huánuco, exhibit dissimilar diets, probably as a strategy to prevent or lessen interspecific competition.

Keywords: Rodent diet; Akodon; Microryzomys; Thomasomys; Sigmodontinae; montane forest; Huánuco; Peru.

Introducción Perú posee una gran diversidad de roedores, conociéndose no menos de 162 especies (Pacheco et al. 2009); sin embargo, pocas especies cuentan con estudios de contenido y variabilidad de su dieta. Después de los estudios pioneros de Dorst (1972) y Pizzimenti y De Salle (1980) muy pocos trabajos sobre análisis de dieta han sido publicados, como los de Guabloche et al.

(2002) con Aegialomys xanthaeolus (reportado como Oryzomys xantheolus) y Solari (2007) con roedores altoandinos del Parque Nacional del Manu. Otros reportes cualitativos de dieta en algunas especies incluyen a Luna y Patterson (2003) para Rhagomys longilingua y Pacheco y Peralta (2011) para Rhipidomys ochrogaster. Regionalmente, la mayoría de estos estudios fueron realizados en ambientes de puna o desiertos, exceptuando los dos últimos trabajos que involucraron a especies de bosques montanos.

Rev. peru. biol. 19(3): 317 - 322 (December 2012)

Los bosques montanos en el Perú albergan un alto número de endemismos y es el segundo ambiente con mayor diversidad de mamíferos (Pacheco 2002, Pacheco et al. 2009).

Aunque existen varios estudios de la diversidad de roedores en esta ecorregión (e.g., Amanzo et al. 2003, Pacheco et al.

2008, Pacheco et al. 2011), el conocimiento de la dieta en estas especies es prácticamente nulo, excepto por los estudios de Luna y Patterson (2003) en Rhagomys longilingua y Solari (2007) en Akodon torques, ambas determinadas como especies insectívoras; y Pacheco y Peralta (2011) con Rhipidomys ochrogaster que fue determinada como omnívora. Para otras especies y géneros se debe recurrir a extrapolaciones en base a estudios realizados en países cercanos o vecinos como Argentina y Chile (e.g., Brandán 1995, Giannoni et al. 2005, López-Cortés et al. 2007).

317

Noblecilla & Pacheco

En este trabajo presentamos el primer estudio sobre la dieta de un ensamblaje de roedores sigmodontinos en los bosques montanos centrales de Perú y que toma en consideración el sexo y la época de colecta; examinándose además el grado de competencia y similitud entre ellos.

Material y métodos Se analizó la dieta de 105 roedores sigmodontinos, de un total de 325, en base al análisis del contenido estomacal de estómagos llenos (Pizzimenti & De Salle 1980): Akodon orophilus (37), Microryzomys altissimus (5), M. minutus (9), Thomasomys notatus (6) y T. kalinowskii (48); provenientes de los bosques montanos de la Región Huánuco, Perú (localidades Ucumaria, Shogos, Chaupiloma, Galloganá, Chinchuragra, Iscarag, Kenwarajra, Hatuncucho, Pampa Hermosa y los bosques colindantes a los campamentos Regional y Provias; entre los 2890 y 3850 m).

Estos especímenes fueron colectados mediante un muestreo estándar en el periodo de septiembre-octubre de 2005 y marzo-junio de 2006 en un área correspondiente al ecosistema de Bosque Montano (sensu Young y Valencia 1992), con las siguientes unidades de vegetación: Vega de ciperáceas, Pajonal, Bosque montano primario (que comprende bosques densos) y Bosque montano disturbado (que comprende sembríos entre bosques poco densos) (Pacheco et al. 2006).

Análisis de la dieta.- Los estómagos fueron separados del tracto digestivo, su contenido homogenizado (Meserve 1981) y luego separado en dos fracciones: partículas pequeñas (< 0,7 mm) y partículas grandes (> 0,7 mm) (Guabloche et al. 2002).

Cada fracción fue examinada usando un estéreomicroscopio a 40 aumentos en no menos de cinco campos ópticos utilizándose el porcentaje de cobertura de campo como una medida del volumen (Solari 1997).

Se empleó seis categorías alimenticias: larvas de artrópodos, artrópodos adultos, monocotiledóneas, dicotiledóneas, tejido vascular y la categoría otros (v.g., hongos, pelo, cebo, tierra). Se obtuvieron porcentajes promedios de cada categoría para cada individuo, los cuales a su vez se agruparon para obtener promedios generales de cada categoría para cada especie.

Para evidenciar el grado de especialización en la dieta se utilizó el coeficiente de variación (CV) para cada categoría alimenticia en cada especie con 9 o más ejemplares; considerándose un valor de CV menor a 25% como indicativo de alguna preferencia para las categorías alimenticias (Solari 2007). Se analizó la variación en la dieta según el sexo en Akodon orophilus y Thomasomys kalinowskii y según la época de colecta en A. orophilus, especies que tuvieron la mayor cantidad de muestra. Se estimó también

el nivel de variación de uso del recurso, en la dieta de cada especie, a fin de señalar la existencia de patrones especialistas o generalistas, mediante la medida de amplitud de nicho estimada con el Índice de Levins (Levins 1968):

B=

1 ∑ p 2j

Donde: pj representa la proporción del recurso j en la dieta.

El índice de Levins varía entre un mínimo de 1 y un máximo igual al número (N) de categorías alimenticias (en este caso 6).

Utilizando el porcentaje de volumen de cada categoría alimenticia se obtuvo el Índice de Sobreposición Simétrico de Pianka (Ojk) (Pianka 1973) y el Índice Modificado de Morisita (CH) (Horn 1966), para indicar el grado de competencia por el uso de recursos alimenticios específicos (Sale 1974):

O jk =

CH =

∑p p ∑p ∑p ij

ik

2 ij

2 ik

2∑ pij pik

∑p +∑p 2 ij

2 ik

Donde: pij y pik representan la proporción de la categoría alimenticia i en la dieta de las especies j ó k. El Índice de Sobreposición se consideró alto para valores sobre 0,75 y bajo para aquellos menores de 0,50 (Solari 2007). El análisis estadístico incluye a las especies con un número de ejemplares mayor a 10.

Se aplicó la prueba U de Mann-Whitney para determinar, en cada especie, si existen diferencias significativas en el consumo de cada una de las seis categorías alimenticias con relación al sexo y la época de colecta, con el programa IBM SPSS Statistics v.20.

Resultados Nuestros datos, basados en el análisis del contenido de 105 estómagos, muestran una alta proporción de consumo de artrópodos (adultos y larvas) en Akodon orophilus (90,1%), un alto porcentaje de material vegetal en Thomasomys notatus (89,2%), un porcentaje relativamente alto de materia vegetal (principalmente semillas) en T. kalinowskii (67,7%) y una aparente tendencia hacia la omnivoría en Microryzomys altissimus y M. minutus, con porcentajes equivalentes para vegetales y artrópodos (Tabla 1).

Tabla 1. Hábitos alimenticios para 5 especies de roedores de los Bosques Montanos de Huánuco. El porcentaje de consumo de cada categoría alimenticia es expresado como promedio, con la desviación estándar en paréntesis y el coeficiente de variación (para especies con 9 o más individuos). Se incluye además la Amplitud de Nicho basado en el Índice de Levins para cada especie.

A. orophilus (N=37)

M. altissimus (N=5)

Artrópodos Larva

15,35 (13,61) 0,89

15,13 (10,94) -

Artrópodo Adulto

74,74 (14,91) 0,20

26,58 (19,58) -

Monocotiledóneas

1,75 (3,46) 1,98

42,97 (28,78) -

Dicotiledóneas

0,32 (1,21) 3,82

Tejido vascular

0,35 (1,12) 3,19

Otros

Categoría alimenticia

Amplitud de nicho

318

M. minutus (N=9)

T. kalinowskii (N=48)

T. notatus (N=6)

2,96 (3,67) 1,24

8,90 (6,39) 0,72

2,24 (1,17) -

35,92 (25,44) 0,71

12,63 (7,34) 0,58

1,50 (2,32) -

16,20 (21,29) 1,31

16,04 (17,63) 1,10

60,13 (46,58) -

5,97 (8,93) -

25,05 (26,36) 1,05

36,43 (22,12) 0,61

21,79 (35,36) -

2,26 (3,61) -

4,11 (9,06) 2,21

15,27 (9,45) 0,62

7,29 (17,85) -

7,50 (3,57) 0,48

7,10 (0,90) -

15,75 (11,31) 0,72

10,72 (5,51) 0,51

7,05 (1,94) -

1,70

3,48

4,08

4,61

2,38

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Dieta de roedores Sigmodontinae en los bosques montanos tropicales Tabla 2. Promedio de consumo de cada categoría alimenticia (%) de Akodon orophilus y Thomasomys kalinowskii, en relación con el sexo (m = macho, h = hembra).

Akodon orophilus (N=37) (m= 23) (h= 14)

Categoría alimenticia

Thomasomys kalinowskii (N=48) (m= 28) (h= 20)

Artrópodo larva

17,47

11,86

8,57

9,36

Artrópodo adulto

72,36

78,65

12,23

13,20

Monocotiledóneas

1,85

1,58

17,62

13,84

Dicotiledóneas

0,35

0,27

35,46

37,79

Tejido vascular

0,21

0,58

15,72

14,64

Otros

7,76

7,06

10,40

11,16

Akodon orophilus consumió principalmente artrópodos adultos (74,7%), seguido de larvas de artrópodos (15,3%). En los orizominos M. altissimus y M. minutus el consumo de material vegetal fue relativamente alto, con un promedio de consumo de 51% y 45% respectivamente, prefiriendo además artrópodos adultos sobre las larvas. Thomasomys notatus es considerado una especie herbívora ya que mostró un alto porcentaje de material vegetal (89,2 %), especialmente de monocotiledóneas (60,13%).

De forma similar, la dieta de T. kalinowskii fue principalmente herbívora con 67,7% del volumen total conformado por material vegetal, aunque no mostró una preferencia por algún ítem en particular (Tabla 1).

La Amplitud de nicho (Índice Levins) varió desde 1,70 en Akodon orophilus hasta 4,61 en Thomasomys kalinowskii. Según estos valores, A. orophilus es considerado como especialista y T. kalinowskii como generalista. Las demás especies obtuvieron valores intermedios: T. notatus (2,38), Microryzomys altissimus (3,48), M. minutus (4,08) (Tabla 1).

El análisis del coeficiente de variación fue bajo en A. orophilus (CV= 19,9%), sugiriendo la preferencia por artrópodos adultos en su dieta (Tabla 1). En las otras especies y categorías el CV fue generalmente mayor al 50%.

Se identificó además las partes encontradas en el contenido estomacal al mayor nivel taxonómico posible (Anexo 1). Así, la dieta de A. orophilus consistió de poáceas y ciperáceas y una diversidad de insectos que incluye coleópteros, hemípteros, lepidópteros, dípteros, himenópteros, ftirapteros, dipluras y arácnidos; la de M. altissimus consistió de semillas de poáceas y carábidos; la de M. minutus consistió de poáceas, ciperáceas y coleópteros indeterminados; la de T. notatus consistió de poáceas, ciperáceas y coleópteros carábidos; mientras que en T. kalinowskii se encontró restos de coleópteros y restos vegetales de poáceas, ciperáceas, asteráceas y piperáceas.

Tabla 3. Promedio de consumo de cada categoría alimenticia (%) de Akodon orophilus en relación con la época (s = seca, h = húmeda).

Se observa que existe diferencia estacional significativa en el consumo de Artrópodo larva en Akodon orophilus, usando la prueba U de Mann-Whitney (p = 0,011), representado por (*).

Categoría alimenticia

Akodon orophilus (N = 37)

En cuanto a las cantidades consumidas, A. orophilus consumió principalmente larvas de artrópodos en especímenes machos, mientras que las hembras tuvieron preferencia por los artrópodos adultos. Por otro lado, T. kalinowskii priorizó el consumo de material vegetal sobre los artrópodos, presentando un consumo ligeramente mayor de monocotiledóneas en machos (Tabla 2).

Sin embargo, las pruebas U de Mann-Whitney concluyen que no existen diferencias significativas en el consumo de las categorías alimenticias en ambas especies (p < 0,05).

En el análisis de las categorías alimenticias en relación a la época, A. orophilus presentó un alto consumo de artrópodos (90% o más) y un bajo porcentaje de material vegetal; y un significativo aumento en el consumo de artrópodos larvas en la época húmeda (p< 0,05) (Tabla 3). En T. kalinowskii no se determinó la relación entre el nivel de consumo de las categorías alimenticias y la época, debido a la ausencia de especímenes en el muestreo de época húmeda.

Uso y sobreposición de recursos alimenticios.- El Índice de sobreposición de Pianka varió desde 0,06 entre A. orophilus y T. notatus hasta valores altos encima de 0.75 entre M. altissimus - T. notatus (0,822) y M. minutus - T. kalinowskii (0,816), sugiriendo una alta similaridad en la dieta de las referidas especies (Tabla 4). Estas tendencias son también mostradas en el Índice de Morisita (Tabla 4).

Discusión Nuestros resultados indican que los roedores Thomasomys notatus y T. kalinowskii son predominantemente herbívoros, siendo este el primer trabajo donde se reporta el nicho herbívoro en este género y el primero donde un roedor sigmodontino ocupa este nicho en los bosques nublados de los Andes. Anteriormente en Thomasomys sp. de Colombia, Lopez-Arevalo et al. (1993) Tabla 4. Valores de los Índices de Sobreposición de nicho (Pianka y Morisita) para pares de especies, en base a sus hábitos alimenticios. Índice de Pianka

Índice de Morisita

A. orophilus - M. altissimus

0,572

0,537

A. orophilus - M. minutus

0,759

0,693

A. orophilus - T. notatus

0,063

0,062

Pares de especies

(s= 29)

(h= 8)

A. orophilus - T. kalinowskii

0,088

0,3

Artrópodo larva

12,58

25,36 *

M. altissimus - M. minutus

0,741

0,738

Artrópodo adulto

77,27

65,58

M. altissimus - T. notatus

0,822

0,807

Monocotiledóneas

2,02

0,78

M. altissimus - T. kalinowskii

0,596

0,59

Dicotiledóneas

0,32

0,31

M. minutus - T. notatus

0,536

0,517

Tejido vascular

0,45

-

M. minutus - T. kalinowskii

0,816

0,815

Otros

7,37

7,96

T. notatus - T. kalinowskii

0,657

0,623

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319

Noblecilla & Pacheco

reportaron una dieta compuesta principalmente de hojas jóvenes y otras partes verdes de plantas, pero el estudio estuvo basado en un solo ejemplar. Estos autores determinaron también la dieta de T. laniger considerándola como frugívora-insectívora.

Aunque Thomasomys notatus y T. kalinowskii aparentan compartir el mismo nicho, T. notatus consume en su mayoría monocotiledóneas y T. kalinowskii semillas de dicotiledóneas de la familia Piperaceae, sugiriéndose que ambas especies no compiten por recursos alimenticios. Esta diferencia en dieta podría estar en relación al estrato de vegetación donde generalmente se encuentran ambas especies. Pacheco (en prensa) menciona que T. kalinowskii es terrestre y que T. notatus podría ser arborícola o semiarborícola. Thomasomys notatus presentó en cambio una alta sobreposición de nicho con M. altissimus (0,82), es decir dietas similares y una posible competencia por recursos.

Thomasomys notatus no fue considerada especialista a pesar del alto consumo de monocotiledóneas (60,1%) y de tener la amplitud de nicho más baja después de Akodon orophilus (2,38); pero estos datos indican que es la más especialista de las dos especies de Thomasomys. Un análisis con mayor número de muestras es necesario para confirmar nuestros resultados.

Thomasomys kalinowskii es predominantemente herbívora, pero no muestra preferencia entre los distintos ítems vegetales que consume, por ello el Índice de Levins (4,61) la califica como especie generalista. Esta especie tiene entonces una dieta semejante a T. laniger quien consume frutas, insectos y semillas (Lopez-Arevalo et al. 1993). Comparaciones con otras especies de Thomasomys son limitadas por el poco conocimiento de la dieta en este género (Pacheco en prensa).

La dieta herbívora de las dos especies de Thomasomys no está asociada a una especialización en dientes o estructura craneal semejante a la encontrada en roedores herbívoros de la puna como Andinomys, Chinchillula, Galenomys, Punomys, Neotomys y Phyllotis (Hershkovitz 1962), aunque varias especies de Thomasomys presentan molares con una moderada hipsodoncia (Voss 2003, Pacheco en prensa) que podría estar relacionado a la dieta herbívora.

La prevalencia de materia vegetal en estas especies de bosque montano concuerda con Suarez (1994) quien señala que la alta proporción de semillas y tejidos vegetales en el estómago de roedores estaría asociada a la fácil obtención de recursos en comparación a una dieta basada en proteínas.

Akodon orophilus es considerado una especie insectívora (90,1% del volumen de la dieta) con preferencia hacia los artrópodos adultos (CV= 19,9%), en su mayoría del orden Coleoptera. Se le califica también como especialista al obtener el valor más bajo con el Índice de Levins (1,70), concordando con reportes previos que sugieren que el género Akodon es insectívoro. Así, A. boliviensis es reportado como una especie insectívora (Dorst 1972), al igual que A. subfuscus y A. torques (Solari 2007). Por otra parte, el mayor consumo de artrópodos larva durante la época húmeda en A. orophilus concuerda con estudios previos que indican que la dieta de roedores akodontinos usualmente presenta variación estacional (Glanz 1984, Meserve et al. 1988, Pizzimenti y De Salle 1980), lo cual está aparentemente relacionado con el presupuesto energético de las especies (Solari 2007).

Nuestro trabajo es al parecer el primero que reporta la dieta en

320

Microryzomys, encontrándose una clara tendencia a la omnivoría en M. altissimus y M. minutus; ambas especies consumieron una alta proporción de materia vegetal, 51,2% y 45,4% respectivamente; además del consumo de artrópodos adultos en M. altissimus (35,92%) y M. minutus (26,58%).

El análisis en relación al sexo y la época de colecta mostró que Akodon orophilus exhibe preferencias (CV < 0,25) para el consumo de artrópodos adultos en cualquiera de las estaciones y que tanto machos como hembras prefieren el consumo de esta categoría; mientras que Thomasomys kalinowskii no mostró una preferencia alimenticia entre sexos.

La sobreposición de nicho entre pares de especies mostró valores menores a 0,75 en el 80% de los pares de especies, excepto entre M. altissimus - T. notatus (0,822) y M. minutus - T. kalinowskii (0,816). Valores altos de sobreposición de nicho indican una alta similaridad en la dieta de los pares de especies y una posible competencia entre ellas. La baja sobreposición de nichos encontrada generalmente entre las especies simpátricas de bosques montanos sugiere entonces una baja similaridad en la dieta y por ende una baja competencia en el uso de los recursos (Sale 1974). Nuestros resultados contrastan con un estudio similar realizado en el Altiplano del sur del Perú por Solari (2007), quien encuentra valores altos de sobreposición de nicho entre pares de especies de un ensamblaje de roedores con predominancia de akodontinos.

Se concluye que la dieta del ensamblaje de roedores sigmodontinos de los bosques montanos de Huánuco es diversa y heterogénea: A. orophilus es netamente insectívoro, T. notatus y T. kalinowskii son predominantemente herbívoros, mientras que M. altissimus y M. minutus muestran una tendencia a la omnivoría. Estas especies no evidencian una marcada competencia por los recursos alimenticios sino que tienden a utilizar la disponibilidad de recursos alimenticios de tal manera que les permite coexistir en el mismo tiempo y espacio. Aunque otros factores (v.g. tamaño del cuerpo, microhábitat, horario de actividad) pueden ser importantes para la segregación de nichos entre las especies (Meserve et al. 1988, Suárez & Bonaventura 2001), nuestro estudio señala que el recurso alimenticio es un factor predominante, a la vez que no excluye que otros factores como microhábitats puedan ser también importantes. Falta de estudios similares nos impiden reconocer si estos resultados están relacionados al tipo de ambiente y la disponibilidad de recursos o a características propias de las especies. Los pocos estudios disponibles en los Andes peruanos difieren notablemente en composición de especies y limitan las comparaciones.

Los trabajos de Pizzimenti y De Salle (1980, 1981) resaltaron la importancia de los hábitos omnívoros, aunque en su ensamblaje hubo predominancia de filotinos pequeños y medianos; mientras que los resultados de Solari (2007) fueron en un ensamblaje con predominancia de akodontinos; y nuestro trabajo en un ensamblaje taxonómicamente heterogéneo.

Este estudio, como otros sobre dieta, debe considerar que los componentes de la dieta no puede juzgarse sólo a partir de su abundancia en los contenidos estomacales, ya que algunos elementos poco frecuentes en la dieta pueden contribuir con elementos indispensables para la nutrición de los animales (Schmidt-Nielsen 1997). Por otra parte las proporciones obtenidas del contenido estomacal pueden no representar las condiciones frescas del volumen, según lo asumido a priori Rev. peru. biol. 19(3): 317 - 322 (Diciembre 2012)

Dieta de roedores Sigmodontinae en los bosques montanos tropicales

(Hansson 1970). Se sugiere continuar este tipo de estudios en otros bosques montanos para dilucidar si los resultados obtenidos son propios de este ambiente o de un ensamblaje particular de especies, y en otros ambientes y lugares para relacionar patrones de dieta con los distintos ensamblajes de roedores.

Agradecimientos Parte de esta investigación fue presentada por M. NoblecillaHuiman para sustentar el título profesional de Biólogo en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú; y fue parte del proyecto "Biodiversidad, Conservación, Impacto ambiental y Macrozonificación de los bosques montanos del Departamento de Huánuco" (Proyecto financiado por el Consejo Superior de Investigaciones de la UNMSM, otorgado a Víctor Pacheco). Agradecemos a Catherine Sahley, Lucía Luna, Sergio Solari, Elena Vivar y Richard Cadenillas por sus comentarios y sugerencias para este manuscrito. Igualmente, nuestro agradecimiento a Edith Arias y Malena Vílchez por su invaluable colaboración en la identificación de muestras vegetales y entomológicas respectivamente, y a María Peralta, Sandra Velazco, Carlos Tello, Jannina Milla, quienes obtuvieron las muestras biológicas. Finalmente, agradecemos el valioso apoyo de José D. Álvarez Huayta en la búsqueda de literatura, edición y otros aspectos que permitieron completar satisfactoriamente este trabajo.

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Anexo 1. Ocurrencia de plantas y artrópodos en la dieta de los roedores sigmodontinos de los bosques montanos de Huánuco, Perú.

Categoría alimenticia Monocotyledoneae Poaceae Glumas-lemnas, raíz, semilla Hoja-epidermis, tallo, fruto, espigilla Cyperaceae Hoja-epidermis, tallo, fruto Dicotiledoneas Asteraceae Hoja-epidermis, aquenios, semilla, fruto Piperaceae Semillas enteras Hoja-epidermis, semilla restos, tallo, raíz, estambres, pericarpo de fruto Insecta Coleoptera Carabidae Coccinellidae Curculionidae Scarabaeidae Hemiptera Pentatomidae Cicadelidae Lepidoptera Nymphalidae Diptera Cecidomyiidae Hymenoptera Phthiraptera Diplura Arachnida

322

A. orophilus (N=37)

M. altissimus (N=5)

M. minutus (N=9)

T. notatus (N=6)

T. kalinowskii (N=48)

X

X

X

X

X X

X

X

X

X

X X X X X X X X

X

X X

X X X X X X X X

Rev. peru. biol. 19(3): 317 - 322 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 323 - 326 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Ecología trófica de la lagartija Stenocercus modestus ISSN 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

Ecología trófica de la lagartija Stenocercus modestus (Squamata: Tropiduridae) en una zona urbana, Lima, Perú Throphic ecology of lizard Stenocercus modestus (Squamata: Tropiduridae) in a urban area, Lima, Peru José Pérez Z. 1,2, Lourdes Y. Echevarría3,4, Silvana C. Álvarez3,4, Adrian Vera4, J. Gabriela Alarcón4, Manuel Andía4 1 Laboratorio de Estudios en Biodiversidad (LEB), Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas.

Facultad de Ciencias y Filosofía, Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH). Lima, Perú; 2 Departamento de Herpetología.

Museo de Historia Natural. Universidad Nacional de Mayor de San Marcos, Lima, Perú.

3 Centro de Estudios de Ornitología y Biodiversidad (CORBIDI).

Lima- Perú.

4 Facultad de Biología. Universidad Nacional Agraria La Molina.

Lima, Perú.

Email, José Pérez Z.: jose.perez.z@upch.pe Presentado: 31/10/2011 Aceptado: 30/04/2012 Publicado online: 15/01/2013

Resumen Stenocercus modestus es una especie endémica del Desierto Costero del departamento de Lima, y enfrenta importantes amenazas a la conservación de sus poblaciones. Evaluamos la dieta de esta especie mediante el análisis del contenido estomacal de 17 individuos. La dieta de S. modestus está compuesta principalmente por insectos, siendo los ítems alimentarios más importantes los coleópteros, arañas e himenópteros. La lagartija S. modestus presenta una dieta generalista, a juzgar por la considerable amplitud de su nicho trófico.

Palabras clave: dieta; lagartija; desierto costero; Lima.

Abstact The lizard Stenocercus modestus is an endemic specie of coastal desert of the department of Lima, and faces important threats to the conservation of its population. We evaluated the diet of this specie through the analysis of the stomach content of 17 individuals. The diet of S. modestus is primarily composed by insects, being the coleopterans, spiders and hymenopterans, the most important eating items. The lizard S. modestus would present a general diet, judging by the considerable amplitude of its trophic niche.

Keyswords: diet; lizard; desert coastal; Lima.

Introducción Stenocercus modestus (Tschudi 1845) es un saurio diurno de la Familia Tropiduridae, cuya distribución abarca el valle del río Rímac en el Departamento de Lima, entre los 0 a 900 m de altitud (Fritts 1974, Carrillo & Icochea 1995, TorresCarvajal 2007). Cabe destacar que S. modestus es endémica de la ecoregión del Desierto Costero de este departamento (Fritts 1974, Carrillo & Icochea 1995, Icochea 1998). Actualmente no existe información detallada de su distribución, y no se conocen datos sobre la ecología de esta especie endémica, sin embargo, es evidente la destrucción y fragmentación de sus hábitats naturales producto del crecimiento de la ciudad de Lima. Por lo tanto, son prioritarias las investigaciones sobre la historia natural y ecología de S. modestus.

la ecoregión del Desierto Costero peruano, ubicado en la zona de vida del Desierto desecado subtropical (Holdridge 1967). En el área de estudio se observan árboles, arbustos nativos e introducidos, hojarasca y desechos de la cosecha de algunos campos frutales aledaños. No se han registrado otras especies de saurios en el área de estudio.

En los últimos años se ha generado importante información sobre los saurios costeros del Perú, con un énfasis especial en estudios sobre la dieta de estos reptiles (v.g. Pérez 2005, Pérez & Balta 2007, Catenazzi & Donnelly 2007, Pérez et al. 2008, Quispitúpac & Pérez 2009, Pérez & Balta 2011), que han proporcionado información ecológica básica para empezar a conocer la ecología trófica de las comunidades de reptiles del desierto costero peruano. El objetivo de este estudio fue determinar las principales características de la dieta de la lagartija costera S. modestus.

Las lagartijas fueron sacrificadas con una inyección de T61®.

Los estómagos fueron extraídos y preservados en alcohol al 70%. Cada individuo recolectado fue identificado como macho o hembra basados en el patrón de coloración y la inspección de las gónadas. Cada individuo fue pesado con una balanza de campo Pesola®, con precisión de 0,1 g. El tamaño corporal de hocico a cloaca (SVL) fue estimado con ayuda de un calibrador Vernier, con una precisión de 0,1 mm. Todos los especímenes fueron depositados en la colección de Herpetología del Centro de Estudios de Ornitología y Biodiversidad (CORBIDI).

Material y métodos El área de estudio fue el campus de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM) (12°04'57"S, 76°56'35"W), localizado en la ciudad de Lima, a una altitud de 243 msnm, en

Los contenidos estomacales fueron analizados en el Museo de Entomología de la UNALM. Los ítems registrados fueron identificados hasta nivel de orden para realizar los análisis. Se registró el número, frecuencia y volumen de cada ítem alimentario.

Rev. peru. biol. 19(3): 323 - 325 (December 2012)

La evaluación se realizó entre noviembre del 2008 y octubre del 2009. Se colectaron un total de 17 lagartijas adultas (10 hembras y 7 machos). El saurio S. modestus presenta una actividad diurna, por lo tanto, las colectas fueron realizadas entre las 11:00 y 13:00 h, para reducir la probabilidad de colectar individuos con estómagos vacíos o con contenidos estomacales muy digeridos. La captura de los saurios se realizó mediante los métodos de vara con lazo y captura manual.

323

Pérez Z. et al.

El volumen de cada ítem alimentario fue estimado mediante la fórmula del ovoide-esferoide (Dumham 1983): 4/3 π (largo del ítem/2) x (ancho del ítem/2)2 Adicionalmente, se estimó la importancia de cada ítem alimentario mediante el Índice de importancia (Powell et al. 1990) mediante la fórmula: Ix = (% Número + % Volumen + % Frecuencia)/ 3 Se realizó el cálculo de la amplitud de nicho trófico de S. modestus, utilizando la fórmula recíproca de Simpson: Bij = 1/Σpi2 Donde pi = proporción del ítem alimentario i (Pianka 1986).

Se compararon los tamaños corporales de machos y hembras (SVL) mediante la prueba de Mann-Whitney (Zar 1999).

Se empleó una prueba no paramétrica para esta comparación debido a que los datos no safistacieron los requerimientos de las pruebas paramétricas. Se evaluó la probable relación entre el SVL y el tamaño (largo) promedio de las presas consumidas mediante un Análisis de regresión simple (Zar 1999). Los valores empleados para esta prueba fueron previamente transformados a logaritmo en base 10.

Resultados Se registraron diez tipos de ítems alimentarios en la dieta de S. modestus (Tabla 1). Los ítems alimentarios predominantes fueron los insectos, sin embargo, también se registraron otros invertebrados como arañas e isópodos. En términos numéricos los principales ítems alimentarios en la dieta de S. modestus fueron los coleópteros (31,6%), himenópteros (16,4%) y arañas (15,1%). En términos volumétricos los principales ítems alimentarios fueron los ortópteros (25,2%), coleópteros (14,8%) y arañas (13,4%). Los ítems alimentarios más frecuentes fueron los coleópteros (76,5%), arañas (70,0%) e himenópteros (5,9%).

A partir del índice de importancia, los ítems más importantes para S. modestus fueron los coleópteros, arañas e himenópteros.

La amplitud del nicho trófico fue Bij = 7,2. El saurio S. modestus consume principalmente insectos y basados en los resultados de la amplitud del nicho trófico se puede sugerir que presenta una dieta de tipo generalista.

Los machos (69,3 ± 4,5 mm) fueron significativamente mayores que las hembras evaluadas (53,7± 5,3 mm) (Prueba de Mann-Whitney U = 0,00, p < 0,01). No se registró una relación significativa entre el SVL y el promedio del tamaño (largo) de las presas consumidas (Regresión R2 = 0,06; p = 0,41).

Discusión A partir de los resultados obtenidos observamos que la dieta de S. modestus es generalista y basada principalmente en insectos.

Este tipo de dieta coincide con el patrón general registrado para los saurios del Desierto Costero peruano. Cabe mencionar, que los coleópteros son el ítem principal en la dieta de S. modestus, así como en varias especies de saurios del Desierto Costero peruano (Pérez 2005, Pérez & Balta 2007, Quispitúpac & Pérez 2009). Por otro lado, estudios de dieta en otra especie del género (Stenocercus cauducus) muestran que el consumo de coleópteros es frecuente, y es un ítem importante en la dieta de este tipo de saurios (Ávila et al. 2008). El frecuente consumo de coleópteros por saurios costeros en Perú posiblemente se explique porque son insectos comunes en este ecosistema (Aguilar 1964, Ramírez et al. 2002). Las semejanzas en las dietas de estos reptiles sugieren que existen características en el Desierto Costero peruano que imponen restricciones a los saurios que lo habitan, y que producirían un uso semejante de los recursos alimentarios.

Por otro lado, la presencia de presas como larvas (baja movilidad) sugieren un tipo de forrajeo de intensidad media, con alguna búsqueda activa del alimento, como se ha reportado en especies del género Microlophus en esta ecoregión en el Perú (Pérez 2005, Pérez & Balta 2007, Pérez et al. 2008).

La pérdida de la relación entre el tamaño corporal y el tamaño de presas consumidas para S. modestus, puede ser parcialmente explicada por los hábitos generalistas y aparentemente opor-

Tabla 1. Dieta de la lagartija Stenocercus modestus (n = 17). Se indican el número de individuos (N), porcentaje del número de individuos (%N), volumen (V), porcentaje del volumen (%V), frecuencia (F), porcentaje de la frecuencia (%F) e Índice de Importancia (lx). Se presentan en negritas los tres mayores valores del lx . PANI: Partes de Artrópodos No Identificados.

N

%N

V

V%

F

%F

lx

Blattodea

3

2,0

93,7

1,6

2

11,8

5,1

Coleoptera

48

31,6

844,5

14,8

13

76,5

40,9

Dermaptera

11

7,2

222,5

3,9

7

41,2

17,4

Diptera

6

3,9

124,5

2,2

4

23,5

9,9

Hemiptera

10

6,6

31,4

0,5

6

35,3

14,1

Homoptera

4

2,6

16,1

0,3

2

11,8

4,9

Hymenoptera

25

16,4

228,0

4,0

9

52,9

24,5

Lepidoptera

4

2,6

258,6

4,5

4

23,5

10,2

Orthoptera

6

3,9

1438,7

25,2

6

35,3

21,5

Larvas de Insectos

8

5,3

415,4

7,3

4

23,5

12,0

Araneae

23

15,1

763,9

13,4

12

70,6

33,0

Isopoda (Crustacea)

4

2,6

201,5

3,5

2

11,8

6,0

152

100,0

Insecta

PANI Total

324

1080,9

18,9

5719,7

100,0

Rev. peru. biol. 19(3): 323 - 325 (Diciembre 2012)

Ecología trófica de la lagartija Stenocercus modestus

tunistas de este saurio, que estaría alimentándose de las presas más frecuentes en el medio ambiente, siendo el tamaño de las presas un factor no prioritario en la elección. Cabe mencionar que la pérdida entre el tamaño corporal y el tamaño de presas consumidas ha sido reportada para otras especies del Desierto Costero peruano (Pérez 2005).

Por otro lado, cabe mencionar que el considerable impacto negativo que afecta a las poblaciones de S. modestus fue un factor decisivo para no incrementar el número de individuos colectados en esta evaluación.

A pesar que este artículo no evalúa la distribución de S. modestus, debemos mencionar que los registros de este saurio están restringidos a pocas localidades en la ciudad de Lima y la zona baja del valle del río Rímac (Fritts 1974, Torres-Carvajal 2007). Esta distribución evidencia un alto grado de destrucción y fragmentación del hábitat natural de este saurio, por lo tanto, son prioritarios estudios adicionales sobre la ecología y distribución de esta especie, que permitan, a mediano plazo, implementar medidas para mejorar el estado de conservación de S. modestus.

Agradecimientos A Katya Balta por las sugerencias a este artículo, al Departamento de Herpetología del Centro de Ornitología y Biodiversidad (CORBIDI) por al apoyo brindado a la ejecución de este estudio, a Martha Williams de Castro y a los estudiantes de biología de la UNALM Jesús Muñoz T., Fanny Garcia M. y Paloma Schmidt G. por el apoyo brindado en durante el trabajo de campo.

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Rev. peru. biol. 19(3): 327 - 328 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

first record of Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) in Costa Rica ISSN 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

The first record of the butterfly Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) in Costa Rica Primer registro de la mariposa Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) en Costa Rica Jim Córdoba-Alfaro1 and Luis Ricardo Murillo-Hiller2 1 Bachillerato en Biología, Universidad Nacional de Costa Rica. jim.cordoba@gmail.com 2 Zoocriadero de Mariposas, Escuela de Biología, Universidad de Costa Rica, 11501-2060, San José, Costa Rica. murillo.luis@lycos.com

Resumen Se registra la presencia de Memphis dia (Godman & Salvin, 1884) (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) en Costa Rica por un espécimen recolectado en la Zona Protectora El Rodeo (09°54’ 76,6”N; 84°16’ 89,5”W) el 4 de abril del 2012.

Palabras clave: Nuevo registro; Costa Rica; biodiversidad.

Abstract Presentado: 12/02/2011 Aceptado: 23/07/2011 Publicado online: 00/08/2011

The presence of Memphis dia in Costa Rica (Godman & Salvin, 1884) (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) is reported herein, based on a specimen collected El Rodeo (09°54’ 76.6”N; 84°16’ 89.5”W) on April 4, 2012.

Keyword: New record; Costa Rica; biodiversity.

The butterfly genus Memphis (Hübner 1819) is from Mexico throughout the Neotropics including the islands of Trinidad and Tobago (DeVries 1987). According to Lamas (2004) it includes 62 species and 112 subspecies. Recently, Memphis marylena Choimet, 2009 was described in Costa Rica and Memphis aureola pueblaensis Dottax & Salazar, 2009 in Mexico. In Costa Rica, 23 species occur from sea level up to 1700 m on both continental slopes (DeVries 1987).

Memphis dia was not cited in any Costa Rican major butterfly lists such, as DeVries (1987). No records of this species are in the most important collections in the country, such as the National Museum of Costa Rica (MNCR) and the National Institute of Biodiversity (INBio). However, the presence of Memphis dia in Costa Rica was expected since Godman & Salvin (1884) described it from Panamá and later De la Maza (1987) reported it from Mexico.

A male individual of Memphis dia (Fig.1) was collected manually by the first author on April 4, 2012 at Finca El Rodeo, 1000 m elevation, Mora, San José (09°54’76.6”N, 84°16’ 89.5”W).

The collecting site is an open area adjacent to a secondary growth forest in a protected zone approximately 20 km W of San José City. The specimen is deposited in the Córdoba-Alfaro collection (CPCA).

El Rodeo presents some characteristics of Costa Rican Northwestern dry forest but in the undisturbed areas the butterfly community specific composition resembles more the wet forest habitats. A previous butterfly list for El Rodeo reported a total of 336 species (Vega & Gloor 2001) where Nymphalidae was the most diverse family, with 166 species, including seven of Memphis. It is remarkable to find a new Memphis species in an

Figure 1. Memphis d. dia (Godman & Salvin, 1884): male (dorsal and ventral surfaces) – Costa Rica, San José Province, Mora, El Rodeo, (09°54’76.6”N; 84°16’89.5”W), 1000 m, 4-IV-2012. Scale: 2 cm.

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327

Córdoba-Alfaro & Murillo-Hiller

area where extensive collecting efforts have been done (Vega & Gloor 2001, Murillo-Hiller & Nishida 2004, Choimet 2009).

Information concerning new records of this species are important to understand if this species actually belongs to this community or if the record just represents a migrant individual coming from a drier habitat as happens with many other Memphis species (DeVries 1987). More records like this will help us learn how many species are actually resident in this habitat and how they fluctuate throughout the year.

Acknowledgments Thanks to Rusty Scalf by contribute with donation of binocular for this investigation. Thanks to Hugo Aguilar for providing work facilities at the Museo de Insectos of the Universidad de Costa Rica. To Germán Vega and Cecilia Pineda for allowing access to the collections at the Museo Nacional de Costa Rica.

Finally to Julián Monge Nájera and Adrea Gonzalez Karlsson for correcting an earlier draft of the manuscript.

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Literature cited Choimet, X. 2009. Nouveaux Charaxinae néotropicaux (Lepidoptera: Nymphalidae). Revue des Lépidoptéristes de france.

18: 126-129 De la Maza, R. 1987. Mariposas Mexicanas. Guía para su colecta y determinación. Fondo de Cultura Económica. México, D. F. 304 pp.

De Vries, P. J. 1987. The butterflies of Costa Rica and Their Natural History: Papilionidae, Pieridae, Nymphalidae. Princeton University Press Princeton. 327pp.

Godman, F.D. & O. Salvin. 1879-1886. ����������������������������������� Biologia Centrali-Americana. Insecta. Lepidoptera- Rhopalocera. Dulau & Co., London. Vol. 1. 487 pp., 47 pls.

Lamas, G. 2004. Nymphalidae. Charaxinae, pp. 224-234. In: Lamas, G. (Ed.), Checklist: Part 4A. Hesperioidea-Papilionoidea.

In: Heppner, J.B. (Ed.) Atlas of Neotropical Lepidoptera.

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Murillo-Hiller, R. & Nishida, K. 2004. Life history of Manataria maculata (Lepidoptera: Satyrinae) from Costa Rica. Revista de Biología Tropical 51 (2): 463-470.

Vega, G & P. Gloor. 2001. Lista preliminar de las mariposas diurnas (Hesperioidea: Papilionoidea) de la Zona Protectora El Rodeo, Ciudad Colón, Costa Rica. Brenesia 55-56: 101-122.

Rev. peru. biol. 19(3): 327 - 328 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 329 - 334 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Efecto antiinflamatorio y antioxidante de ISSN Petiveria alliacea 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

Efecto antiinflamatorio y antioxidante del extracto hidroalcohólico de Petiveria alliacea

The anti-inflammatory and antioxidant effects of hydroalcoholic extract of Petiveria alliacea

César Zaa1, Martha Valdivia2 y Álvaro Marcelo1 1 Laboratorio de Química Bioorgánica, Centro de Investigación de Bioquímica y Nutrición, Facultad de Medicina, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

2 Laboratorio de Fisiología de la Reproducción Animal, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Dirección Postal: Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Ciudad Universitaria, Av. Venezuela Cdra 34 s/n. Apartado 110058, Lima 11, Perú.

Email César Zaa: alcesarzl@hotmail.com Email Martha Valdivia: marthavaldiviacuya@gmail.com Email Álvaro Marcelo: alvaromarcelo@hotmail.com

Presentado: 11/06/2012 Aceptado: 05/12/2012 Publicado online: 15/01/2013

Resumen Los radicales libres y el daño oxidativo están relacionados con la muerte celular, siendo la peroxidación lipídica un mecanismo que lleva a la destrucción oxidativa de la membrana celular. Además, en procesos inflamatorios, uno de los primeros estadios es la permeabilidad vascular incrementada (formación del edema) seguido de la extravasación de los fluídos, migración de leucocitos al sitio dañado y liberación de proteínas pro-inflamatorias.

Evaluamos el efecto antioxidante y antiinflamatorio para Petiveria alliacea “mucura”. Para el efecto antioxidante, se evaluó la formación de especies reactivas al ácido tiobarbitúrico como indicador de la peroxidación lipídica.

Dosis 200mg/mL de Petiveria alliacea disminuyó significativamente en un 42% los niveles de MDA comparado con el agua (control negativo). En la evaluación antiinflamatoria, se indujo la inflamación por inyección de carragenina (solución al 1%), en la parte subplantar de ratones y en la “bolsa de aire subcutánea” de ratas para la inflamación aguda y crónica respectivamente. En la evaluación antiinflamatoria hay una máxima reducción del edema en un 23,26% a las 4 horas del tratamiento. Para la inflamación crónica hay una reducción del 25,9% y 29,5% del peso y volumen del exudado extraído, respectivamente, así como una reducción del 24% de peso de tejido fibroso. Estos resultados evidencian efecto antioxidante y antiinflamatorio de Petiveria alliacea.

Palabras clave: Petiveria alliacea; antioxidante; antiinflamatorio; peroxidación; radical libre.

Abstract The free radicals and the oxidative damage are related with cellular death, with the lipid peroxidation being a mechanism that leads to oxidative destruction of the cellular membrane. Furthermore, in inflammatory process, one of the first stages is the incremented vascular permeability (formation of the oedema) followed with the extravasation of the fluids, migration of the leucocytes to the damaged site and release of pro-inflammatory proteins. Was evaluated antioxidants and anti-inflammatory of Petiveria alliacea “mucura”. For antioxidants effect, was evaluated formation of thiobarituric acid reactive substances as indicator of lipid peroxidation. Doses 200 mg/mL of Petiveria alliacea decrease significatly in 42% levels of MDA compared to water (negative control).

In the antiinflammatory evaluation, inflammation was analyzed in the carrageenan-induced paw oedema test in mice (solution to 1 %) and in the "carrageenan-induced air-pouch formation" of rates for acute and chronic inflammation respectively. In anti-inflammatory evaluation there is a significant reduction of the edema in 23.26% at 4hrs at the treatment. For chronic inflammation there is a reduction of 25.9% and 29.5% of the weight and volume of exuded extract respectively, as well as a reduction of 24% of weight of fibrous tissue. These results demonstrate antioxidant and anti-inflammatory effects of Petiveria alliacea.

Keywords: Petiveria alliacea; antioxidant; anti-inflamatory; peroxidation; free radical.

Introducción Un antioxidante se define como aquel compuesto capaz de disminuir el daño celular, proteger a las biomoléculas de la oxidación y/o inhibir los procesos apoptóticos generados por especies reactivas del oxígeno (EROs) (Ferrari 2004).

Durante el daño celular producido por las EROs, una característica constitutiva que relaciona el envejecimiento y el daño celular con el estrés oxidativo es el grado de insaturación de ácidos grasos de las membranas celulares, que lo hace susceptible al daño del radical oxígeno (Barja 2004).

La inflamación es considerada una resultante de la interacción de células y otros factores presentes en los tejidos en respuesta a una injuria externa, produciéndose EROs en respuesta a los agentes potencialmente dañinos. Normalmente estas EROs Rev. peru. biol. 19(3): 329 - 334 (December 2012)

son efectivamente detoxificadas por la presencia de sustancias antioxidantes, de una manera simple, el estrés oxidativo resulta de un desbalance entre la producción de EROs y la capacidad intrínseca de su captura. Entre los posibles mecanismos subyacentes de éste desbalance esta el inadecuado metabolismo del ácido araquidónico (AA), el cual vía la enzima ciclooxigenasa (COX) genera mediadores pro-inflamatorios sindicados para la mayoría de eritemas causado durante la inflamación aguda (Kapoor et al. 2005).

En este trabajo la metodología usada determina: 1) El efecto en la peroxidación lipídica, un mecanismo conocido de daño celular, utilizado como indicador del estrés oxidativo y 2) El efecto en procesos inflamatorios. Uno de los primeros estadios de la inflamación es la permeabilidad vascular incrementada (fluidos y proteínas aumentados en el plasma) y dilatación de

329

Zaa et al.

los vasos sanguíneos (formación del edema) seguido de la liberación de mediadores pro-inflamatorios. En procesos de inflamación aguda, la protección está dirigida sobre los mediadores inflamatorios liberados en los estadios tempranos. En procesos de inflamación crónica ocurre una extravasación de fluidos, migración de leucocitos al sitio dañado y liberación de proteínas pro-inflamatorias (Castardo et al. 2008).

En el presente trabajo se evaluó la actividad antioxidante y antiinflamatoria de Petiveria alliacea L., conocida también como “mucura”, una herbácea perenne que se distribuye ampliamente en las áreas tropicales de Centro y Sudamérica, el Caribe y el sur de Norteamérica, atribuida de poseer propiedades antiespasmódicas, antipiréticas, analgésicas y antiinflamatorias (Bezerra et al. 2005).

Según Okada et al. (2008), P. alliacea posee capacidad de atrapar radicales libres debido a la presencia entre otros de derivados tiosulfinatos. Además, muestra atributos medicinales como son sus efectos antiparasitario, antirreumático, antinociceptivo, antimicrobiano, anticancerígeno (Webster et al. 2008); efecto analgésico y antiinflamatorio, observándose una reducción en la migración de neutrófilos y eosinófilos (Lopes-Martins et al.

2002).

Para examinar el efecto antioxidante se empleó el método in vitro TBARS (thiobarbituric acid reactive substances), el cual está basado en la formación del malondialdehído (MDA) como producto final de la oxidación de ácidos grasos poliinsaturados, y su concentración es una medida establecida de la peroxidación de lípidos (Cheng et al. 2008). Para determinar la capacidad antiinflamatoria se empleó los modelos in vivo: “edema de la pata trasera” (inflamación aguda) y “bolsa de aire subcutánea” (inflamación crónica) inducidos por carragenina, ampliamente usados para la evaluación pre-clínica de fármacos antiinflamatorios (Winter et al. 1962).

Material y métodos Se utilizaron ratones Balb-c de 25-30 g y ratas SpragueDawley de 180-200 g para los modelos de inflamación aguda y crónica respectivamente. En ambos casos se distribuyeron grupos de 7 animales cada uno. Los animales fueron adquiridos en el Centro Nacional de Producción de Biológicos (CNPB) del Instituto Nacional de Salud (INS) y mantenidos en el bioterio de experimentación del Departamento de Farmacología (Facultad de Medicina, UNMSM) en condiciones estándar de fotoperíodo (12 horas luz/12 horas oscuridad) y temperatura. Fueron aclimatados 3 días antes del experimento y alimentados con agua y comida ad libitum. La investigación se llevó a cabo cumpliendo debidamente las normas de ética para tales procedimientos (según Guía de manejo y cuidado de animales de laboratorio - Ética de la experimentación animal. MINSA – INS, 2008).

Preparación y fraccionamiento de los extractos.- Aproximadamente 700 g de material seco de P. alliacea, fueron recolectadas en la comunidad de San Francisco, Provincia de Pucallpa, Región Ucayali en agosto de 2006. El material botanico fue identificado en el Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, como Petiveria alliacea, por el Biólogo Mario Benavente. Las partes aéreas recolectadas fueron lavadas y secadas en sombra para luego ser pulverizadas. Las muestras se procesaron en solución hidroalcohólica (90%) en diez veces su volumen (1:10) durante una semana a temperatura

330

ambiente. Los extractos fueron concentrados en rotaevaporador para remover el solvente, luego se liofilizaron y almacenaron en el desecador hasta su utilización.

Determinación de compuestos fenólicos totales.- La determinación de los compuestos fenólicos se realizó haciendo reaccionar el extracto con el reactivo de Folin-Ciocalteu. Como consecuencia de ello se formó un compuesto de color azul que tiene la propiedad de absorber a 765 nm. Se empleó ácido gálico como estándar. Se incubó a 50 ºC por 10 minutos para luego medir la absorbancia. Los resultados se expresan como mg de ácido gálico equivalente/mL de muestra.

Evaluación de la actividad antioxidante Determinación de la peroxidación lipídica – Método TBARs.- Los productos de la peroxidación lipídica se determinaron a partir de los valores de las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS). Se trabajaron con cerebros de ratas que fueron inyectadas en la región dorsal con carragenina como agente injuriante (0,5 mL solución al 1%). Se consideraron 3 grupos (n= 7) tratados durante 4 días con una dosis de 200 mg/ mL del extracto hidroalcohólico liofilizado de Petiveria alliacea, como control positivo (estándar) la vitamina E, y como control negativo el agua destilada. El principio se basa sobre la medida espectrofotométrica del color que ocurre durante la reacción del ácido tiobarbitúrico con el MDA. Las concentraciones de TBARS fueron calculadas por el coeficiente de absorbancia del complejo ácido tiobarbitúrico- malondialdehído y se expresaron en mg/mL. Se incubaron alícuotas del extracto hidroalcohólico de P. alliacea y vitamina E, utilizado como antioxidante de referencia, con 1 mL de homogenato de cerebros de ratas a 37 ºC durante 20 minutos. Luego se extrajo 200 µL de cada tubo y se les añadió TBA (ácido tiobarbitúrico). Se agitaron e incubaron los tubos en baño maría a 100 ºC por 15 min. Se centrifugaron y el sobrenadante se leyó a 535 nm. Los porcentajes se expresaron como porcentajes de inhibición y se calcula según: DOt20 – DOt0 = DOd % de reacción = DOc x 100/DOd DOm – DOt0 = DOc % de inhibición = 100 – % de reacción Donde DOt20 = densidad óptica en 20 minutos (blanco máximo reacción).

DOto = densidad óptica en 0 minutos (blanco reactivo).

DOm = densidad óptica de la muestra.

Evaluación de la actividad antiinflamatoria Modelo inflamación aguda.- El modelo “edema de la pata trasera” inducido por carragenina fue usado para la determinación de actividad antiinflamatoria en procesos agudos. El extracto liofilizado de P. alliacea, la indometacina (control positivo) y agua destilada (control negativo) fueron administrados oralmente y una hora antes de la inyección de carragenina a los diferentes grupos.

La inflamación aguda fue inducida por inyección de 0,05 mL de solución de carragenina al 1% en agua destilada, subcutáneamente dentro de la superficie de la aponeurosis de la pata Rev. peru. biol. 19(3): 329 - 334 (Diciembre 2012)

Efecto antiinflamatorio y antioxidante de Petiveria alliacea Tabla 1. Determinación de los polifenoles totales en Petiveria alliacea. Los polifenoles totales presentes en Petiveria alliacea (200 mg/ mL) se determinaron por el método colorimétrico, usando el reactivo Folin-Ciocalteu. El contenido se expresó como mg (correspondiente al ácido gálico)/mL (muestra).

Cálculo de concentración de polifenoles: Concentración (mg/mL extracto ) = FC x FD x Abs.MP= Concentración (mg polifenoles /mg extracto seco) =

18,102 mg/mL 0,091 mg Polifenoles/mg extracto seco 9,051% mg Polifenoles/ 100 mg extracto seco

El porcentaje de inhibición de la inflamación de cada grupo (n= 7) fue obtenido como sigue.

Inhibición (%) = (Ct − C0) control − (Ct − C0) tratado (Ct − C0) control Donde Ct es el volumen desplazado en un tiempo t después de la administración de la carragenina y C0 es el volumen desplazado antes de la administración de la carragenina.

Modelo inflamación crónica.- Para la evaluación de la inflamación crónica se realizó la prueba de la “bolsa de aire subcutánea” inducido por carragenina. En 7 ratas se indujo la formación de la bolsa de aire en la región interescapular por inyección de 20 y 10 mL de aire estéril en los días 2 y 4 respectivamente. El día cero se depilaron las ratas, del día 1 al 4 se administró el extracto hidroalcohólico de P. alliacea (200 mg/mL), indometacina (20 mg/kg, control positivo) y agua destilada (control negativo).

El día 4 se indujo la inflamación por inyección de 0,5 mL de carragenina (solución al 1%) y el día 5 los animales fueron anestesiados con pentobarbital sódico para la sangría total por punción intracardiaca, y luego sacrificados para la extracción de los exudados formados. El efecto antiinflamatorio fue evaluado el sexto día por medida de pesos y volúmenes de los exudados, conteo de leucocitos polimorfonucleares y determinación de la concentración de proteínas totales en suero. Además se determinó el peso seco de los exudados por deshidratación a 80 °C (peso de tejido fibroso).

Determinación de proteínas totales.- Se desarrolló el método colorimétrico para la determinación de proteínas totales a partir del suero obtenido de las muestras tratadas por grupo.

Los tratamientos fueron: blanco (agua destilada), estándar (suero patrón) y muestra problema (suero), a los que se le agregaron el reactivo EDTA/Cu, se incubó por 15 minutos a 37 ºC y se hizo la lectura a 540 nm en espectrofotómetro Genesys 10uV, Thermo.

Migración leucocitaria.- Se determinó el número de leucocitos polimorfonucleares presentes. Para ello se empleó sangre obtenida en tubos con anticoagulante, para lo cual se reaccionó, en una lámina portaobjetos, una alícuota de la muestra con la solución de Turk y se observó por barrido de campo en Microscopio de luz (MC 200A, MICROS AUSTRIA) a 40X de aumento.

Resultados Determinación de polifenoles totales.- La cantidad de componentes fenólicos totales presentes en el extracto hidroalcohólico del de Petiveria alliacea fue 0,091 mg de polifenoles/ mL de extracto seco (Tabla 1).

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Efecto antioxidante de Petiveria alliacea.

Evaluación de la actividad antioxidante (método TBARS).Se determinaron los niveles de sustancias reactivas al ácido tiobarbiturico en homogenizados de cerebros de ratas tratadas en los ensayos para los modelos de inflamación crónica.

Se observó un porcentaje de inhibición de especies reactivas al ácido tiobarbitúrico (productos de la peroxidación lipídica) del 42% en el grupo tratado con P. alliacea, valor similar al 41% obtenido del grupo tratado con el estándar vitamina E, mientras que el porcentaje de inhibición del agua fue de 7%. El nivel de TBARS disminuyó significativamente para los tratamientos con 200 mg/kg de P. alliacea así como con 20 mg/kg de indometacina comparados con el grupo control (Fig. 1).

Evaluación antiinflamatoria de Petiveria alliacea en modelos de inflamación aguda y crónica.

Modelo de inflamación aguda. “Edema subplantar” inducido por carragenina.- La fracción hidroalcohólica de P. alliacea a dosis 200 mg/kg inhibió el edema de la pata en las 2, 4 y 6

50

40

% inhibición TBARS

izquierda, y fue medida antes y a las 1, 2, 3, y 4 horas posteriores a la administración de carragenina usando una adaptación del pletismómetro.

30

20

10

0 Agua

Vitamina E

P. alliacea

Tratamiento Figura 1. Efecto del extracto hidroalcohólico de P. alliacea sobre el porcentaje de inhibición de TBARs en homogenizados de cerebros de ratas. Se muestra la cuantificación (por triplicado) de los porcentajes de inhibición de especies reactivas al ácido tiobarbitúrico en la peroxidación lipídica inducida por carragenina en ratas tratadas con P. alliacea (200 mg/mL)( 42 ± 2,65), la vitamina E como control positivo ( 41 ± 3), y agua destilada como control negativo ( 7 ± 1,73).

331

Zaa et al.

nea” inducido por carragenina.- Los resultados muestran una reducción significante del 25,9% del peso del exudado extraído del grupo tratado con P. alliacea comparado con el 21,8% del grupo de la indometacina, ambos con respecto al grupo control.

Asimismo el grupo tratado con P. alliacea presenta un 29,5% de inhibición del volumen del exudado extraído comparado con el 16,8% del grupo de la indometacina. Se observa aún una mayor diferencia en el porcentaje de inhibición del tejido fibroso de un 24% para P. alliacea comparado con un 14,1% para la indometacina (Tabla 2).

Volumen del edema (mL)

0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0

2 Tiempo (h)

Agua

Indometacina

4

6 P.alliacea

Figura 2. Efecto del extracto hidroalcohólico de P. alliacea sobre el volumen del edema inducido por carragenina en ratones. Se muestra el curso de la formación del volumen del edema con respecto al tiempo para los tratamientos indicados. Se observa que a la hora 4, P. alliacea (200 mg/kg) muestra el mínimo volumen formado (0,165 ± 0,027 mL) mientras que para la indometacina el mínimo volumen se da en la hora 6 (0,171 ± 0,024 mL).

horas después de la inyección de λ-carragenina. Asimismo, la indometacina 20 mg/kg también fue encontrado para producir una actividad inhibitoria para el mismo periodo de horas.

Para cada intervalo de tiempo se consideró su propio control.

Así, para las 0 horas se observa que indometacina y P. alliacea muestran un aumento de 8,57% y 11,43% respectivamente del volumen del edema. Para las 2 horas, indometacina y P. alliacea muestran una reducción de 10% y 6% respectivamente del volumen del edema formado. Para las 4 horas, indometacina y P. alliacea muestran una reducción de 20,93% y 23,26% respectivamente del volumen del edema formado. Para las 6 horas, indometacina y P. alliacea presentan una reducción de 33,49% y 20,47% respectivamente. Para cada tiempo los tratamientos se comparan con respecto a sus respectivos controles.

Efecto del Petiveria alliacea sobre la inhibición del edema.- El tratamiento con P. alliacea dio la máxima inhibición de la formación del edema de un 23,26% en la hora cuatro del tratamiento, mientras que la indometacina su máxima inhibición fue de 33,49% a la hora seis. Este resultado muestra la efectividad del control positivo y un valor moderado de inhibición de formación del edema por parte del grupo tratado con P. alliacea comparado con el grupo control negativo (agua) (Fig. 2).

Modelo de inflamación crónica. “Bolsa de aire subcutá-

El número total de leucocitos polimorfonucleares en la prueba “bolsas de aire” fueron disminuidos en un 34,5% del grupo de la indometacina comparado con un 15,3% del grupo de P. alliacea, ambos con respecto al grupo control (Tabla 2).

Con respecto a la reducción de la concentración de proteínas totales, el grupo tratado con indometacina presenta diferencias comparado al grupo tratado con P. alliacea, ambos con respecto al grupo control (Tabla 2).

Discusión Los compuestos bioactivos derivados de plantas pueden ejercer sus efectos ya sea por el incremento de enzimas antioxidantes, disminución de peróxidos lipídicos y/o modulación de vías que conlleven al daño celular, entre otros. En base a evidencias que respaldan lo anterior, se busca alternativos a los antiinflamatorios no esteroideos (AINEs), debido a que éstos presentan efectos secundarios dañinos para el tejido. Además, estudios previos refieren que el pretratamiento con indometacina abolió completamente la inducción de COX-2 en el edema de la pata (Nantel et al. 1999).

Los resultados indican la presencia de componentes fenólicos en P. aliacea, éstos probablemente influyen sobre la actividad antiinflamatoria para los modelos empleados.

Estudios anteriores muestran que el extracto butanólico de P. alliacea posee una mayor actividad antioxidante comparada al extracto acuoso (Pérez et al. 2006). Además, análisis fitoquímico revela que su contenido de flavonoides es mayor en las partes aéreas (Blainski et al. 2010).

Niveles incrementados de productos de peroxidación lipídica han sido asociados con una variedad de enfermedades en humanos. Por ello, el efecto inflamatorio puede resultar en la acumulación de MDA (Ohkawa et al. 1979). En los trabajos realizados en homogenizados de cerebros de rata, la dosis 200 mg/mL de P. alliacea disminuyó los niveles de MDA, siendo los porcentajes de inhibición de las TBARS significativos. Además,

Tabla 2. Porcentajes de inflamación obtenidos del modelo de “bolsa de aire subcutánea” (modelo de inflamación crónica). Se muestran los valores de inflamación obtenidos para ratas inducidas con carragenina (solución al 1%) y tratados con P. alliacea (200 mg/kg del extracto hidroalcohólico liofilizado). También se muestran los porcentajes de inhibición de P. alliacea e indometacina.

Inflamación

Inhibición%

Control

Idometacina

P. alliacea

Indometacina

P. alliacea

Peso tejido(g)

1,996 ± 1,027

1,56 ± 0,389

1,479 ± 0,703

21,8

25,9

Volumen (mL)

1,743 ± 0,472

1,45 ± 0,437

1,229 ± 0,399

16,8

29,5

Peso fibroso(g)

0,696 ± 0,336

0,598 ± 0,247

0,529 ± 0,307

14,1

24

Nº células /campo

28 ± 4,32

18,333 ± 2,733

23,714 ± 3,094

34,5

15,3

[Proteínas Totales]

6,286 ± 0,335

4,667 ± 1,435

5,272± 1,640

25,76

16,13

332

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Efecto antiinflamatorio y antioxidante de Petiveria alliacea

éstos valores resultan similares a los obtenidos con el estándar vitamina E. Los resultados evidencian actividad antioxidante de P. alliacea.

Por otro lado, los procesos inflamatorios se caracterizan por vasodilatación, exudación de un fluido rico en proteínas (además de prostaglandinas, histaminas, citoquinas, entre otros) y migración celular (polimorfonucleares, especialmente neutrófilos) causando influjo celular y/o extravasación en el lugar de la injuria (Castardo et al. 2008).

El edema de la pata trasera inducida por carragenina es un modelo experimental estándar de inflamación aguda (Winter et al. 1962). Carragenina es el agente flogístico elegido para ensayar agentes antiinflamatorios, además de ser antigénico (Kale et al. 2007). El modelo exhibe un alto grado de reproducibilidad.

Según la relación del progreso del volumen del edema formado respecto al tiempo, se observa que la inhibición de la inflamación del extracto hidroalcohólico de P. alliacea tuvo un máximo de respuesta en la hora cuatro del tratamiento comparado a la indometacina indicando su máxima actividad antiinflamatoria.

Por lo tanto, debido a las diferencias halladas, el extracto de P. alliacea presentó una reducción significante en la formación del edema. Esto indicaría que componentes de P. alliacea pueden estar involucrados en inhibición de la liberación de agentes pro-inflamatorios, responsables de la formación del exudado (Nguemfo et al. 2007).

El modelo de la “bolsa de aire” inducido por carragenina en ratas fue empleado para evaluar la actividad antiinflamatoria de P. alliacea sobre la extravasación de fluidos, acumulación de leucocitos polimorfonucleares, volúmenes y pesos de los exudados, y parámetros bioquímicos involucrados en la respuesta inflamatoria crónica. Éste modelo tiene la ventaja de suministrar un espacio apropiado para la inducción de la respuesta inflamatoria, iniciado por la inyección de agentes irritantes como la carragenina (Koo et al. 2006).

Es conocido que el granuloma inflamatorio es una respuesta típica de un proceso inflamatorio crónico y ha sido establecido que el peso seco de los pellets está correlacionado con el tejido granulomatoso (Pérez et al. 2005). La eficacia de los agentes antiinflamatorios está dada por su capacidad de inhibir el incremento de células polimorfonucleares durante la formación del tejido granular (Lopes-Martins et al. 2002, Jeon et al. 2008).

El extracto hidroalcohólico de P. alliacea redujo en mayor porcentaje que la indometacina los pesos y volúmenes promedio de los exudados, disminuyendo el número de leucocitos, la síntesis de colágeno y mucopolisacáridos, los cuales son eventos proliferativos en la formación del tejido granulomatoso. Respecto a la reducción del peso del tejido fibroso (exudado deshidratado), el grupo tratado con P. alliacea redujo en mayor porcentaje respecto al grupo de la indometacina, indicando una correlación con el tejido granulomatoso extraído (infiltrado celular y componentes del plasma), además de una posible alteración en la formación del tejido fibroso.

La administración de P. alliacea redujo el número de células polimorfonucleares en menor porcentaje que los tratados con indometacina. Los resultados son consistentes con otros que Rev. peru. biol. 19(3): 329 - 334 (December 2012)

muestran una inhibición de la acumulación de eosinófilos y células mononucleares en pleuresía inducido por carragenina) (Lopes-Martins et al. 2002). Además, el grupo tratado con indometacina, considerado como antiinflamatorio de referencia, disminuyó la migración celular (Rodríguez et al. 2005).

La reducción en la concentración de proteínas totales son levemente mayores en indometacina en comparación con P. alliacea, esto indicaría que P. alliacea tendría efecto (menor que la indometacina) sobre la permeabilidad vascular (rico en proteínas).

Por tanto, respecto al modelo de inflamación crónica se observa una actividad de P. alliacea sobre la reducción del peso y volumen del exudado formado, peso de tejido fibroso, número de células polimorfonucleares y concentración de proteínas totales, los cuales muestran su capacidad de inhibición de la formación de productos de la peroxidación lipídica de manera similar al que presenta la vitamina E (estándar), sugiriendo una disminución del estrés oxidativo. Además, se evidencia actividad antiinflamatoria de P. alliacea para los modelos referidos, por lo que P. alliacea tendría efectos en la inhibición de la liberación de factores en procesos inflamatorios.

Agradecimientos Al Vicerrectorado Académico de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) por el financiamiento del Proyecto de Iniciación Científica (PIC). Al Dr. Jorge Arroyo del Departamento de Farmacología, Facultad de Medicina, UNMSM, por la colaboración y asesoría brindadas.

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Rev. peru. biol. 19(3): 335 - 340 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Implementación de dos métodos para la detección de colifagos somáticos ISSN 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

Implementación de dos métodos de recuento en placa para la detección de colifagos somáticos, aportes a las metodologías estándar Implementation of two plate count methods for detection of somatic coliphages and contributions to the standard methodologies Melissa Solano Barquero, Luz María Chacón Jiménez, Kenia Barrantes Jiménez y Rosario Achí Araya Universidad de Costa Rica, Instituto de Investigaciones en Salud (INISA), Sección de InfecciónNutrición. Apartado 11501-2060, San Pedro Montes de Oca, San José, Costa Rica.

Email Melissa Solano: melissa.solano_b@ucr.ac.cr Email Luz María Chacón: luz.chacon@ucr.ac.cr Email Kenia Barrantes: kenia.barrantes@ucr.ac.cr Email Rosario Achí: rosario.achi@ucr.ac.cr

Resumen Los métodos de recuento en placa capa doble y capa simple de agar, para la cuantificación de colifagos somáticos en aguas, fueron implementados utilizando como base metodologías estándar. Diferentes variables fueron ensayadas, lo cual permitió la precisión en algunos pasos no incluidos en metodologías estándares.

De los hallazgos de mayor importancia, se exponen las consecuencias de utilizar un cultivo de Escherichia coli excesivamente concentrado y se describe la obtención de un cultivo en fase logarítmica en solo 4 horas de incubación, ajustando la concentración a una densidad óptica de 0,3 a 600nm (3,1 x 108 UFC/ mL), o a un McFarland 1 (3,0 x108 UFC/ mL). Se determinó que los controles de colifagos deben ser almacenados a -70 °C para reducir su degradación y que se deben evitar cantidades superiores a 20 mL de mezcla de reacción por plato de Petri, para reducir las burbujas que pueden interferir con la lectura de unidades formadoras de placas (UFP). Se demostró que los colifagos de las muestras de agua pueden almacenarse 48 horas a 4 °C sin que sufran degradación y que en las muestras con altas concentraciones de colifagos no se observa UFP porque se da una lisis confluente de la capa bacteriana. No se encontraron diferencias significativas en la recuperación de colifagos al utilizar un método u otro, pero dichos métodos deben ser evaluados por medio de controles, antes de aplicarlos directamente en el análisis de muestras de agua.

Palabras clave: colifagos somáticos; capa doble de agar; capa simple de agar; aguas; indicadores virales.

Abstract Presentado: 20/06/2012 Aceptado: 05/10/2012 Publicado online: 15/01/2013

Two plate count methods, double layer and single layer of agar for quantification of somatic coliphages in water, were implemented using standard methodologies. Several variables were tested and provided valuable information that was not included in standard methodologies. The most important findings are described, such as the effect of using an excessively concentrated culture of E. coli and production of a log phase culture in only 4 hours of incubation, adjusting the concentration to an optical density of 0.3 at 600 nm (3.1 x 108 CFU / mL), or to McFarland 1 (3.0 x 108 CFU / mL). It was determined that coliphages controls must be stored at -70 °C to reduce its degradation. Quantities of reaction mixture exceeding 20 mL per Petri dish must be avoided to prevent interfere with bubbles during the counting of plate forming units (PFU). It was demonstrated that coliphages isolated from water samples can be stored for 48 hours at 4 °C without any degradation, and PFU are not observed in samples with high concentrations of coliphages, because a confluent lysis of the bacterial layer. There was no significant difference in the recovery of coliphages using doble layer or single layer methods, but such methods should be evaluated by means of controls, before applying them directly in the analysis of water samples.

Keywords: somatic coliphages; double agar layer; simple agar layer; water; viral indicator.

Introducción La contaminación de aguas superficiales con aguas negras, representa un alto riesgo de transmisión de enfermedades, ya que las deposiciones fecales humanas y de animales contienen diversos tipos de microorganismos enteropatógenos, entre estos podemos encontrar bacterias, protozoarios y varios tipos de virus entéricos (Borrego et al. 1990). De estos últimos se calcula que más de 100 tipos pueden ser transmitidos a través del agua (Fong & Lipp 2005).

La falta de tratamiento de las aguas residuales domésticas procedentes de ciudades, genera una gran contaminación en mares y ríos, lo cual merece especial atención, ya que estos últimos son fuente de abastecimiento de agua para consumo humano. En general, se estima que en las aguas sometidas a tratamiento para potabilización solamente se logra eliminar entre el 50 y el 90% de los virus presentes, ya que por lo general éstos son muy resistentes a dichos procesos (Bofill et al. 2005, Okoh et al. 2010).

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En décadas pasadas, la mayoría de los estudios sugerían que las infecciones de origen hídrico se encontraban principalmente asociados a contaminación con bacterias o protozoarios; sin embargo, posteriormente se observó un incremento gradual en el número de casos registrados cuyo agente etiológico eran los virus, y en la actualidad se consideran a los virus como los responsables del mayoria de casos de origen hídrico (Bofill et al.

2005, Sinclair et al. 2009). Posiblemente este incremento fue consecuencia de una mejora en los métodos diagnósticos, como la aplicación de métodos de biología molecular (v.g. Reacción de Cadena de la Polimerasa -PCR) para la detección de patógenos ambientales; pero, también podría deberse a un incremento real en la incidencia, debido a cambios en la epidemiología de los virus, el aumento de la población y la contaminación de las aguas (Bofill et al. 2005, Sinclair et al. 2009).

Aunque es claro que los virus trasmitidos por vía hídrica, representan una amenaza para la salud pública, en la mayoría de las normativas su detección no ha sido considerada como

335

Solano Barquero et al.

parámetro adicional para garantizar la inocuidad del recurso hídrico. Por lo general, se analiza únicamente la presencia de indicadores bacterianos, cuya desventaja es que no reflejan el comportamiento de patógenos virales, ni de otros parásitos como protozoarios (Borrego et al. 1987, Vivier 2004).

Parte de las razones que han llevado a excluir a los virus en el análisis de aguas, es que estos presentan una baja concentración aún en grandes volúmenes de agua, lo cual los hace difíciles de detectar en muestras ambientales (Reynolds 2001). Ademas, aunque los métodos para la detección de virus en aguas han mejorado, ellos suelen ser muy laboriosos, como es el caso del cultivo celular, o se encuentran aún en la fase de estandarización como sucede con la Reacción en Cadena de la Polimerasa PCR (Bofill et al. 2005, Mooijmana et al. 2005) además, la implementación de los mismos representa una fuerte inversión económica (Campos-Pinilla et al. 2008).

Sin embargo, debido al riesgo para la salud que implica la presencia de virus entéricos en las aguas, así como por el incremento en los brotes de origen hídrico asociados a virus, es importante contar con metodologías de detección viral, rápidas y económicas, principalmente en países en desarrollo. Dentro de las opciones, existen metodologías basadas en el uso de indicadores virales, como los colifagos, cuya presencia correlaciona con la existencia de virus entéricos patógenos de humanos.

Los colifagos son virus que infectan y se replican en Escherichia coli (Armon & Kott 1996) del tracto gastrointestinal de organismos de sangre caliente (Paz 2003). Los colifagos somáticos incluyen una gran variedad de fagos que pertenecen a las familias Myoviridae, Siphoviridae, Podoviridae, Microviridae (Okafor 2011). Estos fagos han sido utilizados como indicadores de virus entéricos, ya que comparten muchas características con estos virus, como lo es su composición, morfología y modo de replicación, lo cual los hace comportarse de manera similar en cuanto a su persistencia ambiental, su comportamiento ante las tensiones ambientales, variación estacional y grado de resistencia a la cloración. De esta forma, una muestra positiva por colifagos reúne las condiciones para la presencia de virus entéricos y por lo tanto, la probabilidad de que también sea positiva para estos virus es alta (Cole 2003).

El análisis de colifagos somáticos también ha sido utilizado como indicador de contaminación fecal y marcador en el proceso de tratamiento de aguas, ya que provienen del tracto gastrointestinal de organismos de sangre caliente y se ha observado que tras el proceso de tratamiento de las aguas, se eliminan a un ritmo comparable a los virus entéricos (Skraber et al. 2004, CamposPinilla et al. 2008). Los colifagos son además, más resistentes a los procesos de tratamiento de agua, por lo cual algunos autores sugieren que su detección es de mayor utilidad que las bacterias fecales (Okoh et al. 2010, Brezina & Baldini 2008).

Para la detección de colifagos se han desarrollado métodos como la inducción de liberación de β–galactosidasa (Stanek & Falkinham 2001), bioluminiscencia (Guzmán et al. 2009) y fluorescencia (Salter et al. 2010), entre otros. Sin embargo, los protocolos de referencia siguen siendo los métodos de capa doble de agar y capa simple de agar, que son más económicos.

Los métodos de conteo en placa, como capa doble y capa simple de agar, se basan en la determinación de la concentración viral, mediante el conteo de unidades formadoras que placas

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(UFP), las cuales son zonas de aclaramiento circular que se producen en la capa bacteriana, debido a la lisis o destrucción de la E. coli mediada por los colifagos. Inicialmente una partícula de colifagos infecta a su bacteria hospedera, se replica y posteriormente se disemina, generando una zona circular sin crecimiento de la bacteria.

Existen protocolos estandarizados para el análisis de colifagos somáticos, por capa doble y capa simple de agar, como el 9224 C y 9224 E (APHA 2005), el 1602 (EPA 2001), y el método ISO 10705–2 (ISO 1999), los cuales han sido aplicados en muchos laboratorios con algunas variaciones. Sin embargo, estas metodologías no explican algunas de las variables a las que se enfrenta un laboratorio al implementarlas.

El objetivo de este trabajo es describir el proceso con la finalidad de informar sobre algunos aspectos y recomendaciones que no se incluyen en las metodologías estándar y que son importantes para la implementación de los ensayos Material y métodos Microorganismos utilizados.– Se utilizó la bacteria Escherichia coli 13706 ATCC y el colifago Ф174 ATCC. Los controles de colifagos se ajustaron a una concentración entre 20 – 80 UFP/ mL y se almacenaron a –70 °C, sin la adición de crioprotector.

Metodologías de referencia.– A continuación se describen brevemente las metodologías de referencia utilizadas para la implementación de los ensayos de capa doble de agar y capa simple de agar.

Capa doble de agar: -Protocolo 9224 B, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (SMEWW) (APHA 2005). Se preparó un cultivo bacteriano en fase logarítmica, inoculando una asada del cultivo congelado de E. coli (ATCC 13706) en caldo tripticasa soya (CTS) que se incubó a 36,5±2 °C, 16 horas y se transfirió un inóculo a CTS fresco incubándolo 6 horas más. Para replicar los fagos el cultivo de la bacteria se inoculó con 1 mL del colifago rehidratado y fueron incubados juntos durante 4 horas. Posterior a esto, la suspensión colifagos-bacteria o la muestra de agua a analizar, fueron filtrados con filtros de 0,22 µm pretratados con extracto de carne. Se realizó diluciones seriadas del filtrado y se mezcló 1 mL de las mismas, 0,1 mL del cultivo de la bacteria y 3 mL de Agar Tripticasa Soya (ATS) al 0,7%, se homogenizó, se vertió en platos de Petri que contenían una capa de ATS al 1,5 % y fueron incubados toda la noche. El procedimiento se realizó por quintuplicado para cada dilución.

Capa simple de agar: -Protocolo 1602, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA 2001). Este método de referencia difiere del anterior en cuanto a la preparación del cultivo bacteriano ya que utiliza ácido nalidíxico, que al inhibir el crecimiento de otras bacterias hace que se pueda evitar la filtración de la muestra. Sin embargo, los pasos de esta metodología que se siguieron fueron los siguientes: se preparó un cultivo bacteriano en CTS a partir de una asada de cultivo congelado y se incubó 18 – 20 horas a 36±1 °C. A partir de este cultivo se transfirió una alícuota a CTS fresco y se incubó durante 4 horas o hasta que alcanzó una densidad óptica (DO) de 0,1 – 0,5. Se preparó 100 mL de ATS 1,2 % el cual fue inoculado con 0,5 mL de cloruro de magnesio, 10 mL del cultivo de E.coli y 100 mL de la muestra de agua.

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Implementación de dos métodos para la detección de colifagos somáticos

La mezcla fue homogenizada y dispensada en 8 a 10 en platos de Petri. Los platos se incubaron 36±1 °C por 16 – 24 horas.

-Protocolo 9224 E, SMEWW (APHA, 2005). La bacteria se preparó y la muestra se filtró según lo descrito en el Protocolo 9224 B SMEWW para capa doble de agar. Los 100 mL de la muestra fueron inoculados con 5 mL de cloruro de calcio (CaCl2), 10 mL de la bacteria en fase logarítmica y 100 mL de ATS 1,2 %, la mezcla se dispensó en platos de Petri. Los platos fueron incubados a 36,5 ±1 °C toda la noche.

Metodologías implementadas.– En esta sección se detallan las metodologías implementadas en nuestro laboratorio. La implementación de los métodos se realizó inicialmente con muestras de agua destilada inoculada y posteriormente utilizando agua de río, en este caso se utilizó el agua del río Purires, ubicado en la provincia de Cartago, Costa Rica. Todas las muestras fueron analizadas en dos momentos distintos: el día en que fueron colectadas y posterior a un almacenamiento de 48 horas a 4 °C. Capa doble de agar Para preparar el cultivo de la bacteria en fase logarítmica, se colocó 3 asadas del cultivo congelado de la bacteria en CTS y se incubó a 35 °C (incubadora Lab–line® Imperial III modelo 310) en agitación hasta obtener una densidad óptica DO= 0,3.

Para replicar los colifagos, uno de los cultivo de la bacteria fue inoculado con 1 mL del colifago Ф174 ATCC rehidratado y fueron incubados a 35 °C durante 4 horas, posteriormente se filtró en un sistema de filtración al vacío (Sartorius Stedim®) con filtros de acetato de celulosa (Sartorius®) de 0,22 µm, pretratados con extracto de carne (OXOID®) al 1,5%. El filtrado se distribuyó en alícuotas de 1 mL, en tubos cónicos tipo Eppendorff, y almacenadas a –70 °C. Posteriormente para el recuento del título de colifagos se realizó diluciones decimales seriadas las cuales fueron mezcladas con la E. coli y con el agar y distribuidas en platos Petri como se especifica en el Protocolo 9224 B del SMEWW para capa doble de agar. Para el análisis de muestras de agua se siguió el mismo procedimiento pero sin replicación de los colifagos, por lo que el procedimiento inició con la filtración de la muestra.

Capa simple de agar El cultivo de la bacteria se preparó y la muestra se filtró como se especificó para la implementación de los ensayos de capa doble de agar. Para determinar el título de colifagos, 100 mL de la muestra de agua filtrada fueron inoculados con CaCl2, el cultivo de la bacteria hospedera y el agar, como se describió en el Protocolo 9224 E del SMEWW. Variables ensayadas.– (1) Optimización del cultivo bacteriano en fase logarítmica, para la replicación y recuento de los colifagos. Inicialmente el cultivo en fase logarítmica se preparó según el protocolo de APHA, posteriormente se ajustó para que el cultivo primario tuviera una concentración semejante a McFarland 1, lo cual equivale a aproximadamente a 3x108 UFC/ mL. Por último, se preparó un cultivo bacteriano en fase logarítmica con una DO=0,3 a 600 nm, utilizando un biofotómetro.

(2) Edad del cultivo bacteriano. Se prepararon cultivos bacterianos con 4 horas de incubación y otros con 24 horas de incubación. Para preparar el cultivo de 24 horas, se inoculó Rev. peru. biol. 19(3): 335 - 340 (December 2012)

una asada del cultivo congelado de E.coli en CTS y se incubó durante 16 horas a 36,5 ±1 °C, posteriormente se transfirió una alícuota a CTS fresco y se incubó 4 horas a la misma temperatura, el cultivo se almacenó en refrigeración y al día siguiente se transfirió otra alícuota a CTS fresco, se incubó durante 4 horas y se le ajustó la DO a 0,3.

(3) Aplicabilidad del rango de densidad óptica del cultivo bacteriano, para la amplificación y el recuento de colifagos. Se realizó el recuento de colifagos por capa doble de agar utilizando cultivos de bacteria hospedera con DO= 0,1, DO= 0,5 y DO= 0,3.

(4) Importancia de la concentración de bacterias en fase logarítmica, en el proceso de replicación y filtración de los colifagos. Posterior a la replicación de los colifagos se determinó el título de la suspensión, por el método capa doble de agar. La suspensión de colifagos sobrante, se hizo pasar nuevamente por el sistema de filtración cuyos filtros se encontraban tapizados con la bacteria hospedera E. coli. Lo anterior con el fin de establecer si existía disminución en el conteo de UFP debido a la captura de los fagos entre los restos bacterianos.

(5) Temperatura de almacenamiento de los colifagos.

Concentrados de colifagos con título conocido fueron almacenados a tres temperaturas distintas: temperatura ambiente, 4 °C y –70 °C. Esta última temperatura se ensayó con la adición de glicerol (Sigma®) al 20% y sin añadir este crioprotector. Después de 30 días se realizó nuevamente el recuento de colifagos. A los tubos a –70 °C también se les realizó el recuento tras 7 meses de almacenamiento.

(6) Concentración del colifago. Se realizó el recuento de colifagos en filtrados altamente concentrados del virus, así como, en diluciones de los mismos, para determinar posibles diferencias en la distribución y forma de las UFP. (7) Volumen de mezcla de reacción. En cada plato de Petri de 10 cm de diámetro, se vertió volúmenes de mezcla de reacción de 15, 20, 25, 30, 35, 40 y 45 mL, con el fin de evaluar si el grosor de la capa de agar afecta la observación de UFP. Análisis estadístico.- Para los análisis estadísticos se aplicó ANOVA o t-Student, con el programa SPSS Statistics versión 17.0.

En todos los casos se trabajó con un nivel de confianza de 95%.

Resultados (1) Optimización del cultivo bacteriano en fase logarítmica, para la replicación y recuento de los colifagos.- Al aplicar la metodología original de APHA la densidad de la sobrecapa bacteriana obtenida impidió la observación de UFP. El cultivo de la bacteria hospedera en fase logarítmica se logró optimizar, regulando su concentración al comparar con un McFarland 1 (3,0x108 UFC/ mL) o midiendo una densidad óptica de 0,3 (3,1x108 UFC/ mL), con la ayuda de un biofotómetro. El inóculo bacteriano obtenido con las modificaciones aplicadas, generó una capa bacteriana menos densa que permitió la observación de las UFP. (2) Optimización de la edad del cultivo bacteriano.- Se realizó un ensayo en el que se comparó los resultados del recuento al utilizar cultivos bacterianos con 4 horas y con 24 horas de incubación, obteniéndose 4,5 x 1010 UFP/ mL y 4,6 x 1010 UFP/ mL respectivamente, para lo cual se determinó que tampoco existe diferencia estadísticamente significativa (p= 0,5).

337

Solano Barquero et al.

Tabla 1. Repetitividad del método capa doble de agar evaluado mediante 3 ensayos.

Ensayo 1 # UFP

Dilución 10-2

47

52

45

Título promedio

4,82 x 10 UFP/mL

Ensayo 2 # UFP 50

47

50

45

47

46

4,72 x 10 UFP/mL

3

3

(3) Aplicabilidad del rango de densidad óptica (0,1 – 0,5), para la generación del cultivo en fase logarítmica.- Al utilizar la DO más baja sugerida por el método de la EPA (DO= 0,1), se obtuvo una sobrecapa bacteriana menos confluente en el plato de Petri, que no delimita bien las UFP, por lo cual estas tienden a traslaparse unas con otras. Cuando se utilizó DO= 0,5 se obtuvo UFP bien definidas, pero de menor tamaño que las observadas cuando la DO fue cercana a 0,3.

(4) Importancia de la concentración de bacterias en fase logarítmica en el proceso de replicación y filtración de los colifagos.- El título de la suspensión de colifagos replicados fue inicialmente de 3,8 x 103 UFP/ mL, dicho conteo disminuyó a 3,4 x 101 UFP/ mL, cuando la suspensión se hizo pasar nuevamente por el sistema de filtración cuyos filtros se encontraban tapizados con restos de la bacteria hospedera.

(5) Temperatura de almacenamiento de los colifagos.Un concentrado de colifagos de título 2,2 x 104 UFP/ mL, fue evaluado para determinar su estabilidad después de un mes de almacenamiento a diferentes temperaturas (4 °C, temperatura ambiente y –70 °C). En el caso de –70 °C se evaluó bajo dos condiciones, una utilizando 20% de glicerol y otra sin glicerol.

Se obtuvo como resultados 6,1 x 101 UFP/ mL a temperatura ambiente; 2,8 x 103 UFP/ mL a 4° C; 2,1 x 104 UFP/ mL a –70° C sin adicionar glicerol y 2,1 x 104 UFP/ mL a –70 °C adicionando glicerol. El almacenamiento durante un mes a temperatura ambiente y a 4 °C fueron significativamente menores (p<0,0001), en tanto que a –70 °C utilizando glicerol y sin la adición del mismo, la pérdida de colifagos no fue significativa (p= 0,8 y p= 0,9 respectivamente) independientemente de si se aplica o no crioprotector (p= 0,9) (Fig. 1).

Después de 7 meses de almacenamiento a –70 °C y sin añadir crioprotector, el título disminuyó de 2,2 x 104 UFP/ mL a 7,2 x 102 UFP/ mL. (6) Observación de resultados según la concentración de colifagos.- Cuando la cantidad de colifagos fue 103 UFP por 25000

Título del concentrado de colifagos (UFP/mL)

48

Ensayo 3 # UFP 45

53

50

47

4,86 x 10 UFP/mL

plato de Petri o superior, la sobrecapa bacteriana desaparece por completo (lisis confluente), obteniéndose un plato de Petri con una superficie de agar brillante y traslúcido. Debido a esta lisis de la capa bacteriana, el recuento máximo obtenido por el método capa doble de agar fue de 200 UFP en cada plato de Petri, mientras que por el método capa simple de agar fue de 350 UFP por plato de Petri.

(7) Estandarización del volumen de mezcla de reacción, vertido en cada plato de Petri.- En el método de capa simple de agar se observó que volúmenes de 30, 35, 40 y 45 mL por plato generaron gran cantidad de burbujas que interfirieron en la lectura de las UFP, mientras que con volúmenes de 15, 20 y 25 mL, la cantidad de burbujas generadas es mínima, de manera que no limita la lectura de las UFP (8) Repetibilidad de los métodos.- No hubo diferencias estadísticamente significativas para los 3 ensayos realizados por el método capa doble de agar (p= 0,7) (Tabla 1). Todos los recuentos realizados por el métodos capa simple de agar mostraron el mismo orden de magnitud 1,7x 107 UFP/mL, 1,6 x 107; 2,4 x 107 y 3,8x107 UFP/mL. Comparación de métodos.- Para un concentrado de colifagos se realizó 3 ensayos por el método capa doble de agar y en paralelo se realizó 4 repeticiones por el método capa simple de agar, obteniendo como promedios 3,8 x 107 UFP/ mL y 2,4 x 107 UFP/ mL, respectivamente. No hubo diferencias estadísticamente significativas en la recuperación de colifagos, por ambos métodos (p= 0,1).

Análisis y conservación de las muestras de agua de río.En el primer muestreo del río Purires se obtuvo un título de colifagos de 2,5 x 102 UFP/100 mL el día del muestreo y posterior a un almacenamiento de 48 h a 4 °C se obtuvo el mismo resultado. Para el segundo muestreo el recuento de colifagos se realizó por triplicado, tanto el día del ensayo como posterior al almacenamiento de 48 h (Tabla 2). No se encontró diferencia significativa entre los resultados obtenidos antes y después de almacenar la muestra (p= 0,8).

En un tercer muestreo realizado en el Río Purires se determinó tanto la concentración de coliformes fecales, como la de colifagos, obteniéndose los siguientes resultados: 280 NMP/100 mL y 233 UFP/100 mL respectivamente.

20000 15000 10000

Tabla 2. Título de colifagos obtenido por el método capa simple de agar, en las muestras del segundo muestreo del río Purires, Cartago, Costa Rica, el día del muestreo y después de 48 horas de almacenamiento a 4 ºC.

5000

UFP/100 mL

0 Antes de

-70 ºC sin

-70 ºC con

almacenar

glicerol

glicerol

4 ºC

Temperatura

Ensayo

ambiente

Temperatura de almacenamiento de los colifagos Figura 1. Título de una suspensión de colifagos somáticos Ф174 ATCC antes de su almacenamiento y posterior a un mes de almacenaje a distintas temperaturas.

338

48

3

1 2 3 Título promedio

Día del muestreo

Posterior a 48 h a 4 °C

301 280 253 278

248 217 268 244,3

Rev. peru. biol. 19(3): 335 - 340 (Diciembre 2012)

Implementación de dos métodos para la detección de colifagos somáticos

Discusión Los métodos de capa simple y capa doble de agar descritos en SMEWW (APHA 2005) y EPA (EPA 2001) han sido ampliamente utilizados con algunas modificaciones en diferentes laboratorios (Paz et al. 2003, Muniesa & Jofre 2004). En el caso de esta investigación, se determinó que los métodos se ven afectados por muchas variables como la densidad óptica del cultivo bacteriano, temperatura de almacenamiento del fago, condición fisiológica de la bacteria hospedera, relación en la concentración colifagos-E. coli, entre otros aspectos; pero una vez que se tienen controladas estas variables, los resultados se comportan de manera repetible.

La bacteria hospedera E.coli debe encontrarse en fase logarítmica para que el virus se replique adecuadamente, ya que la generación de nuevas partículas virales depende de la replicación del material genético bacteriano (Breitbart et al. 2005). Para la reproducción de colifagos por el método capa doble de agar descrito por APHA, el cultivo secundario de E. coli se incuba 6 horas antes de inocularlo con los colifagos; sin embargo, si se compara este tiempo de incubación con las curvas de crecimiento descritas para E. coli (Ramírez et al. 2005), estas sugieren que dicha bacteria no se encuentra en fase de crecimiento exponencial, sino en fase estacionaria, en la cual hay equilibrio entre la muerte y división de la bacteria o ella simplemente deja de dividirse (Prescott 2002), lo que podría afectar la replicación del fago. Además, períodos de incubación prolongados generan cultivos bacterianos muy densos, como sucedió al aplicar el método de APHA, esto hace que las filtraciones sean más lentas y que aumenten las pérdidas en la recuperación de los colifagos, porque éstos pueden quedar atrapados entre los restos bacterianos dispuestos sobre los filtros de 0,22 µm; y como se observa en nuestros resultados, al hacer pasar una solución de colifagos por filtros tapizados con los restos de la bacteria hospedera, la concentración de los fagos disminuye 2 logaritmos en el título de los colifagos, de aquí la importancia de que la incubación de la E. coli-colifago se realice entre 4 y 6 horas para evitar un cultivo excesivamente denso.

La alta densidad bacteriana también afecta el recuento de colifagos, ya que cuando el cultivo es muy denso, la sobrecapa bacteriana es confluente, por lo cual aunque el virus logre la lisis de las de E. coli, el exceso de bacterias impide la observación de las zonas de aclaramiento (UFP). El ajuste de la concentración bacteriana mediante la aplicación de McFarland 1 (aproximadamente 3x108 UFC/ mL), mejoró la lectura de la prueba, ya que se logró obtener un cultivo bacteriano menos concentrado. Por esta razón se propone como un método alternativo, principalmente para laboratorios que no cuenten con biofotómetro. Otros métodos de referencia como el ISO 10705-2, propone la reducción de los tiempos de incubación de la bacteria (ISO 1999).

El uso del biofotómetro fue de utilidad para ajustar de manera exacta la concentración de bacterias en el medio de cultivo. Los resultados de recuento de colifagos en las dos densidades ópticas extremas recomendadas por el método de la EPA (0,1 y 0,5), no produjeron resultados adecuados para la ejecución del ensayo, mientras que al utilizar un cultivo de bacteria hospedera con valores de DO cercanos a 0,3 produjo una sobrecapa bacteriana óptima que permitió una adecuada delimitación de las UFP; aún cuando el recuento de las UFP era alto.

En cuanto a la optimización de la edad del cultivo bacteriano, se demostró que se puede lograr un cultivo de bacteria Rev. peru. biol. 19(3): 335 - 340 (December 2012)

hospedera en fase logarítmica en 4 horas, obteniendo los mismos resultados que al utilizar un cultivo con más días de incubación que también se encuentre en fase logarítmica. Esto es de gran importancia ya que de esta manera el tiempo de preparación del cultivo bacteriano se reduce de 3 días (24 horas en total, según protocolo APHA) a 4 horas. La preparación de la bacteria hospedera el mismo día del ensayo, ha sido descrito para la determinación de colifagos somáticos según el manual de ISO 10705–2 (ISO, 1999) y para la evaluación los bacteriófagos de Bacteriodes fragilis (Araujo et al. 2001).

La temperatura óptima para el almacenamiento de colifagos es de –70 °C, lo cual es un hallazgo de importancia ya que esta información no se especifica en los métodos de referencia (APHA 2005, EPA 2001, ISO 1999), los datos que se encuentran en la literatura son escasos y basados en ensayos con otros tipos de bacteriófagos (Feng et al. 2003, Méndez et al. 2002). A pesar de que –70 °C fue la temperatura más adecuada para almacenar los colifagos, si se observó una pérdida de los mismos tras 7 meses de almacenamiento.

Para una adecuada lectura de los resultados es importante revisar minuciosamente los platos de Petri para notar las diferencias entre un plato negativo y uno con una alta concentración de colifagos, ya que ninguno presenta UFP; además es importante que cada plato contenga entre 15 y 25 mL de agar para evitar la formación de burbujas producto del metabolismo de E. coli (McFaddin 2003) que interfieren en la lectura de las UFP. Una vez que variables como tiempo de incubación de la bacteria, y temperatura de almacenamiento de fagos se han optimizado, los métodos de capa doble y capa simple de agar se comportan de manera repetible. Capa simple de agar es una técnica más rápida y más económica, sin embargo, su utilidad es limitada cuando la contaminación de la fuente de agua es alta y no se ha diluido la muestra previamente.

En los ensayos realizados para esta investigación no se encontró diferencias significativas al comparar los recuentos de colifagos obtenidos por ambos métodos.

El protocolo de la EPA (EPA 2001) menciona que la muestra de agua debe ser analizada como máximo 48 horas posterior a su recolección, otros autores han mencionado que la muestra de agua puede mantenerse a 5 – 8 °C incluso por 3 días sin presentar una pérdida significativa, ni aumento de colifagos (Méndez et al. 2002, Muniesa & Jofre 2004, Jofre 2009). Para el caso de esta investigación se demostró que las muestras de agua de río, pueden ser almacenadas durante 48 horas, a 4 °C posterior a su filtración, sin que se reduzca el número de colifagos.

Por otro lado la similitud encontrada entre el número de colifagos y el número de coliformes fecales concuerda con los resultados encontrados para aguas crudas, en otras investigaciones (Paz-y-Miño et al. 2003, Campos et al. 2008, Skraber et al.

2004). Sin embargo, no se cuenta con una interpretación de los resultados obtenidos para las aguas de río, debido a que no se ha establecido un valor límite para colifagos en aguas crudas. Las Guías para la Calidad del Agua de Bebida, de la Organización Mundial de la Salud, indican que se han encontrado concentraciones de colifagos somáticos de 109 UFP/100 mL en aguas de desecho y de 104 UFP/100 mL en aguas de ríos y lagos (OMS 2008). Por otro lado, estudios realizados en ríos de diferentes regiones han encontrado concentraciones de colifagos en un

339

Solano Barquero et al.

orden de magnitud de 101 UFP/100 mL, 103 UFP/100 mL (Paz-y-Miño et al. 2003, Skraber et al. 2004).

En este trabajo, las concentraciones más altas de colifagos (102/100 mL) fueron encontradas en los puntos más lejanos a la naciente del río Purires, donde se observó captación directa del agua para el riego de lechugas. Esto representa un riesgo para la salud debido a elevada probabilidad de que virus entéricos y otros agentes patógenos estén presentes en esta agua, lo cual es de especial importancia siendo la lechuga un alimento de consumo crudo. A pesar de esta situación, en Costa Rica no hay estudios epidemiológicos de las aguas, ni controles sobre las captaciones directas que se hacen en los ríos, aún cuando estas se realizan en zonas evidentemente contaminadas. Por lo tanto, la implementación y ensayo de estos métodos de conteo en placa viene a ser un paso inicial para realizar estudios de contaminación de estas fuentes de agua.

Como se determinó en esta investigación, es importante que antes de iniciar el análisis de la presencia de colifagos somáticos en las fuentes de agua, los laboratorios implementen y corroboren la funcionalidad de los ensayos basados en métodos estándar.

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Rev. peru. biol. 19(3): 335 - 340 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 341 - 344 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Cultivo in vitro del ajo Morado Barranquino ISSN 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

Introducción y multiplicación in vitro del cultivo de ajo variedad Morado Barranquino Introduction and multiplication in vitro of garlic culture var. Morado Barranquino Karina Carhuaricra E.1*, Julio Olivera S.2, Javier Gonzales A. 1 y Juan Rodríguez L.1 1 Universidad Nacional Daniel Alcides Carrión - Facultad de Ciencias Agropecuarias. Ciudad Universitaria km 3 Carretera Central Miraflores – Oxapampa. *Email Karina Carhuaricra: karinavicares@hotmail.com 2 Estación Experimental Agraria DONOSO -Instituto Nacional de Innovación Agraria. Altura km 5,4 de la Carretera Chancay – Huaral.

Resumen En este trabajo determinamos el efecto de medios de cultivo modificados usando diferentes concentraciones de reguladores de crecimiento (auxinas/citoquininas) para la regeneración y multiplicación in vitro del ajo (Allium sativum L.) variedad Morado Barranquino. En la fase de introducción se cultivó meristemos apicales en tubos de prueba hasta su regeneración y se determinó que el medio MSM + AIB 0,6 mg/L es el más adecuado para la diferenciación y desarrollo del meristemo. Para la multiplicación se utilizaron las microplantas (13 semanas) de la fase de introducción, obteniéndose formación de macollos en cada subcultivo; se logró mejor tasa de multiplicación en el medio MMA + AIA 2,5 mg/L + KIN 5 mg/L y el medio MSM + 2ip 1,5 mg/L con 4,71 y 4.79 respectivamente.

Palabras claves: Allium sativum; explante; in vitro; meristemo caulinar; subcultivo.

Abstract Presentado: 05/08/2012 Aceptado: 28/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

We determine the effect of modified culture medium using different growth regulators concentrations (auxins / cytokinins) for regeneration and propagation of in vitro garlic plants (Allium sativum L.) var. ‘Morado Barrranquino’. In the introduction stage meristem tips were cultured in test tubes up to regeneration. It was determined that medium MSM + IBA 0.6 mg/L was most suitable for the meristem tip differentiation and development. 13 weeks old microplants obtained on introduction stage were used for multiplication, obtaining the formation of a cluster after each subcultive. The best multiplication ratio was obtained in MMA medium + IAA 2.5 mg/L + KIN 5.0 mg/L and MSM medium + 2iP 1.5 mg/L with 4.71 and 4.79 respectively.

Keywords: Allium sativum; explants; in vitro; meristem caulinar; subcultive.

Introducción El ajo Allium sativum L., en el Perú es considerado una hortaliza importante por las excelentes cualidades para la salud y gastronomía, por este motivo dentro de la Comunidad Andina se ha incrementado la superficie para su producción (MINAG 2008). La variedad Morado Barranquino presenta un periodo vegetativo de 5,5 a 6 meses, nativo de la localidad de Barranca (norte de Lima), presenta las mejores características comerciales de bulbo, (circular perfecto), con bajo número de dientes, compactos, homogéneos (máximo 13 – 14), las túnicas tienen una coloración morada a rosada (Nicho et al. 2005).

al cultivo en la Habana y propagado in vitro. El clon mostró un buen comportamiento agronómico a las plagas, un elevado rendimiento y buena calidad de la semilla.

El ajo, aunque es una planta anual, presenta la limitante de que sólo se reproduce de forma asexual (Conci & Vilmas 1991); esto lleva a que, en ciclos sucesivos de cultivo, se produzca una acumulación del inóculo de muchos patógenos como, hongos, bacterias y principalmente virus; ocasionando la reducción de los rendimientos y la calidad, en consecuencia pérdidas económicas.

Una alternativa para evitar estos problemas de sanidad, es el uso de la técnica del cultivo de tejidos que permite obtener plántulas libres de patógenos.

Aunque existen medios de cultivo establecidos para diferentes variedades de ajo, para la obtención de plantas in vitro del ajo Morado Barranquino aún no existe trabajos publicados al respecto. Por lo tanto, se hace necesario establecer los medios adecuados para cada etapa del proceso, probando diferentes medios, variando los componentes, como los reguladores de crecimiento (auxinas/citoquininas) para la micropropagación in vitro para este cultivar con cualidades de exportación. Además, el material libre de patógenos podría ser llevado a las regiones del Perú productoras de ajo como Arequipa, Cajamarca, La Libertad, Lima, Ayacucho y Junín; y conllevaría a lograr la producción potencial del cultivo de ajo (24 t/ha) utilizando semillas certificadas provenientes del cultivo in vitro (Olivera, 2009). Por estos motivos, el presente trabajo tuvo como objetivo determinar los efectos de medios básicos modificados con diferentes concentraciones de reguladores de crecimiento (auxinas/citoquininas) en el desarrollo y crecimiento in vitro del ajo (Allium sativum L.) variedad Morado Barranquino.

Mujica y Mogollón (2004) estimularon la bulbificación in vitro de ajo morado con la adición de citoquininas y sacarosa.

Así mismo, Mujica et al. (2008) indujeron la bubificación in vitro del ajo morado, posteriormente realizaron estudios histológicos con el propósito de conocer el origen de los órganos regenerados y cambios anatómicos. Izquierdo y Gómez (2010) seleccionaron genotipos de ajo de más alto rendimiento, del cual el genotipo criollo-3 fue saneado de los virus que afectan Rev. peru. biol. 19(3): 341 - 344 (December 2012)

Pardo et al. (2011) establecieron un protocolo para la regeneración de plantas a partir de segmentos de hojas y raíces. Determinaron el efecto de la combinación de auxinas y citoquininas, así como la influencia del tipo de explante y su posición en la microplanta sobre la inducción de callos y su posterior regeneración a brotes. Los explantes extraídos de la sección apical de las raíces favorecieron la regeneración de callos, en comparación con segmentos basales de las hojas

341

Carhuaricra et al.

Tabla 1: Tratamientos (medios de cultivo) para la fase de Introducción de meristemos de A. sativum L. cv. Morado Barranquino. MMA: medio MS modificado en macronutrientes para ajo; MSM: Medio MS modificado con doble concentración de micronutrientes.

Tabla 2: Tratamientos (medios de cultivo) para la fase de multiplicación de A. sativum L. cv. Morado Barranquino. MMA: medio MS modificado en macronutrientes para ajo; MSM: Medio MS modificado con doble concentración de micronutrientes.

Tratamiento

Medios de cultivo

Tratamiento

Medios de cultivo

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7

MS MSM + AIB (0,6 mg/L) MSM + BAP (0,3 mg/L) + ANA (0,15 mg/L) MSM + BAP (0,4 mg/L) + ANA (0,2 mg/L) MMA+ AIB (0,6 mg/L) MMA+ BAP (0,3 mg/L) + ANA (0,15 mg/L) MMA + BAP (0,4 mg/L) + ANA (0,2 mg/L)

T1 T2 T3 T4 T5 T6

MSM + AIB (0,33 mg/L ) + BAP (2 mg/L) MSM + 2ip (1,5 mg/L) MSM + AIA (2,5 mg/L) + KIN (5 mg/L) MMA + AIB (0,33 mg/L) + BAP (2 mg/L) MMA + 2ip (1,5 mg/L ) MMA + AIA (2,5 mg/L) + KIN (5 mg/L)

Material y métodos El trabajo fue realizado en el Laboratorio de Biotecnología del Instituto Nacional de Innovación Agraria – INIA, Estación Experimental Donoso - Centro de Investigación y Capacitación Hortícola Kiyotada Miyagawa, mediante el diseño completamente aleatorizado (DCA), con cuatro y siete repeticiones en la fase de introducción y multiplicación respectivamente; los tratamientos se muestran en la Tabla 1 y 2.

En las dos fases se realizaron modificaciones de los medios básicos, para obtener el medio MSM (MS con doble concentración en micronutrientes), y el medio MMA (MS con NaH2PO4 255 mg/L; KNO3 5700 mg/L; CaCl2.2H2O 440 mg/L; MgSO4.7H2O 370 mg/L y NH4H2PO4 150 mg/L), a éstos se agregaron 3% de sacarosa, 0,8% de agar, ajustándose el pH a 5,6±0,1 en la fase de introducción, y 5,7±0,1 para la fase de multiplicación. Los reguladores de crecimiento fueron agregados en las cantidades que se muestran en las Tablas 1 y 2, luego se esterilizaron en autoclave a 121 °C y 1,2 kg/cm2 durante 20 minutos.

Las condiciones del cultivo in vitro fueron: temperatura de 23 – 24 °C, humedad relativa 80%, luminosidad de 45 µmol. m2.seg-1 y fotoperiodo de 16 horas luz.

Los meristemos caulinares (explante) fueron extraídos de bulbos grandes y con madurez fisiológica con 2/3 de brotación; previamente se desgranaron los dientes de ajo para la remoción de cutícula, luego se cortaron en forma rectangular, los que se lavaron superficialmente con agua y jabón y fueron llevados a la cámara de flujo laminar previamente desinfectada con alcohol al 86%, para la desinfección en magentas estériles con etanol al 70% durante 30 segundos, seguidamente con NaOCl (Hipoclorito de sodio) al 20% más 3 gotas de la solución Tween 20, por un período de 12 minutos; en ambos casos la soluciones cubrieron los explantes, finalmente fueron lavados con agua destilada estéril por tres veces.

Fase de introducción de meristemos.- El meristemo (explante) utilizado en esta fase estuvo constituido por el domo meristemático y un primordio foliar; utilizando un microscopio estereo, fueron extraídos y se sembraron cada uno en 10 mL de medio de cultivo (tratamientos) contenido en tubos de ensayo (25 x 150 mm), luego se colocaron en gradillas y llevadas a la sala de crecimiento, por cuatro semanas y posteriormente se realizaron tres subcultivos cada tres semanas. Las variables evaluadas prendimiento de meristemo, presencia de raíces y longitud de raíces y altura de microplanta; las lecturas han sido tomadas en la cuarta, octava y decimotercera semana respectivamente.

342

Fase de multiplicación.- Los explantes utilizados en esta fase fueron de las microplantas de la fase de introducción, sembrados en frascos de vidrios con tapa de aluminio conteniendo los diferentes medios, Tabla 2; cada quince días después de la siembra, se separaron brotes de las microplantas con el fin de obtener mayor cantidad de explantes. Las variables evaluadas fueron número de días de formación de brotes, número de brotes por explante por ciclo y altura de macollo, y longitud de raíces; los datos se registraron a los diez días, quince días y sesenta días respectivamente.

Resultados y discusión Fase de introducción.- Los resultados obtenidos del efecto de diferentes medios (tratamientos) en el cultivo in vitro de ajo A. satiuvm L. var. Morado Barranquino, sobre prendimiento de meristemos, altura de microplanta, porcentaje y longitud de raíces en la fase de introducción, se muestran en la Tabla 3. El mayor prendimiento se ha presentado en el T2, T4, y T6 he igual a T7, T5, T3 y el menor a correspondido al T1, la mayor regeneración en estos tratamientos concuerda con lo señalado por Conci et al. (1986) que, las respuestas del desarrollo de meristemos en el medio de cultivo Murashige y Skoog (MS), varían dependiendo del cultivar. En cuanto al T4 y T6 el prendimiento de mayor numero de explantes se debería a la presencia de ANA; al respecto, Bovo y Mroginske (1985), señalan que la adición de 100 mL/L de mio-inositol en MS suplementado con 0,1 ó 0,01 mL/L de ANA duplican el porcentaje del desarrollo de meristemos de ajo que originan plantas enteras. El mayor prendimiento el T2, respecto al T1 a la presencia de auxina AIB; Jiménez (1998) indicó que los ápices y meristemos que son empleados como material inicial para el cultivo in vitro, son áreas de síntesis de auxinas por lo que la concentración endógena es alta y que normalmente cuando se emplean ápices no se adicionan auxinas al medio de cultivo aunque estos pueden estimular el crecimiento, pero cuando se emplean meristemos es frecuente que no exista suficiente auxina endógena siendo necesaria la adición exógena.

Las alturas de microplantas han variado desde 39 mm en T1 hasta 66,45 mm en el T3, Tabla 3, la mayor altura de microplanta se ha presentado en el T3 estadísticamente igual a T7, T5, T3, T2, T4, T6 y el menor ha correspondido al T1.

En cuanto a los tratamientos T3 (MSM + BAP 0,3 mL/L +ANA 0,15 mL/L)que presenta mayor altura de microplanta con respecto al testigo; resultado similar reporta Olivera (2009), usando diversos cultivares de ajo empleando meristemos como explantes, en el medio de cultivo MS, sin embargo con mayor concentración de reguladores de crecimiento (BAP 0,5 mL/L y ANA 0,1 mL/L), obtuvo microplantas en el rango de 50 a 60 mm de longitud en un lapso de ocho a diez semanas dependiendo del Rev. peru. biol. 19(3): 341 - 344 (Diciembre 2012)

Cultivo in vitro del ajo Morado Barranquino Tabla 3. Efecto de diferentes medios (tratamientos) en prendimiento de meristemos, altura de microplanta, presencia y longitud de raíces durante la fase de introducción in vitro de A. sativum L. cv. Morado Barranquino.

Tratamiento

Prendimiento de Meristemo (N°)

Altura de microplanta (mm)

Porcentaje de raíces

Longitud de raíces

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7

9,00 b 19,00 a 17,00 a b 19,00 a 14,00 a b 18,00 a 16,00 a b

39,00 b 50,65 a b 66,45 a 50,16 a b 44,51 a b 58,24 a b 49,44 a b

45 a b 63,08 a 34,12 b c 8,89 d 6,15 c d 48,75 a b 22,67 b c d

0,722 a b 0,938 a 0,521 b c 0,163 d 0,238 c d 0,813 a b 0,479 b c d

* Medias con diferentes letras en la misma columna difieren para p<0,05 (Notación Duncan).

cultivar; resultado que indicaría el efecto favorable de los micronutrientes en el crecimiento de las microplantas, en comparación a los reguladores de crecimiento. Esto concuerda con Margara (1988), quien menciona que los microelementos resultan ser indispensables para el crecimiento, intervienen como activadores (eventualmente como constituyentes) de diversos sistemas enzimáticos; a veces los microelementos se utilizan a concentraciones más elevadas con el objetivo de provocar una activación de crecimiento.

medios ricos en nitrógeno (N nítrico y amoniacal) y potasio K estimulan sobre la organogénesis (neoformación de raíces).

Por otro lado, el tratamiento T4 que ha mostrado menores valores en presencia y longitud de raíces, al resto de los tratamientos, se debería a la alta concentración de la citoquinina frente a la auxina, lo que inhibe la regeneración y elongación de la raíz, al respecto Ayerbe y Sagasta (1990) señalan que, en concentraciones elevadas de citoquininas entre 1 y 10 mL/L, generalmente inhiben la formación de raíces. El medio que ha resultado más prometedor para la fase de introducción en el cultivo de ajo ha sido el tratamiento T2, Figura 1a.

El porcentaje de raíces concuerda con la longitud, Tabla 3, este resultado se debería a que existiría una correlación entre el tiempo de aparición y el crecimiento. El tratamiento T2 es superior a T3, T5, T7 pero estadísticamente igual a T6 y T1.

Fase de multiplicación.- Los resultados de altura de macollo, periodo de formación de brotes, numero de brotes y longitud de raíces, se muestra en la Tabla 4; el tratamiento T5 ha sido igual estadísticamente a T3, T4 y T2 y superior a T6 y T1, esto demuestra que las microplantas de ajo Morado Barranquino tiene diferentes respuestas en el desarrollo y crecimiento de macollo, que se debería a la baja concentración y ausencia de auxinas, frente a la citoquinina, debido a que la morfología del tallo del ajo (masa cónica), solamente es suficiente el aporte de citoquininas para el desarrollo de las hojas; al respecto Hurtado y Merino (1992) indican que las citoquininas inhiben la elongación del tallo, pero estimulan el alargamiento de las hojas, así mismo Margara (1988), menciona que las altas concentraciones de macronutrientes como fosfato de amonio, nitrato de potasio influyen en el desarrollo del macollo presente en el T5.

La regeneración y longitud de raíces en el T2 se debió a la doble concentración de micronutrientes y a la auxina (AIB), lo que favorecería la presencia de raíces, en menor tiempo y mayor proporción, en contraste con los otros tratamientos ensayados.

Por lo que se acepta la teoría de George, (1996) que indica que a mayor concentración de auxina que citoquininas o la ausencia de esta última, dará origen a la formación de raíz en la microplanta. Margara (1988) menciona, cuando se trata de una organogénesis (neoformación de raíces), no resulta evidente que medios como MS sean favorables para este equilibrio. Es posible que algunos macro-microelementos (N, K, Zn, Mn, etc.) aportados a concentraciones relativamente elevadas actúen activando preferentemente algunos sistemas enzimáticos.

Así mismo el tratamiento T6, que constaba de Murashige y Skoog modificado en sus compuestos de macronutrientes, suplementado con BAP (0,3 mg/L) y ANA (0,15 mg/L), logro una longitud de raíz con promedio de 5,93 mm ocupando el tercer lugar en longitud de raíz, lo que se podría decir que el crecimiento se debería a la interacción que existe en las concentraciones de auxina/citoquinina, además de la función del fosfato de amonio y nitrato de potasio sobre el crecimiento de la raíz, coincidiendo con Margara (1988), que el empleo de

En cuanto al periodo de formación de brotes no existe efecto diferencial entre los medios, lo que indicaría que el agregado de los macroelementos-microelementos mas los reguladores de crecimiento (auxina/citoquinina), no tiene efecto alguno sobre esta variable; ésta es importante en la fase de multiplicación, porque de ella dependerá obtener en el menor tiempo, mayor número de microplantas.

Tabla 4: Efecto de diferentes medios (tratamientos) en prendimiento de meristemos, altura de microplanta, presencia y longitud de raíces durante la fase de multiplicación in vitro de A. sativum L. cv. Morado Barranquino.

Tratamiento

Altura de macollo (mm)

T1 T2 T3 T4 T5 T6

58,27 b 62,71 a b 70,78 a b 68,35 a b 77,68 a 57,00 b

Período de formación de brotes (días) 12,13 11,96 11,45 12,74 12,31 11,39

a a a a a a

Número de brotes (N°)

Longitud de raíces (mm)

38 b 134 a 33 b 79 a b 132 a 15 b

0,29 b 0,13 b 0,22 b 0,00 b 0,79 a b 1,48 a

* Medias con diferentes letras en la misma columna difieren para p<0,05 (Notación Duncan).

Rev. peru. biol. 19(3): 341 - 344 (December 2012)

343

Carhuaricra et al.

Figura 1: (a) Microplanta provenientes del T2, después de 13 semanas de la siembra. (b) Macollo provenientes del T2, después de 4 meses de la siembra. (c) Macollo provenientes del T5 después de 4 meses de la siembra.

El número de brotes por ciclo los tratamientos T2, T5 fueron superiores al T1, T3, T6 e iguales estadísticamente al T4, esto se debería a que los medios de cultivo T5 y T2 contenían el regulador de crecimiento 2ip (1,5 mL/L) que coincide con Ravnikar et al. (1993) y Moriconi et al. (1990) quienes indican que en la etapa de multiplicación obtuvieron mejores resultados utilizando como regulador 2ip. Así mismo, Olivera (2009) en las variedades de ajo “Arequipeño” y “Napuri” ha determinado que el 2ip en concentraciones de 6 mL/L a 10 mL/L logró la mejor respuesta de macollamiento de las microplantas. Por tanto, los resultados de los tratamientos T2 y T5 se debieron al efecto de la citoquinina (2ip) en la regeneración de brotes; al respecto Hurtado y Merino, (1992) señalan el efecto de la citoquinina en el retraso de la dominancia apical y teniendo un papel fundamental en la organogénesis, ya que pueden inducir la formación de yemas en tejidos in vitro de callo, hojas, raíces, cotiledones o piezas de tallo. El coeficiente de multiplicación durante los siete ciclos, los tratamientos T2 (4,79) y T5 (4,71) lograron un alto coeficiente de multiplicación frente al resto de los tratamientos (Figura 1b y c). El número de brotes es fundamental durante la fase de multiplicación ya que a mayor número de brotes se tendrá una mayor tasa de multiplicación.

La longitud de raíces, el T6 ha sido superior a T1, T2, T3, T4 pero igual estadísticamente a T5. Respecto al tratamiento T6, coincide con los resultados de Bustamante y Muñoz (1993) usando MS conteniendo KIN o BA en 0,5; 1,0 y 2,0 mg/L + 0,1 mg/L de ANA en el cultivo in vitro de ajo, encontraron que el porcentaje de explantes con raíces y el número de raíces por explante fueron superiores con KIN, que con BA, sin embargo morfológicamente las microplantas fueron superiores con KIN, especialmente en la más bajas concentraciones.

Literatura citada Ayerbe M.L. & J. Sagasta. 1990. Cultivo in vitro de las plantas superiores, Editorial Mundi - Prensa. Madrid – España.

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344

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Rev. peru. biol. 19(3): 341 - 344 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 345 - 346 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

La cola de caballo comercializada y exportada del Perú ISSN 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

La cola de caballo (Equisetum, Equisetaceae) comercializada y exportada del Perú Horsetail (Equisetum, Equisetaceae) in commerce and exported from Peru Blanca León Museo de Historia Natural, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Av. Arenales 1256, Jesús María, Lima. Aptdo. 14-0434, Lima14, Perú leon@austin.utexas.edu

Resumen Varios productos derivados de plantas se exportan del Perú como suplementos nutricionales, condimentos y otros usos, entre estos últimos tipos se encuentra el helecho “cola de caballo”. Tres nombres se emplean en el comercio: Equisetum arvense, E. bogotense y “E. hiemale”, los cuales no corresponden a las plantas exportadas, las que en cambio son E. giganteum, una especie reconocible por detalles morfológicos en sus ejes, ornamentación y distribución de sus estomas.

Palabras claves: Equisetum; helecho; identificación; cola de caballo; Perú.

Abstract Presentado: 07/09/2012 Aceptado: 20/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

Several plant products are exported from Peru as food supplements (nutraceuticals), condiments and other uses for human consumption, among them the horsetail fern. Three names are used in commerce: Equisetum arvense, E. bogotense and “E. hiemale”; none of which represent the species being exported; instead the species in commerce is E. giganteum, easily recognizable by morphological details of their axes, ornamentation and stomata distribution.

Keywords: Equisetum; fern identification; horsetail; Peru.

El incremento en la demanda de los mercados por plantas y productos derivados de ellas aumenta simultáneamente el riesgo de la identificación errada. Esta situación describe el caso de la “cola de caballo”, la cual es exportada a diversos mercados en países vecinos, Europa y los Estados Unidos de N.A. La exportación de esta planta alcanzó los últimos tres años 2320, 9680 y 21820 kg/año (Ministerio de Agricultura, 2009, 2010, 2011). Los registros oficiales emplean el nombre común y citan como lugar de producción para los dos últimos años solamente al departamento de Lima, situación que no refleja las fuentes de exportaciones existentes en el Perú y disponibles a través del acceso en línea. La “cola de caballo” es ofertada en paquetes que permiten observar el contenido (Figs. 1 A-B) y estos incluyen numerosos ejes > 3mm usualmente estériles. Los paquetes que se venden en los EE.UU. de N.A. (Fig. 1A) llevan el nombre de “Equisetum bogotense”, mientras que los paquetes que se ofertan en el mercado peruano (Fig. 1B) y la oferta en línea de los exportadores llevan ya sea el nombre de “Equisetum arvense” o el de “Equisetum hiemale”.

(Equisetum X schaffneri Milde) entre estas dos últimas en las áreas de contacto como sí ocurre en América Central (Hauke 1969; Mickel & Smith 2004). Las tres especies se hallan distribuidas en casi toda la América tropical, y en el Perú las dos primeras crecen en casi todos los departamentos, ocupando ambientes húmedos y alterados desde el nivel del mar hasta los 4200 m de altitud.

El uso de Equisetum como planta diurética es conocido en varios países de la región andina, especialmente E. bogotense y E. giganteum (Navarrete et al. 2006). La presencia de oleorresinas en esa última es tema de interés farmacológico (e.g. Michielin et al. 2005; Danielski et al. 2007) habiéndose evaluado su caracterización fisicoquímica para control de calidad (Francescato et al. 2011).

La distinción morfológica de las especies peruanas se basa inicialmente en las dimensiones y ramificación de las plantas.

Equisetum bogotense alcanza < 50 cm de largo, ejes < 2 mm de

Esta nota tiene por tanto como objetivos aclarar la identificación botánica de las colas de caballo comercializadas industrialmente en el Perú y proveer de ayuda visual para su reconocimiento.

Equisetum es un género de helechos llamados comúnmente “colas de caballo” de distribución mundial y de mayor riqueza en el hemisferio norte. Este género es reconocible por los ejes longitudinalmente surcados con costillas, por lo general, pronunciadas, con hojas verticiladas reducidas a escamas que forman una vaina y por esporofilos agrupados distalmente en unas estructuras a manera de cono, los estróbilos. En el Perú se reconoce en la actualidad tres especies: E. bogotense Kunth, E. giganteum L. y la escasamente reportada E. myriochaetum Schltdl. & Cham. Existe la posibilidad que ocurran también híbridos Rev. peru. biol. 19(3): 345 - 346 (December 2012)

Figura 1. Paquetes de “cola de caballo” de producción industrial. A la izquierda bolsa ofertada en los Estados Unidos de N.A., a la derecha en la ciudad de Huaraz.

345

León et al.

Figura 2. Equisetum giganteum L. y detalles morfológicos para su identificación. A. Hábito, planta de 1,2 m de alto, cuenca del río Mala (León & Young 4862 USM), B. Ramas de E. giganteum en venta en los EEUU de N.A., C. Detalle a 2X de rama, la barra vertical equivale a 3,5 mm, D. Vista microscópica de las dos hileras de estomas, la barra horizontal equivale a 0,3 mm

ancho, con 4 – 7 surcos longitudinales y ramas de número menor que los surcos (1 – 4); mientras que las especies E. giganteum (Fig. 2A) y E. myriochaetum del subgénero Hippochaete superan 1 m de alto, ejes > 3 mm de ancho, con 16 – 25 surcos y ramas, por lo general, de igual número que los surcos rodeando a los ejes. Estas dos últimas especies se pueden diferenciar con una lupa (de 10 X) por el número de hileras de estomas y el margen de las costillas, siendo para E. giganteum de 2 – 6 hileras y costillas dentadas, en cambio E. myriochaetum tiene estomas en una hilera y costillas aserradas. El material examinado (Figs. 2 B-D) presenta ejes de 2 – 4 mm ancho, ramas de igual número que los surcos, estomas en 2 – 3 hileras y costillas de margen dentado, lo que permite reconocerlo como Equisetum giganteum L. Pero, dada la posibilidad de una confusión con E. myriochaetum se sugiere una verificación constante y un examen de las condiciones de sus poblaciones.

La “cola de caballo” en comercio, Equisetum giganteum L., es considerada como planta de uso tradicional y no terapéutico por ello su aprovechamiento y registro de exportación se enmarca en la ley 27821 (Ley de Promoción de Complementos Nutricionales para el Desarrollo Alternativo). Sin embargo, con esta ley y su futura reglamentación se promueven actividades productivas, pero no garantizan la identificación correcta a lo largo de toda la cadena productiva que priorice la calidad y el buen manejo de los recursos, especialmente para plantas como Equisetum cuya extracción proviene de poblaciones silvestres.

Agradecimientos Agradezco a Lucila Bocángel de León, Efraín León Bocángel, Mónica Arakaki, Flor Henderson y Kenneth Young por el apoyo en la obtención de Equisetum en el Perú y los EE.UU. de N.A.

346

Literatura citada Danielski, L., E. M. Z. Michielin & S. R. S. Ferreira. 2007. Horsetail (Equisetum giganteum L.) oleoresin and supercritical CO2: Experimental solubility and empirical data correlation. J. Food Engineer. 78:1054–1059.

Francescato, L. N., D. A. Quinteros, S. Bordignon, V. L. Bassani & A. T. Henriques. 2011. Physicochemical characterization for quality control of Equisetum giganteum L. Latin Amer.

J. Pharm. 30:1196–1201.

Hauke, R. L. 1969. The natural history of Equisetum in Costa Rica.

Revista Biol. Trop. 15:269–281.

Michielin, E. M. Z., L. F. V. Bresciani, L. Danielski, R. A. Yunes & S. R. S. Ferreira. 2005. Composition profile of horsetail (Equisetum giganteum L.) oleoresin: comparing SFE and organic solvents extraction. J. Supercrit. Fluids 33:131–138.

Mickel, J. T. & A. R. Smith. 2004. The Pteridophytes of Mexico.

Mem. New York Bot. Gard. 88:317–320.

Ministerio de Agricultura. 2009. Perú Forestal en Números. Año 2008. Dirección General de Forestal y Fauna. Pp. 1–88.

Ministerio de Agricultura. 2011. Perú Forestal en Números. Año 2010. Dirección General de Forestal y Fauna.

P p .

1–87.

Navarrete, H., B. León, J. Gonzales, D. K. Avilés, J. Salazar-Lecaro, F. Mellado, J. Albán & B. Øllgaard. 2006. Helechos. Pp. 385-411. En: M. Moraes R., B. Øllgaard, L. P. Kvist, F. Borschenius & H. Balslev, eds. Botánica económica de los Andes centrales. Universidad Nacional de San Andrés, La Paz, Bolivia. Pp. 385–411.

Rev. peru. biol. 19(3): 345 - 346 (Diciembre 2012)

Rev. peru. biol. 19(3): 347 - 350 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Heterocucumis godeffroyi enISSN el mar peruano 1561-0837

NOTA CIENTÍFICA

Primer registro de Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) en el mar peruano First record of Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) from Peruvian sea Francisco Alonso Solís-Marín1, Yuri Hooker2, Andrea Alejandra Caballero Ochoa3 y Alfredo Laguarda-Figueras1 1 Laboratorio de Sistemática y Ecología de Equinodermos, Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICML), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Apdo. Post. 70-305, México, D. F. 04510, México.

E-mail Francisco Solís-Marín: fasolis@cmarl.unam.mx 2 Laboratorio de Biología Marina, Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas, Universidad Peruana Cayetano Heredia. Av. Honorio Delgado 430, Urb. Ingeniería, S.M.P. Lima, Perú.

3 Posgrado en Ciencias del Mar y Limnología, Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICML), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Presentado: 16/10/2012 Aceptado: 05/12/2012 Publicado online: 15/01/2013

Resumen Se registra por primera vez para el Perú la especie de pepino de mar Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea). La especie fue recolectada a 19 m de profundidad en Pucusana, departamento de Lima. Este registro representa el límite más norteño de distribución de la especie reconocido hasta el momento. Material de referencia se encuentra depositado en la Colección de Zoología Acuática, del Laboratorio de Biología Marina, Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas, Universidad Peruana Cayetano Heredia, Lima, Perú.

Palabras clave: Primer Registro; pepino de mar; biodiversidad marina.

Abstract This is the first record of Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) for Peruvian waters. The species was collected at19 m deep, in Pucusana, off Lima Departamento. This record represents the northern most distribution limit knowing to the present. Reference material has been deposited at the Colección de Zoología Acuática, Laboratorio de Biología Marina, Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas, at Universidad Peruana Cayetano Heredia, Lima, Perú.

Keywords: First record; sea ​​cucumber, marine biodiversity.

Introducción Existen pocos estudios taxonómicos sobre los pepinos de mar peruanos. Los holoturoideos de Perú están representados por aproximadamente 74 especies (Solís-Marín et al. 2012; Hooker et al. 2013) la gran mayoría de estos corresponden a especies de zonas someras (>200 m).

H. L. Clark (1910) registró algunas especies de pepinos de mar recolectadas en mar territorial peruano, o que posiblemente se podrían encontrar en la misma zona: Stichopus fuscus (=Isostichopus fuscus), Holothuria chilensis, Phyllophorus peruvianus (=Pattalus mollis), Cucumaria leonina (=Pseudocnus dubiosus), Colochirus peruanus (=Trachythyone peruana) y Thyo­ne gibber (=Neothyone gibber).

Posteriormente, Deichmann (1941, 1958) reportó 14 especies de holoturias recolectadas durante las expediciones Allan Hancock en el Pacífico americano (Velero III y IV) entre 1932 y 1938, y registró algunas para el Perú: Athyonidium chilensis, Cucumaria californica (=Pseudocnus ca­lifornicus), Cucumaria dubiosa (=Pseudocnus dubiosus), Euthyonidium ovulum (=Afrocu­ cumis ovulum), Neothyone gibber, Neothyone gibosa, Neothyone panamensis, Pattalus mollis, Pentamera chiloensis, Psolidium planum, Anaperus peruviana, Pentacta peruana (=Trachythyone peruana), Ludwigothuria kefersteini (=Holothuria kefersteini) y Selenko­thuria theeli (=Holothuria theeli).

Hooker et al. (2005) registraron 13 especies de holoturoideos en el inventario de equi­nodermos de las islas Lobos de Afuera (Lambayeque, Perú), de los cuales seis fueron nuevos registros Rev. peru. biol. 19(3): 347 - 350 (December 2012)

para el Perú: Psolidium dorsipes, Cucumaria flamma, Pseudocnus californicus, Holothuria sp., Chiridota sp. y Actinopyga sp., y mencionan que los ejemplares no identificados de Holothuria sp. y Actinopyga sp. no correspondieron a ninguno de los holoturoideos conocidos en el Pacífico Oriental.

Prieto-Ríos (2011) reportó 22 especies de holoturoideos habitantes del mar del Perú, distribuidas en tres órdenes, ocho familias y trece géneros, aportando ocho nuevos registros para el mar del Perú: Pentamera chierchia, Neocucumis veleronis, Holothuria (Cystipus) inhabilis, Holothuria (Selenkothuria) lubrica, Holothuria (Semperothuria) imitans, Holothuria (Vaneyothuria) zacae, Molpadia interme­dia y Caudina californica.

Recientemente Solís-Marín et al. (2012) reportaron la existencia de Enipniastes eximia (una especie de holoturia pelágica) frente a las aguas del mar peruano.

H. L. Clark (1910) fue el primero en sugerir la existencia de Cucumaria godeffroyi (=Heterocucumis godeffroyi) en las aguas del Perú, sin embargo, nunca observó y/o analizó ningún ejemplar recolectado en aguas peruanas. Es hasta ahora que se registra formalmente, y con la existencia de un reporte físico a H. godeffroyi (Semper, 1868) para el Perú. Este registro representa el límite de distribución geográfica más norteño de la especie reconocido hasta el momento. Material de referencia se encuentra depositado en la Colección de Zoología Acuática (CZA), del Laboratorio de Biología Marina, Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas, Universidad Peruana Cayetano Heredia, Lima, Perú.

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Solís-Marín et al.

Sistemática Phylum Echinodermata Klein, 1734 (ex Bruguière, 1789) Clase Holothuroidea Blainville, 1834 Orden Dendrochirotida Grube, 1840 Familia Cucumariidae Ludwig, 1894 Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Figuras 1-3) Cucumaria godeffroyi Semper, 1868: 53, pl. 15, figs. 12, 14; H.L. Clark, 1910: 352-353; Deichmann, 1941: 83-84; 1947: 5; Pawson, 1969: 131-133, fig. 1; Lambert, 2009: 869, text-fig.

Heterocucumis godeffroyi.- O’Loughlin, 2002: 316-317; O’Loughlin et al., 2009: 14 (lista).

Material examinado: Un ejemplar, CZA-381, Bahía de Pucusana, Lima, Perú, (12°28’14,73”S, 76°48’2,52”W), a 50 kilómetros de Lima, 25 de marzo 2012, 19 m, bajo rocas, recolector: Yuri Hooker.

Descripción. Ejemplar adulto de tamaño grande (33,80 mm) (Fig. 1A). En alcohol el material examinado es amarillento con café obscuro en piel y tentáculos. Cuerpo contraído de forma más o menos cilíndrica. Podios en cinco series dispuestos en los ambulacros, cada serie con dos filas (Fig. 1B); da la apariencia de tener numerosas filas, efecto observado debido a la contracción del ejemplar. Los pies ambulacrales de ejemplares más pequeños

generalmente ausentes en el dorso (Pawson 1969). Diez tentáculos dendríticos, de tamaño desigual (de 3,15 a 3,35 mm de largo en el ejemplar contraído) (Fig. 1C, D). El anillo calcáreo es simple, sin proyecciones. Las espículas de la pared del cuerpo son placas perforadas (4 – 14 orificios, en su mayoría de 6 – 10), pequeñas, de diversos tamaños (Fig. 2A, C), con bordes y superficie espinosa; algunas con proyecciones marginales. Pies ambulacrales con barrotes de soporte curvados, en algunos casos, la parte central con una corona de espinas o pequeñas perforaciones (Fig. 2B). Las espículas de los tentáculos son barrotes lisos, perforados (Fig. 2D). Introverso con barrotes lisos y perforados (Fig. 2E), más elaborados que los de los tentáculos.

Holotipo: Museo de Hamburgo, Alemania (Deichmann 1941).

Localidad tipo: Iquique, Chile (Semper 1868).

Referencias de identificación: Pawson, 1969, Fig. 1; Lambert, 2009, text-fig. pág. 869.

Distribución geográfica: Originalmente descrita para la costa de Iquique, Chile (Semper 1868). Es muy probable que se distribuya a todo lo largo de la costa chilena (Pawson 1969).

Deichmann (1941, 1947) menciona que su intervalo de distribución va de “la costa oeste de Sud América” entre 20° y 40° de latitud S, probablemente porque los dos ejemplares reportados por ella en su trabajo de 1947 fueron localizados en las vecindades de la Isla Chiloé (Pawson 1969).

Figura 1. Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868). A. Espécimen in situ, B. espécimen vivo mostrando los pies ambulacrales extendidos, C y D. Detalles de la zona anterior del cuerpo mostrando los tentáculos dendríticos retraídos. Fotos: Yuri Hooker.

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Heterocucumis godeffroyi en el mar peruano

Figura 2. Heterocucumis godeffroyi. A: placas perforadas del ambulacro; B: barrotes del ambulacro; C: placas perforadas del interambulacro; D: barrotes de los tentáculos; E: barrotes del introverso. Escalas en micras.

Pawson (1969) extendió el límite sur de la distribución de la especie hasta los 41°50’30”S. O’Loughlin (2002) amplió el rango de distribución geográfica de esta especie desde la región Magallánica a la región de las Islas Subantárticas (Kerguelen, 49°S, 70°E; Isla Heard 51-53°S, 73-76°E) (Fig. 3), estos registros requieren verificación dada la

lejanía de las islas subantárticas con respecto a la zona de distribución geográfica conocida de la especie en América del Sur. En este trabajo se reporta por primera vez, el límite más norteño de la especie en aguas peruanas (Fig. 3).

Distribución batimétrica: De 0 a 60 m (Pawson 1969). De 4 a 379 m (O’Loughlin 2002; Lambert 2009).

Figura 3. Mapa de distribución de Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) en el Pacífico Sur oriental (▲nuevo registro).

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Hábitat: habita sustratos de arena gruesa y conchuela.

También se le puede localizar bajo rocas y asociado a tubos de poliquetos (Pawson 1969; Lambert 2009). Nuestro espécimen fue recolectado debajo de una roca, adherida a ella (Fig. 1A).

Color: El color en vivo observado es blanco amarillento con tentáculos amarillo claro, la superficie oral y tentáculos son moteados con manchas marrón obscuro. Espacios interambulacrales de los extremos anterior y posterior del cuerpo, así como la zona medio-dorsal con pequeñas puntos de color marrón oscuro (Fig. 1). Pawson (1969) menciona que los individuos juveniles presentan diferencias en color y tamaño de tentáculos ventrales Observaciones: La mayoría de los registros de H. godeffroyi se han presentado en aguas frías y templadas de la zona del Pacífico Sur Oriental, que según Brusca y Wallerstein (1979), Jaramillo (1982), Hendrickx (1992) y Lancellotti y Vázquez (1999), corresponde a las provincias biogeográficas Magallánica y Templada-Transicional; este nuevo registro muestra la presencia de la especie en aguas más cálidas-templadas (Provincia PerúChile) que evidencia una transición hacia la zona tropical (Provincia Panámica). Este resultado coincide con lo propuesto por Deichmann (1941, 1959), Ekman (1953), Caso (1978, 1979) y Maluf (1988) que mencionan a Perú (Isla Lobos de Afuera) como el límite Sur de la distribución de un número importante de especies de equinodermos tropicales.

Agradecimientos A Alicia Durán González, Técnico Académico de la Colección Nacional de Equinodermos de México (ICML, UNAM) por el trabajo técnico desarrollado para la realización de esta publicación. A Berenit Mendoza Garfias quien tomó las fotografías de microscopía electrónica de barrido (Laboratorio de Microscopía Electrónica del Instituto de Biología, UNAM) que ilustran el presente trabajo.

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Rev. peru. biol. 19(3): 351 - 358 (Diciembre 2012) © Facultad de Ciencias Biológicas UNMSM

Investigación y conservación de la biodiversidad en perú ISSN 1561-0837

COMENTARIO

Investigación y conservación de la biodiversidad en Perú: importancia del uso de técnicas modernas y procedimientos administrativos eficientes Research and conservation of biodiversity in Peru: importance of using modern techniques and efficient administrative processes

1 Museum of Vertebrate Zoology, University of California, Berkeley, 3101 Valley Life Sciences Building, Berkeley, CA 94720-3160, USA. E-mail: rvonmay@gmail.com 2 Department of Biology, San Francisco State University, Hensill Hall 754, San Francisco, CA 941321722, USA. 3 Departamento de Herpetología, Museo de Historia Natural, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Av. Arenales 1256, Jesús María, Apdo. 14-0434, Lima 14, Perú.

4 División de Herpetología, Centro de Ornitología y Biodiversidad (CORBIDI), Santa Rita 105, Of. 202, Huertos de San Antonio, Surco, Lima, Perú.

Presentado: 13/09/2012 Aceptado: 02/11/2012 Publicado online: 15/01/2013

Rudolf von May1, Alessandro Catenazzi2, Ariadne Angulo3, Pablo J. Venegas4 y César Aguilar3 Resumen Este comentario resalta la importancia que el análisis de secuencias de ADN tiene en los estudios de biodiversidad y la necesidad de mejorar los procedimientos administrativos concernientes a las investigaciones de biodiversidad en el Perú. La rápida pérdida de la biodiversidad y recursos naturales del Perú justifican la urgencia de apoyar aquellas investigaciones que ayuden a identificar, describir y caracterizar a la biodiversidad en la brevedad posible, para que se puedan tomar las debidas medidas de conservación y mitigación. Enfatizamos la importancia del uso de técnicas modernas dentro del modelo de estudio de la taxonomía integradora, incluyendo el estudio de los procesos evolutivos asociados a áreas con mayor diversidad y endemismo y los efectos del cambio climático sobre la biodiversidad peruana. Asimismo, es esencial que las entidades gubernamentales encargadas de evaluar los planes, solicitudes y requisitos asociados a las investigaciones de la biodiversidad del Perú reconozcan y apoyen el enfoque de la taxonomía integradora. El uso de técnicas modernas dentro del modelo de la taxonomía integradora, junto a procedimientos administrativos eficientes, puede convertirse en la mejor herramienta para proteger la biodiversidad peruana.

Palabras clave: biodiversidad; especies crípticas; taxonomía integradora.

Abstract This commentary focuses on the importance that DNA sequence analysis has in biodiversity studies and the need for improving administrative procedures regarding biodiversity research in Peru. Given the rapid loss of biodiversity and natural resources in many areas of Peru, research aimed at identifying, characterizing, and describing biodiversity is a priority for developing appropriate conservation and mitigation strategies. For current and future research on Peruvian biodiversity and conservation, we emphasize the importance of using an integrative taxonomy approach, including the study of evolutionary processes associated with areas of high biodiversity and endemism. Additionally, it is essential that governmental institutions responsible for reviewing permit applications and research plans, focusing on biodiversity research in Peru, recognize and support studies that incorporate an integrative taxonomy approach. The use of modern techniques in the integrative taxonomy model in conjunction with efficient administrative procedures will be the best method for protecting Peruvian biodiversity.

Keywords: biodiversity; cryptic species; integrative taxonomy.

Introducción La información proporcionada por el ADN tiene muchas aplicaciones en el mundo actual. En el Perú, el análisis de secuencias de ADN es una práctica rutinaria en pruebas de paternidad, medicina forense y en particular en la identificación de plagas (p.ej. variedades de la mosca de la fruta) y agentes patógenos (p.ej. virus, bacterias) que amenazan diversos recursos alimenticios (Querci et al. 1995, Armstrong y Ball 2005, Sirvas-Cornejo et al. 2011). El propósito del uso de esta esta técnica está en la identificación de individuos a nivel de especies y variedades, a partir de fragmentos de su ADN. En términos figurativos, esta técnica permite obtener datos equivalentes a una huella digital, o un código de barras, a nivel molecular –analogía que ha sido popularizada en diversos medios de comunicación y ha producido un conocimiento y aceptación en las personas de los beneficios del uso del ADN. Otra aplicación importante del análisis de secuencias de ADN es el desarrollo del conocimiento sobre la biodiversidad. De los tres componentes de la biodiversidad, ecosistemas, especies y Rev. peru. biol. 19(3): 351 - 358 (December 2012)

genes, la diversidad genética es la que menos ha sido estudiada en el Perú a pesar de que proporciona información extremadamente útil. En este sentido, el análisis de ADN puede ayudar a determinar la existencia de especies potencialmente nuevas para la ciencia, en particular aquellas denominadas especies crípticas, es decir, aquellas que debido a su similitud morfológica con otras especies conocidas no han sido reconocidas como entidades taxonómicas diferentes (Bickford et al. 2007; ver Tabla 1 para definiciones de algunos términos usados en el presente comentario). El análisis de ADN también puede servir para detectar especies endémicas y variedades únicas, caracterizadas en su mayoría por tener una distribución geográfica restringida.

Nuestro objetivo principal en este comentario es enfatizar la importancia de utilizar técnicas modernas que faciliten el estudio de la biodiversidad dentro del modelo de estudio de la taxonomía integradora y discutir sobre la necesidad de mejorar los procedimientos administrativos involucrados en las investigaciones de biodiversidad. Asimismo, resaltamos la importancia de investigar los procesos evolutivos asociados a la existencia de áreas con mayor diversidad y endemismo en el Perú y los

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von May et al.

Tabla 1. Glosario con algunos términos utilizados en el presente artículo; preparado en base a varias fuentes (Avise 2000, Bickford et al.

2007, Padial et al. 2010).

ADN: Ácido desoxirribonucleico; unidad básica del código genético.

Alelo: una, dos o más formas alternativas de un gen y que se originan a través de mutaciones.

Alopátrico: Se refiere a poblaciones o especies con rangos geográficos separados.

Biota: Diversidad de vida, incluyendo la flora, la fauna y demás organismos viviendo en una región.

Clado: Grupo monofilético de organismos; agrupación que incluye la forma ancestral y todos sus descendientes.

Cladogénesis: Proceso evolutivo que resulta en la separación (o división) de grupos de organismos en dos o más linajes través del tiempo.

Especies crípticas: Dos o más especies distintas que no son distinguibles morfológicamente; son especies “ocultas” debido a que llevan el mismo nombre científico—hasta el momento en que son identificadas como entidades diferentes.

Especies hermanas o taxa hermanos: Dos taxa que son derivados del mismo ancestro común inmediato y por lo tanto comparten muchas características. Asimismo, en inglés se utiliza el término Sibling species para referirse a especies crípticas que son hermanas—es decir dos especies que son recíprocamente los parientes más cercanos pero que, taxonómicamente, no han sido distinguidas una de la otra.

Filogenia: Se refiere a la historia de linajes de organismos conforme estos cambian a través del tiempo; la filogenia puede estar basada en cambios genéticos, morfológicos u otros aspectos biológicos de los taxa estudiados.

Filogeografía: Disciplina que estudia los patrones y procesos que determinan la distribución geográfica de organismos relacionados entre sí, con particular atención en aquellos que forman linajes compuestos por poblaciones (o genes) dentro de una especie o entre especies dentro de un género.

Gen: Unidad básica hereditaria, transmitida por un ancestro a sus descendientes; secuencia de nucleótidos heredados como una unidad; un gen puede tener una o más formas alternativas, denominadas alelos.

Linaje genético: Serie(s) de alelos presentes en una forma ancestral y sus descendientes.

Linaje de especies: Serie o secuencia formada por una o más poblaciones descendientes de una misma población ancestral.

Monofilético (ver también Clado): Se refiere al agrupamiento de organismos que comparten un ancestro común, es decir incluye la forma ancestral y todos sus descendientes.

Parafilético: Se refiere al agrupamiento de organismos que comparten un ancestro común, pero que no incluye a todos los descendientes.

Parapátrico: Se refiere a poblaciones o especies con rangos geográficos contiguos, no sobrepuestos entre sí.

Simpátrico: Se refiere a poblaciones o especies con el mismo rango geográfico o cuyos rangos están parcialmente, o completamente, sobrepuestos.

Taxón (pl. Taxa): Grupo formado por una o más poblaciones de organismos considerados como una entidad diferente a otras entidades dentro del mismo nivel de organización biológica (especie, género, familia, etc.); agrupamiento de organismos reconocido por los taxónomos como una unidad independiente.

Taxonomía alfa: Disciplina enfocada en la descripción y el nombramiento de especies.

efectos del cambio climático sobre la biota peruana. Aunque la mayoría de ejemplos presentados aquí son sobre anfibios, el grupo taxonómico en el cual enfocamos la mayor parte de nuestros estudios, los conceptos e ideas son aplicables a otros grupos de organismos.

Antes de continuar cabe mencionar que, a pesar de que muchos ciudadanos entienden los beneficios que el análisis de ADN puede traer, en algunos círculos aún persiste un concepto erróneo que necesita ser aclarado aquí: los fragmentos de ADN que se usan en la sistemática molecular no son usados para crear transgénicos ni encontrar la cura para enfermedades que luego son comercializadas en el extranjero. El desarrollo de transgénicos (organismos genéticamente modificados artificialmente en laboratorios) y la producción sintética de vacunas y antibióticos son típicamente realizados por ingenieros genéticos. Estos procesos implican la investigación de otros genes y su expresión (producción de proteínas y otros compuestos bioquímicos),

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además del uso de infraestructura y niveles de financiamiento que son mucho mayores que los utilizados en investigaciones básicas de biodiversidad.

Hasta el año 2007 habían sido publicados más de 2000 artículos científicos documentando la existencia de especies crípticas de fauna (invertebrados y vertebrados) en todas las regiones del planeta, incluyendo el círculo polar antártico (Pfenninger & Schwenk 2007). El análisis global de Pfenninger y Schwenk (2007) resaltó un gran número de reportes de especies crípticas para todos los grupos de vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos). Por ejemplo, para mamíferos había más de 260 publicaciones identificando una o más especies crípticas, mientras que para anfibios había casi 100 publicaciones identificando una o más especies crípticas. No obstante, es importante notar que existe una gran variación en el número de especies crípticas tanto a nivel taxonómico como regional (Trontelj & Fišer 2009). En un análisis reciente, siguiendo la misma meRev. peru. biol. 19(3): 351 - 358 (Diciembre 2012)

Investigación y conservación de la biodiversidad en perú

todología de Pfenninger y Schwenk (2007), se determinó que el número de publicaciones documentando especies crípticas de fauna ya era más del doble de las que existían hace cinco años (von May, no publicado). Sin embargo, aparte de algunas excepciones (p. ej. Brown et al. 2006, Cossíos et al. 2009, Twomey & Brown 2009, Krabbe & Cadena 2010, Rodríguez et al. 2011, Velazco y Simmons 2011, Funk et al. 2012, Padial et al. 2012) muy pocos estudios de este tipo han sido enfocados en la fauna peruana.

Es ampliamente reconocido que el conocimiento sobre la diversidad biológica en el Perú se ha incrementado de manera considerable durante la última década. Sin embargo, aún quedan muchos vacíos de información por lo cual es prioritario incrementar la exploración de áreas que contienen altos niveles de diversidad y endemismo (Rodríguez 1996, Rodríguez & Young 2000). Por ejemplo, tan sólo en los últimos siete años –entre el 2005 y el 2011– se ha descrito 115 especies nuevas de anfibios en el Perú (Rivera-Correa 2012). En un período de tiempo similar se ha descrito muchas especies nuevas de otros grupos de vertebrados, decenas de especies nuevas de plantas y muchas especies nuevas de invertebrados (R. von May, obs. pers.).

Este avance en el conocimiento de la biodiversidad peruana se debe principalmente al incremento en el número de investigaciones, el desarrollo de colaboraciones internacionales y a la aplicación de herramientas modernas como los sistemas de información geográfica, análisis de bioacústica, métodos de biología molecular y análisis filogenéticos (Rodríguez & Young 2000, Padial et al. 2009, Peña 2011). Es evidente que todavía falta describir y catalogar formalmente una gran parte de la diversidad en territorio peruano, así como desarrollar una base de datos de la biodiversidad del Perú.

Contribución de la taxonomía integradora en el estudio de la biodiversidad en el Perú La taxonomía integradora es la combinación de varias disciplinas y el uso de diversos datos como la diversidad genética, morfometría y bioacústica, para describir, caracterizar y nombrar taxa (integrative taxonomy; Vieites et al. 2009, Padial et al. 2010,

Schlick-Steiner et al. 2010) y es una disciplina que ha permitido mejorar la identificación y descripción de nuevas especies para la ciencia.

Este enfoque integrador ha permitido el descubrimiento de especies crípticas, es decir, una o más especies genéticamente diferentes y previamente desconocidas dentro de lo que se reconocía como una sola especie de más amplia distribución en base a características morfológicas. Precisamente esta similitud morfológica entre especies crípticas es lo que ha dificultado su identificación y clasificación. Además del descubrimiento de especies crípticas, los datos generados mediante técnicas moleculares sirvieron para llevar a cabo análisis filogenéticos, determinar las relaciones evolutivas entre especies e identificar límites entre especies.

En el caso particular de los anfibios, el número de especies descritas continúa incrementándose gracias a la aplicación del enfoque integrador en taxonomía (v.g. Padial & De la Riva 2009, Padial et al. 2009, Angulo & Icochea 2010, Funk et al.

2012). Actualmente se conoce más de 550 especies de anfibios en el Perú, pero se estima que varios cientos más serán añadidos a la lista de especies del país (Catenazzi & von May, en prensa; Fig. 1).

Varias investigaciones recientes sobre la diversidad de anfibios en Sudamérica han utilizado métodos filogenéticos conjuntamente con métodos filogeográficos para delimitar especies usando caracteres moleculares. Un estudio pionero que utilizó métodos de filogenética molecular y filogeografía es el de Fouquet et al. (2007), quienes caracterizaron la diversidad críptica de varios grupos de especies en la Guyana Francesa y otras partes de la Amazonía. Dos estudios recientes (Jansen et al. 2011, Funk et al. 2012) llaman la atención porque presentan estimaciones de la diversidad críptica de varios grupos de anfibios en la región andino-amazónica y resaltan la proporción de diversidad que aún no ha sido formalmente descrita. El primer estudio, enfocado en varios géneros de ranas que viven en la Amazonía de Bolivia y países vecinos, encontró que alrededor del 50% de los linajes estudiados no podían ser identificados formalmente (Jansen et al. 2011). El segundo estudio, enfocado

Figura 1. Número de especies de anfibios conocidas en el Perú en relación a la década en la cual las descripciones fueron publicadas. La primera categoría (1800) incluye especies descritas entre 1758 y 1800. Durante la última década (entre el 2001 y el 2010, inclusive), 136 especies nuevas de anfibios fueron descritas (todas con descripciones publicadas). Datos actualizados hasta diciembre 2010. Modificado en base a Catenazzi y von May (en prensa).

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von May et al.

en un análisis integrador de ranas de dos géneros independientes (Engystomops e Hypsiboas) distribuidas en la parte occidental de la Amazonía, principalmente Ecuador y Perú, estimó que la diversidad de ranas amazónicas es entre 150 y 350% mayor al número reconocido actualmente (Funk et al. 2012).

Por lo tanto, la aplicación de análisis filogenéticos y filogeográficos puede permitir resolver la situación taxonómica y relaciones evolutivas de muchas especies crípticas. En la descripción de especies nuevas, es típico encontrar que los autores resalten la necesidad de utilizar información basada en el análisis de pequeñas secuencias de ADN para delimitar especies, además de usar datos sobre morfometría, patrón de coloración y bioacústica (Angulo & Icochea 2010, Jansen et al. 2011, Lötters et al. 2011, Funk et al. 2012, Padial et al. 2012). En algunos casos este enfoque también ha permitido detectar especies crípticas de especies amenazadas, tal como es el caso de las “ranas arlequines” del género Atelopus (Lötters et al. 2011).

En este contexto, además de utilizar datos sobre la morfometría y canto de especies crípticas, incluyendo grupos de anfibios que en la actualidad podrían tener más especies crípticas que conocidas (Funk et al. 2012), los análisis de secuencias de ADN y la comparación con aquellas depositadas en bases de datos disponibles al público y de libre acceso (Barcode of Life Data System [http://www.barcodinglife.org] y GenBank [http://www. ncbi.nlm.nih.gov/nuccore]), nos permitirá resolver los límites entre especies con un grado de certeza mucho mayor. Este tipo de información todavía no existe para la mayoría de grupos de anfibios, a pesar de que estos grupos podrían contener muchas especies crípticas potencialmente amenazadas (von May et al.

2008, Angulo e Icochea 2010). Asimismo, una gran proporción de estas especies todavía se considera dentro de la categoría de No Evaluadas (NE), es decir que no ha sido categorizada ni por el gobierno peruano (INRENA 2004) ni por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (IUCN 2012). En particular, ésta es la situación de muchas especies andinas y amazónicas descritas recientemente (p.ej. la mayoría de las 115 especies nuevas descritas para el Perú entre el 2005 y el 2011), incluyendo grupos con poca variación morfológica y que potencialmente podrían contener un elevado número de especies crípticas.

Otra razón innegable de preocupación es que cerca del 50% de las especies amenazadas o potencialmente amenazadas (es decir, aquellas en la categoría de Casi Amenazado o NT según la UICN) se encuentran fuera de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (von May et al. 2008, Aguilar et al. 2010). Por lo tanto, es prioritario realizar evaluaciones de campo para determinar el estatus actual de sus poblaciones y estado de conservación de sus hábitats.

Contribución de la taxonomía integradora en el estudio de los procesos evolutivos y los efectos del cambio climático sobre la biodiversidad Un aspecto importante de las investigaciones actuales en biogeografía es la premisa de que éstas deben ir más allá de la descripción de patrones de distribución de especies, es decir los esfuerzos deben estar enfocados en identificar los procesos evolutivos que han generado la alta diversidad y endemismo en áreas tropicales (Moritz et al. 2000; Moritz 2002). Como estos procesos están asociados a las condiciones y cambios en el

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ambiente físico, biótico y climático a largo plazo, es decir en un contexto histórico (Moritz et al. 2000, Antonelli et al. 2010), es imperante determinar si las áreas con mayor diversidad y endemismo han experimentado mayor estabilidad climática a largo plazo. Existen ejemplos notables de este tipo de investigaciones como las realizadas en Brasil (Carnaval & Moritz 2008, Carnaval et al. 2009 –aunque cabe recalcar que una buena parte de los análisis de genética molecular y bioinformática fueron realizados en Estados Unidos), las cuales tuvieron un enfoque integrador incluyendo datos sobre diversidad de especies, diversidad genética, distribución geográfica y modelaje de nichos ecológicos. Sin embargo, en el caso de los Andes y la Amazonía peruana, hasta ahora no se ha utilizado este enfoque para estudiar si las áreas con mayor diversidad y endemismo han experimentado mayor estabilidad climática en el pasado. La falta de investigaciones para solucionar esa pregunta es principalmente por la carencia de infraestructura, financiamiento y legislación actualizada, para el uso de métodos moleculares. Este tipo de investigaciones proporcionaría información única para identificar áreas vulnerables al cambio climático y tomar acciones preventivas de manejo, adaptación y mitigación efectivas (A.C. Carnaval & C. Moritz, com. pers.).

En este contexto, los estudios de biodiversidad actuales deben tomar en cuenta la biogeografía y fisiología de los organismos de estudio para mejorar las predicciones sobre su futura distribución en respuesta al cambio climático. El conocimiento de los procesos evolutivos que generan y mantienen la diversidad es clave para estas predicciones. En particular, existen dos modelos que podrían explicar la diversificación de muchos grupos taxonómicos en los Andes (Fig. 2). Dependiendo de la información obtenida a través de análisis filogenéticos, cada cadena montañosa podría tener especies relacionadas formando un clado o grupo monofilético (modelo parapátrico) o podría tener especies que pertenecen a diferentes clados (modelo alopátrico); en este último, especies pertenecientes a cada clado ocupan elevaciones similares. Estos dos modelos han sido apoyados por datos de varias investigaciones (para una sinopsis consultar Moritz et al. 2000; aunque el apoyo a uno u otro modelo varía según el grupo taxonómico y las escalas geográfica y temporal de cada estudio) y es importante reconocerlos porque generan predicciones muy diferentes en respuesta al calentamiento global. Si todas las especies viviendo en una cadena montañosa pertenecen al mismo clado y ocupan diferentes elevaciones, tal como predice el modelo parapátrico, la pérdida de especies en las partes más altas no resultaría en la extinción de clados completos (Fig. 2). En cambio, si todas las especies viviendo en la parte más alta de cada montaña pertenecen al mismo clado, tal como predice el modelo alopátrico, la pérdida de especies en las partes más altas resultaría en la extinción de clados completos (Fig. 2). En términos cualitativos, la pérdida de diversidad sería mayor en el segundo caso (extinción de un clado completo). Resultados tan distintos tendrían que guiar estrategias de mitigación distintas.

Por lo tanto, creemos que la aplicación de técnicas moleculares debe ser considerada como una oportunidad única para incrementar el conocimiento de la diversidad biológica en el Perú.

Estas técnicas son equiparables a otras metodologías modernas que han sido adoptadas en el Perú desde hace varias décadas, tales como las investigaciones en bioacústica, el uso de sistemas de posicionamiento global (GPS) y sistemas de información Rev. peru. biol. 19(3): 351 - 358 (Diciembre 2012)

Investigación y conservación de la biodiversidad en perú

geográfica (SIG), el uso de fotos aéreas e imágenes satelitales.

Todas ellas sirven para facilitar el mapeo de la biodiversidad y de áreas con recursos naturales únicos, incluyendo cuencas que proporcionan fuentes de agua limpia y bosques que brindan una multitud de servicios ambientales. Para incrementar la resolución en el conocimiento de la biodiversidad, el siguiente paso debe incorporar técnicas moleculares, análisis filogenéticos y modelaje de distribución de especies. Asimismo, esta tarea no sólo debe servir para catalogar la riqueza natural del país sino también para entender los procesos involucrados en la generación y mantenimiento de la biodiversidad y su posible respuesta a los efectos del cambio climático. Esto es de particular importancia en la elaboración de planes de adaptación y mitigación al cambio climático.

colectado en campo, incluyendo especímenes y muestras de tejidos, coordenadas geográficas, datos ecológicos, fotos de los animales en vivo y de sus hábitats. Luego del trabajo de campo los especímenes colectados deben ser llevados a ambientes o laboratorios debidamente equipados para el procesamiento de las muestras. Subsecuentemente, el uso de diferentes líneas de evidencia (molecular, morfológica, bioacústica, modelos de distribución de especies) permite a los investigadores generar hipótesis robustas sobre los límites entre especies e identificar especies crípticas. Lamentablemente, son muy pocas las instituciones peruanas que cuentan con la tecnología adecuada para estudios de diversidad por lo que los análisis moleculares son realizados en laboratorios de otros países donde esa tecnología es más accesible y menos costosa.

Los procedimientos administrativos y el conocimiento de la biodiversidad en el Perú

Por otro lado, la colecta científica y la exportación de material biológico (incluyendo el contrato de acceso a recursos genéticos con fines científicos) requieren de autorizaciones oficiales emitidas por una entidad gubernamental. Sin embargo, los procedimientos administrativos necesarios para obtener las autorizaciones pertinentes han sido históricamente complejos, largos y costosos (tanto en términos de costo oficial como del costo extra-oficial, comprendido por el tiempo invertido tanto por los investigadores como por los funcionarios públicos).

La escasez de infraestructura y tecnología adecuadas para realizar investigaciones de biodiversidad en el Perú, además de la necesidad de un mayor apoyo por parte de entidades gubernamentales, son los principales obstáculos que tienen que ser superados para seguir desarrollando el conocimiento de la biodiversidad peruana. La taxonomía integradora, por su propia naturaleza, requiere utilizar el material científico

Figura 2. Diagrama representando dos modelos de diversificación que pueden explicar la formación de especies en diferentes cadenas de montañas. En el modelo parapátrico, las especies en cada cadena montañosa tienen un ancestro común y forman parte del mismo clado o grupo monofilético. En el modelo alopátrico, las especies que ocupan cada cadena montañosa pertenecen a diferentes clados; en este caso existen tres clados: el primero incluye especies viviendo a elevaciones altas, el segundo incluye especies viviendo a elevaciones intermedias, el tercero incluye especies viviendo a elevaciones bajas. La “×” sobre las especies A, a y a’ representa la extinción de esas especies por efectos del calentamiento global, según la predicción de varios estudios. Si eso sucediera, el impacto sobre la diversidad sería diferente dependiendo de las relaciones filogenéticas de los clados en cuestión (Modificado en base a Moritz et al. 2000).

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von May et al.

Por lo tanto, la viabilidad de muchas investigaciones dependería de la mejora de los procedimientos administrativos involucrados y que comprendería su simplificación y optimización. Existe cierto avance en este aspecto debido a que varios especialistas en flora y fauna silvestre (p.ej., en la Dirección General Forestal y de Fauna Silvestre, DGFFS-MINAG) reconocen el valor de las investigaciones que incorporan el enfoque de la taxonomía integradora. Sin embargo, a nivel institucional, es importante que las entidades gubernamentales encargadas de evaluar los planes, solicitudes y requisitos asociados a las investigaciones de la biodiversidad del Perú también reconozcan y apoyen el enfoque de la taxonomía integradora para que haya un avance en los procedimientos administrativos.

El apoyo a investigaciones que incluyan el enfoque de la taxonomía integradora fortalecerá el desarrollo del conocimiento de la biodiversidad en el Perú. Este avance dependerá mucho de la posibilidad de que la taxonomía integradora (1) sea adoptada por la comunidad científica en general, y (2) sea reconocida por las entidades gubernamentales pertinentes. La rápida pérdida de la biodiversidad y recursos naturales del Perú justifican la urgencia de apoyar aquellas investigaciones que ayuden a identificar, describir y caracterizar a la biodiversidad en la brevedad posible, para que se puedan tomar las debidas medidas de conservación y manejo. Otros países, como Colombia y Brasil, también experimentan esta desconexión entre su realidad biológica y su realidad administrativa (Fernández 2011, Campos 2011), lo cual resulta preocupante a nivel de la región Latinoamericana.

El Perú es uno de los países signatarios del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Como tal, el Perú, conjuntamente con otras naciones signatarias, se comprometen a cumplir con los objetivos y acuerdos asumidos en el texto del Convenio. En la reunión realizada por el CDB en octubre 2010 en Nagoya, Japón, los gobiernos signatarios acordaron el Plan Estratégico de la Diversidad Biológica 2011-2020 y las Metas de Aichi para abordar la pérdida de biodiversidad del planeta para las próximas dos décadas (CBD 2012). Las Metas de Aichi comprenden cinco objetivos estratégicos y veinte metas medibles. Vale la pena resaltar la relevancia de la taxonomía integradora en la Meta 12 (“Para 2020, se habrá evitado la extinción de especies amenazadas identificadas y se habrá mejorado y sostenido su estado de conservación, especialmente el de las especies en mayor disminución”) y Meta 19 (“Para 2020, se habrá avanzado en los conocimientos, la base científica y las tecnologías relativas a la diversidad biológica, sus valores y funcionamiento, su estado y tendencias, y las consecuencias de su pérdida, y tales conocimientos y tecnologías serán ampliamente compartidos, transferidos y aplicados”). En el caso de la Meta 12, la taxonomía integradora juega un papel fundamental en la identificación de especies plenas, y esto indudablemente tiene importantes consecuencias a nivel de la conservación, puesto que no se puede conservar eficientemente lo que no se conoce.

Considerando el número potencial de especies que aún queda por descubrir (Mora et al. 2011) y el rápido deterioro ambiental que se evidencia en todo el planeta, es muy probable que una proporción considerable de especies se encuentre bajo algún grado de amenaza. En el caso de la Meta 19, la taxonomía integradora combina diferentes fuentes de evidencia para evaluar la diversidad biológica, genera conocimiento sobre

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esta diversidad y provee una base científica fundamental para determinar su estado de conservación. La taxonomía integradora es además amena a ser compartida y aplicada, siempre y cuando sus procedimientos sean facilitados. En resumen, la taxonomía integradora puede convertirse en una de las mejores herramientas para ayudar al Perú a cumplir con los acuerdos adquiridos en el CDB. Nota final En vista de lo anteriormente expuesto, consideramos de suma importancia que en un país megadiverso como el Perú, los gobiernos reconozcan y apoyen las investigaciones que incorporen el enfoque de la taxonomía integradora incluyendo las diferentes líneas de evidencia discutidas aquí (así como algunas no mencionadas, p.ej. estudios de palinología y paleoecología; Urrego et al. 2005, 2011), y que los procedimientos administrativos sean simplificados y agilizados para optimizar el estudio de la biodiversidad del Perú.

Sugerimos que: •

Todas las investigaciones que generen datos moleculares deberían depositar su información en bases de datos de acceso libre, y quede a disposición de otros investigadores y pueda ser utilizada en estudios subsecuentes de la biodiversidad peruana.

•

En todos los casos donde se apliquen nuevas metodologías, el registro de datos deberá seguir formatos estandarizados utilizados por la comunidad científica global.

De esta forma se facilitará la tarea de preparar mapas actualizados de distribución de especies y de transferir esta información a la Dirección General Forestal y de Fauna Silvestre (DGFFS), Ministerio de Agricultura (MINAG), Servicio Nacional de Áreas Naturales Protegidas por el Estado (SENANP), Ministerio del Ambiente (MINAM) y otras instituciones y autoridades nacionales y regionales, para que queden a disposición para uso en los procedimientos de categorización de especies y desarrollo de estrategias de conservación de la biodiversidad.

Agradecimientos Agradecemos a Jennifer Jacobs y a Leonardo Romero por haber revisado las versiones preliminares de este manuscrito y por haber dado críticas editoriales constructivas. RvM agradece a National Science Foundation Postdoctoral Research Fellowship in Biology Program (DBI-1103087), National Geographic Society Committee for Research and Exploration (#9191-12) y American Philosophical Society por apoyar su investigación postdoctoral. Los autores declaran que no existe interés financiero, ni conflicto de intereses, asociado(s) a esta publicación. Las opiniones presentadas en esta publicación son de los autores y no de sus instituciones o la Asociación Peruana de Herpetología.

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La biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina ISSN 1561-0837

COMENTARIO

El camino de la biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú The path of Biotechnology at the Universidad Nacional Agraria La Molina, Peru Marcel Gutiérrez-Correa Laboratorio de Micología y Biotecnología, Universidad Nacional Agraria La Molina, Av. La Molina s/n Lima 12, Perú. Email: mgclmb@lamolina.edu.pe

Resumen Se realiza un relato histórico sobre los cincuenta años que tiene la carrera de biología en la Universidad Nacional Agraria La Molina y la gestación, inicio, desarrollo y maduración de la biotecnología en esta universidad.

Se describen algunos pormenores de las tres grandes estructuraciones curriculares que finalmente derivan al establecimiento del área de biotecnología en el pregrado y en el doctorado así como a los logros alcanzados.

El desarrollo de la biotecnología en la UNALM ha influenciado el desarrollo de esta área en el Perú no solo en las adaptaciones curriculares que se han producido en varias universidades del país sino también en las investigaciones biotecnológicas que se llevan a cabo en universidades e institutos de investigación en las diferentes regiones del país. En este devenir histórico se concluye que el balance es muy positivo y que la mejor corriente epistemológica es la que nos lleva mediante la investigación a encontrar verdades usables en la solución de los problemas del país y, también por qué no, del planeta.

Palabras clave: historia de la biología en el Perú; biotecnología; universidad; curriculum.

Abstract

Presentado: 26/11/2012 Aceptado: 15/12/2012 Publicado online: 15/01/2013

In this paper, I make a historical account of the fifty years that have the degree in biology at the Universidad Nacional Agraria La Molina and gestation, and the beginning, development and maturation of biotechnology in this university. We describe some details of the three most important curricular modifications that led to the establishment of the biotechnology area in the curricula of undergraduate and doctoral programs, as well as their main achievements. The development of biotechnology at the UNALM has influenced the development of this area in Peru not only in the curricular changes that have occurred in several Peruvian universities, but also in the biotechnology research being carried out in many regions of the country. In this historical process, I conclude that the balance is positive and that the best epistemology stream is that which leads through research to find truths usable for solving the problems of Peru and also why not the planet.

Keywords: history of biology in Peru; biotechnology; university; curriculum.

Amicus Plato sed magis amica veritas – Aristóteles Caminante, no hay camino, se hace camino al andar – Antonio Machado

Introducción Han transcurrido cincuenta años desde que en 1962 se creó la Carrera de Biología en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM). Mi relación con la carrera lleva 44 años, primero como estudiante desde 1968 y luego como profesor desde 1975 (37 años) por lo que me ha tocado ser parte de su desarrollo histórico, incluyendo el periodo 1988 a 1992 como presidente de la Comisión de Currículo de la Facultad de Ciencias encargada de la última gran reestructuración curricular. Es indudable que relatar la historia es una tarea extremadamente difícil por el inevitable sesgo del relator, aunque el respetar los hechos y las evidencias que como científicos estamos acostumbrados espero logre minimizarlo. Sin embargo, a pesar que los tiempos y hechos que se relatan tratan de ser los más ajustados a la verdad, es inevitable analizarlos y en ello, muy a mi pesar, la subjetividad puede inmiscuirse por lo que pido disculpas si institucionalmente o personalmente puedan sentirse afectados y porque, desafortunadamente, he de formar parte del relato. Adicionalmente, un relato histórico detallado de los primeros 25 años ha sido realizado por el Dr. Pedro Aguilar Fernández (Aguilar 1986).

Rev. peru. biol. 19(3): 359 - 367 (December 2012)

Solo 10 años antes de la creación de la carrera, Hersey y Chase (1952) habían hecho la comprobación definitiva que el ADN era la base del material hereditario y genético de los seres vivientes y un año después Watson, Crick, Franklin y Wilkins (Franklin & Gosling 1953a, b, Watson & Crick 1953a, b, Wilkins et al.

1953) proponían la estructura del ADN. En los dos años previos a la creación de la carrera, ya se había dilucidado el código genético y Jacob y Monod (1961a, b) proponían el modelo del operón para explicar la regulación de la expresión génica. Mientras tanto, la biología celular descriptiva había avanzado sustancialmente.

La botánica y la zoología eran las áreas que más habían avanzado en el país y la genética era particularmente avanzada en la UNALM. Dentro de ese contexto y considerando que existía una diversidad profesional entre los profesores de biología, se inicia la carrera de biología para formar biólogos mediante un “curriculum fundador” que funcionó hasta inicios de los años 70 dentro de un esquema de facultad. No había orientaciones y los cursos de biología estaban relacionados a la biología descriptiva pero había muchos cursos de otros departamentos y facultades (los nuevos enfoques moleculares tardarían más tiempo en ser incorporados en el plan curricular).

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Gutiérrez-Correa

De 1962 a 1972: El currículo fundador Existió una fuerte y amplia comunicación entre los estudiantes y los profesores no solo del departamento de biología sino también de otros departamentos. Hay que reconocer, y agradecer, que a pesar de la diversidad profesional de los profesores (agrónomos, biólogos, médicos veterinarios, zootecnistas y químico-farmacéuticos) y el enfoque que impartían de utilidad de la biología para solucionar problemas del país, la enseñanza fue profunda y amplia a la vez pero también abierta a desarrollarse. Se nos acostumbró al uso del libro texto y a la lectura de textos complementarios y aún de artículos científicos pues, “la formación profesional va más allá de los cursos curriculares”. Es así que los estudiantes de mi generación solicitaron nuevos cursos y los profesores nos secundaron en ello. Cursos como Bioquímica II (metabolismo), Fisiología Microbiana, Genética Microbiana, Virología, Microorganismos Zoopatógenos, Histología y Embriología Animal y otros, fueron abiertos e incorporados a nuestro plan curricular.

El curso de Fisiología Celular, luego el curso de Biología II, fue la consecuencia de un hermoso curso teórico-práctico que ofreció la Dra. Emma Loza a su regreso del postgrado, conjuntamente con su profesor asesor el Dr. Plaut y que se denominó “Tópicos Especiales en Citología” donde se nos enseñó en detalle las principales técnicas microscópicas, sus fundamentos y el análisis de imágenes, conocimientos que han perdurado en el tiempo.

Estos conocimientos los he trasmitido a mis estudiantes y me han permitido, junto con la Dra. Gretty K. Villena, haber publicado importantes artículos de nuestros estudios de biopelículas mediante microscopía electrónica de barrido y microscopía laser confocal de barrido (Villena & Gutiérrez-Correa 2007, Villena et al. 2010; 44 citaciones en 3 años). Otro gran curso creado a nuestro pedido fue el de Enzimología ofrecido por el Dr. Jacques Schonberg, un sabio, el curso más difícil que he tenido en toda mi vida pero con un impacto fundamental en mi investigación.

De 1973 a 1992: El segundo currículo Hay que resaltar que el periodo comprendido entre 1968 a 1973 fue muy convulsionado, en lo político con una dictadura militar, y su influencia social (reforma agraria y socialismo), y en lo institucional con un cisma en el gobierno de la UNALM, recesos y el cambio de la Ley Universitaria que eliminaba las facultades y establecía los Programas Académicos y el departamentalismo (curiosamente una estructura norteamericana promovida por un gobierno de corte socialista), y en lo telúrico con el terremoto de 1970 (y el siguiente en 1974). En el mundo, la guerra fría, la guerra de Vietnam y el movimiento Hippie también jugaron un papel que habrá que analizar posteriormente. Sin embargo, la nueva Ley Universitaria trajo consigo la primera gran reestructuración curricular con la que se consolidó el segundo currículo integrado de biología que incorporó los nuevos cursos, con cuatro orientaciones y que empezó a funcionar oficialmente en 1973; tuvo un enfoque de biología dinámica y funcional.

En mi opinión, la Ley de la dictadura fue muy nociva para el sistema universitario, entre varios aspectos, por el predominio del departamentalismo y el aislacionismo intelectual a que ha conllevado y por la reestructuración presupuestal. Antes de 1973 las universidades manejaban más autónomamente su presupuesto, además diferenciado, y financiaban su propia investigación.

Un gran error cometido por el Programa Académico de Ciencias fue la cancelación de la Carrera de Química. La nueva y aún

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vigente Ley Universitaria 23733 se promulgó a finales de 1983 con la cual se restituyó el sistema de facultades.

En febrero de 1983, como consecuencia de un gran curso para profesores de secundaria que me tocó coordinar, se elaboró un texto de biología que aún se encuentra en la Biblioteca Agrícola Nacional con el código QH308.2.G8 (Gutiérrez-Correa 1983), que luego fue usado también para el curso de Biología General por algunos profesores. En la parte teórica con 31 unidades participaron: Pedro Aguilar (3 unid,) Luis Basto, qepd, (6 unid.), Emma Loza (5 unid.), M. Gutiérrez-Correa (11 unid.), Inés Redolfi (6 unid.); en la parte práctica con 10 sesiones participaron, entonces aún Jefes de Práctica, Eduardo Gómez-Cornejo (2 ses.), Antonietta Gutiérrez (4 ses.) y Doris Zúñiga (4 ses.).

En el contexto de este relato es pertinente transcribir el primer párrafo del prólogo: “Actualmente, la biología es, y con mucha razón, la más emocionante de las ciencias. Los grandes avances ocurridos en la biología en los últimos diez años han sobrepasado la barrera de lo revolucionario. Hasta hace algunos años parecía imposible que organismos tan diferentes, en términos evolutivos, como el hombre y las bacterias pudiesen llegar a tener mecanismos moleculares muy similares a tal grado que hoy día es común la producción bacteriana de insulina. Esto ha sido alcanzado con el conocimiento de los mecanismos de replicación del DNA, con la concepción molecular del gen y con la premisa evolutiva de provenir de un antepasado común. Esto permite que puedan manipularse los genes en forma tal que dentro de los próximos años no habrá macromolécula humana que no pueda ser producida por las bacterias. Estos aspectos son estudiados y desarrollados por la Ingeniería Genética”.

Ese libro también contribuyó a la adopción final en el Departamento de Biología del sistema de cinco reinos que hasta entonces había tenido mucha resistencia, aún por algunos docentes muy jóvenes, a pesar que se aceptaba en el mundo desde 1969 (Whittaker 1969) y ya estaba siendo reemplazado por el sistema de seis reinos de Woese et al. (1977) y más tarde por el sistema de tres dominios de Woese et al. (1990) y nuevas visiones (Zakaib 2011).

Los inicios de la biotecnología Durante ese periodo de convulsión, en el mundo la biología avanzaba a pasos agigantados y ya en 1973 surge la ingeniería genética y el advenimiento de la biotecnología moderna en la que la biología molecular se vincula muy fuertemente con la ingeniería biológica posibilitando la generación de nuevas tecnologías para la producción de bienes y servicios. El término “biotecnología” había sido acuñado en 1917 por el húngaro Karl Ereky (Fári & Kralovánszky 2006).

En 1980, llega a mis manos el Informe que tres grandes científicos franceses presentan, a su pedido, al Presidente de la República de Francia en el que analizan el estado de desarrollo de las ciencias biológicas y la biotecnología y sus proyecciones futuras, recomendando tomar medidas urgentes para que Francia no quede rezagada: [“…Développer la microbiologie et le genie génétique, former des chercheurs et des ingénieurs, intensifier l'activité des centres compétentes, tout cela constitue une priorité absolue our les mois Rev. peru. biol. 19(3): 359 - 367 (Diciembre 2012)

La biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina

à venir. En dépendent les résponses qu'il sera possible d'apporter à de nombreux problèmes, en particulier l'alimentation des hommes.”] (Gros et al. 1979).

Este libro fue muy ilustrativo y de gran impacto en los años venideros.

Aunque inicialmente las biotecnologías eran desarrolladas con bacterias, en 1984 científicos de la Universidad de Gante demuestran la aplicabilidad de la ingeniería genética a las plantas (Herrera-Estrella 1983, De Block et al. 1984). En ese año, el CONCYTEC nos encarga a un grupo de profesores universitarios (UNALM, UPCH, UNMSM, UNT) organizar un seminario para analizar esta nueva disciplina que causaba furor en el mundo. En el país, como es usual, estábamos rezagados respecto a otros países latinoamericanos. En la UNALM, algo habíamos aprendido sobre el tema y también para competir por fondos (cosa que no era popular en la época) al aliarnos con la empresa Sociedad Paramonga Ltda. y ganar un proyecto financiado por el ITINTEC. También se iniciaban trabajos en micropropagación de plantas tanto en biología como en agronomía. En agosto de 1985, vino a nuestro laboratorio como profesor visitante el Dr. Robert P. Tengerdy de Colorado State University que compartió conmigo el curso de Fisiología Microbiana y se organizó el primer curso a nivel nacional de biotecnología al que concurrieron más de 400 personas de todo el país. Como producto de este curso, se elaboró un libro que se encuentra en la Biblioteca Agrícola Nacional con el código TP248.2.G8, con la participación de varios profesores de biología, química, agronomía y también de otras universidades (Gutiérrez-Correa 1985).

En la segunda mitad de 1986, el CONCYTEC crea la Primera Comisión Nacional de Biotecnología conformada por 25 personas procedentes de la UPCH, UNMSM, Sinquisa y solo un representante de la UNALM el cual, sorpresivamente, fue elegido como presidente. En poco menos de un año, después de bastante trabajo, presentamos a la Presidencia del CONCYTEC el primer Plan Nacional de Biotecnología que incluía en un periodo de 5 años la formación de recursos humanos, el establecimiento de centros de excelencia en la UNALM (agroindustria), UPCH (biología molecular y salud) y UNMSM (plantas y farmoquímica), equipamiento moderno y el financiamiento de investigaciones prioritarias y de 2 a 3 proyectos pilotos; el presupuesto anual del Plan correspondía al 8,8% del presupuesto del CONCYTEC (en ese momento uno de los más abultados presupuestos de Latinoamérica). Desafortunadamente, la propuesta fue considerada contraria a la política populista del “caos premeditado” conducida por el CONCYTEC y, por tanto, no fue aprobada y el país perdió una gran oportunidad que no ha vuelto a tener.

A partir de 1985 hasta mediados de 1992 se desarrolló en la UNALM el Proyecto de Asistencia al Desarrollo Institucional (PADI)/UNALM/USAID/Ministerio de Agricultura con el cual se financiaron investigaciones y la segunda gran restructuración curricular que se consolidó a finales de 1992. Casi en la misma época se estableció el Regional Program of Biotechnology for Latin America and The Caribe - UNDP/UNESCO/UNIDO, que nos permitió ganar un proyecto bastante grande y equipar el laboratorio. En 1988 se inició también el Programa Andino de Biotecnología financiado por la Corporación Andina de Fomento (CAF) el cual no solo financió proyectos de investigación (la UNALM gano dos) sino que aceptó la propuesta Rev. peru. biol. 19(3): 359 - 367 (December 2012)

de patrocinar y financiar inicialmente con 250 mil dólares un Programa Andino de Segunda Especialización en Biotecnología en la Facultad de Ciencias de la UNALM. El proyecto se elaboró con la participación de algunos profesores de biología, química, agronomía e industrias alimentarias: Existían los profesores, los fondos, se equiparían laboratorios, se especializaría a profesionales de Bolivia, Colombia, Ecuador, Perú y Venezuela y, en buena cuenta, hubiese fortalecido la carrera de biología y la generación de conocimientos. Sin embargo, en 1989, la propuesta no fue aprobada en el Consejo de Facultad y la CAF destinó los fondos a un instituto venezolano. Hay varias explicaciones a este error institucional que relataré y analizaré en el futuro pero una que se mencionó en ese momento es completamente inaceptable: algunos arguyeron que fue el temor a lo nuevo y desconocido, inaceptable, porque lo nuevo y lo desconocido son el motivo de la investigación y de la ciencia; el científico no teme a lo nuevo y a lo desconocido, lo enfrenta, lo clarifica, lo explica, abre camino.

De 1993 al presente: El tercer currículo En la última fase de Proyecto de Asistencia al Desarrollo Institucional (PADI)/UNALM/USAID/Ministerio de Agricultura comprendida entre 1990 y 1992 se llevó a cabo la (segunda) gran reestructuración curricular de la UNALM. Después de un minucioso análisis sobre la formación de biólogos en el país que incluía la oferta y demanda de este tipo de profesionales, del grado de avance que se tenía en biología en la UNALM, en la suficiente diversidad profesional que aún tiene la Facultad de Ciencias, y pensando que la biología moderna también es, y ha sido, la base de carreras profesionales, desde la Comisión de Currículo que presidía sometí primeramente al Departamento de Biología el proyecto para el establecimiento de una nueva carrera profesional, adicional a la carrera de biología, denominada Ingeniería Biológica que no implicaba la creación de un nuevo departamento, ni la extinción de otro y, muchos menos, la cancelación de la carrera de Biología, que esperaba se reestructure acorde al desarrollo que había habido y a los que se avizoraba venían, así como tampoco hubo intención alguna de crear problemas. Por el contrario, usando términos biológicos, solo se trataba de un proceso de especiación.

Algunos consideran este momento como un “punto de quiebre” en la vida de la carrera (del departamento) de Biología y tal vez lo fue. En una crítica y dolorosa reunión de departamento para discutir la propuesta de la nueva Carrera de Ingeniería Biológica, ésta no fue aprobada. Las razones que pudieron haber conducido a rechazar esta nueva carrera las dejo para una versión posterior y más detallada de este relato. Es menester volver a mencionar, como en aquella ocasión lo hice, que la carrera de Ingeniería Biológica no se trataba de una invención pues se empieza a gestar en el mundo desde 1941, en plena Segunda Guerra Mundial, cuando en el Instituto Tecnológico de Massachusetts profesores de los departamentos de microbiología y ingeniería química trabajaron juntos debido a la imperiosa necesidad de producir penicilina a gran escala para evitar las infecciones bacterianas que producían la muerte de los soldados aliados heridos, y que eran la causa del mayor número de decesos. En esta tarea también participaron los investigadores del USDA Northern Regional Research Laboratory (NRRL). Ni los microbiólogos ni los ingenieros químicos por separado podían lograr un escalamiento de los cultivos del hongo y recién lo lograron cuando ambos se juntaron y en 1943 se logró la producción masiva de

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Gutiérrez-Correa

la penicilina por la firma Pfizer. Con los años la carrera de Ingeniería Biológica se diseminó en todo el mundo. La Ingeniería Química surge como una “especiación” de la química en el s.

XIX y ambas han desarrollado muchísimo y muy estrechamente sin que signifique la extinción de la química.

Sin embargo, se planteó como salida de conciliación la reestructuración de la carrera de biología en dos orientaciones: Biotecnología (pues ésta es una especialidad y no una carrera como lo es la Ingeniería Biológica) y Ecología. Solo algunas modificaciones se realizaron al plan curricular de Ingeniería Biológica para compatibilizarlo con Ecología. A partir de entonces la Facultad de Ciencias a través de la Comisión de Currículo, organizó muchas reuniones facultativas para discutir los nuevos currículos tanto en el campus como fuera del mismo, participando también egresados. El nuevo y actual currículo de Biología fue aprobado y empezó a funcionar en 1993. Parece ser, y sobre esto no hay mucha certeza, que debido a que la Facultad de Ciencias había solicitado opinión externa acerca del nuevo currículo, un profesor de una universidad privada lo presentó como propio en un Congreso de Biología en México, siendo premiado como currículo modelo. Afortunadamente, aquella universidad nunca lo pudo implementar. El ejemplo de la UNALM ha servido para que la biotecnología sea considerada en los currículos de biología de varias universidades del país, inclusive como carreras separadas en algunas universidades.

En 1997, en su último año de estudios, la primera promoción de estudiantes del área de Biotecnología (ingresantes en 1993) solicitó la implementación de Ingeniería Biológica como carrera profesional y la posibilidad de titularse como Ingenieros Biólogos. Después de varias semanas de debates y discusiones, incluyendo la exposición ante el Consejo de Facultad del Prof.

Andrés Illanes de la Universidad Católica de Valparaíso, Chile, y la opinión escrita de varios especialistas latinoamericanos, en sesión extraordinaria del Consejo de Facultad del 2 de diciembre de 1997, presidida por su Decano, el Biol. M.Sc. César Guerrero, se aprobó la creación de la Carrera de Ingeniería Biológica permitiendo, también, que los estudiantes de la primera promoción de Biotecnología que quieran acogerse al mismo podrían hacerlo cursando unos pocos cursos que serían nuevos en su plan de estudios. La Facultad de Ciencias emitió la resolución Nº 2855/97-FC-UNALM de fecha 3 de diciembre de 1997, la cual fue enviada al Consejo Universitario para su ratificación, cosa que nunca ocurrió aunque la resolución tampoco fue derogada.

Fue el entonces Vicerrector Académico, Ing. Hugo Nava, quien evitó que el Consejo Universitario vea el caso. Una razón para esto, aparentemente, fue el interés de éste por crear la Carrera de Ingeniería Ambiental, lo cual realmente ocurrió. Es posible que haya habido otras fuerzas que también motivaron a incumplir el reglamento y no proceder con la ratificación de la resolución de la Facultad de Ciencias creando la Carrera de Ingeniería Biológica, lo cual será motivo de un análisis futuro también.

El doctorado En el mundo ocurrían avances espectaculares tanto en la biología molecular como en la ingeniería biológica y en la biotecnología. La automatización de la técnica de Sanger para secuenciamiento del DNA dio inicio a la genómica, principalmente estructural, con el proyecto Genoma Humano en 1990, y ya en 1995 se pudo secuenciar el genoma de dos bacterias (Fleischmann 1995, Fraser 1995). Con la publicación de la

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técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) en 1988, se abrió un campo de nuevos desarrollos no solo para la biología fundamental sino también para las aplicaciones en diversas áreas (Bartlett & Stirling 2003). La clonación de la oveja Dolly en 1997 permitió entender algunos aspectos sobre la fisiología de células diferenciadas en lo fundamental y la posibilidad de establecer granjas génicas en lo aplicado (Wilmut et al. 1997). En 1996 se da inicio al cultivo comercial de plantas genéticamente modificadas que han sido adoptadas en varios países a tasas cercanas al 10% anual (Marshall 2012). Varios compuestos químicos industriales empiezan a ser producidos biotecnológicamente y la ingeniería biológica empieza a enrumbarse hacia una incorporación de la genómica en el diseño y optimización de procesos (Chen 2012, Demain 2006, HattiKaul et al. 2007, Soetaert & Vandamme 2006, Stottmeister et al. 2005). En el año 2001 se completa el secuenciamiento del genoma humano (IHGSC 2001). Hasta el 20 de octubre del 2012 se ha secuenciado los genomas de 3,707 especies – siendo el de la cebada el más reciente (IBSC 2012) - y otros 12,202 se encuentran en ejecución (http://www.genomesonline.org/ cgi-bin/GOLD/index.cgi). En la UNALM, que había avanzado mucho en procesos biotecnológicos, se adquiere en 1995 por medio de un proyecto financiado por el Programa Multinacional de Biotecnología de la OEA, un termociclador Perkin-Elmer para PCR, que fue, sino el primero, uno de los primeros en el Perú y se desarrollaron las primeras tesis sobre el tema, siendo una de las cuales la ejecutada con mi asesoría por la ahora Dra. Cecilia Sarmiento, Premio Nacional de Ciencias de Estonia.

En ese contexto, desde el año 2000, empieza a elaborarse un programa de doctorado que pretendía incorporar a la mayoría de doctores de la UNALM. Sin embargo, la gran mayoría de doctores de la UNALM no estuvieron dispuestos a colaborar con un programa de doctorado que sería básicamente de investigación. Esto dio lugar a que en el año 2002 se trabaje una propuesta basada en la Facultad de Ciencias y que se propuso como un Homenaje a la UNALM por el Centenario. Es necesario resaltar la invalorable colaboración de los profesores Inés Redolfi, Edgar Sánchez, Doris Zúñiga y David Campos (Fac. de Ind. Alimentarias) y de otros profesores. La propuesta planteó la creación del Programa Doctoral en Ciencias e Ingeniería Biológicas (PDCIB) conducente a la obtención del grado de Doctoris Philosophiae (Ph.D.) y dos especialidades iniciales: Ecología Aplicada e Ingeniería Biológica y Biotecnología (http://www. lamolina.edu.pe/doctorado/default.htm).

Las características del PDCIB son: a) que las vacantes se establecen de acuerdo a los proyectos financiados que tengan los profesores y que soporten la investigación doctoral; b) se requiere que los estudiantes se dediquen a tiempo completo; c) el primer semestre es común para todas las especialidades; d) para la disertación de la tesis es requisito haber publicado por lo menos un artículo científico en una revista ISI con factor de impacto mayor a 0,5; e) en contra de la corriente, los profesores del PDCIB no reciben remuneraciones económicas adicionales.

La propuesta fue rápidamente aprobada en el Departamento de Biología y en la Facultad de Ciencias. El primer escollo que hubo que vencer para la aprobación final fue en la Escuela de Postgrado, que luego de un constante ir y venir de observaciones y respuestas inmediatas, el proyecto fue aprobado. El segundo y más grande escollo fue a nivel del Consejo Universitario, Rev. peru. biol. 19(3): 359 - 367 (Diciembre 2012)

La biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina

cuyas autoridades principales eran opuestas a la idea de iniciar los estudios de doctorado en la UNALM. Finalmente, con la ayuda de algunos Decanos, se aprobó la creación del PDCIB el 31 de diciembre del 2002 con la respectiva resolución (No 729-202-UNALM). La primera promoción ingresó en marzo del 2003 y la profesora del Departamento de Biología Gretty K. Villena fue la primera Ph.D. graduada en el PDCIB y en la UNALM. Es bueno resaltar que los egresados del PDCIB se gradúan con un promedio de 2.3 artículos en revistas ISI con un factor de impacto promedio de 2.137. Algunos de los egresados del PDCIB han ganado proyectos importantes financiados por INCAGRO, CONCYTEC y FINCyT. Algunos logros en biotecnología En los últimos 12 años los avances en ingeniería biológica y en biotecnología en el mundo han sido aún más espectaculares. La genómica funcional (transcriptómica, proteómica, metabolómica y flujómica) (Klamt & Stelling 2003, Villena & Gutiérrez-Correa 2008, Weld et al. 2006) se ha convertido en un tema fundamental que ha dado lugar a un conocimiento más integral sobre el funcionamiento de los seres vivientes y a una nueva visión de la biología, “Systems Biology” (Csete & Doyle 2002, Ehrenberg et al. 2003, Kitano 2001, Nielsen & Olsson 2002). De otro lado, este enfoque ha roto el mito que las células de cualquier organismo, unicelular o multicelular y complejo, se encuentran libres de estocasticidad (Acar et al. 2005); es todo lo contrario y los mecanismos moleculares de la resiliencia explican lo que comúnmente hemos definido como homeostasis. El concepto de resiliencia ha sido tomado de la ingeniería y ahora resulta muy útil en el nuevo enfoque que tiene la ingeniería biológica con resultados sorprendentes, aún en la ingeniería de ecosistemas (Berkenbusch & Rowden 2003, Khun et al. 2010, Mee & Wan 2012, Otero & Nielsen 2010). Este enfoque se discute en detalle en el curso doctoral de Ingeniería Biológica.

La genómica funcional también ha dado lugar a una nueva visión de la ingeniería genética dándole un potencial más amplio convirtiéndose, más bien, en una “ingeniería genómica” (Carr & Church 2009), pasando de la ingeniería metabólica (Graham et al. 2007, Lee et al. 2009, Stephanopoulos 2002, Ye & Bathia 2012) y la evolución dirigida (Chatterjee & Yuan 2006, Lin et al. 2009, Turner 2003) a la construcción de “factorías celulares” (Barnes & Dickson 2006, Mapari et al. 2009, Pscheidt & Glieder 2008, Villaverde 2010) y recientemente a la biología sintética (Aldrich et al. 2008, Endy 2008, Gibson et al. 2010, Sismour & Benner 2005). Otro desarrollo que vale la pena resaltar es el advenimiento de la metagenómica que está permitiendo por un lado, estudiar y entender más profundamente la ecología de microorganismos y, de otro, la identificación de nuevas especies microbianas hasta ahora elusivas a su estudio (Langer et al.

2006, Riesenfeld et al. 2004, Schmeisser et al. 2007, Warnecke & Hugenholtz 2007). La “bioprospección molecular” permite la identificación de nuevos genes de interés económico a partir de diversos metagenomas (Grey et al. 2003, Handelsman 2005, Li et al. 2009, Lorenz & Eck 2005).

Finalmente, los avances en biotecnología están cambiando el modelo económico que se aplicará en el futuro cercano: la bioeconomía, definida como “una economía basada en la biotecnología que usa materias primas renovables, particularmente biomasa y recursos genéticos, para producir productos y energía al menor costo ambiental” (Gutiérrez-Correa 2008, 2009).

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Para continuar con este recuento es necesario hacer un paréntesis y remontarnos casi 25 años atrás. El 3 de junio de 1977, siendo aún Jefe de Práctica, formé el Laboratorio de Micología (desde 1987 Laboratorio de Micología y Biotecnología, LMB) con un grupo de estudiantes - Dr. Jorge Jhoncon, Dra. Doris Zúñiga, MSc. Patricia Moreno, Biol. Norma Yague entre otros – para realizar investigaciones sobre ecología microbiana.

Hasta 1987 publicamos cerca de 12 artículos cuyos temas son pioneros y con muy bajo seguimiento. En efecto, al escribir un artículo que acaba de ser publicado no pudimos encontrar nuevas investigaciones en el país de la magnitud de las que realizamos 35 años atrás [“Peru is a diverse country and has very broad microbial diversity richness yet little studied and exploited.”]

(Vega et al. 2012). En 35 años de actividad el LMB tiene más de 90 publicaciones. Hay que reconocer el aliento de profesores como P. Aguilar, C. Morán, E. Loza, L. Basto y el apoyo financiero de Carlos López Ocaña, entonces Director de Centro de Investigaciones de Zonas Áridas de la UNALM. En los últimos 10 años, por lo menos en el ámbito microbiano y genómico, la biotecnología en la UNALM ha avanzado sustancialmente y ya no se encuentra rezagada a nivel Latinoamericano y tampoco a nivel global. La Dra. Doris Zúñiga ha dado un salto significativo con sus investigaciones que se iniciaron en ecología microbiana y microbiología del suelo hasta 1996 cuando incorpora la biología molecular a sus estudios sobre bacterias fijadoras de nitrógeno y de bacterias promotoras del crecimiento de plantas y los enrumba hacia la biotecnología produciendo buenos inoculantes que son aceptados por los agricultores y ha generado sinergias con la empresa privada (Álvarez-Martínez et al. 2009, Calvo et al. 2010, Ormeño-Orillo et al. 2006, Santillana et al. 2008, Velezmoro et al. 2012). Asimismo, el grupo liderado por la Dra. Zúñiga ha descrito una nueva bacteria, Pseudomonas punonensis sp. nov., a partir de pajas de pastos donde se seca la papa en la preparación de “tunta” (Ramos et al. 2012). Recientemente, la Dra. Zúñiga está utilizando también herramientas de ingeniería biológica para el modelamiento y optimización de los cultivos de estas bacterias en biorreactores para aumentar la eficiencia y reducir los costos de producción de bioinoculantes. La Dra. Doris Zúñiga y su grupo (Dra. Carmen Velzmoro – profesora del PDCIB – y la Biol. K. Ogata) han ganado varios proyectos tanto nacionales como internacionales (CONCYTEC, FINCyT, FIDECOM y otros) con los que ha re-equipado su laboratorio y puede hacer investigaciones de calidad convirtiéndose en un referente latinoamericano en esta área de la biotecnología agrícola, además de asesorar 3 tesis de doctorado del PDCIB. En mérito a sus investigaciones la Dra. Doris Zúñiga recibió en el 2011 el “Premio L’Oreal por la Mujer en la Ciencia”.

Por nuestra parte en el LMB, entre 1982 y 1987 tuvimos un periodo de transición desde la ecología microbiana hacia la biotecnología industrial. Hasta el año 2000, las investigaciones que realizamos estuvieron referidas al desarrollo de sistemas de producción de enzimas con cultivos mixtos y biorreactores de estado sólido, siendo pioneras en esta área y los artículos publicados siguen siendo citados con bastante frecuencia (Castillo et al. 1994, Dueñas et al. 1995, Gutiérrez-Correa 1999, Gutiérrez-Correa & Tengerdy 1997, 1998, 1999, GutiérrezCorrea et al. 1999).

En los últimos 12 años en el LMB desarrollamos con la Dra. Gretty K. Villena un nuevo sistema de producción de enzimas

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Gutiérrez-Correa

más eficiente (biopelículas de hongos filamentosos) basado en el proceso de adhesión celular como una variante, conjuntamente con la fermentación en estado sólido, de una nueva categoría fermentativa que denominamos Fermentación por Adhesión a Superficies (Gutiérrez-Correa & Villena 2003, 2010, Gamarra et al. 2010). Como consecuencia de una publicación nuestra en el 2006 (Villena & Gutiérrez-Correa, 2006), otros grupos en el mundo utilizaron nuestra propuesta (y particularmente un grupo escoses inició colaboraciones con nosotros) para entender y desarrollar tratamientos a micetomas pulmonares producidos por A. fumigatus, que se demostró formaban también películas en los pulmones y eso los hacía muy virulentos. En el 2011 publicamos conjuntamente un compendio relacionado a los aspectos clínicos (Ramage et al. 2011) y en el 2012 otro relacionado a los aspectos básicos e industriales (Gutiérrez-Correa et al. 2012). Otros grupos en Brasil, Canadá, India y otros países están usando nuestro sistema para desarrollar procesos de producción de varias enzimas.

El tema de la fermentación por adhesión a superficies y, en particular de la biopelículas de hongos filamentosos, nos ha llevado a desarrollar y profundizar en la genómica funcional, particularmente en transcriptómica (Villena et al. 2009a) y proteómica habiendo publicado el primer artículo en el mundo sobre el proteoma de biopelículas de Aspergillus niger (Villena et al. 2009b) y un análisis del transcriptoma global usando microarreglos de DNA se encuentra en preparación. La necesidad de optimizar el proceso de producción de enzimas por biopelículas de A. niger ha sido el aliciente para profundizar en estudios básicos moleculares de diferenciación celular, regulación de la expresión de genes – un nuevo sistema de regulación se encuentra en evaluación – y otros aspectos usando técnicas moleculares nuevas como RNAseq y RNAi. Desde el año 2008 iniciamos investigaciones sobre bioprospección molecular por lo que hemos aislado, clonado y secuenciado un número de genes de importancia económica, algunos de los cuales servirán para la construcción de factorías celulares.

Hemos generado vínculos sinérgicos con empresas y gracias a varios proyectos ganados últimamente (FINCyT, CONCYTEC, FIDECOM y contratos de investigación) se ha re-equipado el LMB con equipos de última generación para transcriptómica, proteómica y metabolómica. Aparte de un buen número de tesis de titulación y de tesis de maestría de programas nacionales e internacionales (USA y Holanda), se han desarrollado o se llevan a cabo 6 tesis de doctorado del PDCIB y hemos dado entrenamiento avanzado a estudiantes graduados de Holanda, Japón, Francia y Gabón. En mérito a sus investigaciones la Dra. Gretty K. Villena, actual Coordinadora del PDCIB, recibió este año 2012 el “Premio L’Oreal por la Mujer en la Ciencia”.

Conjuntamente con el grupo de la Dra. Zúñiga en los últimos 12 años hemos publicado 28 artículos científicos en revistas científicas ISI con factor de impacto.

Otros grupos de investigación del Departamento de Biología (Dra. Rosa Espejo – profesora del PDCIB – M.Sc. César López y M.Sc. Roberto Mansilla) y de la Facultad de Agronomía (Dr. Raúl Blas, profesor del PDCIB) en el área de plantas realizan investigaciones en marcación molecular de especies nativas (Blas et al. 2008, Blas & Petrescu 2009, Mane et al. 2008, de la Torre et al. 2008). Igualmente, el grupo de la Facultad de Industrias Alimentarias conformado por el Dr. David Campos, la Dra.

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Rosana Chirinos - ambos profesores del PDCIB – y otros profesores realizan investigaciones muy importantes sobre metabolitos de plantas nativas generando grandes oportunidades para la utilización económica de la biodiversidad vegetal (Chirinos et al. 2007, 2008, 2009, 2010).

El desarrollo de la biotecnología en la UNALM ha influenciado el desarrollo de esta área en el Perú no solo en las adaptaciones curriculares que se han producido en varias universidades del país sino también en las investigaciones biotecnológicas que se llevan a cabo en universidades e institutos de investigación en las diferentes regiones del país (Gutiérrez-Correa 2005, GutiérrezCorrea & Estrada 2008).

Conclusiones Aunque este relato ha sido realizado para recordar el camino que ha seguido la biotecnología en la UNALM, ha sido necesario remontarse casi al origen de la Carrera de Biología.

En el transcurso de 50 años, se han formado biólogos con tres currículos diferentes y en todos los casos han demostrado una buena formación. Así como tenemos egresados de los dos primeros currículos que dejan muy en alto a su Alma Mater en investigación y en la actividad profesional en institutos, universidades y empresas del país y del extranjero (EEUU, Suecia, Suiza, Finlandia, Francia, Estonia y otros países), también los tenemos del último currículo, en este caso del área de biotecnología que es lo que yo conozco, que también están dejando muy en alto a la UNALM y que debido a la sólida formación en ciencias que han recibido no solo lo hacen muy bien en los temas más comunes de la biotecnología sino también en temas como medioambiente, cáncer y aún en neurobiología.

El país ha cambiado y el mundo ha cambiado. A diferencia de los años 80’s y 90’s en que solo había dinero para investigar fuera del país pero aún así alcanzable, ahora hay dinero en el país, no muchísimo por cierto, y llama la atención que la UNALM, particularmente la Facultad de Ciencias, tenga muy poca participación en los concursos de proyectos y muchos profesores sigan esperando que la universidad les proporcione fondos para investigar de un magro presupuesto que debe destinarse a la enseñanza práctica. Así mismo, preocupa que algunos biólogos se olviden de la biología cuando se enfrentan a problemas que son fácilmente explicados por ella o se vuelvan fundamentalistas como si la biología fuese una ideología dogmática.

Los profesores fundadores como el Dr. Pedro Aguilar y todos los de la primera generación, como fue dicho al inicio, son los que crearon el espíritu de la carrera y, es mi opinión, que son ellos los que deben recibir, con todo merecimiento, todos los homenajes por el Cincuentenario; sus alumnos y los nuevos solo hemos seguido sus enseñanzas y su espíritu, no siempre bien por cierto. Relatar la historia de algo, cuando se ha sido parte de ella, implica no solo verificar hechos sino también recordar y, puesto que recordar es volver a vivir, se vuelve a vivir todo, lo bueno y lo malo, lo bonito y lo feo, las alegrías y las penas.

Al recordar el camino de la biotecnología en la UNALM mi conclusión es que el balance es muy positivo. Es cierto, como ya han mencionado algunos colegas, que algunas personas nos han sido adversas de alguna manera pero esto no tiene que ver con la edad de ellos pues los he encontrado entre mayores y también, tristemente, en algunos jóvenes. Lo que realmente cuenta es, parafraseando a Winston Churchill, hacer de cada dificultad Rev. peru. biol. 19(3): 359 - 367 (Diciembre 2012)

La biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina

una oportunidad y es nuestra obligación seguir haciendo camino porque el país requiere de nosotros. No hay tiempo, a pesar del disgusto de algunos, para detenerse mucho tiempo a pensar la corriente epistemológica que se debe seguir pues, al fin de cuentas, son solo corrientes y una será cambiada por otra y así sucesivamente y, al final, la mejor corriente epistemológica es la que nos lleva mediante la investigación a encontrar verdades usables en la solución de los problemas del país y, también por qué no, del planeta.

Agradecimientos Este relato está dedicado con mi eterno agradecimiento a los siguientes profesores fundadores e iniciadores de la Carrera de Biología de la UNALM en su 50 Aniversario: Julio Gaudron, Pedro Aguilar, Jacques Schonberg, O. Velarde, F. Anavitarte, E. Loza, C. López, C. Morán, A. Grobman, U. Moreno, A. Vejarano, L. Vega, F. Scheuch, R. Vallenas, A. Manrique, D. Roa, M. Vegas, J. De Albertis, V. Manrique, M. Peña, G. Rodríguez, L. Delgado de la Flor, A. Zea, E. Machado, C. Neyra, O. Vílchez, M. MacGregor y L. Basto.

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GutiĂŠrrez-Correa

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Colof贸n

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Suscripciones y Canje Subscriptions and Exchange programs La Revista Peruana de Biología es publicada en abril. agosto y diciembre y esta dedicada a la publicación de los resultados de investigaciones originales e inéditas en las áreas de Biodiversidad, Biotecnología, Manejo ambiental, Ecología y Biomédicas. Los trabajos recibidos son evaluados por árbitros según criterios internacionales de calidad, creatividad, originalidad y contribución al conocimiento.

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PAUTAS PARA LA PRESENTACIÓN DE LOS ARTÍCULOS EN LA REVISTA PERUANA DE BIOLOGÍA Abril 2012

Identidad y propósito La Revista Peruana De Biología es una publicación científica arbitrada producida por el Instituto de Investigaciones de Ciencias Biológicas Antonio Raimondi, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú; es publicada tres veces al año y los números aparecen en abril, agosto y diciembre, tanto en su versión impresa como Online.

La Revista Peruana De Biología publica artículos completos, originales e inéditos que contribuyan al conocimiento científico en los temas de biodiversidad, biotecnología, ecología, manejo ambiental y biomedicina elaborados según las normas indicadas en las presentes pautas.

Evaluación de los trabajos Los trabajos que cumplan con las pautas solicitadas serán incluidos en el la lista para evaluación, un editor será encargado de conducir el proceso enviándo el trabajo a árbitros. El trabajo será evaluado según criterios internacionales de calidad, creatividad, originalidad y contribución al conocimiento. El artículo será aceptado luego del proceso de revisión por árbitros y de realizadas las modificaciones indicadas. El artículo aceptado será editado y una prueba enviada al autor para la aceptación y consentimiento de publicación.

Carta de presentación El trabajo será acompañado de mensaje email dirigido al Editor Jefe, indicando haber leído las presentes pautas para presentación de trabajos, asegurando la originalidad, carácter inédito y completo del trabajo presentado y su disposición para que sea revisado y editado. Esta carta tendrá carácter de declaración jurada según lo estipulan las directivas del Vicerrectorado de Investigación de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos referidos a las autorías de trabajos publicados. Modificaciones en las autorías serán motivo para detener el proceso de edición. Las coordinaciones se llevaran entre el Editor Jefe y el responsable del trabajo.

Presentación de los trabajos Los archivos del trabajo serán enviados por email al correo del editor: editor.revperubiol@gmail.com Los trabajos pueden ser presentados en idioma inglés o castellano.

El trabajo debe tener tres partes básicas: (a) identificación, (b) cuerpo y (c) literatura citada (a) La identificación debe contener: Título (en inglés y castellano), nombre y apellido de los autores, nombre completo de la institución de los autores, correo electrónico de cada uno de los autores, y una dirección postal del autor para correspondencia.

Resumen no mayor de 250 palabras (en inglés y castellano), 5 palabras clave (en inglés y castellano). (b) El cuerpo del trabajo variará según la sección de la Revista: 1. Trabajos originales. Son artículos primarios, inéditos que exponen los resultados de trabajos de investigación y constituyen aportes al conocimiento. Se incluyen aquí la descripción de especies nuevas, que cumplan con las Normas y características de la información en los trabajos (ver abajo). El cuerpo está organizado en: Introducción, Material y métodos, Resultados, Discusión y Agradecimientos, debe abarcar un texto promedio de 20 páginas, las ilustraciones (Tablas y Figuras) deben ser sólo las necesarias para una mejor exposición de los resultados.

2. Notas científicas. Son artículos primarios, se incluyen aquí: reportes de distribución, inventarios taxonómicos, notas taxonómicas, resultados de ensayos de laboratorio, entre otros y cuya información es de interés para la comunidad científica. La extensión del texto no será mayor de 8 páginas. Esta sección puede estar organizada como: cuerpo de la Nota (en algunos casos: introducción, material y métodos, resultados y discusión) y Agradecimientos.

3. Comentarios. Son artículos donde se discute y exponen temas o conceptos de interés para la comunidad científica. Se incluyen aquí ensayos de opinión y monografías. Deben contar con las siguientes partes: cuerpo del comentario y Agradecimientos. Todo el artículo debe tener un texto promedio de 10 páginas.

4. Comentarios de Libros. Son artículos que comentan recientes publicaciones de interés para la comunidad científica.

Puede solicitarse al Comité Editor la elaboración de un comentario enviando dos copias del libro a la dirección postal de la Revista Peruana de Biología.

–– Los Agradecimientos. Se indicara la fuente de financiamiento y deben dedicarse solamente a las personas e instituciones que colaboraron directamente en la realización del trabajo.

–– Información adicional. Debe incluirse después de Agradecimientos debe incluirse información sobre la contribución de cada uno de los autores (revisar http://www.icmje.org/ethical_1author.html) y de no incurrir en conflicto de intereses (revisar http://www.icmje.org/ethical_4conflicts.html). (c) Citación y Literatura Citada. Las citas en el texto deben incluir el apellido del autor y año sin comas que los separen (ejemplo: (Carrillo 1988) o « ... de acuerdo a Sánchez (1976) …» Otros ejemplos: …la concentración de nitrógeno fue medida según Chávez y Castro (1998)…. …de nitrógeno se midió por el método colorimétrico (Chávez & Castro 1998)…. … la diversidad de especies es considerada elevada (Simoniz 2010, Perez 1999, Aquino 1988).

Si hay varios trabajos de un autor en un mismo año, se citará con una letra en secuencia adosada al año (ejemplo: Castro 1952a).

Cuando hay más de dos autores se citará al primer autor y se colocará et al. (Ejemplo: (Smith et al. 1981) o «según Smith et al. (1981)»).

La Literatura Citada incluirá todas las referencias citadas en el texto dispuestas solamente en orden alfabético y sin numeración.

La cita se inicia con el apellido del primer autor a continuación, sin coma, las iniciales del nombre separadas con puntos y (Continúa....)

Rev. peru. biol. 17(2): 000- 000 (August 2010)

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sin espacio. El segundo y tercer autor deben de tener las iniciales de los nombre y a continuación el apellido. El último autor se diferenciara por que le antecede el símbolo &. Si hubiesen más de tres autores pueden ser indicados con la abreviatura et al. En la literatura citada solamente se usa letra tipo normal, no itálica, no versalita. Ejemplos: –– Montgomery G.G., R.C. Best & M. Yamakoshi. 1981. A radio-tracking study of the American manatee Trichechus inunguis (Mammalia: Sirenia). Biotropica 13: 81 -85.

–– Buhrnheim C.M. & L.R. Malabarba. 2006. Redescription of the type species of Odontostilbe Cope, 1870 (Teleostei: Characidae: Cheirodontinae), and description of three new species from the Amazon basin. Neotrop. ichthyol. 4 (2): 167-196.

–– Nogueira R.M.R., M.P. Miagostovich, H. G. Schatzmayr, et al. 1995. Dengue type 2 outbreak in the south of the State of Bahia, Brazil: laboratorial and epidemiological studies. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo 37 (6): 507-510.

–– McLachlan A. & A.C Brown. 2006. The Ecology of Sandy Shores. Elsevier Science & Technology Books. 373pp.

–– Crawford D.J. 1983. Phylogenetic and systematic inferences from electrophoretic studies. In: S.D. Tanksley and T.J. Orton, eds. Isozymes in plant genetics and breeding, Part A. Elsevier, Amsterdam. Pp. 257-287.

–– Pianka E.R. 1978. Evolutionary ecology. 2nd edn. New York: Harper & Row. –– Carroll S.B. 2005. Evolution at Two Levels: On Genes and Form. PLoS Biol 3(7): e245. <http://biology. plosjournals. org/archive/1545-7885/3/7/pdf /10.1371_journal.pbio.0030245-S.pdf >. Acceso 31/07/2005.

–– Food and Drug Administrations (FDA). 2001. Fish and Fishery Products Hazards and Controls Guidance. Third Edition June 2001. <http://www.cfsan.fda.gov/~comm/haccp4.html> (acceso 24/12/07).

–– CONAM. 2005. (en línea). Informe nacional del estado del ambiente 2001. <http://www.conam.gob.pe /sinia/ INEA2001.shtml>. Acceso 31/07/2005.

–– IMARPE. 2002. (en línea). Segundo informe del BIC José Olaya Balandra. Paita – Salaverry. 24 febrero- 05 Marzo 2002. <http://www.imarpe.gob.pe /imarpe/informeolaya02-032002.php>. Acceso 01/07/2005.

–– Solari S.A. 2002. Sistemática de Thylamys (mammalia: didelphimorphia: marmosidae). Un estudio de las poblaciones asignadas a Thylamys elegans en Perú. Tesis, Magíster en Zoología, mención Sistemática y Evolución. Facultad de Ciencias Biológicas Universidad Nacional Mayor de San Marcos. <http://www.cybertesis.edu.pe/sisbib/2002/solari_ts / html/index-frames.html>. Acceso 31/07/2005 Las citas de artículos en prensa deben incluir el volumen, el año y el nombre de la revista donde saldrán publicados; de lo contrario deberán ser omitidos.

No se aceptan las citas a resúmenes de eventos académicos (congresos y otros).

Normas y características de la información en los trabajos La Revista Peruana de Biología se guía de los conceptos éticos de autoría mencionados en los Uniform Requirements for Manuscripts Submitted to Biomedical Journals (http://www.icmje.org/), asumimos la veracidad de la carta de presentación y de la carta de consentimiento de publicación.

Cuando el artículo exponga sobre experimentos con humanos y animales, los procedimientos deben de ceñirse a la Declaración de Helsinki de 1975 y a las leyes peruanas vigentes (Ley 27265). Deben ser presentadas las declaraciones pertinentes y mencionadas en el texto.

Cuando el artículo exponga sobre nuevas especies, nuevos registros, ampliaciones biogeográficas o inventarios taxonómicos debe tomarse en cuenta la información requerida en el Darwin Core. También debe indicarse el depósito de los ejemplares en un centro de referencia taxonómico (v.g. Museo).

Las referencias a localidades y puntos de colecta deben ser referenciados geográficamente.

Cuando los especímenes hayan sido colectados en áreas protegidas, debe de indicarse los respectivos permisos.

Los nombres científicos del género y especie irán en cursivas. La primera vez que se cita un organismo deberá hacerse con su nombre científico completo (género, especie y autor); posteriormente podrá citarse solamente la inicial del nombre genérico y el nombre específico completo. Para el caso de las abreviaturas de autores en nombres botánicos pueden referirse a la base de datos TROPICOS (http://www.tropicos.org/) y AlgaeBase (http://www.algaebase.org/).

Deben usarse los símbolos de las unidades del Sistema Internacional de Medidas. Si fuera necesario agregar medidas en otros sistemas, las abreviaturas correspondientes deben ser definidas en el texto.

Los textos en castellano deberán utilizar la coma decimal, no punto (ejemplo correcto: 0,5; incorrecto: 0.5). Los textos en ingles deben usar punto decimal.

Ilustraciones Las Figuras (mapas, esquemas, diagramas, dibujos, gráficos, fotos, etc.) serán numeradas correlativamente con números arábigos; de igual manera las Tablas. Las leyendas de las figuras y Tablas deben presentarse a continuación del texto y ser suficientemente explicativas.

Las figuras escaneadas deben guardarse en un archivo TIFF, tamaño del original, 300 dpi. Las gráficas deben de enviarse en formato nativo editable (achivo.xls, archivo.wmf, archivo.svg, archivo.eps), no como imágenes (JPGE, TIFF, PNG). Los mapas pueden enviarse en formatos SHP. Fotos de cámaras digitales en formato JPGE mayor a 3 Mpixel. Otros archivos de imágenes en TIFF, BMP, JPGE de alta resolución y tamaño, y figuras vectoriales en Ai, PSD. Formatos procedentes de software como R, Statistica, en formatos editables de PDF, EPS (Postscript). Costos por ilustraciones a color serán asumidos por el autor.

(Continúa....)

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Los archivos deben presentarse por separado, esto es, un archivo con el texto y leyendas en formato MS-Word. Otro archivo para las tablas en MS-Excel o como tablas en MS-Word. Otros archivos en formatos nativos, no como imágenes insertadas en otros archivos (por ejemplo no enviar imágenes pegadas en una hoja de MS-Word o Excel).

Consentimiento de publicación El autor responsable recibirá una prueba del trabajo en formato PDF, el cual deberá revisarlo cuidadosamente, y consultarlo con los otros autores. Una vez solucionados errores de edición, el autor responsable enviara una carta o email indicando que el trabajo fue revisado por todos los autores y están conformes y mencionar su consentimiento de para la publicación del trabajo como artículos de la Revista Peruana de Biología. Este es un requisito para la publicación del trabajo. Con la prueba el autor responsable recibirá el costo por publicación. costo por publicación.

El costo por publicación se refiere a gastos extras por manipulación, edición extraordinaria (v.g. elaboración de ilustraciones, traducciones, etc.) y por impresión de ilustraciones a color. El pago por publicación se realiza en las oficinas de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, o en coordinación con el Editor Jefe.

El autor principal podrá solicitar cuatro ejemplares de la revista en las oficinas de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos.

Comité Editor Email: editor.revperubiol@gmail.com Correo postal: Leonardo Romero (Editor) Revista Peruana de Biología UNMSM-FCB Apartado 11-0058 Lima 11 Perú

Rev. peru. biol. 17(2): 000- 000 (August 2010)

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Comentarios 351 Investigación y conservación de la biodiversidad en Perú: importancia del uso de técnicas modernas y procedimientos administrativos eficientes

Research and conservation of biodiversity in Peru: importance of using modern techniques and efficient administrative processes

Rudolf von May, Alessandro Catenazzi, Ariadne Angulo, Pablo J. Venegas y César Aguilar 359 El camino de la biotecnología en la Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú

The path of Biotechnology at the Universidad Nacional Agraria La Molina, Peru

Marcel Gutiérrez-Correa

Revista Peruana de Biología Rev. peru. biol. ISSN 1561-0837

Volumen 19

Diciembre, 2012

Número 3

Contenido Trabajos originales 235 Efecto neuroprotector del extracto hidroalcohólico de Piper aduncum “matico” en un modelo in vitro de neurodegeneración

The neuroprotective effect of a hydroalcoholic extract of Piper aduncum “matico” in an in vitro model of neurodegeneration

César Zaa, Martha Valdivia y Álvaro Marcelo 241 Variabilidad genética y distribución geográfica del maní, Arachis hypogaea L. en la Región Ucayali, Perú

Genetic variability and geographic distribution of peanut Arachis hypogaea L. in Ucayali, Peru

Luis Fernando Rimachi, D. Andrade, Milusqui Verástegui, Jaime Mori, Victor Soto, Rolando Estrada J. 249 Variabilidad morfológica y evaluación agronómica de maukas Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl. del norte peruano

Morphological variability and agronomic evaluation of maukas, Mirabilis expansa (Ruiz & Pav.) Standl. of northern Peru

Juan F. Seminario y Miguel A. Valderrama 257 Efecto del follaje de Tagetes minuta sobre la nodulación radicular de Meloidogyne incognita en Capsicum annuum, en invernadero

Effect of the foliage of Tagetes minuta on Meloidogyne incognita root-galling on Capsicum annuum in a greenhouse

Santos Nélida Murga-Gutiérrez, Juan Carlos Alvarado-Ibáñez, Nora Yessenia Vera-Obando 261 Composición florística del hábitat de la cortarrama peruana (Phytotoma raimondii)

Floristic composition of Peruvian plantcutter (Phytotoma raimondii) habitat

Mónica Romo y Mario Rosina 267 La liebre europea Lepus europaeus (Lagomorpha: Leporidae) una especie invasora en el Perú

European hare Lepus europaeus (Lagomorpha: Leporidae) an invasive species in Peru

Horacio Zeballos, César Medina, Kateryn Pino, Adolfo Mejía-Ríos, Alexánder Pari 275 Weddellian marine/coastal vertebrates diversity from a basal horizon (Ypresian, Eocene) of the Cucullaea I Allomember, La Meseta formation, Seymour (Marambio) Island, Antarctica

Diversidad de vertebrados marino costeros de la Provincia Weddelliana en un horizonte basal (Ypresiano, Eoceno) del Alomiembro Cucullaea I, Formación La Meseta, isla Seymour (Marambio), Antártida

Marcelo A. Reguero, Sergio A. Marenssi and Sergio N. Santillana 285 Distribución y observaciones sobre la población de la nutria marina Lontra felina (Molina 1782) en el Perú

Distribution and observations on the population of marine otters Lontra felina (Molina 1782) in Peru

Manuel Apaza y Leonardo Romero 299 Temporal variation in the water quality of ponds and effluent of grow-out ponds of Amazon River prawn Macrobrachium amazonicum

Variación temporal de la calidad del agua de los estanques y efluentes de los estanques de engorde del camarón de río Macrobrachium amazonicum

Erlei Cassiano Keppeler, Patrícia Maria Contente Moraes Valenti and Leonardo Vaz Pereira 307 Lista anotada de nuevas adiciones para la flora andina de Moquegua, Perú

Annotated checklist of new additions to the Andean flora of Moquegua, Peru

Daniel B. Montesinos Tubée 317 Dieta de roedores sigmodontinos (Cricetidae) en los bosques montanos tropicales de Huánuco, Perú

Diet of Sigmodontine rodents (Cricetidae) in tropical montane forests from Huánuco, Peru

Maggie C. Noblecilla y Víctor Pacheco

Notas científicas

323 Ecología trófica de la lagartija Stenocercus modestus (Squamata: Tropiduridae) en una zona urbana, Lima, Perú

Throphic ecology of lizard Stenocercus modestus (Squamata: Tropiduridae) in a urban area, Lima, Peru

José Pérez Z., Lourdes Y. Echevarría, Silvana C. Álvarez, Adrian Vera, J. Gabriela Alarcón y Manuel Andía 327 The first record of the butterfly Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) in Costa Rica

Primer registro de la mariposa Memphis d. dia (Lepidoptera: Nymphalidae, Charaxinae) en Costa Rica

Jim Córdoba-Alfaro and Luis Ricardo Murillo-Hiller 329 Efecto antiinflamatorio y antioxidante del extracto hidroalcohólico de Petiveria alliacea

The anti-inflammatory and antioxidant effects of hydroalcoholic extract of Petiveria alliacea

César Zaa, Martha Valdivia y Álvaro Marcelo 335 Implementación de dos métodos de recuento en placa para la detección de colifagos somáticos, aportes a las metodologías estándar

Implementation of two plate count methods for detection of somatic coliphages and contributions to the standard methodologies

Melissa Solano Barquero, Luz María Chacón Jiménez, Kenia Barrantes Jiménez y Rosario Achí Araya 341 Introducción y multiplicación in vitro del cultivo de ajo variedad Morado Barranquino

Introduction and multiplication in vitro of garlic culture var. Morado Barranquino

Karina Carhuaricra E., Julio Olivera S., Javier Gonzales A. y Juan Rodríguez L. 345 La cola de caballo (Equisetum, Equisetaceae) comercializada y exportada del Perú

Horsetail (Equisetum, Equisetaceae) in commerce and exported from Peru

Blanca León 347 Primer registro de Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) en el mar peruano

First record of Heterocucumis godeffroyi (Semper, 1868) (Echinodermata: Holothuroidea) from Peruvian sea

Francisco Alonso Solís-Marín, Yuri Hooker, Andrea Alejandra Caballero Ochoa y Alfredo Laguarda-Figueras

(Continúa...)