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Estudios de Germinación de Tres Especies de Ficus de Importancia Ecológica

Lisette Valverde Cerdas^[1], Ana Hine Gómez^[2]

Resumen

Se estudió la germinación y el cultivo in vitro de tres especies de higuerones: F. obtusifolia Kunt, F. jimenezzi Standl y F. morazaniana Burger. Semillas semi-maduras de estas especies se distribuyeron en cuatro tipos de sustrato (medio de cultivo, arena, tierra y papel periódico) bajo tres diferentes condiciones (in vitro, ambiente e invernadero). Solo fue posible la germinación in vitro y la micropropagación de F. jimenezii dado que las semillas de las otras especies presentaron una alta incidencia de contaminación bacterial. Este resultó ser el mejor método para la producción de esta especie. El sustrato de papel periódico mostró altos porcentajes de germinación en las tres especies y facilitó la transferencia de las plántulas a otros sustratos para su crecimiento en condiciones in vitro. F. obtusifolia y F. jimenezzi mostraron más bajos porcentajes de germinación en el sustrato de arena 60% y 10% respectivamente. La germinación de F.obtusifolia y F. morazaniana es posible en un recipiente en condiciones de invernadero pero el crecimiento de las plántulas es inferior con respecto a los otros métodos evaluados. Para las plántulas germinadas en condiciones ambientales, el mejor crecimiento se obtuvo en frascos cerrados con un sustrato de turba colocados en un cuarto de crecimiento con un fotoperíodo de 16 horas luz y una intensidad lumínica de 30 ldSYMBOL 109 \f "Symbol" \s 12Em-².s^-1. Las plantas se desarrollaron bien en el invernadero donde fueron fertilizadas, permaneciendo ahí por un período de doce meses y posteriormente fueron transferidas al campo en la provincia de Guanacaste.

Introducción

El género Ficus constituye un grupo de plantas muy importante en la ecología del bosque tropical por su abundancia de especies, abundancia poblacional y porque produce siconios durante todo el año (Montero 1991). Solo en Costa Rica se han registrado alrededor de 53 especies de Ficus de las cuales 47 son nativas (J. González, en prep.). Estas especies poseen una gran formación de raíces y copas muy frondosas por lo que han sido muy utilizadas para sombra, en la protecci_f3n de cuencas, para evitar erosión de terrenos, como cercas vivas, alimento para aves y ornamentales. Una de las características más sobresalientes de este género es su gran adaptabilidad a una amplia gama de condiciones ambientales. Journet y Conway (2001) refiriéndose a éstas mencionan que remansos solitarios de bosque en pasturas tropicales sirven como foco de atracción para la colonización de especies y que árboles con frutos carnosos y una copa densa atraen aves de bosques cercanos y proveen una mayor diversidad de semillas que otros géneros.

A pesar de las cualidades que poseen, han sido especies a las que no se les ha prestado mucha atención en nuestro medio debido a que no son comerciales desde el punto de vista maderable. Razón por la cual es muy poca la literatura relacionada con aspectos tecnológicos de su cultivo aunque si se cuenta con estudios taxonómicos de estas especies (Burger 1977; Ramírez 1979; J. González, en prep.), de biología reproductiva (Berg 1990) y de estudios fenológicos (Montero 1991; Milton 1982) en algunas de ellas.

F. jimenezii Standl, F. morazaniana Burger y F. obtusifolia Kunt son especies que prefieren las formaciones secas del bosque siempreverde aunque también se pueden hallar en el bosque húmedo.

Este trabajo pretende aportar información que contribuya con el conocimiento de estas tres especies de higuerones y a la vez establecer técnicas que de forma eficiente provean la cantidad de material necesario para poblar zonas degradadas, aumentar la cobertura vegetal de nuestro territorio y con ello restablecer la biodiversidad de esas zonas.

Materiales y Métodos

Se probaron cinco tratamientos para la germinación de semillas semi-maduras de tres especies de higuerones: F. obtusifolia, F. morazaniana y F. jimenezii, todas procedentes de la finca Los Inocentes Lodge ubicada en La Cruz de Guanacaste, Costa Rica.

Dos de los tratamientos se establecieron bajo condiciones de asepsia. Para ello, los frutos de F. morazaniana y F. obtusifolia, fueron lavados con agua y jabón en continua agitación por un período de 30 minutos y seguidamente se sumergieron en una solución de cloro comercial al 3.5% por 30 minutos. Los frutos de F. jimenezii por ser más pequeños, solo se mantuvieron en agua y jabón durante 10 minutos y 20 minutos en la solución de cloro comercial al 3.5%. Después de la desinfección con cloro el material fue llevado a una cámara de flujo laminar donde se lavó con agua destilada esterilizada y se seccionaron los frutos para extraer las semillas que fueron inoculadas, directamente o bien embriones extraídos de éstas, en un medio de cultivo Murashige y Skoog (1962) completo, suplementado con 30 g.l^-1 de sacarosa y 7 g.l^-1 de agar así como. Para los tratamientos siguientes, los frutos se dividieron a la mitad para extraer las semillas que fueron distribuídas en dos sustratos diferentes: arena esterilizada y hojas de papel periódico. Los ensayos se mantuvieron bajo condiciones ambientales y riego constante por un período de cinco días y períodos de dos días sin riego. En el último tratamiento, frutos de F. morazaniana y F. obtusifolia partidos en cuatro partes y aglomerados fueron puestos en un recipiente sin sustrato. El ensayo se estableció bajo condiciones de invernadero y se le dio riego constante dejando períodos de tres días sin riego. La cantidad de semilla de F. jimenezii no permitió esta prueba.

Las plántulas de F. jimenezzi germinadas bajo condiciones de asepsia fueron seccionadas para su multiplicación in vitro y cultivadas en un MS(1962), suplementado con carbón activado.

Las plántulas que germinaron bajo condiciones ambientales fueron transferidas con pinzas o espátulas a frascos que contenían dos diferentes tipos de sustrato para su posterior desarrollo: un sustrato esterilizado a base del musgo Spaghnum y un sustrato a base de tierra esterilizada. Los tratamientos fueron colocadas en un cuarto de crecimiento bajo condiciones controladas con un fotoperíodo de 16 horas, 30 mtEs^-1m^-2, una temperatura de 26ºC y se regaron con agua destilada esterilizada cada 22 días. Se sembraron de una a cuatro plántulas por frasco.

Las plantas fueron llevadas al invernadero para su aclimatación bajo riego frecuente y fueron fertilizadas con urea cada dos meses por un período de seis meses. Se midió el promedio de altura de las plantas en cada período de fertilización. Las plántulas germinadas bajo condiciones de invernadero se transplantaron directamente a la bolsa cuando alcanzaron una altura de 2 cm.

Resultados

En el primer ensayo, solo la especie F. jimenezii logró establecerse in vitro ya que con las otras especies se presentó una alta incidencia de contaminación debida a una bacteria lechosa que proliferó en el medio de cultivo. Las semillas de F. jimenezii empezaron a germinar 22 d'edas después de colocadas en el medio de cultivo y 50 días después unas pocas aún estaban germinando. La germinación de los embriones se inici'f3 a los 16 días de cultivo. Las plántulas respondieron bien al medio de cultivo y su desarrollo fue bastante saludable. A los 60 días las plantas estaban listas para ser aclimatadas. Las secciones nodales de estas plántulas que fueron cultivados en un medio de cultivo MS(1962) suplementado con carbón activado formaron nuevas plantas sin necesidad de adicionar auxinas para el enraizamiento de las yemas desarrolladas.

Las semillas colocadas en arena esterilizada bajo condiciones ambientales comenzaron a germinar 30 días después y continuaron germinando hasta por 30 días más. Un 100% de las semillas de F. morazaniana germinaron bajo estas condiciones y tan solo un 60% de las semillas de F. obtusifolia y un 10% de las semillas de F. jimenezzi.

La mayor cantidad de semillas germinadas se observó con el sustrato de papel periódico, en el cual germinaron el 100% de las semillas de F. morazaniana y F. obtusifolia y un 97% de las semillas de F. jimenezii (Cuadro 1). En este tratamiento todas las especies respondieron favorablemente e iniciaron la germinación a las tres semanas que se prolongó hasta por un período de 90 días. A su vez, este fue el tratamiento que facilitó la transferencia de las plántulas a los frascos para su crecimiento.

La abundancia de las semillas de las especies F. morazaniana y F. obtusifolia favoreció los altos porcentajes de germinación de estas especies en comparación con F. jimenzii que posee menor cantidad de semillas por fruto y algunas pocas eran vanas lo cual se corroboró en el ensayo de extracción de embriones.

La transferencia de las plántulas al sustrato con musgo bajo condiciones de luminosidad controladas favoreció su crecimiento y permitió ahorrar espacio y cuido de éstas. Las plántulas eran transferidas apenas iniciaban su germinación ya sea individual o en grupos. En estas condiciones las plántulas se desarrollaron muy bien y no se observó mortalidad. La cantidad de plantas por frasco afectó su desarrollo ya que una sola planta podía tardar de tres a cinco semanas para ser pasada al invernadero mientras que m_e1s de tres plantas por frasco se tardaba hasta ocho semanas para su transferencia.

Anterior al traslado de las plantas al invernadero, éstas se mantuvieron con los frascos sin tapa en un cuarto bajo condiciones ambientales con el fin de lograr un pre-endurecimiento de las hojas; debido a que el INISEFOR se encuentra localizado en una zona ventosa y a una altitud de 1200 msnm. Seguidamente, las plántulas fueron transferidas a bolsas de polietileno con tierra y se conservaron en el invernadero bajo techo por un período de dos semanas, para lograr un mayor endurecimiento. Posteriormente, se pasaron al invernadero sin techo para completar su crecimiento; permaneciendo all_ed por un lapso de 10 meses antes de ser establecidas en su hábitat natural donde se encuentran creciendo.

La germinación de las especies F. obtusifolia y F. morazaniana en condiciones de invernadero también resultó en un 100% de germinación pero dicha germinación fue más escalonada.

F. jimenenzii fue la especie que mostró una mayor resistencia al ser transferida a bolsa, al igual que F. morazaniana pero F. obtusifolia es una especie bastante susceptible cuando se transfieren a bolsa.

No se observó ningún efecto negativo del fertilizante y por el contrario mostraron una gran respuesta en crecimiento a la fertilización. Los datos de estas tres evaluaciones se presentan en el cuadro 2 donde se observa diferencias muy marcadas de crecimiento entre F. morazaniana y las otras dos especies en las primeras mediciones, ya en la tercera medición el crecimiento de las plantas de F. morazaniana fue muy notorio y el promedio de altura de éstas fue muy similar al de las plantas de F. obtusifolia. Curiosamente, F. morazaniana mostró un crecimiento m'e1s lento en la etapa inicial de invernadero aunque en el laboratorio mostró mayor rapidez de crecimiento. Las plantas de F. jimenezii siempre mantuvieron un mayor promedio de altura que las otras especies.

Cuadro 1. Porcentaje de germinación de tres especies de Ficus en diferentes condiciones y sustratos.

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Discusión

Similar a lo observado por otros autores (Rai et al 1988) con otras especies, cuando se abrieron frutos muy maduros de F. morazaniana y F. obtusifolia, éstos estaban infestados por insectos que en nuestro caso fueron individuos en diferentes estados de desarrollo del parasitoide Idarnes sp. (comunicaci_f3n personal Dr. William Ramírez).

La alta contaminación de las semillas por bacteria impidió establecer un protocolo eficiente de desinfección en F. obtusifolia y F. morazaniana, por lo que se tuvo que recurrir a una combinación de métodos asépticos y métodos convencionales con el fin de obtener un sistema eficiente de germinación y de desarrollo de las plantas. Con F. jimenezzi si se logró su establecimiento in vitro, obteniéndose mejores resultados ya que el 100% de las semillas germinaron y el desarrollo de las plantas fue mejor que el observado con los otros sustratos evaluados. Este sistema ahorró tiempo tanto en la salida de las plantas al invernadero como en el manipuleo de las mismas.

El medio de cultivo al ser rico en nutrientes favoreció el crecimiento de las plantas. También facilitó la multiplicación seriada de la especie a partir de segmentos nodales y yemas apicales. Otros autores han utilizado explantes de brotes apicales y segmentos nodales de árboles adultos de algunas especies del género Ficus como F. carica, F. religiosa y F. benjamina para su micropropagación (Deshpande et al 1998, Kumar et al 1998).

De los otros tratamientos evaluados el método que mostró un eficiente proceso de germinación para las tres especies fue el uso de papel y a su vez este método fue el que mejor facilitó la manipulación de las plantas para su transferencia al sustrato donde se desarrollarían. Contrario a lo observado por Rai et al (1988) en condiciones convencionales, en estas especies de Ficus las plántulas no fueron afectadas por un transplante individual bajo las condiciones evaluadas en este estudio.

El mejor sustrato para el desarrollo de las plantas fue el de musgo debido a que es un sustrato rico en nutrientes y a que mantuvo la humedad por más tiempo y permitió una buena aereación para el sistema radical de los higuerones. Además de ésto, facilitó la transferencia de las plantas a tierra ya que se evitaba el rompiento de las raíces.

En los sustratos de tierra esterilizada también se logró un buen crecimiento de las plantas pero éste fue más lento que el de las plantas crecidas en el sustrato de musgo. En el sustrato de tierra se observó pérdida de humedad a los diez días y se incurrió en el riego de las plantas con mà1s frecuencia. Otro inconveniente que se observó con este sustrato fue en el momento de la transferencia de las plantas a bolsa ya que el rompimiento de las raíces se daba con mayor facilidad al halar las plantas para sembrarlas. Con el sustrato de arena el rompimiento de las raíces era menor que con el de tierra.

En condiciones ambientales la arena esterilizada mostró ser un buen sustrato para la germinación de las semillas de F. morazaniana.

Aunque las plántulas germinadas en el recipiente sin sustrato presentaron la ventaja de estar más adaptadas a las condiciones de vivero, lo cual ahorraba tiempo y laboriosidad, cuando se transplantaron a bolsa fueron las más susceptibles al ataque de insectos en el tallo; y su crecimiento y desarrollo más lento comparado con las que crecieron en condiciones in vitro y ex vitro-in vitro. Razón por la cual, en algunos casos, hubo que plantar más de dos o tres plántulas por bolsa y posteriormente separarlas. También se recomienda pasar las plántulas a bolsas u otros recipientes en grupos de forma que alcancen una mayor altura para su transplante. F. morazaniana fue la especie que mostró un porcentaje de germinación bastante constante en los diferentes tipos de sustrato.

La irrigación fue un factor fundamental en todas las etapas de producción de las tres especies de Ficus y los períodos de sequía en la etapa de germinación fue esencial para una germinación más homogénea. Todas las especies mostraron una gran viabilidad de las semillas y de cierta forma una latencia que se rompía estos períodos de sequía y humedad. Es posible que las semillas colocadas en arena esterilizada bajo condiciones in vitro se vieran afectadas por la humedad constante que se mantiene bajo esas condiciones.

Un aspecto interesante fue la respuesta favorable de las especies a la fertilización así como las diferencias en crecimiento entre ellas. Los primeros meses tanto F. obtusifolia como F. morazaniana pueden confundirse y muestran un crecimiento más rápido que F. jimenezii, pero en condiciones de vivero empiezan a diferenciarse claramente y F. morazaniana muestra un crecimiento más lento que las otras dos especies como se evidenció en los datos del cuadro 1. Sin embargo, después de la segunda aplicación de fertilizante F. morazaniana mostró un mayor crecimiento que F. obtusifolia. En etapa de vivero F. jimenezii siempre presentó un mayor crecimiento que las otras dos especies y no se recomienda tenerla mà1s de ocho meses en esta etapa y a las otras especies no más de diez meses en bolsa.

Literatura citada

Berg, C. 1990. Reproduction and evolution in Ficus (Moraceae): Traits Connected With The Adequate Rearing of Pollinators. Memories of the New York Botanical Garden. 55:169-185.

Burger W. 1977. Flora costaricensis. Fieldiana: Botany. Museum of Natural History. 40:90-167.

Deshpande, S.R., P.C. Josekutty & G. Prathapasenan. 1998. Plant regeneration from axillary buds of a mature tree Ficus religiosa. Plant Cell Reports. 17:571-573.

Journet, A. & K. Conway. 2001. Cultivating Figs (Ficus spp.) to promote regeneration of a tropical moist forest in Guanacaste, Northwestern Costa Rica. Department of Biology. Southeast Missouri State University. Cape Girardeau. Restoration and Management Notes. 11 p.

Kumar, V., A. Radha & S. Kumar Chitta. 1998. In vitro plant regeneration of fig (Ficus carica L.cv.gular) using apical buds from mature trees. Plant Cell Reports. 17:717-720.

Milton K., D. Windsor. & A. Morrison Stribi. 1982. Fruiting phenology of two Neotropical Ficus species. Ecology 63(3):752-762

Montero, J.L. 1991. Sincronización de la floración y maduración de los siconios de Ficus jimenezii Standl. (Moraceae) y su polinización por Blastophaga jimenezii (Hymenoptera: Agaonidae). Tesis de Licenciatura. Universidad Nacional. 44 p.

Rai S.N., H.C. Nagaveni& Padmanaba. 1988. Germination and Nursery Technique of Four Species of Ficus. Indian Forester 114(2):63-66.

Ramírez, B. 1977. A New Clasification of Ficus. Annual of Missouri Botanical Garden. 64:296-310.