PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA BOTÁNICA TAXONÓMICA PROFESOR: EDUINO CARBONÓ SESIÓN DE LABORATORIO 4. TAXONOMÍA DE LA FAMILIA F AMILIA POACEAE (GRAMINEAE) INTRODUCCIÓN. La familia Poaceae Barnhart (Gramineae Juss.) que se incluye en el orden Poales, clado Commelinids, del clado Monocots (APG IV 2016), contiene aproximadamente 11.056 especies en 768 géneros (Soreng et al 2017), constituyéndose en una las más ricas en especies entre las Angiospermas, después de las Asteraceae, Orchidaceae, Fabaceae y Rubiaceae. Sin embargo, es la primera en importancia económica, estimándose que el 70% de los cultivos de la tierra corresponden a especies de gramíneas utilizadas en la alimentación diaria de la humanidad. Es, además, de distribución cosmopolita, llegando a hacerse dominante en la composición florística de territorios extensos a los cuales les confiere rasgos fisonómicos característicos (llanuras, praderas, estepas), que pueden abarcar el 24% de la vegetación terrestre; incluso se sostiene que del 31 al 43% de la superficie terrestre actual corresponde a pastizales. Se le interpreta como un grupo natural con plasticidad adaptativa a una amplia variedad de habitats y se cuentan entre las plantas con alta capacidad de competencia biológica en ambientes modificados por el hombre. Las Poaceae son plantas herbáceas o leñosas con tallos aéreos redondeados o aplanados (nunca triangulares), articulados, generalmente huecos, pero sólidos en los nudos; con hojas en dos hileras, alternas, de venación paralela, integradas por la vaina tubular, abrazadora del tallo y la lámina en forma de cinta aplanada. En la unión de la vaina y la lámina está la lígula, apéndice de textura delgada a veces reducida a una hilera de pelos o rara vez ausente. Las flores de las Poaceae son pequeñas e inconspicuas y se encuentran cubiertas por varias brácteas envolventes en un conjunto denominado espiguilla que es la inflorescencia elemental característica de la familia (Figura 1). En la base de esta estructura hay dos brácteas sin yemas en sus axilas, dispuestas una frente a la otra (las glumas) que pueden envolver toda la espiguilla o solo parte de ella; el eje (raquilla) se continúa por encima de las glumas sosteniendo flores dispuestas en dos hileras, y envueltas en dos brácteas (Figura 2). Cada flor se origina en la axila de una pequeña bráctea (la lemma) y está subtendida y envuelta en una segunda (la pálea), este conjunto de flor, lemma y pálea se denomina flósculo o antecio (Figura 3). Los flósculos nacen alternadamente sobre la raquilla, a veces solo se encuentra uno. Las envolturas exteriores de la flor están representadas solamente por dos órganos diminutos situados en la base del ovario (lodículas), estos órganos eréctiles abren la flor en la antesis. El androceo está integrado, regularmente, por tres estambres; aunque en grupos considerados basales en la evolución de la familia se presentan seis. Tienen gineceo bicarpelar con un solo ovario, uniceldado y uniovulado, con dos estilos, cada uno con un estigma plumoso. El fruto es una cariopsis (Figuras 4 y 5) en cuyo desarrollo el integumento externo se fusiona a la pared interna i nterna del ovario. En la actualidad, la sistemática de la familia es de las más avanzadas debido a la investigación intensa que ha motivado su importancia económica. El desarrollo de métodos y técnicas nuevas han permitido la obtención de evidencias que avanzan en interpretaciones más claras acerca de su origen y tendencias evolutivas, lográndose ajustes en la delimitación taxonómica (Grass Phylogeny Working Group 2001). La familia es considerada un grupo monofilético, hermano de la familia Joinvilleaceae, pueden reconocersele como sinapomorfias las inflorescencias altamente bracteadas, el perianto reducido o ausente, la cubierta seminal fusionada con la pared interna del ovario en la madurez para formar una cariopsis, el embrión de posición lateral diferenciado con hojas y meristemos caulinar y radical; sin embargo, con frecuencia se presentan dificultades para el reconocimiento práctico, determinación y nominación a causa de la diversificación y variedad de transformaciones evolutivas. La familia se divide en 1 2 subfamilias: Anomochlooideae, Pharoideae, Puelioideae, Bambusoideae, Oryzoideae, Pooideae, Aristidoideae, Arundinoideae, Danthonioideae, Panicoideae, Chloridoideae, Micrairioideae (Soreng et al. 2017). 1
En Colombia se registran 183 géneros y 907 especies de Poaceae (Giraldo-Cañas 2013), que le convierten en una de las familias de mayor riqueza específica en el territorio nacional.
Figura 1. Inflorescencia (Espiguilla) de Poaceae.
Figura 2. Esquema de una espiguilla de Poaceae
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Figura 3. Representación de un antecio de Poaceae
Figura 4. Cariopsis de Maíz (Zea mays L.)
Figura 5. Cariopsis de Eleusine indica (L.) Gaernt. 3
OBJETIVOS Reconocer la diversidad de formas y estructuras en las plantas con flores. Reconocer caracteres macromorfológicos de la familia Poaceae importantes para su taxonomía. MATERIALES Y EQUIPOS Muestras fértiles de Poaceae ( Eleusine indica (L.) Gaertn. y Echinochloa colona (L.) Link), estereoscopio, agujas y pinzas de disección de punta fina, cuchillas de afeitar n uevas. PROCEDIMIENTO 1. Realice observaciones de características vegetativas y reproductivas de las muestras. Con base en un análisis comparativo registre las características comunes y las que les diferencian. 2. Realice la disección de una espiguilla de Eleusine indica y distinga glumas, lemmas, páleas y flores. Dibuje las estructuras observadas, diferenciando en el dibujo cada una de las partes con el nombre correspondiente. 3. Realice la disección de una espiguilla de Echinochloa colona y distinga glumas, lemmas, páleas y flores. Dibuje las estructuras observadas, diferenciando en el dibujo cada una de las partes con el nombre correspondiente. 4. Los resultados del ejercicio deben ser entregados en el formulario de respuestas con las preguntas resueltas. BIBLIOGRAFÍA APG IV 2016 An update of Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society 181 (1): 1-20. GIRALDO-CAÑAS, D. 2013. Las gramíneas de Colombia.: riqueza, distribución, endemismo, invasión, migración, usos y taxonomías populares. Biblioteca José Jerónimo Triana, número 26. Imstituto de Ciencias Naturales , Universidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C. GRASS PHYLOGENY WORKING GROUP. 2001. Phylogeny and subfamilial clas sification of the grasses (Poaceae). Annals of the Missouri Botanical Garden 88 (3): 373-457. SORENG, R. J.,PETERSON, P. M., ROMASCHENKO, K., GERRIT DAVIDSE, G., TEISHER, J. K., CLARK, L.G., BARBERÁ, P., GILLESPIE, L.J. & ZULOAGA, F. O. 2017. A worldwide phylogenetic classification of the Poaceae (Gramineae) II: An update and a comparison of two 2015 classifications. Journal of Systematics and Evolution 55 (4): 259 -290.
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PROGRAMA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA BOTÁNICA TAXONÓMICA PROFESOR: EDUINO CARBONÓ SESIÓN DE LABORATORIO 4. TAXONOMÍA DE LA FAMILIA POACEAE (GRAMINEAE) Nombre____________________________ Código __________________ Fecha ______________ 1. ¿Qué diferencias macromorfológicas se pueden registrar entre las hojas de las dos especies? 2. ¿Cuáles diferencias son notorias entre las espiguillas de las dos especies? ¿Cuantos flósculos hay en las espiguillas de cada una? ¿Qué diferencias hay entre los flósculos de cada espiguilla? ¿Cuantos estambres y cuantos estigmas tienen las flores de cada especie? 3. De acuerdo con las observaciones realizadas, elabore esquemas interpretativos de las espiguillas de Eleusine indica y Echinochloa colona.
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