BOTÁNICA POLICROMÁTICA // Variación del color foliar de Codiaeum variegatum
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Sirva la oportunidad, para compartir con toda la comunidad académica de la red social Steemit, información científico-técnica sobre BOTÁNICA POLICROMÁTICA, particularmente sobre la coloración como estrategia de fotoprotección foliar, haciendo uso de la variación del color que exhiben las láminas foliares de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE).
El post se presenta, bajo la narración científica y audiovisual esperando sea de gran aporte académico, y del agrado de todos los miembros de nuestra comunidad #stem-espanol.
Video 1. Presentación Post - BOTÁNICA POLICROMÁTICA // Variación del color foliar de Codiaeum variegatum. Edición: @lupafilotaxia.
Introducción
Tal como se ha puntualizado, en los post anteriores sobre la temática de publicación botánica policromática, la función primordial de los pigmentos foliares, es captar la radiación solar y utilizarla como fuente energética para llevar a cabo el proceso fotosintético, evento ecofisiológico proveedor de una serie de foto-asimilados, que a posterior son distribuidos por todas las estructuras vegetativas y reproductivas de las plantas, para su óptimo crecimiento y desarrollo.
Dentro del proceso fotosintético, existen mecanismos foto-selectivos (biomoléculas especializadas en capturar fotones de luz) cuya capacidad de captación y régimen de absorción energética, dependen de la calidad e intensidad lumínica existente en determinados ecosistemas naturales, aspecto biológico, que no solo influye en el crecimiento, desarrollo y producción vegetal, sino también en cambios de carácter morfológico [7].
Por tanto, y teniendo en cuenta que los cambios en la calidad e intensidad lumínica, intervienen en la plasticidad morfológica de las especies vegetales, el objetivo del post consiste en socializar la variación del color foliar de Codiaeum variegatum, como estrategia de fotoprotección foliar.
Botánica policromática
La calidad e intensidad lumínica, es uno de los enfoques centrales de estudio en botánica policromática, esto porque, las diversas longitudes de ondas de luz que se extienden sobre las múltiples zonas biogeográficas, provocan una extensa gama de colores en las láminas foliares.
Tal es el caso de las zonas biogeográficas tropicales y subtropicales, caracterizadas por tener condiciones lumínicas intensas, escenario ecológico determinante sobre; la actividad fotosintética, tasa de crecimiento, eficiencia reproductiva y variación de coloración foliar, esto porque, a mayor intensidad lumínica las especies vegetales incorporan biomoléculas especializadas en capturar estos altos rangos de fotones, además de incrementar su área y biomasa foliar [3] y [5].
Imagen 1. Polimorfismo de coloración en láminas foliares de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE). Autor: @lupafilotaxia.
Polimorfismo de coloración foliar
Como se mencionó anteriormente, las especies vegetales modifican morfológicamente sus láminas foliares (plasticidad morfológica), esto de acuerdo a la calidad e intensidad lumínica interceptada por sus estructuras organográficas, exhibiendo láminas foliares con colores diferentes, coloración que es mediada, por la distribución de fotones de luz captados y reflejados [2].
En consecuencia se ha deducido, que la coloración foliar no es más, que una estrategia de orientación genética en las especies vegetales, para equilibrar algunas condiciones lumínicas independientemente adversas o favorables para sus procesos fisiológicos [4].
Fotoprotección policromática foliar
La coloración foliar, ha sido ampliamente relacionada genéticamente como un mecanismo de fotoprotección, elemento que puede ser explicado al situar a las láminas foliares, como dispositivos que evitan excesos de energía lumínica, impidiendo con ello el consecuente deterioro del aparato fotosintético [8].
Estos dispositivos foliares, evitan los excesos de energía lumínica al mostrar actividades de fotoprotección como por ejemplo; incremento en la concentración y acción efectiva de biomoléculas entres estas, Antocianinas, Betalaínas y Carotenoides, con el objeto de poder responder a múltiples rangos de intensidad lumínica.
Láminas foliares como estructuras policromáticas
Las láminas foliares, son fundamentalmente de color verde al reflejar este espectro de longitud lumínica, sin embargo, en algunas especies vegetales de acuerdo a la ubicación topográfica de las láminas foliares en la planta, se determina su coloración definitiva, tal como se ha planteado ocurre en la especie vegetal vulgarmente designada CROTON Codiaeum variegatum.
Si bien, la ubicación topográfica en la planta puede influir sobre los cambios de coloración foliar mediante la longitud de onda captada y reflejada, fisiológicamente es la calidad e intensidad lumínica, la que incide sobre las láminas foliares para generar las modificaciones morfológicas en términos de color, al estar influenciadas por las biomoléculas fotorreceptoras [9].
Imagen 2. Láminas foliares de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE). Autor: @lupafilotaxia.
Estudio policromático de campo
Video 2. Estudio policromático de campo en láminas foliares de Codiaeum variegatum. Edición: @lupafilotaxia.
Especie y área de estudio
Con el objeto de socializar algunas estrategias de fotoprotección policromática foliar que muestran los vegetales, socializaré con todos ustedes un estudio sobre la variación del color que exhiben las hojas de la especie Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE) conocida vulgarmente como CROTON, el área de estudio corresponde a los espacios ornamentales del club turístico Tierra Amada Granja Club, ubicado en Santa Bárbara de Zulia – Venezuela.
Abordaje metodológico
Con el objeto de poder relacionar la ventaja evolutiva que expresan las hojas, se procedió a realizar observaciones policromáticas en estructuras foliares de CROTON Codiaeum variegatum, los análisis descriptivos consistieron en estimar la predominancia e intensidad de coloración, patrón de coloración foliar y la biomasa de las láminas policromáticas.
Resultados policromáticos
Predominancia de coloración foliar
El color amarillo foliar resultó mucho más abundante en los individuos muestreados, seguido de rojo intenso y verde, predominancia que probablemente se relacione a las diferentes bandas del espectro de radiación lumínica interceptada y reflejada por las plantas de CROTON Codiaeum variegatum.
Imagen 3. Láminas foliares de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE) con predominancia de coloración amarilla. Autor: @lupafilotaxia.
Patrón de coloración foliar
En aproximación a los patrones de coloración foliar, se encontró más de un segmento de captación lumínica en las plantas de CROTON Codiaeum variegatum, morfológicamente se apreciaron tres (03) áreas fotorreceptoras, que a efectos de este estudio se clasificaron de la siguiente forma:
Segmento policromático I
Esta área fotorreceptora, presenta coloración amarilla con láminas foliares ubicadas en la ZONA SUPERIOR de la planta específicamente en el área apical del tallo, visualmente se logró apreciar un incremento de área foliar respecto al resto de las zonas de la planta, aspecto que permite deducir que, es una estrategia de fotoprotección considerando la incidencia directa de energía lumínica a la que está expuesta este segmento vegetativo, respuesta biológica que probablemente se relacioné con una habilidad genética de la especie de CROTON Codiaeum variegatum, para garantizar crecimiento, desarrollo y producción frente a incidencias de intensidades lumínicas altas.
Imagen 4. A la izquierda se detalla ápice foliar de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE), a la derecha unidades foliares de coloración rojo amarila. Autor: @lupafilotaxia.
Segmento policromático II
Se determinó un segundo segmento fotorreceptor, ubicado en la ZONA MEDIA de la planta de CROTON Codiaeum variegatum, con una coloración rojo intenso, con laminas foliares menos desarrollas en relación a las encontradas en la región superior, elemento asociado a una estrategia de captación de intensidad lumínica menor, derivada de la luz filtrada a través de las estructuras fotosintéticas apicales.
Imagen 5. A la izquierda se detalla ápice foliar de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE), a la derecha unidades foliares de coloración rojo intenso. Autor: @lupafilotaxia.
Segmento policromático III
La tercera área fotorreceptora, se encontró en la ZONA INFERIOR de la planta, distinguiéndose una coloración verde en sus estructuras laminares, y diferencias notables de área foliar en cuanto al tamaño, al observarse láminas foliares pequeñas en contraposición a las registradas en los segmentos intermedio y superior, esta habilidad genética de la especie de CROTON Codiaeum variegatum, puede estar asociada a una estrategia de fotoprotección foliar de los pigmentos clorofilianos, como consecuencia de la intensidad lumínica captada y disipada por láminas foliares expuestas a la acción directa de la radiación solar.
Imagen 6. A la izquierda se detalla ápice foliar de CROTON Codiaeum variegatum (EUPHORBIACEAE), a la derecha unidades foliares de coloración verde. Autor: @lupafilotaxia.
Biomasa de las láminas policromáticas
La mayor biomasa foliar fotosintéticamente activa encontrada, se presentó en los individuos de CROTON Codiaeum variegatum, que exhibían láminas foliares de coloración amarilla, respuesta que puede estar relacionada a una estrategia de fotoprotección foliar, que garantice actividad fotosintética en el resto de las láminas vegetativas de la especie.
APORTES CIENTÍFICOS DE ESTA PUBLICACIÓN
- Bajo las condiciones del estudio realizado a nivel de campo, se pudo comprobar la plasticidad morfológica que exhiben las láminas foliares de CROTON Codiaeum variegatum, fundamentalmente mediante estrategias de fotoprotección que siguen un patrón de coloración con un modelo de tres segmentos fotorreceptores, dispuestos en las regiones; apical superior, media e inferior de la planta, otro elemento de aporte en el post, está relacionado a la diferencia de tamaño y biomasa fresca encontrada en las láminas foliares en cada área fotorreceptora, al observar los mayores indicadores en la zona superior de la planta (Segmento policromático I), respuesta vinculada a la presencia y concentración de pigmentos fotoprotectores principalmente biomoléculas antociánicas, que actúan filtrando y disipando el exceso de energía lumínica. Por último el post, sirve de punto de partida para futuras investigaciones dónde se pueden incorporar la medición de otras variables, como por ejemplo; la eficiencia y capacidad fotosintética de las tres áreas fotorreceptoras.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CONSULTADAS Y CITADAS:
[1] Abdus S., Hisashi S., Tetsuo D., Masatsugu Y., and Hideo Y. Croton Codiaeum variegatum (L.) Blume cultivars characterized by leaf phenotypic parameters. Scientia Horticulturae. 2011;132:71–79.
[2] Bradburne J., Kasperbauer M., and Mathis J. Reflected Far-Red light effects on cholorophyll and light-harvesting chlorophyll protein (LHCII) contents under field conditions. Plant Physiol. 1989;91;3:800-803.
[3] Chazdon R. Aspectos importantes para el estudio de los regímenes de luz en bosques tropicales. Revista de Biología Tropical. 1987;35:191-196.
[4] Deng M., Chen J., Henny R. and Li Q. Genetic relationships of Codiaeum variegatum cultivars analyzed by amplified fragment length polymorphism markers. HortScience.2010;45:868–874.
[5] Fetcher N., Oberbauer S., Rojas G., y Strain B. Efectos del régimen de luz sobre la fotosíntesis y el crecimiento en plántulas de arboles de un bosque lluvioso tropical de Costa Rica. Revista de Biología Tropical. 1987;35: 97-110.
[6] Givnish T. Adaptation to sun and shade: a whole-plant perspective. Australian Journal of Plant Physiology.1988;15:63-92.
[7] Jiao Y.; Lau O., and Deng X. Light-regulated transcriptional networks in higher plants. Nat. Rev. Genet. 2007;8:217-230.
[8] Logan B., Barker D., Demmig-Adams B., and Adams W. Acclimation of leaf carotenoid composition and ascorbate levels to gradients in the light environment within an Australian rainforest. Plant, Cell and Environment.1996;19:1083-1090.
[9] Takahashi H., Yamada H., Yoshida C., and Imamura T. Modification of light quality improves the growth and medicinal quality of clonal plantlets derived from the herbal plant Gentiana. Plant Biotechnology. 2012;29: 315-318.
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Saludos a todo el equipo @engranaje.
Gracias por el apoyo brindado.
Saludos @lupafilotaxia
Este patrón de colores que utiliza la Croton Codiaeum variegatum, puede estar basado en el proceso de captación de la energía solar a través de las capaz, permitiendo con el cambio de tonalidad el filtrar y dejar pasar ciertos patrones de luz, con lo cual las capas inferiores del follaje adsorben energía, haciendo el proceso más eficiente para la totalidad de la planta. Excelente publicación, mantiene en el lector en respeto y consideración a la sabia naturalezaSaludos amigo @tramelibre, gracias por leer de manera detallada el post, excelente tu análisis e interpretación sobre el patrón de distribución de biomoléculas fotorreceptoras, ubicadas estratégicamente para evitar el deterioro de los pigmentos clorofilianos y de esta manera hacer más eficiente la fotosíntesis.
Saludos cordiales, sigamos creciendo.
Saludos estimado @amestyj, gracias por visitar el blog, excelentes razonamientos realizados desde el punto de vista agrícola, en efecto el comportamiento fisiológico de las especies cultivadas se ve influenciando por las diferentes condiciones de iluminación, bien sea, por intensidad o calidad lumínica interceptada, esto porque la eficiencia fotoquímica de las laminas foliares la determina su ubicación topográfica no sólo en la planta, sino también; A. área u espacio sujeto a cultivo y B. régimen de radiación solar por día, de allí la importancia agronómica de manipular ciertos parámetros en campo (densidad de siembra y época de siembra) para optimizar la fotosíntesis en los cultivos, con el objetivo central de lograr rendimientos agroproductivos favorables.
Saludos cordiales, sigamos creciendo.
Saludos compañero @lupafilotaxia. Excelente publicación que nos brindas, y que atrae la atención de especialistas y no especialistas en el campo de la botánica como es mi caso. Es muy interesante la distribución de colores que puede presentar una misma planta. Tengo una consulta que puede resultar muy básica, pero me gustaría recibir tu feedback al respecto para afianzar esta idea: ¿la diferencia de colores, depende de la exposición a la luz solar? Éxitos y bendiciones compañero @lupafilotaxia!!!
Saludos estimado amigo @eliaschess333, gracias por tus bendiciones, me complace tu visita al blog, en relación a tu inquietud:
¿La diferencia de colores, depende de la exposición a la luz solar?
Desde lo fisiológico y fundamentalmente a nivel celular, existen orgánulos constituidos por biomoléculas (Pigmentos = Clorofilas, Antocianinas, Betalaínas y Carotenoides) capaces de capar radiación solar, y transformarla en la energía química utilizada en la fotosíntesis, la principal biomolécula conocida es la clorofila que refleja luz verde, de allí el color de las hojas verdes, en consecuencia la coloración es producto de los fotones reflejados y no captados, en los caso de láminas foliares con diferentes colores se debe a la presencia de más de un pigmento.
Ahora bien, la exposición solar, calidad o intensidad lumínica, son factores no fisiológicos que condicionan las respuestas adaptativas en las especies vegetales, por ejemplo; en regiones con alta radiación solar algunas especies exhiben hojas con colores distintos al verde (amarillo, rojo u otro), dónde la planta activa otros pigmentos distintos a la clorofila para poder filtrar el exceso de energía, en estos casos y dependiendo de la especie se pueden activar las Antocianinas, Betalaínas o los Carotenoides, que participan biológicamente actuando como mecanismo de protección, para evitar la degradación de la clorofila y de esta manera garantizar la fotosíntesis.
Saludos cordiales, sigamos creciendo.
Que bonito estudio el que realizas, tus publicaciones relacionadas a la botánica policromática son excelentes, es muy interesante conocer el lado científico del porque el color de las plantas. Felicidades @lupafilotaxia
Saludos Dra. @anaestrada12, gracias por visitar el blog y dejar su apreciación positiva, es gratificante saber que valora el lado científico mediante la expresión de color que muestran las especies vegetales.
Saludos cordiales, sigamos creciendo.
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