PCTI 23

El herbario del CIBNOR

José Luís León de la Luz

CIBNOR, S.C.

Abstract

Current knowledge of Mexican flora at the species level is estimated on the order of 85%, our national flora has not been completed due to several causes, among the most important are the deterioration and loss of wildlife communities and the lack of professionals in the exploration and taxonomic study of the plants: The plant taxonomists. They are responsible for studying the flora and vegetation through conformation and consulting of herbal collections. On the one hand, carry out their task as explorers in the field and the other as laboratory scientists. During the last decade, the taxonomy has been greatly aided molecular techniques to clarify and define plant species. Based on the above, has developed a herbarium at CIBNOR to meet the needs of Baja California Sur identification of flora for present and future.

Keywords: herbarium, CIBNOR

Palabras clave: herbario, CIBNOR

Área temática: Área 2. Biología y Química.

Problemática

El planeta se encuentra perdiendo a un ritmo acelerado sus espacios naturales, prácticamente ningún país y ningún ecosistema se encuentran al margen de este hecho. Aún las zonas desérticas sufren el embate de la expansión de la población humana para diversos fines (agropecuarios, vivienda, minería, etc.). Cada día hay más evidencias que prueban que el conjunto de las actividades humanas, particularmente la quema de combustibles fósiles, han venido a participar decididamente en el denominado calentamiento global. En consecuencia, las zonas aún silvestres de nuestro hermoso planeta se encuentran seriamente amenazadas en su estructura y composición, ya sea por la perturbación directa de la civilización, o bien indirectamente a través de un rápido cambio climático para el cual las especies en general difícilmente pueden estar preparadas para afrontarlo. Así entonces la pérdida acelerada de las especies parece ser inminente, particularmente de aquellas con estrecho rango de tolerancia ambiental, mismas que parecen constituir la mayor proporción de los distintos grupos de flora y fauna, terrestres y acuáticos.

            México es uno de los países megadiversos; esto es, uno de los pocos donde el número de especies de los principales grupos de organismos alcanza niveles relevantes. Hacia 1990 se estimó que la flora Mexicana consistiría de unas 25,000 especies de plantas superiores, cuantía apenas superada por países como Brasil, China e Indonesia. La diversidad florística se presenta a su vez en una diversidad de ambientes, desde desiertos a selvas, y desde las costas a las montañas sobre los 5000 m de altura. El conocimiento actual de la flora Mexicana a nivel de especie se estima del orden de un 85%, nuestra flora nacional no se ha completado debido a varias causas, entre las más importantes están el deterioro y la pérdida de comunidades silvestres así como a la carencia de profesionales avocados a la exploración y estudio taxonómico de las plantas: los taxónomos vegetales. Bajo este panorama, parece ser que la flora Mexicana nunca será completada hasta las 25,000 especies alguna vez consideradas.

            Los taxónomos vegetales son los encargados de estudiar la flora y la vegetación a través de la formación y consulta de los herbarios. Por un lado desarrollan su tarea como exploradores de campo y por otra como científicos de laboratorio. Durante la última década la taxonomía se ha auxiliado en gran medida de técnicas moleculares para esclarecer y delimitar especies vegetales. Con base en lo anterior, el CIBNOR ha desarrollado un herbario, con el acrónimo HCIB Anneta M. Carter, a fin de atender las necesidades de identificación de la flora sudcaliforniana para las generaciones presentes y futuras.

Usuarios

Los herbarios son consultados por distintos tipos de personas, desde grupos de estudiantes y población civil interesados en conocer la composición de la vegetación, o flora, de la región que les interesa documentar, hasta grupos de investigadores que, entre otros, estudian la variación de un grupo de poblaciones de plantas estrechamente emparentados y del que requieren conocer las características anatómicas de los ejemplares, labor que puede comprender escalas de distribución regionales o aun mundiales, para lo cual se requiere consultar varios herbarios.

            Así también, existen colecciones que contienen ejemplares colectados desde finales del siglo XIX, y cuya información es sumamente útil para inferir los cambios de la vegetación donde fue colectado el ejemplar.

Asimismo, son usuarios de los herbarios las organizaciones sociales y públicas tales como la CONABIO, CONAFOR, SEMARNAT, SAGARPA, entre otras.

Proyecto

Un herbario se define como una colección científica de plantas secas o herborizadas. Generalmente referida a plantas superiores o con flores (angioespermas y gimnoespermas), también suele comprender al grupo de los helechos y afines, así como musgos y hongos e incluso algas (excepto los organismos microscópicos, que como colecciones suelen depositarse con otro sistema).

El objetivo primario de un herbario es el apoyo para la identificación de plantas que progresivamente se adicionan a través de la colecta. Asociado a los herbarios se acostumbra contar con colecciones de semillas, frutos, madera, fotografías de plantas y otras, incluso jardines botánicos. De vital importancia es contar también con una biblioteca especializada para la identificación del material vegetal, así como de una respectiva base de datos computarizada en donde se concentra la información de cada ejemplar herborizado. La base de datos permite una rápida y eficiente consulta de la información.

En resumen, un herbario es una colección museográfica en donde se representa condensadamente la diversidad de los vegetales e información diversa sobre los mismos. Su finalidad es tener la representación sistematizada de la biodiversidad vegetal para estudiar con precisión su presencia y sus cambios en determinada región geográfica en tiempo yespacio, así como adicionalmente la relativa a sus potencialidades utilitarias.

            Tomando esto como base, los estudios de la flora permiten conocer mejor la composición de comunidades vegetales, y son también información de primera mano para documentar los estudios en el medio terrestre sobre aspectos ecológicos, evolutivos, de ordenación territorial e impacto ambiental. También, es parte primordial de información de consulta para establecer medidas de protección a determinados grupos o especies mediante su ingreso a la NOM-059 ECOL y agencias internacionales como el IUCN-CITES red book, que regula internacionalmente el tráfico de especies.

El herbario del CIBNOR surgió a principios de la década de los 80s ante la necesidad de conocer la composición vegetal de la Sierra de La Laguna. A través de constancia y apoyos, el herbario ha crecido y ha expandido su cobertura, en la actualidad tiene una aceptable representatividad de la flora estatal, y cuenta con información importante de los estados de Baja California y Sonora; incluso, de la flora de otros estados como California y Arizona. En la actualidad, nuestro herbario cuenta con casi 22,000 ejemplares, sobre una flora estatal de alrededor de 2,500 especies y peninsular de unas 3,500 especies de plantas superiores.

La identificación de los ejemplares se lleva a cabo por el personal del herbario, este usa como principal instrumento obras florísticas para la región ya publicadas. El análisis del ejemplar implica el conocimiento anatómico y morfológico de los diversos órganos vegetales. Algunas veces se requiere la consulta de un especialista del grupo en referencia, ya sea dentro del país o del extranjero. Los ejemplares herborizados (deshidratados, prensados e identificados) son montados en una hoja de cartulina. Cada uno lleva una etiqueta con datos taxonómicos, ecológicos y geográficos. El Herbario del CIBNOR se encuentra al día en cuanto a la captura de esta información en una base de datos.

Hoy en día, es de particular interés la información de la base de datos anexa a la colección, al grado que una versión de la misma se canjeó en 2003 a la agencia nacional que estudia la biodiversidad del país (CONABIO) y se encuentra en línea en el nodo REMIB. El proyecto actual consiste en establecer un consorcio entre los herbarios del CIBNOR, de la Universidad de Baja California y el Museo de Historia Natural de San Diego, quien poseé importantes colectas peninsulares históricas desde finales del siglo XIX. Este es un proyecto que espera concretarse a mediados del 2009 que pretende contar con una flora actualizada de la península de Baja California.

En su operación, toda persona interesada podrá consultar información sobre las especies peninsulares por internet; adicionalmente, la consulta de las especies por nombre científico o común, contará con fotografías que permitan identificar a las especies en cuestión. En resumen, se trata de establecer un “herbario virtual”, este tipo de instrumentos representan una vanguardia mundial pues hacen disponibles electrónicamente el conocimiento de la biodiversidad vegetal incluyendo su ubicación geográfica a través de mapas del servidor Google-EarthTM, reduciendo los costos de operación y mantenimiento de los herbarios tradicionales

La labor rutinaria del herbario del CIBNOR consiste en colectar ejemplares en los distintos puntos del estado y de la península, herborizarlos, identificarlos e incorporarlos al cuerpo del herbario. El mejor hallazgo consiste en encontrar ejemplares que no se ajustan a las descripciones que se encuentran en las floras de identificación; así entonces se abre la posibilidad de que dicho ejemplar sea el representante de una especie aun no descrita, para lo cual se realizan meticulosos estudios y consultas a expertos de grupo, nacionales y del extranjero, para asegurarse que se trata de una especie nueva, para lo cual se procede a su descripción anatómica y su publicación en una revista especializada. Si dicha especie es potencialmente útil, los diversos especialistas solicitan material para estudiarla desde su particular enfoque. En el herbario del CIBNOR se han descrito 10 nuevas especies nativas de Baja California Sur.

El artículo completo puede consultarlo y descargarlo en el portal del

Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación para el Desarrollo de México (http://pcti.mx)

http://pcti.mx/articulos/item/el-herbario-del-cibnor

PCTI 8

Marea roja: Dinoflagelados marinos tóxicos

Lourdes Morquecho

CIBNOR, S.C.

Abstract

In order to predict and minimize the impact of harmful algal blooms, belonging to the UNESCO agencies have raised interdisciplinary research programs, which provide for the definition of biological characteristics and adaptation that determine how, when and under what conditions harmful microalgae are present, and produce harmful effects. However, to achieve this goal it is necessary to first isolate and maintain strains in culture and formalizing the establishment of reference collections. This is why CIBNOR since 2000 was given the task of establishing the first collection of Marine Dinoflagellates (CODIMA) native of the Gulf of California, this initiative was funded by the National Council for Science and Technology (CONACYT).

Keywords: red tide dinoflagellates, collection, CIBNOR.

Palabras clave: marea roja, dinoflagelados, colección, CIBNOR.

Área temática: Área 2. Biología y Química

Problemática

Las proliferaciones algales nocivas, comúnmente conocidas como “Marea Roja” (Fig. 1) afectan la salud humana y ambiental, así como actividades económicas como la pesca, la acuicultura y el turismo en las zonas costeras de todo el mundo. En Baja California Sur el impacto de estas proliferaciones se ha hecho más evidente en los últimos años; aunque estos eventos siempre han estado presentes. Cabe aclarar que no todas las Mareas Rojas son nocivas y son procesos naturales que responden a múltiples variables biológicas y ambientales, así como a la influencia del hombre.

 La Marea Roja es un proceso natural complejo, que resulta de la multiplicación acelerada de ciertas especies del fitoplancton (ej. dinoflagelados). Esta sobrepoblación llega a colorear grandes extensiones marinas de rojo, ocre, café o amarillo; aunque también puede ser incolora. Su duración es irregular y es afectada por la interacción de variables ambientales y biológicas: por ejemplo, se ha observado una relación entre el incremento de las mareas rojas y la contaminación de las costas.

Debido a que no todas las mareas rojas son nocivas, los científicos han optado por utilizar el término “Proliferación Algal Nociva (PAN)”, cuando la especie que la produce es tóxica o causa un impacto negativo.

Algunas especies de dinoflagelados producen toxinas muy potentes que pueden ser transferidas en la trama alimenticia y afectar la salud humana e incluso provocar la muerte. También la fauna marina puede ser afectada, dando como resultado mortandades masivas de peces y moluscos, por el efecto químico de las toxinas en sí, o por la asfixia provocada debida al daño mecánico u oclusión de las branquias por la alta densidad de los dinoflagelados y la generación de condiciones anóxicas (falta de oxígeno). Las proliferaciones algales nocivas incluso han llegado a ocasionar la muerte de organismos superiores como aves y mamíferos marinos. Las toxinas se acumulan en los tejidos de organismos filtradores como los moluscos y ciertos peces, convirtiéndose así en los vectores o transmisores de la toxina en la trama alimenticia hasta llegar al hombre. Las toxinas pueden ocasionar parálisis, diarreas muy severas, irritación en ojos y vías respiratorias, amnesia y diversos síntomas neurológicos, que en algunos casos son irreversibles o fatales.

En el Golfo de California se presentan las principales especies tóxicas a nivel global y se ha comprobado la presencia de actividad de toxinas en moluscos de importancia comercial. Es por esto que los científicos del CIBNOR están estudiando las causas y los efectos de las proliferaciones algales nocivas, con el propósito de implementar planes de manejo y de mitigación de sus impactos.

Con el fin predecir y minimizar el impacto de las proliferaciones algales nocivas, agencias pertenecientes a la UNESCO han planteado programas de investigación interdisciplinarios, en los que se contempla la definición de las características biológicas y de adaptación que determinan como, cuando y bajo que condiciones las microalgas nocivas se presentan y producen sus efectos dañinos. Sin embargo, para lograr este objetivo es necesario que primero se aíslen y mantengan cepas en cultivo y se formalice el establecimiento de colecciones de referencia. Es por esto que el CIBNOR desde el año 2000 se dio a la tarea de establecer la primera Colección de Dinoflagelados Marinos (CODIMAR) nativos del Golfo de California, esta iniciativa fue financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, a través de la convocatoria de Ciencia Básica.

Usuarios

Los usuarios de la CODIMAR son los centros de investigación y universidades locales, nacionales e internacionales que tienen como objetivo estudiar la dinámica de las proliferaciones algales nocivas. El acervo de la colección también se utiliza para la enseñanza de la biología y taxonomía de estos organismos. Hasta ahora, con información de las cepas de la CODIMAR, se han generado publicaciones científicas, que incluyen 10 artículos en revistas arbitradas y 4 tesis de posgrado. La mayoría de estos trabajos estuvieron enfocados a estudiar el crecimiento de los dinoflagelados, las características de sus toxinas y su efecto y acumulación en moluscos bivalvos y camarón

Resultará un tanto contradictorio, pero afortunadamente las toxinas de los dinoflagelados y de otras microalgas, tienen un lado bueno y pueden ser de gran utilidad. Actualmente ha surgido un gran interés en aprovechar a los dinoflagelados tóxicos para la obtención de sustancias activas. En otros países se han realizado estudios preliminares que han demostrado que las toxinas producidas por estos organismos pueden tener un uso potencial para tratar enfermedades como el cáncer y la osteoporosis, y para la obtención de antibióticos. Las toxinas también pueden ser utilizadas para estudiar procesos neurológicos y enfermedades neurodegenerativas. Por lo tanto, el sector de la industria farmacéutica de México también se puede convertir en un usuario más de la CODIMAR, considerando que un buen número de cepas producen toxinas y resultaría conveniente realizar una evaluación química y farmacológica para definir su uso real y potencial en esta industria.

Proyecto

La CODIMAR representa la primer colección de cepas vivas de dinoflagelados marinos a nivel nacional y esta oficialmente registrada en la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). La colección integra en su acervo a dinoflagelados de los ordenes Gonyaulacales, Gymnodiniales, Peridiniales y Prorocentrales, destacando las principales especies tóxicas o nocivas en México como: Cochlodinium polykrikoides, Gymnodinium catenatum (Fig.2), Akashiwo sanguinea y Alexandrium tamiyavanichii (Fig. 3).

Las cepas se aislaron a partir de muestras de fitoplancton y sedimento marino, que se han colectado en diferentes localidades del Golfo de California; como Bahía Concepción y Bahía de La Paz en Baja California Sur y Bahía de Mazatlán en Sinaloa. Las cepas se mantienen en cuartos de cultivo bajo condiciones controladas de luz y temperatura y cada 25 días se re-siembran para mantenerlas vivas a largo plazo.

            Con el fin de incrementar el acervo, se siguen aislando cepas utilizando como estrategias metodológicas, para obtener cultivos clonales o unialgales, el aislamiento de células vegetativas individuales y la germinación de quistes. Hasta ahora el acervo de la CODIMAR está conformado por 120 cepas. Además del mantenimiento de las cepas, se han realizado estudios sobre las características y propiedades de los dinoflagelados de la colección a fin de tener información útil para un mejor manejo de las proliferaciones algales nocivas. Los interesados en adquirir cepas pueden conocer el procedimiento de distribución y acceder al formato de solicitud a través del portal del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. (www.cibnor.gob.mx).

El artículo completo puede consultarlo y descargarlo en el portal del

Programa de Ciencia, Tecnología e Innovación para el Desarrollo de México (http://pcti.mx)

http://pcti.mx/articulos/item/marea-roja-dinoflagelados-marinos-toxicos