ANATOMY OF THE CLADODES AND ECOLOGICAL ADAPTATION IN OPUNTIA (CACTACEAE) FROM THE PROVINCE OF BUENOS AIRES (ARGENTINA)
DOI:
https://doi.org/10.31055/1851.2372.v53.n2.19486Keywords:
‘intermediate cells’, segment of stems, semiarid environment, tissues.Abstract
In this paper we examine the cladodes anatomy of Opuntia arechavaletae, O. aurantiaca, O. bonaerensis, O. elata, O. ficus-indica, O. megapotamica, O. penicilligera, O. sulphurea var. pampeana, and O. ventanensis that grows in the province of Buenos Aires, Argentina. The aim of this study was to establish diagnostic features in order to deepen knowledge of ability of adaptation to the environmental. Fresh and herbarium samples were prepared according to usual methods for light microscope. Histochemical techniques were performed to identify starch, mucilage and oxalate salts. The main traits found were: epidermis smooth and uniseriate, covered by a thin cuticle and epicuticular waxes; large stomata in low density, located at level with a deep substomatal chamber; a multilayered collenchyma including crystal layer; water storage parenchyma, and in vascular bundles a special water-storage cell type, resistant to collapse, and perhaps having some water transfer function we named ‘intermediate cells’ which form masses in the xylem of O. megapotamica, O. penicilligera, O. sulphurea var. pampeana, and O. ventanensis, which grows in xeric, saline and stone soils.
References
APÓSTOLO N. M. 2005. Caracteres anatómicos de la vegetación costera del Río Salado (Noroeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina). Bol. Soc. Argent. Bot. 40: 215-227.
ASH A., B. ELLIS, L. J. HICKEY, K. JOHNSON, P. WILF & S. WING. 1999. Manual of leaf architecture – morphological description and categorization of dicotyledonous and net-veined monocotyledonous angiosperms by Leaf architecture working group, pp. 52-56. Smithsonian Institution. Washington, D. C.
ARRUDA E., G. F. MELO-DE-PINNA & M. ALVES. 2005. Anatomia dos órgãos vegetativos de Cactaceae da caatinga pernambucana. Rev. Bras. Bot. 28: 589-601.
BOKE N. H. 1944. Histogenesis of the leaf and areola in Opuntia cylindrical. Am. J. Bot. 31: 299-316.
CABRERA, A. & H. A. FABRIS. 1965. Cactaceae, en A. L. Cabrera (ed.), Flora de la Provincia de Buenos Aires. Colecc. Ci. Inst. Nac. Tecnol. Agropecu. 4 (4a): 262-292.
CALVENTE A. M., R. H. P. ANDREATA & R. C. VIEIRA. 2008. Stem anatomy of Rhipsalis (Cactaceae) and its relevance for taxonomy. Pl. Syst. Evol. 276: 1-7.
CAMERON R. J. 1970. Light intensity and the growth or Eucalyptus seedling. II. The effect of cuticular waxes on light absortion in leaves of Eucalyptus species. Austral. J. Bot. 18: 275-284.
CARDENAS A., F. M. GOYCOOLEA & M. RINAUDO. 2008. On the gelling behaviour of “nopal” (Opuntia ficus-indica) low methoxyl pectin. Science Direct, Elsevier. Carbohydr. Polym. 73: 212-222.
CONDE L. F. 1975. Anatomical comparison of five species of Opuntia (Cactaceae). Ann. Mo. Bot. Gard. 62: 425-473. www.botanicus.org/bibliography/b12973130 (Accessed: 2017/10/22).
COSA M. T., N. DOTTORI, L. STIEFKENS, M. HADID, M. MATESEVACH, N. DELBÓN, P. WIEMER, S. MACHADO, V. CABRERA, C. COSTA, A. PÉREZ & A. TRENCHI. 2014. Aplicaciones de técnicas de histología vegetal a la resolución de diversos problemas. Laboratorio de Morfología Vegetal, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Córdoba, 133 pp.
DELUCCHI G. 2006. Las especies vegetales amenazadas de la provincia de Buenos Aires: una actualización. APRONA Bol. Cient. 39: 19-31.
EGGLI U. 1984. Stomatal types of Cactaceae. Pl. Syst. Evol. 146: 197-214.
FAHN A. & D. F. CUTLER. 1992. Xerophytes. Encyclopedia of Plant Anatomy. pp. 51-61. Gerbruder Borntraeger, Berlín.
FAIGON A., B. G. GALATI, S. ROSENFELDT & R. KIESLING. 2010. Epidermal characters of Pterocactus (Opuntioideae, Cactaceae). Haseltonia 16: 57-66.
FONT F. 2014. A revision of Opuntia series Armatae K. Schum (Opuntia ser. Elatae Britton & Rose, Cactaceae-Opuntioideae). In: Further studies in the Opuntioideae (Cactaceae) (D. Hunt, ed.). Succulent plant research Vol. 8: 51-94.
GIBSON A. C. & K. E. HORAK. 1978. Systematic anatomy and phylogeny of Mexican columnar cacti. Ann. Mo. Bot. Gard. 65: 999-1057.
GIBSON C. G. & P. S. NOBEL. 1986. The Cactus Primer. Cambridge, Mass. Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts.
GILI V. 2011. Opuntia, un cactus con propiedades curativas de la diabetes. prensa@uns.edu.ar. Dirección de Prensa y Ceremonial
Universidad Nacional del Sur. M. C. Tedesco y K. Cuchereno. argentinainvestiga.edu.ar/ (Consultado 2017/06/18)
GUEVARA J. C. & O. R. ESTEVEZ. 2001. Opuntia spp. para la producción de forraje en Argentina: experiencias y perspectivas En: Cactus (Opuntia spp.) as forage. (Mondragón-Jacobo C.; Pérez-González S., eds.). FAO Plant production and protection paper 169. Disponible en: http://www.fao.org/docrep/005/y2808e/y2808e00.htm. [Accessed: 2017/07/20]. Mendoza Argentina.
HARTL W. P., H. KLAPPER, B. BARBIER, H. J. ENSIKAT, R. DRONSKOWSKI,
P. MÜLLER, G. OSTENDORP, A. TYE, R. BAUER & W. BARTHLOTT. 2007. Diversity of calcium oxalate crystals in Cactaceae. Can. J. Bot. 85: 501-517.
INSTITUTO DE BOTÁNICA DARWINION- IBODA-CONICET. www.darwin.edu.ar/ [Accessed: 2017/07/06].
JOHANSEN D. A. 1940. Plant microtechnique. Mc Graw Hill Book Company, Inc. New York, 523 pp.
KIESLING R. 1975. Géneros de Cactaceae de Argentina. Bol. Soc. Argent. Bot. 16: 197-227.
KIESLING R. 1988. Cactaceae. In: Flora Patagonica, Dicotiledóneas dialipétalas (Oxalidaceae a Cornaceae) (M. M. Correa, ed.) Colecc. Ci. Inst. Nac. Tecnol. Agropecu. 8: 218-243.
KIESLING R. 1999a. Cactaceae, In Catálogo de las Plantas Vasculares de la República Argentina. II. Dicotyledoneae. (F. O. Zuloaga & O. Morrone, eds.) Monogr. Syst. Bot. Missouri Bot. Gard., St. Louis 74: 423-489.
KIESLING R. 1999b. Origen, domesticación y distribución de Opuntia ficus-indica. J. Prof. Assoc. Cactus 3: 50-59.
KIESLING R. 2003. Cactaceae. Flora de San Juan, República Argentina. Dicotiledóneas Dialipétalas (Oxalidáceas a Umbelíferas), Estudio Sigma. Vol. 2, Parte 2: 161-163.
KIESLING R. 2005. Cactaceae, In Flora Ilustrada de Entre Ríos (N. M. Bacigalupo, ed.), Colecc. Ci. Inst. Nac. Tecnol. Agropecu. 6: 401-444.
KIESLING R. 2009. Origen, domesticación y distribución de Opuntia ficus-indica. Instituto de Botánica Darwinion. 9 pp. www.jpacd.org/downloads/Vol3/RAC_2.pdf
[Accessed: 2017/10/06].
KIESLING R. & O. E. FERRARI. 2005. 100 cactus Argentinos. Editorial Albatros S. A. C. I. Buenos Aires, Argentina. 128 pp.
LAS PEÑAS M. L., L. OAKLEY, N. C. MORENO & G. BERNARDELLO. 2017. Taxonomic and cytogenetic studies in Opuntia ser. Armatae (Cactaceae). Botany 95: 101-120.
LONG M. A. 2012. Opuntia ventanensis (Cactaceae), a new species from the province of Buenos Aires, Argentina. Haseltonia 18: 79-84.
LOZA-CORNEJO, S. & T. TERRAZAS. 2003. Epidermal and hypodermal characteristics in North American Cactoideae (Cactaceae). J. Plant Res. 116: 27–35.
MAUSETH J. D. 1993. Medulary bundles and the evolution of cacti. Am. J. Bot. 80: 928-932.
MAUSETH J. D. 1995. Collapsible water-storage cells in cacti. Bulletin of the Torrey Botanical Club 122: 145-151. Available from: https://www.researchgate.net/publication/261805741_Collapsible_Water-Storage_Cells_in_Cacti [Accessed: 2017/10/21].
MAUSETH J. D. 1999. Anatomical adaptations to xeric conditions in Maihuenia (Cactaceae), a relictual, leaf-bearing cactus. J. Plant Res. 112: 307-315.
MAUSETH J. D. 2005. Anatomical features, other than wood, in subfamily Opuntioideae (Cactaceae). Haseltonia 11: 113-125.
MAUSETH, J. D. & B. J. PLEMONS-RODRIGUEZ. 1998. Evolution of extreme xeromorphic characters in wood: A study of nine evolutionary lines in Cactaceae. Am. J. Bot. 85: 209–218.
METCALFE C. R. & L. CHALK. 1950. Anatomy of the Dycotiledons v. 1: 1-763. Oxford University Press, Oxford.
METCALFE C. R.& L. CHALK. 1979. Anatomy of the Dicotyledons. v. 1. Clarendon Press, Oxford.
NATTERO J. & R. MALERBA. 2011. Biología de especies australes: Opuntia quimilo K. Schum. Kurtziana 36: 79-87.
NOBEL P. S. 2002. Cacti. Biology and uses. University of California Press. Berkeley and Los Angeles, California.
OGBURN R. M. & E. J. EDWARDS. 2010. The ecological water-use strategies of succulent plants. Adv. Bot. Res. 55: 180-219.
ORTEGA-BAES, P., S. SÜHRING, J. SAJAMA, E. SOTOLA, M. ALONSO-PEDANO, S. BRAVO & H. GODÍNEZ-ALVAREZ. 2010. Diversity and conservation in the cactus family. In: RAMAWAT, K. G. (ed.) Desert Plants, pp. 157-173. Springer, BerlinHeidelberg
ORTEGA-BAES P., H. GODÍNEZ-ALVAREZ, J. SAJAMA, P. GOROSTIAGUE, S. SÜHRING, G. GALÍNDEZ, S. BRAVO, D. LÓPEZ-SPAHR, M. ALONSO-PEDANO, L. LINDOW-LÓPEZ, A. BARRIONUEVO, C. SOSA, R. N. CURTI & A. JUÁREZ. 2015. La familia Cactaceae en Argentina: patrones de diversidad y prioridades políticas para su conservación. Bol. Soc. Argent. Bot. 50: 71-78.
PEREA M. & G. PEDRAZA. 2005. Relevamiento Cactáceas en la provincia de Catamarca. Consejo Federal de Inversiones (CFI), Buenos Aires. 20 pp. http://biblioteca.cfi.org.ar/wp-content/uploads/sites/2/2005/01/45183.pdf [Accessed: 2017/08/16].
PEREIRA de ARRUDA E. C. & G. F. de MELO-de-PINNA. 2015. Caracteres anatômicos do segmento caulinar em espécies da subfamilia Opuntioideae (Cactaceae). Hoehnea 42: 195-205.
REALINI M. F., G. E. GONZÁLEZ, F. FONT, P. I. PICCA, L. POGGIO & A. M. GOTTLIEB. 2014. Phylogenetic relationships in Opuntia (Cactaceae, Opuntioideae) from southern South America. Pl. Syst. Evol. 301: 1123-1134.
REYES-AGÜERO J. A., J. R. AGUIRRE-RIVERA & H. M. HERNÁNDEZ. 2005. Systematyc notes and a detailed description of Opuntia ficus-indica (L.) Mill. (Cactaceae). Mexico. Agrociencia 39: 395-408.
ROTH I. 1984. Stratification of tropical forests as seen in leaf structure. Junk Publ., The Hague, Boston Lancaster. 522 pp.
RUZIN S. E. 1999. Plant microtechnique and microscopy. Oxford, Oxford University Press.
SILVA H., E. ACEVEDO & P. SILVA. 2001. Anatomy of the photosynthetic tissue in ten taxa of Opuntia established to the mediterranean arid zone of Chile. Rev. Chil. Hist. Nat. 74: 341-351.
SOFFIATTI P. & V. ANGYALOSSY. 2007. Anatomy of Brazilian Cereeae (subfamily Cactoideae, Cactaceae): Arrojadoa Britton & Rose, Stephanocereus A. Berger and Brasilicereus Backeberg. Acta Bot. Bras. 21: 813-822.
THIERS B. [continuously updated]. Index Herbariorum: A global directory of public herbaria and associated staff. New York Botanical Garden´s Virtual Herbarium. http://sweetgum.nybg.org/ih/ [Accessed: 2017/07/06].
TORRICO CHALABE J. K. & C. TRILLO. 2015. Prácticas de manejo, usos y valoración de taxones de Cactaceae en el noroeste de Córdoba, Argentina. Bonplandia 24: 5-22.
TREVISSON M. & P. DEMAIO. 2006. Cactus de Córdoba y el centro de Argentina. L.O.L.A. (Literature of Latin America), Buenos Aires, 78 pp.
YASUE T. 1969. Histochemical identification of calcium oxalate. Acta Histochem. Cytochem. 2: 83-95.
ZULOAGA F. O., O. MORRONE & M. J. BELGRANO. 1999. Análisis de la biodiversidad en plantas vasculares de la Argentina. Kurtziana 27: 17-167.
ZULOAGA F. O., O. MORRONE & M. J. BELGRANO (eds.). 2008. Catálogo de las Plantas Vasculares del Cono Sur. Monogr. Syst. Bot., Mo. Bot. Gard. 107, 3 v., 3486 pp.
Additional Files
Published
Issue
Section
License
Provides immediate and free OPEN ACCESS to its content under the principle of making research freely available to the public, which fosters a greater exchange of global knowledge, allowing authors to maintain their copyright without restrictions.
Material published in Bol. Soc. Argent. Bot. is distributed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International license.
