https://hemerotecadigital.uanl.mx/files/original/347/14514/1990._Publicaciones_Biologicas._1990._No._1-2._0002016435.ocr.pdf 9213211b86fd253cf0b14de0f051cd1a PDF Text Text VOLUMEN 4 NUMEROS 1&2 DICIEMBRE 1990 PUBLICACIONES BIOLOGICAS F.C.B. / U.A.N.L. Mezquite - Prosopis sp. FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON �PUBLIC.ACIONES BIOLOOICAS · F.CB./U.A.N.L., Mlxko, Vol. 4, No.1&2, 1-5 ( PUBU~ACJBNES BIOLOGICAS-F.C.B./U.AN.L - ' ~ ·· 1 ., . Volumen 4, Númeroo 1&2 Enero-Diciembre, 1990 . . -~ \ · - :°• •• ~ ·~:~ - Científica de Investigación Original, en Ciencias Biológicas Básicas y Aplicadas DESARROLLO DE UNA BEBIDA DE PREP lNSTANTANEA DE ALTO VALOR PROTEICO Y B -211 CONSEJO EDITORIAL Y DE ARBITROS FONDO UNIVERSITARIO Ma.HILDA GARZA-FERNANDEZ1 & MANUEL LOPEZ-CAVANILLAS LOMELP (1990-1993) UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON RECTOR: Ing. Gregorio Farías Longoria SECRETARIO GENERAL: Ing. Lorenzo Vela Peña FACULTAD DE CIENCIAS BIOLOGICAS DIRECTOR: Dr. Reyes S. Tamez Guerra Enrique Aranda Herrera (I.T.E.S.M.-Mty), Stefan Arriaga Weiss (UJAí.), M.H. Badii (F.C.B.-U.A.N.L), Alejandro Bravo (I.M.S.S.Jal), Gerónimo Cano (I.T.RS.M.-Mty), Guillermo Compeán Jimtnez (F.C.B.-UAN.L), Salvador Contreras Balderas (F.C.B.-U.A.N.L), Armando Contreras Balderas (F.C.B.-UAN.L), Paul R. Earl (c.RU.Mty), Femando F.sparza García (CINVFSTAV-IPN-Mtx), Sergio F.strada {E.N.C.B.-LP.N.), Rahim Foroughbakhch (F.C.F.-U.A.N.L), Luis J. Galán Wong (F.C.B.-UAN.L), Homero Gaona Rodríguez (I.T.E.S.M.-Mty), Teresa García (E.N.C.B.-LP.N.), Raúl Gana Cuevas (I.T.E.S.M.-Mty), Leticia Hauad M. (F.C.F.-U.A.N.L), K. Ilangovan (UAM.), Angel Lagunes Tejeda (c.F.-CHAPINGO), Hilarlo Mata (Cuba), J. Miguel Medina Cota (E.N.c.B.-IPN), Hiram Medrano (LT.D), Simone Orbach (Francia), Andrés Resendez Medina (UJAT.), Cristina Rodríguez Padilla (F.C.B.-UAN.L), Manuel Rojas Garciduefias (I.T.E.S.M.-Mty), Jerzy Rzedowski (Inst.Ecol.-Micb.), Reyes S. Tamez Guerra (F.C.B.-U.A.N.L), Laura TrejoAvila (F.C.B.UAN.L), Julia Verde Star (F.c.B.-UAN.L), Jorge Welti Chanes (U.D.LA) PRODUCCION EDITORIAL Pedro Wesche Ebeling, RK. Maiti, MH Badii, EDITOR: Dr. Pedro A Wesche Ebeling Paul R Earl CO-EDITOR: Dr. R.K. Maiti IMPRESION JUAN M ARROYO - Av. Los Alpes 1001 Cruz con Av. Las Puentes, Las Puentes 42Sector, San Nicolás de los Garza, N.L Se elaboró un alimento de preparación instantánea, de alto valor proteico y bajo costo, a partir de una mezcla de cereales, leche en polvo y proteína de soya. Se evaluaron 7 formulaciones experimentales y 2 comerciales; de las primeras, tres fueron elaboradas con harina de soya y mafz, y cuatro con aislado de soya y fécula de maiz. De las comerciales sólo una contenía harina de soya. Mediante evaluación sensorial se determinó que la formulación de mayor aceptación fue la que tenía al aisado de soya como fuente de proteína, de sabor a chocolate y con características organolépticas iguales o superiores a las comerciales. El producto obtenido cumple con el requerimiento de aminoácidos establecido por la FAO/OMS. El contenido de proteínas de la formulación fue mayor que el que aportaría el mismo peso de huevo y leche pasteuri7.ada, y ligeramente menor que el de la carne magra de res. La relación de costo por gramo de proteína aportado es menor para la formulación que para otras fuentes de proteína. Palabras Clave: Aislado de soya, Fortificación, Nutrición proteica. SUMMARY o AD instant beverage of high protein content and low cost was prepared with a mixture of cereals, millc powder and soybean protein. Seven experimental formulations (EF) and two comercial (C) products were evaluated. Toree EF contained soybean and coro tlours, and the other 4 contained soybean protein isolate and cornstarch. Only one of the comercial products contained soybean flour. Using a panel of sensory evaluation the formulation with an acceptance equal or higher than the comercial products was one made up with soybean protein isolate and chocolate tlavor. This formulation fulfills the requirements for aminoacids established by FAO/WHO. Toe protein contentof the fonnulation is higher than that found in the same weight of eggs or milk, and slightly lower than that found in lean meat. But the relationship between cost per gram of protein is lower for the formulation tban for the other protein sources. Key Words: Soybean isolate, Fortification, Protein nutrition. P~LI~ACIONF.S BIOLOGICAS - FCB/UANL • Mtxico [anteriormente 'Cuadernos de Investigación Científica • llC. publicaCI~ semestral de la Facultad. de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de Nuevo Le6 La ~~ una ::entanos : ~ responsa~ili~d de los autores. La revista puede adquirirse mediante ogas, po . P o suscnpctón. Suscnpc16n anual (2 números) $ 30,000.00 M.N.- ejemplar suelto s15 ooo oo M.N 'li~correspondenCJa deberá ser enviada a: ' ' · • EDTTOR -. Publieáciones Biológicas, F.C.B.-UAN.L, Ciudad Universitaria, Apdo.Postal F-16, San Nicolás de los NUCYO ~ Mtxico, c.P. 66450. Teltfono (52-83) 52-21-39, 52-42-45; Fax (52-83)762813· Telex 382989 UANL ME. Gana, Registrm legales en trámite. ' ::'culos ~. RESUMEN can; con publica:~ INTR0DUCCION El desarrollo de nuevos alimentos que aporten mayores fuentes de nutrimentos es uno de los retos a los que se enfrentan las ciencias de los alimentos y nutrición. La falta de educación nutricional en gran parte de la población y el impacto de los medios publicitarios de productos que no aportan mayores beneficios que el de proporcionar calorías a un costo muy elevado, han hecho que el consumo de alimentos proteínicos decrezca, .y por consiguiente, que disminuya el interés de los productores a ofrecer alimentos 1 Facultad de Ciencias Biológicas, que resulten realmente benéficos para la nutrición de los individuos y que estén a su alcance desde el punto de vista económico. Mientras que la población humana crece rápidamente, pudiendo llegar a 7,000 millones hacia el año 2000, la producción de alimentos en los paises e~ desarrollo sigue apenas el ritmo del crecimiento demográfico. Olda 8 a 9 segundos alguien en el mundo muere de una enfermedad causada por hambre o mala nutrición. La Tercera Investigación Mundial sobre Alimentos, llevada a cabo por la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO) demues- Univ. Autónoma de Nuevo León, Apdo.PosLF-16, San Nicolás de los Garza, N.L, CP 66450, México. 2 Facultad de Salud Ptíblka, Univ. Autónoma de Nuevo León, GOllzalit01 y Calzada Madero, Monterrey, N.L, CP 64000, Méxioo. �2- PUBLICACIONES BIOLOOJCAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&2),1990 GARZA-FERNANDEZ &: LOPEZ-CAVANILLAS, Elahoraci/Jn de bebida nutritiva y económica. - tra claramente que del 10 al 15% de la población mundial está mal alimentada y que más del 50% sufre hambre o desnutrición relacionada directamente con la producción y abasto de alimentos (Bemard, 1%3). De acuerdo a diversas encuestas reamadas en distintas zonas de nuestro país en 1980, se encontró que el consumo diario promedio de calorías por individuo era de 2,000, con 56g de proteínas totales, 20% de las cuales correspondían a proteínas de origen animal; así mismo, se informó que los problemas de desnutrición generalmente se presentan en niños de escasos recursos tanto en zonas rurales como urbanas (Chávez, 1982). Tal es la preocupación de los países en desarrollo de proporcionar una alimentación que cubra cuando menos los requerimientos básicos de la población,que diversos investigadores han estudiado con énfasis el desarrollo de técnicas específicas tendientes a utilizar los alimentos de bajo consumo. Salai.ar de Bucle et aL (1977) y Zapata (1983) determinaron el valor intríseco y el costo de algunos alimentos indispensables mediante modelos matemáticos, de tal manera que los resultados fueran utilizados para elaborar dietas nutricionalmente adecuadas y de costo accesible para la población. La leche en polvo es considerada como un elemento natural que incrementa los niveles de vitaminas necesarias en el organismo tales como la tiamina y nooflavina. La demanda de este producto para la formulación de alimentos de alto valor nutritivo se ha elevado, ya que si se maneja y almacena en forma adecuada se incrementa su estabilidad (Lucas 1981). En los últimos años se ha observado un aumento considerable en la frecuencia de niños con intolerancia a los productos lácteos, teniendo que recurrir a los derivados de la soya como substituto, los cuales, por su alto contenido de proteínas y la presencia de aminoácidos indisMATERIALES Y METODOS pensables, pueden ser utilizados como ingredientes en la elaboración de dirversos alimentos con presen~ciones variEl estudio se realizó en el Laboratorio de Ciencias de los ~bles, en donde el sabor y la textura juegan un papel muy , Alimentos de la Facultad de Ciencias Biológicas, y el Labounportante en su aceptabilidad (Gutiérrez, 1982; Poullain ratorio de Selección y Preparación de los Alimentos de la et aL, 1973). Facultad de Salud Pública de la Universidad Autónoma de La necesidad de aumentar la disporubilidad de alimentos Nuevo León; las pruebas sensoriales se reali?.aron con perque proporcionen fuentes elevadas de nutrimentos es cada sonas que acuden regularmente a ambas dependencias. vez mayor. Nelson (1982) desarrolló una bebida utilizando Para la elaboración del alimento de preparación instantáa la soya como principal fuente de proteína. En México, el nea se utilliaron 9 materias primas, mismas que fueron Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos seleccionadas tomando en cuenta su composición, disporubidel Instituto Nacional de la Nutrición, ha desarrollado prolidad y costo. F.stas fueron: leche en polvo descremada, ductos con diferentes mezclas de yogurt con harinas de aislado de soya (Arancia Purina Proteínas, S.A de C.V.), maíz, trigo, arroz, soya y malto dextrina, con el principal harina de soya integral, fécula de maíz, harina de maíz, objetivo de obtener alimentos con alto contenido de proteísaborizantes de fresa, vainilla y chocolate (Harman y Reinas (Grave, 1984; Villalobos, 1990). man, S.A ), colorantes rojo fresa, amarillo huevo y caramelo Tomando en cuenta que en países en vías de desarrollo (Sabores y Análisis, S.A ). como el nuestro, los hábitos alimentarios de los núcleos de Se formularon diversas mezclas tomando en cuenta el población que sufren desnutrición son muy diffciles de camvalor nutritivo y la composición química de cada uno de los biar, se considera que el mejoramiento de su dieta puede ingredientes, fijando un rango de proteínas entre 15 y 20% lograrse mediante el enriquecimiento de los alimentos que y diferentes propociones de los demás ingredientes, resulacostumbra consumir, tratando siempre de que los nutri• tandoen siete formulaciones experimentales (A-1,....A-7) de mentos incluidos no modifiquen las propiedades y caracteacuerdo a lo mostrado en la Tabla l. Las formulaciones se rísti~s organolépticas del alimento, y además, que cumplan conservaron en frascos de vidrio limpios y secos durante el con ciertos factmes especificos tales como disporubilidadde tiempo en que se desarrolló el estudio. la materia prima, costo, tecnología y calidad sanitaria, entre otras (Grave, 1984; Villalobos, 1980). Considerando lo anterior,el objetivo del presente estudio Tabla 2. Porcentaje de preferencia a las pruefue el de desarrollar un alimento de elevado valor proteico, con un contenido de proteínas de por lo menos 15%, con bas sensoriales de 3 formulaciones experimenlos aminoácidos indispensables de acuerdo al patrón de la tales sabor chocolate de 60 panelistas. FAO, de fácil preparación y con un costo accesible para cualquier nivel socioeconómico. Formulaciones Prueba sensorial A-2 A-4 A-6 Tabla l. ~mposición de l~~ formulaci~nes experi~entales en cantidades relativas de los ingredientes y su aceptac10n en comparac1on con bebidas comerciales por un panel de evaluación organoléptica.' Mejor apariencia visual 2 40 58 Mejor color 37 62 2 Ingrediente• A-1 A-2 A-3 A-4 A-5 A-6 A -7 Mejor consistencia B-1 B-2 37 (viscosidad) 60 3 Harina de soya +++ ++ ++ Mejor sabor 33 64 3 Aislado de soya + + + Mejor dulzor 47 50 3 + Harina de maíz + + + 47 65 MEJOR ACEPTACION 3 Fécula de maíz ++ + + + Leche en polvo descremada Azücar refinada + ++++ +++ +++ + ++++ +++ ++++ ++ +++ +++ + + ++++ + + 50 + + 65 + + + 20 15 75 10 ++ ++ +++ Colorantes, saborizantes y conservadores % DE ACEPTAOÓN ' 25 25 70 1- A-1 .. A-7, formulaciones experimentales presentadas en los tres sabores. B-1 y B-2, bebidas comerciales; + .. ++++, proporción en que es~ presente el ingrediente de baja a alta, y ausente (-); •, presente en la formulación. 2- Evaluación organoléptica por un panel de 20 personas. Para determinar la formulación definitiva del producto se realiz.aron diversas pruebas a nivel laboratorio utilizando un panel de evaluación organoléptica no entrenado de 20 per• sonas, proporcionándoles las 7 formulaciones preparadas en agua y en leche y tres diferentes sabores (fresa, chocolate Yvainilla), para finalmente seleccionar 3 formulaciones y el sabor preferente. Al mismo tiempo se ofrecieron 2 bebidas comerciales (B-1 y B-2) conteniendo como fuente de proteína harina de soya y leche en polvo respectivam~nte. El producto final se obtuvo ofreciendo las 3 formulaciones seleccionadas con el sabor que tuvo mayor aceptación a un número estadísticamente representativo de panelistas (60; Gilbert, 1981), de los cuales 27 correspondieron al sexo masculino y 33 al femenino, con edades que fluctuaron entre 18 y 34 años. A la formulación escogida se le practicaron análisis bromatológico (humedad, ceni?.a, protefua cruda, enracto etéreo - lípidos, fibra cruda y extracto bbre de nitrógeno carbohidratos; AO.AC., 1980), y microbiológico (mesofilicos aerobios, organismos coliformes, hongos, levaduras, Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Salmonella sp.; S.S.A, 1974, F.D.A, 1984) recién preparado y a los 60 días. Para determinar el costo de la formulación se tomó en cuenta el precio de cada una de las materias primas en el mercado en el momento y posteriormente se calculó el costo en relación al contenido de proteínas, comparando ambas evaluaciones con productos de consumo diario. Tabla 3. Análisis bromatológico de la formulación A-6 y 2 bebidas comerciales B-1 y B-2. (%) Humedad Ceniza Proteína Extracto ettreo Fibra cruda Extracto libre de nitrógeno A-6 2.8 3.0 20.5 0.6 B-1 25 3.8 23.4 B-2 3.6 3.7 11.0 8.2 0.8 11.1 1.1 72.0 61.2 68.1 2.6 RESULTADOS En la selección de materias primas para elaborar las 7 formulaciones, el aislado de soya y la fécula de maíz tuvieron mayor aceptación que las harinas de soya o maíz, considerándose que la textura fue fundamental para la aceptación de los mismos (Tabla 1). Al evaluar experimentalmente la aceptación de 7 formulaciones experimentales y 2 comerciales con 20 panelistas se observó que la formulación Aó, elaborada a base de aislado de soya como fuente de proteínas, fue la que tuvo mayor aceptación entre los panelistas (75%) seguida por la bebida comercial B-2 (70%) la cual presentaba sólo leche en polvo como fuente proteica y la formulación experimental A-4 (65%), elaborada también con aislado de soya (Tabla 1). Se consideró de interés incluir en el estudio la formulación B-2 tanto por ser un producto de mayor venta en el mercado, como por no presentar entre sus ingredientes derivados de la soya, los cuales 3 �4- PUBLICACIONES BIOLOOICAS, F.CB.{U.A.N.L. Vol.4(1&:2),1990 GARZA-FERNANDEZ & LOPEZ-CAVANJLLA.S, Elaboroci/Jn de bebida nuJrilÍva y econ/Jmica. - generalmente ocasionan poca aceptabilidad de los productos que la contienen, por el sabor que les aportan. Todos los panelistas declararon mayor preferencia a la bebida preparada en leche, sin embargo, cuando fueron preparadas en agua no hubo rechaw de los mismos. Al evaluar el sabor de mayor preferencia se observó que el chocolate fue el que tuvo mayor preferencia entre los 20 panelistas (65%), seguido por el sabor vainilla (20%) y fresa (15%), seleccionándose el sabor chocolate para la evaluación final de las tres formulaciones más preferidas. Tabla 4. Composición nutricional teórica de la formulación A-6 (Watt y Merril, 1975). A. Contenido nutrimentos (g/1 OOg base seca): Energía (cal) 290.00 Hierro (mg) Proteína (g) 22.60 Sodio (mg) Grasa (g) Carbohidratos (g) 1.7 720 0.04 Potasio (mg) 66.80 Tiamina (mg) 0.1 Ribot1avina (mg) 0.1 Fibra (g) 0.00 Ceniza (g) 3.30 Calcio (mg) 426.00 Fósforo (mg) 311.00 6720 Niacina (mg) 0.3 Ac.Ascórbico ( mg) 20 B. Contenido de aminoácidos esenciales y porcentaje de acuerdo al patrón FAO-OMS. Aminoácido esencial Fenilalanina +Íll'OSina Isoleucina Leucina g/ 100g prot 9.30 4.85 8.80 Lisina 6.37 Mctionina +Ci6tcl'na 3.54 Treonina 4.30· Triptofano 1.20 Valina 5.14 % respecto a FAO-OMS 155 122 169 116 101 108 120 103 La Tabla 2 muestra las respuestas de los panelistas a un cuestionario previamente diseñado para seleccionar la formulación definitiva, observándose que A-6 fue la que tuvo una aceptación significativamente superior (65% de los panelistas, P < 0.01), siendo seleccionada como definitiva. A esta formulación se le calculó su costo en base a sus ingredientes, y fue analirada bromatológica y microbiológicamente. La Tabla 3 muestra el análisis bromatológico de la formulación A-6 en comparación con las bebidas comerciales (B-1 y B-2). Se observó que B-1 presentó el mayor contenido de proteínas, sin embargo, al ser sometidas a pruebas sen_soriales, la formulación experimental presentó una aceptación mayor que B-1, también elaborada con derivados de soya, y una aceptación similar a B-2 que no incluía estos derivados. Esto nos permite recomendar a la formulación A-6, que además de haber tenido buena aceptación, puede ser considerada como nutritiva. El análisis microbiológico de la formulación experimental A-6 mostró una cuenta de mesofilicos aerobios de 140 colonias por gramo, no habiéndose detectado la presencia de organismos coliformes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella sp. u hongos. La Tabla 4 muestra el contenido teórico de nutrimentos y de aminoácidos esenciales de la formulación A-6 según el patrón FAO/ OMS, observándose que dicha formulación cumple con los requerimientos establecidos. En la Tabla 5 se compara la formulación A-6 con productos tales como carne magra de res, leche y huevo en relación al contenido de proteinas por calorfas de los mismos, observándose que a excepción de la carne magra de res, que es un producto clasificado como "altamente rico en proteínas", la formulación A-6, al igual que la leche y huevo, pueden ser clasificados entre los alimentos "ricos en proteínas". Tabla S. Comparación del contenido de proteínas suministradas por cada 100 calorías de la formulación A-6 en comparación a otros productos proteicos (Norton y Salazar de Buckle 1983). Producto ' g protJ 100 cal Formulación A~ 7.1 Leche entera 55 Huevo Carne magra de res 7.6 14.3 Qasificacióo Rico ea proteínas Rico en proteínas Rico en proteínas Altamente rico en proteínas La Tabla 6 presenta la relación de costos entre la formulación A-6 y productos similares de acuerdo al contenido proteico, observándose que un vaso de bebida preparada con la formulación A-6 es similar en costo al de un huevo, pero con un contenido mayor de proteínas que éste. CONCLUSIONES El aislado de soya y la fécula de mafz fueron preferidos sobre las correspondien!P,S harinas para la elaboración de bebidas instantáneas, ya que sus características organolépticas fueron más aceptables. En las diferentes fonnulaciones evaluadas, el sabor chocolate fue más aceptado que el de fresa y vainilla. La combinación y proporción de ingredientes utilizadas para la formulación A-6, permiten obtener una bebida rica en proteínas y de calidad organoléptica igual o superior a tas comerciales. El proceso de elaboración no requiere de tecnología especializada ya que sólo deben mezclarse sus ingredientes y posteriormente homogenizarlos con agua o leche para obtener la bebida correspondiente. La formulación A-6 tuvo una buena calidad microbiológica al estar Ubre de organismos patógenos, sin embargo, al tratar de producir la formulación a mayor escala, es recomendable incluir conservadores adecuados en las concentraciones permitidas para proteger al producto de la contaminación microbiana durante su manejo y proceso. En cuanto al contenido de aminoácidos, el producto obtenido cumple con los requerimientos establecidos por la FAO/ OMS. El producto final cumplió satisfactoriamente con los objetivos propuestos para el estudio. Se logró un producto con un contenido mayor a 15 gramos de proteina por 100 gramos de producto (base seca), con un costo menor al de productos similares de venta en el mercado y aportando una cantidad de proteina similar al de otros alimentos proteicos. Tabla 6. Relación de costos de la formulación A-6 y de productos similares en contenido proteico ($3,000 / 1 US Dlls). Producto Costo Proteína Costo Costo por ($/Kg) (t/Kg) g prot porción Formulación A<> 5,000 205 $ 24.4 Huevo 2,500 113 $ 22.1 $ 175 (35g/200ml agua) $ 15 (piez.a de 60 g) Leche de vaca 1,250 35 $35.7 $ 250 12,000 214 S 56.1 S 1,080 (vaso de 200 mi) Carne magra de res (90 g de carne) AGRADECIMIENTOS Deseamos agradecer al Dr. Homero Gaona (ITESM, Monterrey) y al Dr. Pedro Wesche y M.C. Baltazar Cuevas (Fac.Ciencias Biológicas, UANL) por su participación en la revisión del presente manuscrito. LITERATURA CITADA A.O.A.e. 1980. Official Methods of Analysis. Association of Official Analytical Chemists. Washington, o.e. BERNARD, M. 1970. El hambre, problema mundial Editorial Pax, México. pp 23-25. CHAVEZ, A.O. 1982. La alimentación y los problemas nutricionales. Instituto Nacional de la Nutricion Salvador Zubirán, M~xico L-L-39, pp 45-48. F.D.A. 1984. Bacteriological Analysis Manual 6th Edition, Association of Official Analytical Chernists, Washington, D.C. GILBERT, N. 1981. Estadística, Ed. Interamericana, México, pp 123-125. GRAVE, W.R. 1984. Desarrollo a nivel piloto de un producto de preparación instantánea a base de yogurt, trigo y soya, y su evaluación de la aceptación en una comunidad rural. Nutrición y Ciencia de los Alimentos, Universidad Iberoamericana e Instituto Nacional de la Nutrición Salvador Zubirán, México. LUCAS, C. 1981. Use of skim wilk in human foods in developing counties. J.Society of Dairy Technology 34(2):67-70. NEISON, A.A. 1982. Soybean Beverages. Instlnvest, Urbana University, Illinois. NORTON, Y. & T. SALAZAR DE BUCKLE 1983. Consideraciones sobre alimentos de alto valor nutritivo y bajo costo. Instituto de Invest. Tecnol, Bogotá, Colombia 26(147):45-54. POULLAIN, B., R. BLEYER, O. PICARD & G. DEBRY 1973. 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ZAPATA, M.L 1982 Development of foods of high nutritive value and low relative cost Intitulo de Invest Tecnol., Bogotá, Colombia, 24(145):39-56. 5 �PUBLICACIONES BIOLOGICAS - F.C.B./U.A.N.L., México, Vol.4, No.1&2, 7-14 CRECIMIENTO Y DESARROLLO DEL SORGO ESCOBERO (Sorghum vulgare var. technicum (Snow) Flori y Paoli). ULRICO LOPEZ-DOMINGUEZ1, R.K. MAITI2 & JESUS MEDINA MARTINEZ2 RESUMEN El sorgo escobero (Sorghum vulgare var. technicum) es uno de los cultivos industriales más importantes en los trópicos áridos y semiáridos. Este artículo describe sus tres principales fases de crecimiento: la fase vegetativa, que va de la emergencia a la iniciación de la panícula en el tallo principal; la fase de desarrollo de la panícula, desde la iniciación de la panícula hasta la floración; y la fase de llenado de grano, desde la floración hasta la madurez fisiológica. Cada fase ha sido subdividida para hacer un total de nueve estados de crecimiento morfológicamente distintos y reconocibles. Las descripciones y características para identificar cada una de estas fases están apoyadas con ilustraciones. Este trabajo también descnoe el crecimiento y desarrollo de las partes principales de la planta: hoja, tallo, panícula y grano. Esta publicación deberá servir como fuente de información básica acerca del crecimiento y desarrollo del sorgo escobero. Palabras Clave: Sorghum, Sorgo escobero, Crecimiento, Desarrollo, Morfoanatomía, Productividad. SUMMARY Broom corn (So-rghum vulgare var. technicum) is one of the most important industrial crops in the drier semiarid tropics. To.is article describes its three majar growth phases: the vegetative phase, from emergence to the iniciation of panicle in the main stem; the panicle· development phase, from panicle initiation to flowering and the grain filling phase, from flowering to physiological maturity. Each phase has been subdivided to make a total of nine morphologically distinct and recognizable growth stages. Description and characteristics to identify each of these stages are supported with illustrations. The description of growth and development of the major plant parts: leaf, stem, panicle and grain, is also given. This publication should serve as a source of basic information on the growth and development of broom corn. Key Words: Sorghum, Broom coro, Growth, Development, Morphoanatomy, Productivity. INTRODUCCION El sorgo escobero (Sorghum vulgare var. technicum (Snow) Aori y Paoli) es uno de los cultivos más importantes para el pequeño agricultor que vive en las regiones semiáridas, como es el caso de México. En este ambiente de temperaturas altas y de baja precipitación, el cultivo se adapta bien y produce. El sorgo escobero no es considerado un cultivo básico puesto que no es una planta alimenticia. El producto que se obtiene de la manufactura de la fibra producida por este cultivo es la escoba, que se fabrica median- te la recolección, tratamiento y transformación de la panícula de la planta madura. Se fabrican varios tipos de escobas, dependiendo de las diferentes calidades de la fibra: la calidad de esta fibra depende de la variedad que se cultive, la disponibilidad de agua, la fertilización y de las prácticas culturales que se realicen (López & Maiti, 1984). Aunque son miles los campesinos y obreros en el mundo que laboran en este cultivo y en la fabricación de escobas, ha sido poca la investigación que se ha realizado. Este artículo proporciona una descripción del crecimiento y desarrollo general del sorgo escobero. 1 Facultad de Agronomía (Marín, N.L ), Universidad Autónoma de Nuevo León, Apartado postal 358, San Nicolás de los Garza, N.L, CP 66400, México. 2 División de Estudios de Postgrado, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, Apdo.Postal F -16, San Nicolás de los Garza, N.L, México, CP. 66450 �8• LOPEZ-DOMINGUEZ et al, Crecimimlo y Desarrollo del Sorgo Escobero. • 9 PUBUCACIONES BIOL<XJICAS, F.CB./U.A.N.L. Vol.4(/&:2),1990 MATERIALES Y METODOS El trabajo se realizó en la Estación Experimental Agropecuaria de la Facultad de Agronomía de la Universidad Autónoma de Nuevo León, México. El cultivar utili7.ado fue Deer 418, que es común en el noreste de México. La información se obtuvo de tres parcelas de 5.5 x 5 m; la distancia entre surcos fue de 0.80 m y la distancia entre plantas 0.25 m. Se sacaron 10 plantas homogéneas por repitición para tomar los muestreos a intervalos de cinco días. Las variables medidas fueron: altura de la planta, longitud y diámetro del tallo, longitud promedio de los entrenudos,área foliar, número de hojas senescentes, longitud de la panícula y su pedúnculo, número de ramificaciones primarias de la panícula y peso seco de los órganos individuales; se graficó el patrón de crecimiento de algunas de estas características. Para determinar las diferentes etapas de crecimiento se muestrearon las plantas periódicamente y se separaron las hojas para determinar la etapa actual de la panoja (Vanderlip & Reaves, 1972). También se estudió el desarrollo de las estructuras florales por disección periódica de panículas. RESULTADOS parte baja del tallo debido al marchitamiento causado ¡x. la madurez. La elongación de los entrenudos de la parte media hacia abajo es poca, sin embargo, de la parte medi! del tallo hacia arriba, más específicamente del 4 2 al & entrenudos, la elongación es más evidente. El crecimiento de la planta se concentra en las estructuras vegetativas (hojas, raíz y tallo) y la acumulación del peso seco ocurre principalmente en las hojas y, en una menor cantidad, en el tallo, siguiendo un patrón sigmoidal. La distribución del peso seco difiere en las diferentes etapas de crecimiento. En esta etapa comienzan a aparecer hijuelos, primero en núltimo y último nudos, y después en el nudo basal Estos pe I zan gran desarrollo y en ninguno de los casos lleno a can . las · d gana formar panículas, ni logran_ sobr~lir de vamas ; las bojas que los contenían. La d1Stnbuctón del peso seco . reparte ahora en las hojas, tallo y panícula, la c~l contnbuirá notablemente al aumento del peso seco (Fig. l). 27~g:::==========;------~ 'i/- INICIO W.IIICULA 24 Tabla 2. Cronología del desarrollo de las estructuras florales del sorgo escobero Deer 418. FASE DURACION 11. DESCRIPCION -&- PESO W.IIICULA -G- PESO HOJAS 21 -A- PESO "il'LLO 18 16 2 32 o PANICULA: INICIAClON MERJSTEMO 33 1 BASE MERISTFMO fNICIACION PRIMORDIO EN RAMA 3 36 4 APICE: INICIACION PRIMORDIO DE RAMA 4 38 6 BASE DE PANICUIA FORMACION PRIMORDI05 Tabla 3 • Cronología de los diferentes estadías 12 de desarrollo del tallo principal del sorgo escobero Deer 418. 9 6 FASE DIAS FLORALES Descripción general de los etapas del desarrollo del sorgo escobero. El ciclo de crecimiento del sorgo escobero puede dividirse en tres etapas: fase vegetativa (ECl), que comprende desde 1a emergencia de 1a plántula a la iniciación de la panícula en el tallo principal; fase de desarrollo de la panícula (EC2), desde la iniciación del desarrollo de la panícula hasta S<¿% de floración del tallo principal; y fase de llenado de grano (EC3), desde la floración hasta el final del periodo de llenado del grano (o madurez fisiológica) del tallo principal (Tabla 1). Tabla l. Duración en días de las etapas de crecimiento (EC) del sorgo escobero Deer 418. EC DURACION DESCRIPCION ECl 32 FASE VEGErA TIVA EC2 28 15 DESRROLLO DE PANICUIA EC3 LLENADO DEL GRANO ECl: Fase vegetativa. Durante esta fase la plántula produce su sistema radicular primario constituido por las raíces seminales en primera instancia, y produciendo en seguida las raíces adventicias. Todas las hojas de la planta son formadas y para el final de esta fase; de 7 a 8 hojas están totalmente expandidas, habiéndose perdido dos o tres de la leóptilo e indica la duración de cada fase toma~do la emergencia como dfa cero. Del momen~ de la s1e~bra a la ,.;.. ocurren diversos cambms metabólicos .en la emergen~... mil1a iniciados por la absorción de agua. La pnmera :truc~a en surgir es la radícula originada cerca .de la regi.6n hilia.r, poco tiempo después aparece el.coleoptilo. Lal radícula crece hacia abajo rápidamente, rruentras que e coleóptilo lo hace hacia amba ~~ una manera más lenta. El coleóptilo presenta un color roj1ZO. . .. Estado 1: Tres hojas. La lámina de la 3ª hoja se hace_ VISt· ble sobresaliendo del collar de la 2ª hoja que todavta no es~ totalmente expandida; la 1ª hoja ha alcaD7.3do su-expansión total y, a diferencia de las otras, es m~ pequena y de forma ovalada (Fig. 2). El color de las hojas es verde claro. Las plantas han alcanzado de 6_ ~ 7 cm de ~ltura. La raíz primaria se ha desarroIJado y ongma pequenas raíces secundarias. 5 BASE DE PANICUIA: INICIACIO:S DE GLUMAS 6 BASE DE PANICUIA: INICIACION DE LEMA Y PALEA 7 41 9 8 9 BASE DE PANICUIA: INICIACION DE ESTAMBRES APICEPANICUIA: INICIACION DE EITAMBRF.S 43 11 TODAS LAS PARTFS FLORALES FEMENINAS FORMADAS 3 o o oOL.....J¡7~::::1i.. 4 :._... 21- -2L8~3:-':6: ---: 4'::-2- 4~9:---: 6:6-:63 DIAS DESPUES DE LA EMERGENCIA Figura t. Acumulación de peso seco en hojas, tallos y panícula del sorgo escobero Deer 41 8. 4 49 EC3· Fase de llenado de grano. El llenado del grano se ini~ con la fertilización de las florecillas en la panícula, continúa con la producción de un liquido acuoso, el cual se toma un tanto viscoso, lo que da lugar a llamarlo • ~tado lechoso del grano". Por dism~ución de ~u~edad e mere~ mento en el contenido de almidón, este liquido P~ lueg al estado masoso, que progresará hacia la formación de un · · 1o del grano concluye con la endospermo duro. El crecuruen formación de una capa obscura situada a~ed~or de la región biliar constituyendo la madurez fis1ológ1ca de la planta. El ~o seco se encontrará,distribuido en orden descendente en las bojas, tallo Y parucula. Descripción detallada de los estados de desa~llodel sorgo escobero. Esta descripción se basa ·en la su~enda por Vanderlip y Reaves (1972) quienes dividen el ~c~o de las plantas de sorgo granífero en nueve estados d1Stmtos morfoló. (fa bla 3). Las descripct·ones se refieren solameng1camente te al desarrollo del tallo principal. . &tado O: Emergencia. Se inicia con la emergencia. del co- 7 70 5 56 6 60 • Días después de ¡. Emergencia y U- Iniciación de la panícula. EC2: Fase de desarrollo de la panícula. Durante esta etiipa las hojas remanentes se expanden completamente; aparece la hoja bandera y más hojas de la parte baja del tallo empiezan a entrar en senescencia ( de 4 a hojas más se marchi• tan). Hay mayor elongación de los entrenudos, ocurriendo primero en la parte inferior del tallo y después en la superi· or, aumentando por consiguiente el tamaño de la plantá. Si· multáneamente, la yema apical se diferencia ocurriendo una serie de cambios morfológicos y funcionales, incluyendo la formación de ramas primarias y secundarias de la inílorescencia, florecillas y sus partes (glumas, lemas, paleas, anteras y estigma). &ta diferenciación se identifica al obscr· varse un ensanchamiento en la base del ápice vegetativo, que lleva a la formación de una estructura en forma de cú· pula, a partir de la cual directamente se originarán las pri· meras ramificaciones. El patrón de desarrollo de los partes Dorales y tiempo probable se muestran en la Tabla 2. 1 3 2 7 3 32 8 75 9 85 DESCRIPCION Coleóptilo emergiendo a la super~cie 3ª hoja visible en el collar de la 2 5ª hoja visible en el collar de la 4ª Iniciación de la panícula Hoja bandera visible . Panícula encerrada en la vaina de la hoJa bandera 50 % de floración Estado lechoso del grano Estado masoso del grano Madurez fisiológica ~tado 2: Cinco hojas. La lámina de la 5ª hoja comienza a emerger del collar de la 4a, la cual al igu!l q~e la Y, no está completamente expandida; la 1~ y. 2 h?Jª ya están completamente expandidas. La raíz pnnc1pal s1gu~ ~esarrollando ramificaciones y aparecen raíces advent1c1as ~-ás gruesas de color verde en el 12 nudo. Las raíces advent1c1as comienzan como pequeñas yemas alrededor del 12 nudo, después de Jo cual comienzan a alargar_se, ll_egando a tener la mitad de la longitud de la raíz pnmana. Las plantas presentan una coloración verde clara. , Estado 3: Iniciación de la panícula. Este periodo se car_ acteriza por el cambio del estado vegetativo al rcp_ro~uc..:tivo. El ápice vegetativo sufre en su base una constncc1ón_que origina una estructura en forma de cúpula, que constituye �10 - LOPEZ~DOMINGUEZ et a/., Crecimiento Y DuarolloM..., 8 PUBLICACIONES BIOL<XJICAS, F.CB./U.A.NL Vol.4(1&.2),1990 el primordio de la panícula (Fig. 3). Al crecer la cupúla se constituye un verticilio de pequeñas protuberancias que llegan a formar los primordios de las ramas primarias de la panfcula. El eje central originado de la cúpula sigue su ·crecimiento en longitud y a cierta distancia se vuelve a formar otro verticilio del que se originarán nuevas ramas primarias. Este proceso continuá hasta formar tres o cuatro verticilios. Durante este período, de siete a ocho hojas están totalmente expandidas, y se han perdido algunas de las inferiores por senectud. Los entrenudos del 42 al 69- comiell7.an a alargarse, seguidos por los inferiores y más tarde por los superiores. El promedio del área foliar va de 110 a 125 cm2• También en esta fase se produce un gran número de raíces adventicias en los nudos inferiores, las cuales darán mayor soporte y una mayor capacidad de absorción de agua y nutrientes. Se originan algunos hijuelos nodulares en la parte superior del tallo con un desarrollo pobre, produciendo sólo dos bojas en promedio, las cuales no están expandidas en su totalidad. Estado 4: Hoja bandera. La hoja final o bandera es visible, sobresaliendo del collar de la penúltima hoja. Su forma, al llegar a expanderse por completo, es característicamente distintiva, adémas de que no hay más hojas enrrolladas en su vaina. Aún no se han expandido completamente las dos o tres hojas anteriores. Los entrenudos de la parte media alcanz.an su máxima elongación. El desarrollo prosigue con los de la parte baja del tallo y después con los entrenudos superiores. En la panícula se han producido ya las ramas primarias y secundarias. Las espiguillas y primordios foliares se forman en orden secuencial comenzando en la base. La longitud de las panícula no sobrepasa los 5 cm. El peso seco comienz.a ahora a distnbuirse también en la panícula (Fig. 1). Estado 5. Embuche. En este período las panículas se encuentran envueltas por la vaina de la hoja bandera, la cual presenta su limbo expandido casi en su totalidad (Fig. 4). Los componentes vegetativos ya formados de la panícula (glumas, lema y palea) comienzan a ejercer presión hacia arriba, y aunado al crecimiento del_pedúnculo de la panícula y a la expansión de la hoja bandera, lleva a la emergencia de la inflorescencia. Estado 6: Floración. Días después de la emergencia de la panícula fuera de la vaina de la hoja bandera, comienzan a aparecer las estrucuras florales reproductoras. La aparición de los estambres ocurre de abajo hacia aml>a. Las flores perfectas son las que producen en primer lugar los estambres y estigmas. Son seguidas después por las flores estaminadas, lo cual contribuye a que la planta posea las suficiente anteras y polen para que los estigmas sean fertiliz.ados. Los estigmas permanecen viables durante más tiempo que las anteras, las cuales son viables sólo durante dos días (Fig. 5). Las estructuras florales se forman a los 11 y 12 días después de la iniciación de la panícula (Tabla 2). Estado 7: Estado lechoso del grano. La semilla comie111.a a llenarse de un líquido acuoso, que al perder agua por sus titución por almidón, se torna blanquecino. El grano a11. menta en volumen y peso, lo cual, aunado al completo desarrollo de las ramificaciones primarias y secundarias de la panfcula, ocasionan que ésta aumente su peso seco considerablemente, constituyendose de aquí en adelante como un componente importante en el peso seco de la planta (Fig. 6). Estado 8: Estado masoso del grano. Ocurre un aumento en el depósito de almidón y una lenta deshidratación en el grano; el endospermo cambia gradualmente de un estado líquido a uno de consistencia masosa, hasta formar un endospermo duro (Fig. 7). Estado 9: Madurez fisiológica. Representa el último estado de desarrollo. El grano logra su mayor peso seco; el endospermo se endurece y se forma una capa oscura en la región biliar del grano (Fig. 8). Las semillas de la base de la panícula son las primeras en formar la capa oscura, siguiendo secuencialmente hacia la parte superior de la misma. Crecimiento y desarrollo de órganos individuales. A conti• nuación se hará una descripción del crecimiento y desarrollo de algunas partes de la planta. Altura de planta: Esta característica fue medida desde la base de la planta hasta la máxima altura alcani.ada por la última hoja expandida o de la panícula desarrollada. Se observó un incremento sostenido en la altura de las plantas, ocurriendo sólo un breve estancamiento al tiempo que esta iniciaba el desarrollo de la panícula. En este período se habían perdido alrededor de cuatro hojas por senescencia, quedando funcionales de 7 a 8 que se encontraban en su máxima elongación. El desarrollo de la planta continuó hasta el estado 5 (período de media floración) en el cual prácticamente la planta había alcanzado su máxima altura. Elongación el tallo principal. Se realiza de la base de la planta hasta el último nudo que sirve de soporte al pedúnculo floral. El desarrollo de los entrenudos en el sorgo escobero es un proceso lento. Este desarrollo comienza con una etapa de elongación lenta que se acelera inmediatamente después de la iniciación de la panícula; posteriormente viene un período de receso en el crecimiento, para proseguir en forma moderada, continuando hasta la floración. Una vez alcani.ada la fase de floración, fenómeno que ocurre alrededor de los 55 días después de la emergencia, no hay un aumento significativo en la altura del tallo (Fig. 10). Desarrollo de la panícula. El desarrollo de la panícula del sorgo escobero es más rápido que el del sorgo de grano. El desarrollo de las ramas primarias constituye el principal aporte de la elongación de la panícula, la cual presenta un _ crecimiento relativamente lento hasta los 48 días, pero a partir de esta fecha y hasta los 60 días después de la emergencia, el crecimiento es más pronunciado. El desarrollo de 1 • • Figura 3. &tado 3: iniciación de la panícula. Figura 2. &tado 1: plántula en el estado de tres hojas. . 1 Figura 4. F.siado 5: émb~cbe; la panícula ~e encuentra encerrada en la vaina de la hoJa bandera. Figura 5. & _tado 6: flor.acióh. , 11 �12 - LOPEZ-DOMINGUEZ et al, Crecimiento y Desarrollo del Sorgo Escobero. • PUBLICACIONES BIOLOOICAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&2),1990 1a panícula del sorgo escobero difiere del del sorgo de grano. El cambio del apice vegetativo al reproductivo está determinado par la formación de una constricción en la base del ápice, dando lugar a una estructura en forma de cúpula, de la cual se formarán varios primordios de ram~ primarias (como formando un verticilio). El eje principal continua su elongación y, a cierta distancia, vuelve a formar otro verticilio de ramas primarias, repitiéndose el proceso tres o cuatro veces, originando así 3 o 4 verticilios. Después de formadas las ramas primarias se originan secundarias, de las cuales se forman las estructuras florales que aparecen alrededor de los 6 a 7 días después de la iniciación de la panícula, alcanzando las estructuras vegetativas (glumas, palea y lema) su completo desarrollo a los ocho días después de la iniciacion de la panícula. Alrededor del noveno y décimo día los estambres se forman en orden secuencial de abajo hacia arnba, sucediendo primero en las florecillas perfectas y después en las estaminadas. El total desarrollo de las estructuras florales sucede alrededor del onceavo día (Fig. 9 y 10). 13 pal. Después de la floración la totalidad de las hojas se encuentran totalmente expandidas y no hay incremento en el follaje; más bien ocurre una disminución dada por la senescencia de las hojas inferiores. Es conveniente señalar que el fenómeno de senectud del follaje en el estado de madurez es más marcado en el sorgo de grano que en el escobero. 2 cm -e- AREA FOLIAR -V- INICIO P,toNICULA 200 160 100 cm 60 -El- ALTURA CULTIVO 150 -e- LONGITUD TALLO -+- LONGITUD P,toNICULA -V- INICIO Pt<NICULA o 120 Figura 6. Panículas en diferentes fases de desarrollo; grano en el estado lechoso (Estado 7). 1 M ~ ~ ~ H ~ ~ ~ ro n OIAS OESPUES DE LA EMERGENCIA Figura 7. Panícula con grano e1 estado masoso (Estado 8). Figura 11. Desarrollo del área foliar en en tallo prin- cipal del sorgo escobero Deer 418. DISCUSION Y CONCLUSIONES • •,, • ·•, • •t • • •• o 7 14 21 28 36 42 49 56 63 70 77 DIAS DESPUES DE LA EMERGENCIA Figura 10. Crecimiento de la planta y desarrollo de la panícula del sorgo escobero Deer 418. Desarrollo del área foliar. Se observó un aumento en el Figura 8. &tado 9: madurez fisiológica indicada por la coloración y consistencia del grano. Figura 9. Panícula en el estad< de inicio y formación de espigui llas. área foliar hasta el momento de la· floración, sin embargo, este aumento se hizo más evidente después de 22 días y hasta el final de la floración a los 55 días (Fig. 11). La contribución al área foliar por los hijuelos es insignificante, ya que estos tienen un escaso desarrollo y porque son mantenidos encerrados por las vainas de las hojas del tall<> princi- La descripción de las etapas de crecimiento del tallo principal del sorgo escobero permite dividir el ciclo de vida de una planta en nueve etapas morfológicas distintas (Vanderlip & Reaves, 1972; Tabla 3). La tasa de desarrollo de las plantas está en función de las condiciones ambientales bajo las cuales crecen (Medina, 1984) y de la variedad cultivada. La longitud del día puede afectar fuertemente el tiempa necesario para la iniciación de la panícula en algunas variedades (Villarreal, 1%9). La densidad de siembra afecta el rendimiento (Stanek, 1969) y la calidad de la fibra (Hall, 1952). En realidad,la información sobre el crecimiento y desarrollo del sorgo cscobrero es escasa, sin emba rgo, es muy importante para el en1endimicn1oque se debe tener de la fisiotecnia del cultivo y sus implicaciones en el producto cosechado. El número de días para alcanzar las diversas etapas de crecimiento (Tablas 1 a 3) son los promedios para las condiciones ambientales de Marín, N.L, México (25º N). La duración de la etapa de crecimiento puede �14 - PUBLICACIONES 8/0LOGICAS - F.CB./UA.N.L, México, Vol4, No.1&2, 15-17 PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.CB.flJ.A.N.L Yol.4(1&2),1990 variar para otras regiones y otras variedades. Basado en el plan sugerido por Vanderlip y Reaves (~972) para el sorgo de grano, se caracterizó el ciclo de VI~a del sorgo escobero cv. Deer 418. La emergencia ocumó a los tres días. La duración en días de los restantes estados d~ desarrollo se contaron a panir del dfa de la em_ergen~. La tercera hoja apareció a los tres días y la qumta ~ºJª se presentó a los siete días. Durante la fase vegeta~ se formaron el sistema radical primario y todas las hojas (aunque no todas se habfan expandido). El tallo no habfa alcanz.ado su máxima elongación. El crecimiento de la planta y la acumulación del peso seco se concentró en las estructuras vegetativas. La fase del desarrollo de la paní~la.indicó que el tallo hab~ alca117.3do su máxima elongación, h~bo una mayor ptrd1da de hojas basales, y el ápice vegetatiVo se transforma en reproductivo. A partir de éste, se f?rman las estructuras vegetativas y reproductivas de la parucula. El inicio del desarrollo de la panícula ocurrió al presentarse una constricción en la base del ápice y formarse una estructura en forma de cúpula. La formación de verticilios de ramificaciones primarias es la düerencia más notable en la panícula del sorgo escobero. La hoja bandera emergió a los 49 días. El período de embuche ocurrió a los 56 días después de la emergencia. E~ el proceso de floración, las flores perfectas fueron las pnmeras en producir estambres y estigmas, seguidas por las flores estaminadas que produjeron sus estambres. Todas la estructuras florales estuvieron formadas a los 11 dias da pués de la iniciación de la panícula. La fases lechosa y m¡. sosa d~l grano, que ocurrieron a los 70 y 75 dla respectivamente, fueron provocadas por la ptrdida de agq en la semilla y su reemplaw por almidón. El último estad( de desarrollo, la madurez fisiológica, ocurrió a los 85 dfai Este estado se caracteriza por la aparición en el grano di una capa oscura en la región biliar. Por lo que respecta al desarrollo de los órganos indM duales de la planta, la altura del cultivo hasta los 25 dfa! después _de la emergencia tuvo un crecimiento sostenidl que continuó hasta la etapa de floración. El tallo increme~ t6 su tamaño lentamente hasta el momento del inicio de b panícula, después de lo cua~ continuó un poco más rápi<k hasta el estado de floración. La panícula originada de un ápice reproductivo en fonm de cúp~la fo?11ó en ~• sorgo escobero una serie de verticila de ramificaoones prunarias, a partir de las cuales se forma. ron las ramificaciones secundarias y luego las florecillas l sus estructuras. El incremento en el área foliar de la plan11 ~ ~ mas evidente después de 22 días de la floracióa dismmuyendoentonces por la senectud de las hojas basales AGRADECIMIENTOS ~ au~res quisieran agradecer al Biól Manuel Rojal Garciduenas por la revisión del presente trabajo. LITERATURA CITADA ~ 1952. Broom corn production in South Texas, Texas Agricultural Experimental Station,Progr~ Repon LOP~ DOMINGUEZ, U. & R.K. MAITI 1984. El cultivo del MéXlCO. UANL, CIA-FAUNL, Folleto de Divulgació N 6 74 sorgo escobero (Sorghum vulgare var. technicum) e1 MEDINA, M.J 1983 . n o. ·• p. • . Estudios comparativos en el crecimiento d technicum) y el sorgo de grano (Sorghum bicolor (L). Moench{ T ~;~~ del sorgo ~bero_(So~um vu/gan var. Nuevo León. México, 65p. · esis 10 go. Fac. Cienaas B10lógicas, UnivAut de STANEK, F. 1969. of crop' · Id o f broom com. Journal of Agricultural Research 44: 13-20. V ANDERLIP, R.L &Effect H.E. REA VESdensity 1972. on yie 64: 13-16. Growth stages of sorghum (Sorghum bicolor (L) Moench.). Agronomy Journal VILLARREAL, G.J.M. 1969. Prueba de rendimiento de variedad · · technicum) en Apodaca, N.L. Tesis Ingeniero A '"'Ónomo ITES~ mMtroducidas de ~rgo escobero (Sorghum vu/gan var. ~ , ,T., onterrey, MéXlCO. REGRESSION ANALYSIS BASED ON GENTRY'S ESSAY ON FLORISTIC DIVERSITY PAUL R. EARL 1 & ROBERTO MERCADO-HERNANDEZ 2 RESUMEN En primer lugar, el número de especies de plantas (NSP) y familias (NFM) aumenta conforme se va hacia el Ecuador, lo cual es bien conocido. Esto apoya la teoría de refugio del Pleistoceno. En esta muestra de diversidad florística, la lluvia tiene una influencia ligeramente positiva, mientras que la altitud casi no influye. La diversidad disminuye logarítmicamente conforme aumenta la latitud (LAT), lo cual puede ser expresado razonablemente casi como ley: In NSP = 153.853 - 0.044 LAT. La explicación conocida es que mucha de la flora mundial fue compactada hacia el Ecuador por la glaciación Wiseonsin. En muchas ocasiones la diversidad fue severamente seleccionada en altas latitudes del Norte y Sur, de la misma manera en que los bosques boreales han sido reducidos a una especie. Claro está que varias fluctuaciones climáticas han creado patrones de sobrevivencia que han sido reforzados por climas del pasado por millones de años, sin embargo se menciona a Wisconsin como el evento más severo y reciente. El sistema de Gentry (1982, 1988) basado en la cuenta de especies de plantas en áreas de 2 x 50 m es adecuado. El objetivo es el de incrementar radicalmente el número de muestras. Posteriormente, la calidad de los datos se incrementa notablemente al incluir más variables. Por ejemplo, para una composición florística dada: Cuáles plantas son Laurasias y cuáles Gondwandlanas? Esta es una publicación metodológica que contiene fórmulas como ejemplos enfocados al problema biogeográfico. Palabras Clave: Expansión florística, Glaciación Wisconsin SUMMARY First, the number of plant species (NSP) and familics (NFM) increase as the equator is approached, which is well known. This supports the Pleistocene refuge theory. In this sample of floristic diversity, rain has a slight positive influence and altitude almost none. The diversity lcsscns togarithmically as the latitude (LAT) increases, which can be expressed as reasonably lawlike: natural log NSP = 153.853 - 0.044 LAT. The known explanation is that much of the world's flora was compacted onto the equator by Wisconsin glaciation. At various times, the diversity was severely selected against in higher northern and southern latitudes jusi as a boreal forest can be reduced to one species. Of course, various climatic fluctuations have created survival patterns that have been repeatedly reinforced by past clima tes for many millions ofyears, nevertheless the Wisconsin is cited as the most severe and recent such event The system of Gentry (1982, 1988) of counts of plant species in areas of 2 x 50 ro is adequate. The objective is to radically increase the numbcrof samples. Afterwards, the quality of the data will notably rise, also by including more variables. For example, for a given floristic composition: Which plants are Laurasian and which Gondwanladan?This is a methods paper containingformulas as examples which focus on the biogeographic problem. Key Words: Aoristic expansion, Wisconsin Glaciation. INTR0DUCTION When we see a plant sorne place, we can ask: Where did it come from, how and when did it get there, and also, how much has it speciated in its old ¡md new homes? Is the plant's distrt'bution expanding or contracting, especially in relation to plant competition? Is it migrating? Lifc in thc past cannot be examined directly, still the stochastic proccss of plant roigrations can be examined during the regrcssion of the Wisconsin, which of course is still procecding. As simple regression analysis is instantaneous and cannot describe a moving process or average as in autocorrelation, 1 Facultad de Veterinaria, Centro de Estudios Universitarios, Guadalupe, N.L 2 Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Au(ónoma de Nuevo León, San Nicolás d e :o,. Garza, N.L, C.P. 66450, México. �16 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS F.CB.!U.A.NL Vol.4(1&2),1990 EARL & MERCWO-HERNANDEZ, Génlry's Essay m Flaistic Divmily - regression results might well be viewed with due circumspection and interpreted conservatively. Toe method of multiple regression is used here on Gentty's (1988) data in order to develop a model on how the flora expands from the equator. See also, Gentry (1982) who wrote mainly on shrubs and trees. r = -0.6541, between ALT and NSP r 17 = -0.1324 and bel w~n ALT ~nd PRC r = 0.6076. ALT does notyield intei - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - ~ - - - - - - - - - - - - - esting relations. PRC is associated with LAT. When NFl Table 2. Four outliers are removed reducing the sample ton = 66. vs. LAT, ALT, PRC as in equation 2 (Fig. 1), then betwee¡ - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - NFM and LAT r = -0.6958, between NFM and ALT r: SITE GRID ALTITUDE PRECIPITATION #OF #OF -0.0503 and between NFM and PRC r = 0.4868. Foo COORDINATF.S ( m) FAMILIBS SPECIF.S ( mm/yr) MATERIAL AND METHODS somewhatsimilar equationsare presented in Fig. 1 (Eq.1~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - = 75). 4,000 13 16 40º14'S 800 Alto de Plots of standardized residuaJs were examined and sorne Mirador, Chile 73º18'W small programs of convenience were used. Main reliance 3,000 13 Peyehue Natl. 40°43'S 500 16 1- NSP = 104.73 - '1,.2979 LAT - 0.0080 ALT + 0.0166 PRC Park, Chile was placed in Regression of SPSS by Nie et al. (1975). Toe 72º18'W (r = 0.7470, F = 29.89, P = 0.01, n = 75) Sucusari, Perú programs were Frequencies, Nonpar Corr and Regression. 3º15'S 140 3,500 46 240 Toe variable list was: 2- NFM = 37.98 - 0.5903 LAT + 0.0020 ALT + 0.0020 PRC 72º55'W NSP number of species (r = 0.7292, F = 26.78, P = 0.01, n = 75) 4,000 47 243 Semengob Forest 1º50'N 20 NFM number of families 3- NSP = 5228 · 0.0154 ALT + 0.0245 PRC 110"05'E Sarawak DIR 1 for latitude 4- NFM = 2450 + 0.0001 ALT + 0.0041 PRC DIR 2 for longitude 5- NSP = 73.5338 - 0.0009 ALT. 1.6268 LAT + 0.0224 PRC LAT latitude (r = 0.8480, F = 5293, P = 0.001, n = 66) LAT is exerting a powerful effect on NSP anda strong formed as aJso NFM is transformed with LAT. The equaLNG Iongitude 6- NFM = 33.0678 + 0.0028 ALT - 0.4939 LAT + 0.0033 PRI one on NF, whereas ALT seems ineffective indeed. The tions, shown in Figure 1 (Eq. 7 & 8), are approching lawlike QRT quadrant as NW, NE, SW, SE relations. (r = 0.7655, F = 29.22, p = 0.001, n = 66) migratory pattern, then speciation at the present site seems ALT altitude (m) 7- Log e NSP = 153.853 - 0.0441 LAT paramount, the environmental variables having little effect It remains to compare the northern and southern hemisPRC precipitation (mm/yr). pheres. These equations are shown in Figure 1 (Eq. 9 to (r = -0.8275, F = 139.04, p = 0.0001) when con~ted with LAT. . .. The ori~al da_ta are given in Table 1 of Gentry (1988), 8- Log e NFM = 45.741 . 0.0212 LAT Fwe outliers are now removed: Linhares, Espmtu Santo, 12). n = 75. FJVe outliers were removed (Table 1) and later 4 (r = -0.7785, F = 98.47, p = 0.OOOl) B~ Yanamono (upland # 2), Peru; Mishana (fl~more (Table 2), leaving final n = 66. The instruction Sort DISCUSSION 9- Log e NSP = 145.242 -0.0444 LAT (NORTH) plain), Peru; Mount Cameroon, Cameroon, an_d _Pennet, cases, NSA (A), NFM (A) was inserted to order the residu(r = -0.8802, F = 13414 p = 0 _ Madagascar. It could be that these floras are dJStinct, but 000 aJs in Regression. It is inferred that Wisconsin glaciation and regression were 10- Log e NFM = 4281.9 ~-0280 u;•;~R~ the reasons ~hy they are outside the general trend is obquite different in the southem and northem hemispheres. (r = -0.82l 1 F = 80 7 p = _ scure otherMSe (Table 1). . . RESULTS AND DISCUSSION NSP' · o, O.OOOl' n - 40) Toe nonparametricSpearman r's of mterest are NSP with Equation 9 is lawlike, nevertheless new variables and 11 Lo 160 613 - _& e = _ · -0.038l LAT (SOUTH) NFM r = 0.9054 (P = 0.001; n = 70) and NSP with PRC much more data should be generated so that sorne sucb 6595 18 48 . In accord with Gentty's Table 1 (1988) the averages of / ~ ~• ~ · , P = o.oo5, n = 26) r = 0.6752 (P = 0.001). Incidentally, memberships in geoequation can eventually be considered as a natural law. Still, 1 mterest are NSP 107, NFM 34, LAT 15º, ALT 256 m and g NFM - 45560 -0.0209 LAT (SOUTH) graphic quadrants are: 44.3% NW, 14.3% NE, 4.3% SW regression as an instantaneous tecbnique, and though here PRC 2,381 mm/yr (n = 75). Pearson r between LAT and (r = -0.8211, F = 80.70, P = 0.005, n = 26) and 37.1 % SE. Toe maximum available r was about r = it is reasonably established that floristic diversity decreases PRC is r = 0.4255, meaning that rainfall decreases away - - : : : - - - - - - - - - - - - - - - - ---~ - 0.71 thus four more outliers were removed. They are Alto logarithmically away from the equator, this is not rigorously from ~e equator. When NSP vs. LAT, ALT, PRC as in Figure l. Regression equations based on de Mirador, Chile; Peyehue National Park, Chile; Suscusari, proveo. It would seem better to use autocorrelation and equation 1 (Fig. 1), then between LAT and NSP Gentry's Essey on floristic diversity. Peru, and Semengoh Forest, Sarawak (Fig. 1, Eq. 5 & 6). time-series methods, possibly on evenly spaced samples Floristic diversity increases logarithmically as the equator along a unidirectional transect, incorporatingwhatever variis approached. Toe most important relation that is well ables express a notable effect on the stochastic process. correlated is NSP with LAT, now logarithmically transTable l. Five exceptions now removed from the analysis as outliers. º SITE GRID COORDINATES Unhares, Espíritu Sant~, Brazil Yanamono, Peru (upland # 2) Misbana, Peru (floodplaio) · Mount Cameroon Cameroon Perinet Madagascar r ··-19º18'S 40°04'W 3º28'S 3º28'S 3º4TS 73º30'W 4º00'N 9°00'E 18º55'S 48º25'E ALTITIJDE (m) PRECIPITATION ( mm/yr) #OF FAMILIF.s #OF SPECIES 50 1,403 53 212 140 3,500 50 225 130 3,500 58 249 230 8,000 37 129 950 1,200 52 199 LITERATURE CITED GENTRY, A.W. 1982. Neotropical tloristic diversity: Phytogeographical connections between Central and South America, Pleistocene fluctuations, or an accident of the Andean orogeny? Ann. Miss. Bot Gard. 69:557-593. GENTRY, A.W. 1988. Changes in plant community diversity and floristic composition on environmental and geographical gradients. Ann. Miss. Bot Gard. 75:1-34. NIE, N.B., C RADIAi HULL, J.G. JENKINS, K. STEINBRENNER & D.H. BENT 1975. SPSS: Statistical Package for the Social Sciences. 2nd Ed. McGraw-Hill, New York, 675. �PUBLICACIONES BIOLOGICAS - F.CB./U.A.N.L., Mtx:ia>, Vol.4, No.1&2, 19-27 THE DISTRIBUTION OF MESQUITES (Prosopis, Leguminosae) IN MEXICO PAUL R. EARL 1 RESUMEN Se presenta un mapa de los mei.quites de México, exceptuando a la Península de Yucatán, encontrándose la presencia del tipo parental sureño Prosopis laevigata en Arteaga, Michoacán, y el tipo parental norteño P.bonplanda en Juárez, Coahuila. Todos los demás mei.quites algarobianos Norteamericanos son híbridos aditivos, no especies. La invación de territorios norteños por híbridos levigatanos es parte de la expansión florística postWisconsin desde el ecuador. La ruta preferida por los invasores levigatanos es por el norte a través del Istmo de Tebuantepec basta alcamar la costa de Veracruz, y de ahí hacia el noroeste hasta el valle del Río Bravo hasta California y el Oceano Pacifico. El paso a través de las montañas Zacatecanas y Sinaloenses es más lento. Sólo 13 % de las localidades de mezquite fueron clasificadas correctamente utili1.ando el análisis discriminante de Mahalanobis, sin embargo, las muestras sureñas, norteñas e híbridas fueron correctamente clasificadas en este sistema a 96, 87 and 98 % respectivamente. Además, se encontraron tres refugios de la glaciación Wisconsin: 1) Bravano (Valle del Río Bravo), 2) Sonoranoy 3) Floridiano (USA). Palabras Clave: Prosopis, Leguminosae, Biogeografia, Hll>ridaciónintrogresiva, Glaciación de Wisconsin, Análisis discriminante, Taxonomía numérica, Refugio Bravano. SUMMARY A map of the mesquites of México, excepting the Yucatán Peninsula is presented indicating the southern paren~l type, Prosopis laevigata at Arteaga, Michoacán, and the northern parental type, P.bonplanda at Juárez, Coahuila. All other algarobian North American mesquites are additive hybrids, not species. Toe invasion of northem territories by levigatan hybrids is part of the post-Wisconsin floristic expansion from the equator. Toe route preferred by the levigatan invaders is north through the Isthmus of Tehuantepec to reach the coast of Veracruz, then to swing northwest in the valley of the Río Grande through California to the Pacific Ocean. Passage through the mountains by z.acatecan and Sinoloanspearheads is slower. Only 13 % ofmesquite localities were classified correctly, using Mahalanobis discriminant analysis, nevertheless the southern, northern and hybrid examples were correctly classified in this system at 96, 87 and 98 % respectively. In addition, three refuges from Wisconsin glaciation are indicated: 1) Bravan (valley of the Río Grande), 2) Sonoranand 3) Floridian (USA). Key words: Prosopis, Leguminosae, Biogeography, lntrogressive hybridiz.ation, Wisconsin glaciation, Discriminant analysis, Numerical taxonomy, Bravan refuge. INTRODUCTION Johnston (1962) presented an unrealistic map of North American mesquites. Populations, not types, should be studied, however that map was apparently made by examining museum sheets, not Iocalities. Still, the main fault of bis map is conceptual, as hybrids are taken as species. Plant taxonomists treat the mesquite hybrids as a group of species, even though they are additivé by distance, except for tbe extremes and/or parental types, which in México are southern Prosopis laevigata (von Humboldt & Bonpland, 1 1811) de Candolle, 1825 (Prodr. 2:446) and P.bonplanda (Earl & Lux, 1991) which occurs in westernmost Nuevo León through northeastern Coahuila. The most prorninent difference between these parental types is in the number of pairs of leaflets per pinna or rachis (PLF). Toe taximetric system herein only acco:.mts for PLF per mei.quital (mesquite woods). At Arteaga, Michoacán, trees have 27 PLF, and at Juárez, Coahuila, 9 PLF. The same 9 PLF occurs at Lampazos, N.L and Nuevo Laredo, Tamaulipas. All other algarobian mesquites in North America are intermediate hybrids of me parental extremes. Also, it is not lmown to Facultad de Agronomía, Centro de Estudios Univ~rsitarios, Guadalupe, N.L, Módco. �20 - EARL, Distribwion of Mesquiles in Máko. - PU/1LICAC/ONES BIOLOGTCAS - F.C.B./U.A.N.L Vol.4(l&t2),199Q the writer whether P.laevigata is actually a junior synonym of P.julifora, Shwarz 1778, or not Its type locality is Jamaica, but the mesquite of high PLF count in Colombia holds more interest On the whole, plant taxonomy does not accommodate hybrids, therefore many plants are indecd dubious as species. One example will suffice. Burkhart (1976) described P.tamaulipensis which does not exist Neither do species other than thosc prcviously cited exist in Central and North America. In South America the parental t:ypes seem to be P.juliflora of Colombia and P.ruscifolia of Argentina, the resl being polymorphic bybrids. Neverthelcss, one might ask, ªHow do you know X ~ a hybrid?" By its additive nature. Intergrading is the oldest taxonomic problem. Mesquites change by distance and in general are similar to their neighbors. A1so mezquitales 1,000-2,000 km apart may be similar, though these have radically different migratory histories. Generally, the PLF oounts de.crease from south to north, yet the hybridizing front is indeed irregular due to mountains as obstaclcs. Periodic coldsnaps at high elevations eradicate mcsquitcs. Another obstaclc is the genetic rcsistance of P.bonplanda near the Río Grande. Any hybridizing along a radius to Juárez-Lampaws will produce decreasing PLFs as: Brownsvillc, Tx 14 PLF; camargo, Tamps. 11 PLF, and Lampazos, N.L 9 PLF. The parallel floristic expansion from the equator is occurring in South America, where Burkart has made many misinterpretations. See also, Hunzilcer et al (1975, 1986) on hybridizationin Argentina. Earl and Mercado (1990) found that the number of plant species decreases logarithmically by distance away from the equator. As weU known, the flora is expanding northward through México and has been lhrougb 30,000 years of Wisconsin regression, the maximum of Wisconsin glaciation bcing 100,000 years ago. At various times, the mexican altiplain was much colder than southern USA For ali plants and animals, the altiplain was a physiogeographic discontinuity, and it dividcd the mesquite population into northem and southem refuges, i.e., the valley of lhe Río Grande and the equatorial refuges. Post-Wisconsin floristic migrations become the keynote. In the early stages of the Wisconsin regression, the northem type secms to have occupied aU of México meeting the southern parental type somewherc to tbe south. Toe southern type, as a hybrid influence, which by now has penetrated virtually all of North Ame rica, migrated slowly lhrough the mountains and rapidlyon the Veracruzan coast The Veracruzanspearhead turned northwest in front of the Sierra Madre. Oriental to stop in Nuevo León, because of bonplandan resistance. Nevertheless, levigatan invading hybrids pa~ northwest in the valley ofttie Rio Grande in Texas to reach the Pacific, by then joined by the Sinaloao spearhead. The Zacatecan drive swung northwest once freed of the mountains. This hybridizing spearhcad could not penetra te bonplandan territory to its northeast much past Monclova, Coabuila. The position herein taken on introgressive or invas· hybridi.zation in mesquites has been explained .. 0n general methods and approaches, see cain (1 Vines (1960), Udvardy (1969), Raven & Alelrod (197 Goodall (1978), Ezuirra et al (1984) and Ludwig & R nolds (1988). Toe conclusion of Rzedowski (1988) that "the presen of P.juliflora in Central America and in northem Sou origin, which are at the root of thosc floristic compositions. Among these concerns seems to be an underestimation of continental drift and the many repetitions over millions of years of climatic fluctuations that have forced anima Is and plants to recross thc same routes. Nonetheless, thc severity and recent nature of the Wisconsin make it thc most decisive biogeographic elemcnt, lcading to such matters as mountain relics, etc., which have rcceivcd too littlc atten- America is interpreted as an indication of a transequato · tion. migration route and notas the point of departure of a e.o Toe importance of continental drifl was stresscd by Metvergent evolution in dry areas on both sides of the trop· ca1f (1921), and amplified by Keast (1971) and Earl (1979). bett• is fully supported seeming virtually axiomatic, nev Toe factuality or necessity of continental drift was oouched thel~ lhe works of Johnston (1962) and Burkart (197 in these words by Colbert (1974) on dinosaurs. "Toe preswbich be reviewed are not. For example, Prosopis origina e?ce of Aúican s~cies of L!stros~urus in _the Lower Tria~in Gondwanaland,not Africa. Further, from Burkart, (l97 sic b~s ~f ~tart1ca and . m India oonsututes ~trong cvtP.articu/aJa, P.tamaulipana,P.velutina and P.glandulosa dence tnd1~tmg the ~lose linkag~ of_ th~se ~ow w1dely sepaimaginary species. Note that P.juliflora is not present • rated contments dunng early Tnass1c l1II1e. Also see D1etz Sinaloa, and that when P.laevigaui is referred to as P.ju and Hotden _(1970). . . . . . flora (which may weU be oorrect), it does not pass north ~ orgamsms llave thc1r centers of ongm in c1ther Lauccntral Mexico, except on the Veracruz.an coast to at I rasia or Gondwanaland,and they should be tagged L or G, Tempoal, Veracruz. Rzedowski's map (bis Fig. 3) of P.ju except if ~cy have spcciated_ clscwhcr~: Horno s~piens flora and P.laevigata does not agree with PLF ooimts here· would obviously ~e ta~ed: Afnca. ProsoptS and 1c~cia are Ncither are bis Figures 4 & 5 that are maps on P.glandu tagged and so IS Melta. I~ ~ni~ currcnt ~ta~y IS mvolv~d var. glandulosa, P.glandulosa var. '°"eyana and P.velu · the meliacean ~~ter of ?ng~ JS Malays1a w1th Australia. factuai mainly because those are just hybrids. Rzedows ~everthelcss, t~is IS dr~sllcally mcorrc~t.,and accurate histoquote from Johnston (1962) follows, • El origen de P.ve nes of land bndges like t~e Malays1an and Panamanian tina debe ser más bien reciente y se relaciona con la O ones should be duly apprec1ated. genia del Terciario tardio, que afectó profundamente Somehow, phytogeograph~ may not confo~m to plant región y permitió que P. veh.ltina dcsplai.ara a P.glandulo taxonomy and/or a formal bclie f that sorne spec1es are such, var. torreyana de una parte de su arca primitiva." because Johnston, Burk~rt or othe_r authorities say so._ In So Wisconsin glaciation is canceled by hybrids from ~e case ?f thc ~lg_aro?1a~ ll_lesquil~s ~f North Amenca, Laramíde revolution? Wbat seems to be said is that mtrogress1ve hybndIZat1on LS like terntonal war, not speciapostWisconsin bybrids currently hybridizing cach oth tion. Backcrossin~ is an _cxtincti~n mechanism. The first which fact is demonstrable were known to have repla crosses ca~c pa_rt1al hybnd sterility as found a~ ~onterrey, each other without hybridizing at the close of the Cre N. L The mvadmgsoutherners cause thc hybndized no rthceous! emer to fail in seed production lherchy lowering the oomThe cbronicity and Jocalities of postWisconsin hyb · ~ti~on . for southern in~tration, and this has practical designated intuitively as "species", are incorrect The sta unpli~uons. If a pe~on m Monterrey, N. L wants to buy ment that ~-~g~ui has been replaced_ by ?.glandulosa ~ ~esquue pods, he will have _t? tr~vel south to Ma~ehuala, any area is mvalid, and furthermorc mvolves southwaJ · L P. (Earl, 1985). On utilizat1on, see Marroquin et al. migration against the wanning trcnd of postWi.sconsin r6 (l964), Gómez _(197~) and Figueiredo ( 1990). gression. Toe introgressive hybrid ization occurring presen For taxonom1c revicw, re fer to B_enson (1941 ). P.gla~duin North American mesquitcs in no way supports Johns ~sa Torrey, 1827) J?hnston, 1962 IS ~cr~ly one of ~n ~fior Burkart, nor does it support ideas on parallel evoluú nite number ~f_hybn~~- The taxonom1c hIStory cuu:nmaung nor the appalling taxonomy of the mesquites. Start wi m the unrealist1c trca11sc of Burkart (1976) clcarly unpedes What, wben and wbere was the causalive discontin · better approxirnating nature. Then again, P.bonplanda is not whicb most affected lhe present distribution of the m known to that history. quites? Mesquite hybridiz.ation has long' been well recognized. It is problematic that certain plants occur in a given ~nson (1941) wrote, "Along lhe ~i~ Grande _in _the vicinity that has indeed a similar ecology to another area whe Et Paso, Texas, the three vanet1es of P.Julijlora grow such plants also live as due to adaptation to that ecolo together, and, ju~ging i!om h~rbarium. specimens, there and it would seem more pertinent to know their centers OCCurs a perplex:mg senes of !Iltermcdtate forms and of plants with recombinations of the characters of aU thrce ?" 21 mesquites or of any two of them.• That area is about 100 km north of bonplandan territory. The southem invasive influence stemming from Veracruz then Tamaulipas passed to tbe north of that disintegration ccntcr, causing the hybridization which Benson mcntioned. The bonplandan tc rritory has been referred to as a disintegration ccntcr, because levigatan genes are moving in on ali radii. This is the exact oppositc of centerfire dispersa! radiating from a center of origin. Thc hybridizing front must have had many such disintegration centers in the distant past In essence, the biogeography of Mexico is litllc known and less appreciated. The following papcrs should be extractcd and synthesized: Müllcr (1937), Gentry (1946), Axelrod (1948, 1950), Martin & Harrell (1955), Rzedowski (1%5, 1972, 1988), Beaman & Andersen (1966), Marroquín (1976) and Correll & Johnston (1979) with d ue a pprcciatio n of the extcnsive bibliography of Gentry (1988). NevertheIess, to progrcss in the phytogeography of Mexico, it is necessary to add many works from thc extensive refcrcnccs givcn by Rzcdowski (1965). Other refcrcnccs of sorne intcrest are: Müller (1939), Graham (1960), Marroquín et al (1964), Peacock and McMillan (1965), Weber (1972), Ellas (1974), Axelrod and Bailey (1976), Brown et al (1985) and Lott ec al (1987). The purpose of this work is to map mcsq uite migrations and hybridiz.ations in Mexico, though unfortunately the Yucalán península is unsampled. The writer has found that complete foliar morpho metrics are not necessarily better than pairs of leaílet oounts (PLF), and a one character taxonomy i~ used. PLF seems 10 be the most discriminatory charactcr, thc least age affectcd and the easiest character 10 obtain in the field. Finally, mesquite distribution in the New World is considered. MATERIALS AND METHODS The 42 localities and their sample sizes are given in Table l. Five oounts of pairs of leaflets from five different branches a re averaged to give one PLF. In the rare cases whcn the two or even 4 rachis have different lengths, lhe longcst rachis is counted for PLF. Three other data variables wcrc dcrived from PLF. The southern type, hybrids and the northern type are given as S%, H% and N%. If PLFGE 17, S = PLF. lf PLF GE 13 and LT 17, H = PLF. If PLF LT 13, N = PLF. S, H and N are then oonverted to percents. The program used was Mahalanobis discriminant by Klecka (1975). Aftcr the füst analysis, Jocalities were regrouped, and two mo re taximetric characters were derived. These are extreme south (EXS) and extreme north (EXN); EXS is PLF GE 24, and EXN is PLF LE 10. Thc regrouping of vcry similar mezquitales follows the numbcrs given in Table l. This oonsolidation was made in accord �22 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS • F.CB./U.A.NL Vol.4(1&2),1990 Table 1. Arithmetic means of the variables. N is sample size, S%, H% and N% are southern, hybrid and northem influences. GRP LOCALlTY N PLP S% H% N% 55 15.2 21.8 78.2 o.o Montemorelo6, NL 49 18.3 69.4 265 4.1 Zuazua, NL 52 13.6 3.9 513 28.8 4 Ramos Arispe, OOAH 56 11.8 o.o 393 60.7 5 CUatto Ciénegas, OOAH 98 123 6.1 34.7 59.2 6 San Cmos, TAMPS 114 22.0 94.7 7 Tempoal, VER so 26.9 100.0 8 Arteaga, MIOI 67 26.6 100.0 1 Guadalupe, NL 2 3 9 1811 12 13 Dun.ngo, 000 38 11.7 o.o Aigabampo, SON 51 15.9 35.3 Realito, SIN Querétaro, ORO Mayr.ín, COAH SO 24 110 13.0 21.2 16.4 6.0 too.o 51.8 o.o o.o o.o o.o o.o 53 34.2 65.8 58.8 5.9 o.o o.o Linares, NL 86 21>.0 80.2 16.3 3.5 Cadereyta, NL SO 17.0 64.0 36.0 o.o o.o RESULTS AND DISCUSSION Tables 1 and 2. Examples of the sets: S%, H%, N% aJ given in Figure 1, a map of Mexico. For the total sampleo 2,554 trees, the averages are: 16 PLF, 41.3 S%, 23.9 m 34.8 N%, 2.6 % EXS and 1.4 % EXN. Table 2. Standard deviatioos for the arithmetic meaos of Table 1. GRP PLF S% H% N% GRP PLF S% H% Nf 1 228 41.68 41.68 0.00 22 1.56 0.00 35.79 35.'n 4.08 46.57 44.61 20.00 23 1.46 0.00 26.85 26.&S 3 19.42 47.37 45.75 24 0.93 0.00 0.00 0.11 o.o 244 4 1.97 0.00 49.28 49.28 25 249 3210 3210 0.11 o.o 100.0 5 282 24.10 47.84 49.40 26 3.05 23.22 23.22 0.11 16 Agualeguas, NL 17 Blyth, CA, USA SO 16.1 44.0 18 Lampazos, NL 92 8.8 o.o 19 Cedn~ SLP 105 19.3 83.8 15.2 1.0 6 257 0.00 200 0.00 27 234 4731 48.67 20.t 20 Monterrey, NL SO 14.1 o.o 98.0 20 7 257 0.00 0.00 0.00 28 1.68 14.14 49.68 50.11 21 Ca.margo, TAMPS 100 120 O.O 13.0 87.0 s 22 Mina, NL 94 11.1 14.9 85.1 23 Anáhuac, NL 65 10.5 24 Juáre7., COAH SO 8.8 o.o o.o o.o 56.0 7.7 923 o.o 100.0 25 Matehuala, SLP 44 19.7 88.6 11.4 26 Rayillo del Agua, SLP 71 21.1 94.4 5.6 o.o o.o 629 43 27 Brownsville, TX, USA 70 15.8 329 28 Santa Catarina, NL SO 121 20 420 56.0 29 Oüetla, PUE 20 21.s 100.0 30 Mier y Noriega, NL so 21.8 100.0 31 Dr. Am:tjo, NL 49 21.3 o.o o.o o.o o.o 10.2 o.o 32 Higueras. NL 62 125 O.O 53.3 46.8 33 Hidalgo, NL 66 11.7 1.5 34 Colon, QRO 30 21.8 96.7 35 Castáñoc, OOAH 60 10.2 1.7 36 Oaxaca, OAX 66 227 93.9 89.9 24.2 74.3 3.3 o.o t.7 96.6 4.6 1.5 15 13.5 20.0 132 21).2 93.2 General Cepeda. COAH 60 11.9 33 25.0 71.7 General Eacobedo, NL 26 127 O.O 57.7 423 41 Los Moclús, SIN 36 120 O.O 41.7 583 42 Nueva Rosita, OOAH 57 10.9 O.O 105 89.5 ;, Dr. C.os&,NL 38 audad O>reg6n, SIN 39 40 40.0 20.0 6.8 o.o Table 3. Arithmetic meaos of the combinatioos A to K. -GRP __ N_ _ _P_LF __ S%--H-%--N-% __ EXS _ _ _EXN _ __ Table 4. Standard deviatioos for means in Table 3. GRP PLF A B e A 117 'K>.7 100.0 o.o o.o 25.8 O.O E B 110 16.4 51.8 15.5 327 26 0.9 F e 99 17.6 66.7 31.3 20 13 0.1 G 0.5 0.5 99.0 0.2 7.7 H I J K D 202 9.2 E 50 14.1 O.O 98.0 20 O.O o.o F 94 11.1 o.o 14.9 85.9 o.o 3.7 156 15.7 33.3 64.7 1.9 0.2 o.o 334 21.6 95.2 4.8 o.o 63 O.O 65 227 93.9 4.6 1.5 6.2 391 19.9 87.7 11.3 1.0 1.4 o.o o.o 123 4.4 35.6 60.0 o.o 1.8 G H J{ -----------------936 Regrouping by similarity yielded 11 groups A to K. This step raised the percent correctly classified from 12.88 to 48.26 49.71 23.76 3.39 30.58 3058 o.i, 35.94 %. Also, the variables EXS and EXN were added to 11 1.12 23.99 so.35 49.49 32 1.61 o.oo 50.30 sol the second analysis. Nonetheless, 4/11 hybrids ran off their 12 t.34 o.oo o.oo o.oo 33 t.66 1231 43.18 44.11 home bases, i. e., were misclassified as shown in Table 7. 13 5.12 so.20 35.31 47.14 34 21s 18.26 18.26 o.lJ Tables 3 and 4 give the univariate statistics for groups A to 14 3.72 40.06 37.13 1s.46 35 ~-23 1291 1291 1s.M K. Table 5 shows the correlation matrix of the variables. 15 1.20 48.49 48.49 0.00 36 6.46 24.22 21.15 12• Table 6 is the summary table of the discriminatory power of 0.00 49.02 49.02 37 2 41.40 50.71 50.•~ the data variables, and Table 7 is the classification results 16 1.14 17 1.86 50.14 50.14 0.00 38 224 25.50 25.30 o.u of groups A to K In this analysis, by inspection, an F value o.oo 39 1.93 18_10 43.67 45., below 50 is interpreted to mean that those groups are 0.00 0.00 18 1.12 .5 50J somewhat similar. Regarding Table 6, groups B and G are 37.01 36.11 9.76 40 1 1 50 33 19 3.06 1. o.oo · d closest and well separated by PLF, which has a very high 50 20 0.90 0.00 14.14 14.14 41 99 0 00 · so.oo Mabalanobisscore indeed, the D2 being0.05339. Groups H 0.00 33.80 0 00 21 0.52 33.80 42 41 30 96 30 1. · · -~ and I are somewhat similar, separable with N%. In all cas- - - - - - - - - - - - - - - - - - - es, PLF is most discriminatory, thoughH% is supporting The extensively detailed yet díffuse results of the tí1 group ~ Monterrey, N. L , which has the most hybridized discriminant analysis are not reported except for Tables meThi.qw~L . . .th difficulties redictable and 2, because of repeated similarities among the da e dlSCI'lllllDant resu1ts are, W1 . ,P . . variables of many localities. Many mezquitales (29/44) Wd ~om the data in Table l. Any system, obVIo~ly. m~lu~mg o'¼0 correctly chwified to their localities as their data Wd mtuition', will likely fail to improve the .dlSCTllillilation, • • • ' attracted to very similar data belongmg to o ther 1ocali.;, ... because of the similan·ti·es· When short-dJStance transect · ts · undertaken, ne1·ghbors will be attracted. to.each thus vía similarity, the program partitions such data to d ma ppmg wrong localities. This must happen when the F value b oth~r and slide off their home bases. The program ts sunply saymg some of these are like some of those. Except for A 204 9 1.44 10 211 o.oo o.oo o.oo o.oo 48.os 48.08 29 30 31 282 252 o.oo o.oo o.oo o.oo 0.1 M 23 south, D north and E hybrid, groups A to K are an assortment without localities because the same appearing hybrid can form in many different places. D 2 37.1 629 tween pairs is very low. Toe overall rate of correctly classified was 12.88 %. Nevertheless, the peaks of S%, H% and N% were well classified, except that the two S% peaks at Arteaga and Tempoal pulled against each other as did the twO N% peaks at Juárez and Lampaz.os. Such similar mezquitales are then regrouped to provide a more understandable discriminant analysis. Toe univariate statistics for PLF by locality are giveni _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ 15.5 327 14 120 with low F values between pairs of localities as read in th first analysis. These 11 groups are: 7,8 = A, 13 (Mayrát Coah) = B, 2,15 = e, 18,24,35 = D, 20 (Mont~rrey, N. L: = E, 22 (Mina, N. L) = F, 1,10,17,27,27 = G, 6,26,29,l 31,34 = H, 36 (Oaxaca, Oaxaca) = 1, 12,38 = J and 3,4,5, 11,16,21,23,27,28,32,33,37,39,40,41,42 = K 54.0 40.0 15 35 EARL, Distribution of Mesquitu in M~ - S% H% 2.27 0.00 0.00 5.12 50.20 36.31 3.05 47.38 46.61 2.06 7.04 7.04 0.90 0.00 14.14 1.56 0.00 35.79 2.14 47.29 47.93 3.08 21.39 21.39 6.46 24.22 21.15 2.86 32.86 31.64 2.21 20.48 47.90 N% EXS EXN 0.00 0.00 0.00 47.14 14.14 7.82 5.90 2.32 0.00 0.00 2.00 2.83 9.93 14.14 35.79 13.78 0.00 11.07 12.04 13.53 10.08 5.73 49.01 0.00 1.01 3.77 0.00 4.69 0.00 0.00 0.00 0.00 3.73 As the Pleistocene climatic fluctuatioos and the mountainous terrains are the same for all, it seems logical that most plants have followed the mesquite routes: Veracruzan, Zacatecan and Sinoloan. Still, Wiscoosin refuges and their effects on endemisms and incoming mígrations remain unaccounted for. Benson's (1941) comments are most helpfut of course he did not k:now the mígratory reasons for the El Paso mix. Table S. Coefficients of correlation (r) among the data variables. CL .x1 PLF S% H% 0.5713 0.0124 -05224 N% -0.4845 -0.'2267 S% EXS 0.5646 EXN -0.3324 H% N% EXS -0.7121 0.1089 -0.0524 -0.2980 -0.0769 -0.2639 0.3648 -0.0134 Working upon the assumption that the northern type once occupied all of Mexico, then the routes for all plants and animals moving northward can be established, using the mesquítes as markers, however, many areas are undersampled. But also, there is not enough evidence for the previous assumption. In this study, the opinion given is that NE �24 - EARL, DistribUlion of Mesquilu in México. - PUBLICACIONES BIOLOGICAS - F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&2),1990 mesquites reached Oaxaca during Wisconsin regression before encountering invasion from say Guatemala. Many statistical methods such as regression analysis and autocorrelation can be successfully applied if the routes are logically selected. Still, these migrations are being examined on the provincial, not hemispheric leveL Table 6. Summary table of the discriminatory power of the variables. P probability, BGRP between groups. Variable Wilks lambda PLF N% EXS S% EXN 0.2555 0.1959 0.1294 0.1048 0.0900 p 0.0000 0.0000 0.0000 0.0001 0.0000 Min.D2 0.0534 0.2392 0.4153 0.6165 0.7865 p 0.0638 0.0016 0.0001 0.0001 0.0001 BGRP B&G H&I H&I F&K H&I On the hemispheric level, a biogeographic position follows, however speculative, thus examine it with due circumspection. See also Gentry (1988). In sorne warm pre-Wisconsin or pre-Pleistocene period, the mesquites were continuous from Argentina through sorne of the southem United States, though vía past climatic fluctuations this population was hardly uniform, ie., that diverse continuum in the Americas exhtbited the transforming effects of long past climates. Prosopis ruscifolia of Argentina (Bravo et al., 1979) with 2-3 PLF is primitive, whereas the counterpointP.bonplanda (Earl & Lux, 1991) of northeastern Mexico is to sorne degree hybridiz.ed by the equatorial type's influence. Vast discontinuitieswere enforced by the Wisconsin glaciation in Mexico and Central America, and in the highlands of South America. Then, the three refuges were: 1) Bravan, the valley of the Río Grande extending (?) to the Mississippi, 2) the equatorial lands and 3) the valley of the Río Plata, including considerable extensions such as from Rosario, Argentina to Concepción, Paraguay. During the Wiscoilsin regression, P.juli.flora from the equator migrated northward and soutbward to conquer or hybridize P.bonplanda and P.ruscifolia. When Smith and Sm.ith (1979; see also Morafka, 1977) on the tiistnbution of living tortoises, especially Gopherus spp., is examined, then three Wisconsiri refuges are apparent. now named: 1) Floridian (USA), 2) Bravan (valley of the Río Bravo, basically a little of Texas and much of NE Mexico to the front of the Sierra Madre Oriental) and 3) Sonoran (Sonora, Baja California del Norte and soutbem California). It would seem that these floral and faunal prov- 25 inces are more definitive than those of Dice (1943). Se also Burt (1938), Cain (1944), Martin and Harrell (195! CITED LITERATURE and Axelrod (1979). Refer to Smith & Miller (\986) on ti . . . . . Rio Grande drainage system, still interest here focuses o AXELROD, D.I. 1948. Climate and evolution in western North Amenca dunng Middle Pliocene time. EvoL 2:127-144. the Iower Rio Grande valley and the northem VeraCTU7J AXELROD, D.I. 1950. Evolution of desert vegetation in western North America. 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Toe Molluscs of tbe Arid Southwest Univ. Arizona Press, Tucson, 271. scure and migrations, or their absence is hardly mentiom BRAVO, L.D., R.A. PALACIOS & A.D. BURGHARDT. 1979. Variabilidad en Prosopis ruscifolia Gris., 9-10. Resúmens as the panorama is often taken as stationary rather than1 Jornadas Argentinas Bot., 15-20 October, Sta. Rosa, La Pampa. an ongoing competitive process. A given oasis of food, \11 BROWN, A.D., S.C. CHALLKIAN & LM. MALMIERCA. 1985. Estudio florístico-estructural de un sector de selva ter and shelter can create endemism. More interest mid semidecidua del noreste Argentina. l. Composición florística, densidad, y diversidad. Darwinia 26: 27-41. be expressed in where the plantcame from, and why itll BURKHART,A. 1976. A monographof the genusProsopis (Leguminosae: subfam. Mimosoideae). J. Arnold Arb. 57:217been unable to expand frorn secondary or tertiary centei 249, 450-525. Endemism is most often the result of relicing during migu CAIN, S.A. 1944. Foundations of Plant Geography. Harper, New York, 556. tion, notan indication of origin. This is obvious and mere BURT, W.H. 1938. Faunal relationships and geographic distnbution of mammals in Sonora, Mexico, 1-77. Mise. PubL 39, stated because the concept of ongoing changes is lacking Mus. 2.ool., Univ. Mich, Ann Arbor. many works. Finally, many plants are often taken as ha~ COLBERT, E.H. 1974. Lystrosaurus frorn Antartica. Amer. Mus. Novit 2535:1-44. adaptive features in sorne present locality, when fa~ CORRELL, D. s. & M. C. JOHNSTON 1979. Manual of Vascular Plants of Texas. Res. Found. Renner, Austin, 761-889. the said characters were evolved or transformed by dtS~ DIETZ, R.S. & J.C. ROLDEN 1970. Toe breakup of Pangaea. ScL Amer. 223:30. and long past environments. DE BEER, G. 1964. An Atlas of Evolution. Thomas Nelson & Sons, London. DICE 1943. Toe Biotic Provinces of North America. 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R.K MAITP, ALBERtO MARTINEZ-MEJIA' & ROBERTO MERCADO-HERNANDEZ' RESUMEN Se encontraron diferencias significativas en las condiciones generales y en la variabilidad de los caracteres morfoanatómicos 'y componentes de rendimientos en poblaciones naturales de lechuguilla en diferentes localidades. La mayoría de los componentes morfológicos y de rendimiento, así como los caracteres anatómicos de las células fibrosas que constituyen a los filamentos de las fibras, estuvieron correlacionados, pero los grados de correlación variaron grandemente en las diferentes localidades demostrando el efecto del ambiente sobre el crecimiento y productividad. El modelo de regresión seleccionado para la predicción del rendimiento de fibra como función de variables tales como longitud y grosor de las hojas, capas de bandas de fibras y número de filamentos, tuvo un coeficiente de determinación de r2 =0.84. Una correlación significativa se observó entre la longitud de la fibra celular, el ancho y grosor de pared celular en diferentes posiciones de los hojas en desarrollo (basal, media y apical), demostrando el proceso sequencial de la elongación de la célula y engrosamiento de pared celular. Palabras Clave: Lecheguilla, Caracteres morfoanatómicos, Productividad. SUMMARY Significant differences in general conditions and variability in morphoanatomical and yield components of natural stands of lechuguilla were found among different localities. Many of the morphological and yield components, as well as the anatomical characters of fiber cells constituting the fiber filaments were correlated, but the degree of correlation varied greatly in different localities, thereby demonstrating the influence of the environment on lechuguilla growth and productivity. Tbe regression model selected for the prediction of fiber yield as a function of variables such as leaf length, breadth, fiber bundle layers and fiber filament numbers, hada coefficient of determination of r2 =0.84. A significant correlation was found between fiber cell length, breadth and wall thickness at different positions of the developing leaves (basal, middle and apical regions), thereby showing the sequential process of cell elongation and thickening of the cell wall. Key Words: Lecheguilla, Morfoanatomical characteres, Productivity. INTRODUCTION Lechuguilla (Agave lecheguilla Torr.) is a current important source of income for rural people in the arid and semiarid regions of México (Sheldon, 1980). This zone represents Coahuila, Nuevo León, San Luis Potosí, Tamaulipas, 2.acatecas, Chihuahua and Durango. The central young leaf cone "cogollo" is ext:ensively harvested for fiber manuaUy using a primitive method (Sheldon, 1980, Marroquín et al., 1981). In Nuevo León, lechuguilla is exploited but little scientific information is available on its variability in fiber productivity, its structure and quality, although sorne researcb has been done on explotation, ecology and productivity in the arid lands of Mexico (Marroquín et al, 1981). Moreover, severa} papers have dealt with the physiological parameters relating to fiber yield of differentAgave species, includingA.lecheguilla (Nobel, 1976; Nobel & Meyer, 1985; Nobel & Quero, 1986). 1 División de &tudios de Postgrado, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, Apdo.Postal F-16, San Nicolás de los Garza, N.L, México, C.P. 66450 �30 • MA1TI et al, Morphoanatomy ond Productivily of Lechuguüla. - PUBLICACIONES BIOLOGICA • F.CB./U.A.N.L. Vol.4(1&:2),1990 This paper discusses the ecological conditions, the extent of variation and quantitative description of morphological and anatomical characters relating to fiber productivity of lechuguilla in nine localities at Garcia, Nuevo León. This paper also emphasires on quantitative estimation, growth and development of fiber cells in lechuguilla leaves. MATERIALS AND METHODS Lechuguilla plants and relevant data from nine representative localities of García, one of the important zones of lechuguilla production in Nuevo León (100º 36' W and 25º 40' N, an altitude of 697 mandan area of 913,814 km2). The number of lechuguilla plants within 100 m2 plots were initially counted. The ecological conditionsand edaphicdata were recorded, and plant species associated with lechuguilla colonies were collected for later identification. Following this, two representative undisturbed mature plants from each locality were separately tagged and transported to the Jaboratory for morphoanatomical and yield component measurement Only 10 leaves were randomly selected from each plant and cut at their base. Toe leaf length and breadth at base (10 x 2 leaves in each locality) were measured. A transverse section of the leaf was made with a sharp knife at the base of each of the 20 leaves for each locality and the number and layers of fiber bundles were counted from each leaf with a dissecting microscope. Next the fibers were extracted manually by smashing the leaves with a wooden hammer, cutting with a knife and washing them in runningtap water, thereby separating the fleshy mesophyll tissue from the fiber strands. Toe fiber strands were dried under the sun for 10 days and the weight for each strand Ieaf was determined separately with an analytical balance. The number of fiber filaments of each leaf were also counted. Data were tabulated separately for statistical analysis. Toe fiber strands of each leaf were divided into basal. middle and apical for microscopic evaluation of fiber cells adoptingJohansen's technique (Johansen, 1941). Toe fiber filaments were macerated in a mixture of 10% chromic acid : 10% nitric acid (1:1) in test tubes plugged with cotton in an incubator at 60º C for 1 hr. Following maceration, the fiber filaments were washed in distilled water and stained with50% safraninin water, mountedona slideand observed under the microscope. Toe length, breadth and wall thickness of 50 fiber cells of 20 leaves in each locality (3,000 observations from each of the localities x 9 localities for anato~ical character) were measured at the 3 regions (basal. middle and apical) with an ocular cahl>rated micrometer. All the anatomical and yield component data of the 9 localities were tabulated for statistical analysis. 31 RESULTS ANO DISCUSSION Ecological condition. The prevailing edaphic conditions in lechuguilla grow¡ regions varied widely in different localities. Lechugut grows in association with different species varying again 1 different localities. The predominantspecies were Larrear. dentata, Porliera angustifolia, /atropa dioica and Fouquitta, splendens. Plant density varied from 26 to 400 per 100 m21 different localities depending largely on soil type, slope 31 abundance of pebbles (fable 1). Toe smallest densitr were found in localities 1, 2, 3 and 4 with steep stc. slopes. It was observed that the plant population decreaso with an increase in inclination, and the size of the plant aa its leaf canopy increased on the flat valley in loamy su Lechuguilla did grow luxuriantly in a colony in shallow ro with an accumulationof stony pebbles. However-, lechugul prevailed predominantly in sandy soil with poor orgaa matter and Ph of 6.5 to 8.5. ----------------Table l. Plant density and average fiber yield per leave (g) of Lechuguilla in 9 localities. ------------------ORP LOCAUTIES DENSITY YTEUl (#/100 m') (g/LeaQ ------------------1 5 NORTE DE CERRITO 2 1 SUR DE GRUTAS DE GARCIA 3 1.15 90 1.68 26 2.11 6 RANCHO BUENOS AIRES 239 2.19 9 IACOBRIZA 360 238 4 BOCA EL POTRERO 400 39 247 251 3 PUERTO NACATAS 54 3.05 2 BOCA DEL POlRERO 8 RANCHO LOS FIERRO 4 230 127 _5_ _7_IACRUZ ___________ _ _ _4.40 _ 36 26 30 20 26 11, 20 CK, 16 16 10 10 6 6 20 24 28 32 36 40 44 48 20 62 23 INTERVALS (cm) 26 29 33 INTERVALS (mm) 36 39 Figure 1. Distribution of lengths of lechuguilla leaves in 9 localities. Figure 2. Distribution of breaths (cm) of Lechuguilla leaves in 9 localities. Correlation and regression. Different multivariate analysis were made among the morphologicaland yield componentvariables per locality in order to understand the relationsbip among variables (P < 0.01). Toe results demonstrate different correlations among the variables in different localities. For example in locality-1 fiber yield showed a significant positive correlation with leaf length (r= 0.90), leaf breadth (r= 0.79) and fiber filament number (r== 0.78), but did not correlate with fiber bundle layers of the leaf (r= 0.21). Similarly in the locality 8 fiber yield correlated significantly with leaf length (r= 0.85), leaf breadth (r= 0.73), fiber filament number (r= 0.58) and fiber bundle layers of the leaf (r== 0.40). Toe relationships differed widely for locality--6 where the fiber yield did not show correlation with leaf length (r= 0.28), fiber filament number (r== 0.03) or leaf length (r== 0.38). Table 2 shows that fiber yield was well correlated with leaf length, leaf breath, fiber filament number and fiber bundle layers. Table 3 compares multiple correlation coefficients among the fiber yield and each of the leaf variables in the nine localities. Multiple correlation coefficients varied largely in different localities but the accumulated multiple correlation coefficient was very high in the locality-1 (r= 0.914 to 0.916) and 8 (r== 0.851 to 0.878). Table 3. Correlation coefficients among different variables in different localities. LOCALITIES 2 3 4 5 6 7 8 9 Variability in morphological characters and yield. Toe distribution pattem of different morphological al yield component data of 9 Iocalities are shown in the Fi ures 1 to 5, demonstrating large variation of each paralll ter. The distn"bution of leaf length, leaf breath and fiber fi) ment number were bimodal (Fig. 1-2). Toe fiber bundle li ers showed a unimodal distn"bution (Fig.4). Fiber yield each leaf showed polymodal distnl>ution (Fig.5). Fiber yid was maximurn in localities 3 and 7 where the plants grt luxuriantly in a valley with abundantstony pebbles and si» low soil in between hills. Minimum growth occurred in l calities 5 and 1 Iocated on top of hills with rocky soils 31 steep inclinations (Table 1). Table 2. Correlation coefficients among different variables in different localities. -------------------FB VAR. FN LB LL _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ y LL LB FN 0.799* 0.551* 0.586* 0.724* 0.734* 0.634* 0.300* 0.145* 0.141* 0.210* --.- - - - - - - - - - - - - - - - - Y= yield (g fiber/leaf); LL= leaf Iength (cm); LB= Ieaf breath (cm); PNz fiber lilament #/leaJ; PB= Fiber b1111dle layeis. • = P < 0.01 LL 0.914 0.450 0.332 0.055 0.258 0.288 0.458 0.851 0.200 LB 0.916 0588 0.798 0.833 0.409 0.514 0.591 0.591 0.859 FN 0.916 0.481 0.786 0.531 0.493 0.522 0.592 0.877 0.703 FB 0.914 0.464 0397 0.576 0.274 0.431 0.660 0.714 0.877 IL- Lea{ length (cm); LB- l..eaf breath (cm); FN• Fiber fil.amen!# per luí; fB. Fiber b11ndle layers. Similarly, the regression analysis for the estimation of fiber yield of each leaf was calculated as a function of variables in each of the nine localities (Table 4). Toe results showed that the coefficient of multiple regr~ion was very �32 · PUBLICACIONES BIOLOGICA - F.CB./U.A.N.L. Vol.4(1&2),1990 so...--------------, MAirI et al., Mcq,hoanatcmy and Productivily ofLechuguilla. - 33 so~-------------, 80 25 26 20 20 fiber celi breadth at midleaf region correlated with wall thickness at tbe midleaf region. 70 80 Table 6. Correlation coefficients among different variables of anatomical characters of fibre cells (global). 60 CK, 16 " 40 10 10 6 6 TB 30 0.328 0.006 TA -0.14S LM 0.116 BM 0.420 TM 0.269 LB 0.291 BB 0.674 lA 20 BA o I..C!::LL..L.L..l....L..l....L.J.....L.J.....L..l....L..l....L..l....L..L..L..J...J....L..L..U 16S 191 230 289 SOS 347 388 426 484 10 o U-.L...LL..L.L..l....L...L.L.J.....L.J.....L..J...J....1-L..L...L...L...L...L...L...L...L...U 0.1 0.7 1.3 1.9 2.6 3.1 3.7 4.3 4.9 o INTERVALS (g) INTERVALS (#) 4.96 6.76 8.66 7.36 INTERVALS (#) Figure 3. Distribution of fiber filament number of lechuguilla leaves in 9 localities. high in tbe locality-1 (r2= 0.84), that is, 84% of the association can be explained by tbe variables leaf Iengtb, leaf breadth, fiber filament number and fiber bundle layers. Table 4. Multiple linear regression model: fiber yield as a function of different parameters. LOC. B. 1 2 -1.242 3 -1.840 -2741 1.015 -3.624 -8.242 -4.732 -0.543 4 5 6 7 8 9 -3.092 B. 0.114 -0.457 0.747 -0.173 -2220 0.189 0.315 0.663 -0.322 0.224 0.452 0.503 -0.239 1.639 0.361 0.119 0.959 0.544 B, B, -0.995 -0.275 0.393 0.125 0.406 0.940 -0.103 -0.259 0.7CJ7 B. 0.220 -0.632 -0.406 0.172 -0.115 0.361 0.452 0.558 -0.459 p <0.0001 <0.15 <0.001 <0.35 <0.28 <0.58 <0.0001 <0.0001 <0.0001 .f = -4.360 + 0.713•Bl + 0.757•B2 + 0.366•B3 + 0.347•B4 (P < 0.0001; r = 0.839) Different models have been used to .estimate fiber yields as functions of different variables: Linear= J- = Bo + Bl•Xl + B2•X2 + B3•X3 + B4•X4 Logarithmic and square root= J = Bo + B1 u(X3) + B2 Ln(X4) + B3 v'(Xl•X2)+(X3•X4) J = Bo + B1 *Xl + B2 e"X2 + B3 Ln(X3) M + B4 Ln(X4) + B5 + B6 ✓(X1°X2)+(X3*X4) Figure 4. Distribution of fiber yield per leaf of Lech& guilla leaves in 9 localities. Figure 5. Distnbution of fiber bundle layers in the transverse section of lechuguilla leaves in 9 localities. When comparing tbe results of three models, the linea model was ~uch more r~liable an~ easier to handle._Ta~ fiber cell l~ngth at the midleaf region ~as negatively corre4 presents line~r regress1~n co~ffi~ents for each locality, lated with breadth in the leaf apex (r= 0.38), but correlated also glo~al r wtth respectJVe s1gnificance levels. significantly with fiber cell wall thickness in the leaf apex Anatomical characters. . . . . (r= -0.93). However, the fiber cell lengtb at the middle of The ~esults of the analysJS of vanance md!cate that the leaf was negatively correlated with fiber cell lengtb at ana.to~cal c~aract~rs (len~th, _breadth, wa~ ~1ckness) ~ lhe leaf base (r= -0.84) and with fiber cell breadth at the therr mteracttons differed m different localittes (Table s»base (r= -0.80). On the other hand, fiber cell wall thickness at tbe midleaf - - - - - - - - - - - - - - - - - - - region correlated witb the fiber cell wall thickness at the Table 5. Analysis of variance of different vari- base (r= 0.86), but in the same locality the fiber cell ables. breadth at the leaf base was not significantly correlated with - - - - - - - - - - - - - - - - - - w a l l thickness at tbe base (r= -0.32). In locality-3 fiber cell SV df SS F breadthat the leafbase was correlated witb fiberwall thick_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-,n~ (r= 0.89), and in locality-1 the fiber cell lengtb at the 59.00 •• midleaf region was not correlated witb fiber cell length at 1- LEAF LENGTII 8 1508 8.21 •• the leaf apex (r= 0.29), while in locality-2 it was negatively 2- LEAF BREATH 2 2777 oorrelated. In locality-8 tbe fiber cell length at the leaf apex 3- # FIBER FIIA15831 •• oorrelated witb fiber cell Jengtb at the midleaf region (r= MENTS / LEAF 2 510 4721 11120.00 •• 0.97) and wall thickness at the leaf apex correlated with 1 vs. 2 16 2946 1.28 NS fiber cell lengtll at midleaf region (r= 0.98). 1 vs. 3 16 _ ** Table 6 shows the global correlation coefficients among 2vs. 3 4 1617 8 01 different anatomical variables in nine localities. Fiber cell 176.11 •• lvs.2vs.3 32 8938 1. NS length at the midleaf region correlated witb fiber cell lengtb REP. 4 27'36 22 0.30 NS at the leaf apex and fiber cell length at the leaf base. SimiERROR 320 7348 lar!y, the fiber cell breadth at tbe leaf apex correlated with thickness at leaf apex. The fibér cell breadth at tbe leaf 0 01 •• P < apex was .correlated witb fiber cell breadth at tbe midleaf - - - - - - - - - - - - - - - - - - - t r e g i o n . Wall thickness at leaf apex was correlated with wall --------------------1V1:111 r· Th l · d ·d l · th 9 di.ffi l li · kness at the midleaf region, but did not correlate with . tb e r va ufethvane wih el Y ~ e . bl ere ntl ocali u~ er wan tbickness at leaf base. Fiber cell lengtb at midrem e case O e morp O ogica1vana es. 1n oca ty- gion correlated with fiber cell length at leaf base. Again, BB LB TM -0.132 0.007 0.148 -0.001 0.269 0.331 0.407 0.461 -0.338 0.393 0.792 0.118 0.548 0594 0.425 0.805 0.418 0.756 BM LM 0517 0.747 0.621 -0.145 0.502 0.483 0.003 TA 0.429 0.198 0.640 1st LE1TER: L-LENGTII B-BRFATII T-1RICKNESS 2nd LETIER: A-APEX B-BASE. M-MIDLEAF BA DISCUSSION AND CONCLUSIONS The prevailing ecological conditions in García greatly influence plant density and productivity of lechuguilla. Plant density varied from 26 to 400 per 100 m2 depending largely on the edaphic conditions, terrain slope and presence of stony pebbles. Lechuguilla grows preferably on rock.y sop. with high amountof stony pebbles and poor organic matter, but decreases OlJ steep slopes with shallow soil and rich organic matter. Lechuguilla grows luxuriantly witb broad leaf canopy on plains, and in mountains with sedimentary rock, shallow soil with an abundance of pebbles. Nobel (1985) reponed that limiting factors on tbe productivity of Agave foureroydes are mainly photosyntheticradiation, water stress and low temperature, directly reducing 002 consumption. Similarly Nobel and Meyer (1985) showed that the productivity of Asalmiana showed an increase in C02 uptake associated with an increase in temperature from lOºC to 30ºC; this again varied in environmental conditions and solar radiation prevailing in different localities. Recently, Nobel and Quero (1986) demonstrated tbat the productivity of A./echeguilla is a function of water status, aerial temperature and solar radiation. Productivity was highly correlated with tbe number of newly expanded leaves inA.salmiana andA.lecheguüla (Nobel & Meyer, 1985; Nobel & Quero, 1986). In a study on photosynthesis, transpiration, interaction of night temperature, water status and exchange of gases on A.lecheguüla, Erickmeir and Adams (1978) demonstrated that night tem- �34 - PUBLIC.ACIONES BIOLOGICAS • F.CB./U.A.N.L, Mbic-0, Vol. 4, No.1&:2, 35-38 PUBLICACIONES BIOLOGICA - F.C.B./U.A.NL Vol.4(1&2),1990 perature and water status were very important factors on productivity. Although the present study did not attempt to correlate physiological factors with the productivity of A.lecheguilla, it was evident that productivity varied in different localities depending on the edaphic and enviran.mental conditions. Plains, cliffs, furrows and crevices of the mountains give microclimates ofvarying intensity of radiation, temperature and water status. The plant species associated with lechuguilla varied in different localities demonstrating the predominance of Larrea tri.denta, Porliera angustifolia, Jatropha dioica and Fou- qieria splendens. Toe morphological characters like Ieaf Iength, breadth and thickness showed unimodal to trimodal distnbutions; fiber yield per leaf showed unimodal distnbution. Most of the morphological and fiber yield characters differed in each locality. Lozano (1988) and Villarreal (1988) also demonstrated significant differences among •cogollo" middle and extemal leaves for different variables, and also in different localities in Mina, Nuevo León. Morphological variables showed highly significant associations with yield but the degree of correlation differed in different localities, which indicates that the environmental factors preyailing in different localities had an influence in the expression of morphological characters and fiber yield. Sirnilarly, the analysis of multiple regression demonstrated that Jeaf length, leaf breadth, fiber bundle layers and fiber filament number contnbuted largely to fiber yield with a coefficient of determination (r2 = 0.83 to 0.84). A lin~ regression model could be used with reliability with a co~ cient of determination of r2 = 0.84 for the estirnation a fiber yield. This result coincides with the findings of No~ (1985) that leaf length and leaf breadth showed highly ~ tive correlation with fiber yield. Lozano (1988) and V~ rreal (1988) also established linear models but using Oltti parameters, obtaininga smaller coefficientof determina~ Different anatomical variables (length, breadth and wal thickness) showed significant differences among three poo tions of the leaf (base, middle and apex) and also in diffl'I ent localities, demonstrating again the influence of enviroi mental conditions on anatomical characters. Toe variati.'l of these anatomical characters have been reported by di ferent authors to be related with fiber quality (Maiti, l <xB 1980). Therefore, the variation in anatomical traits of A~ cheguil/a could also reflect the variability in fiber qualm Toe length and wall thickness of fiber cells showed a grad al increment from base to the apex of the leaf. The ~ cell length at midleaf region showed significantly positi! correlation with fiber cell length at apex and base. This indi cates that the elongation of fiber cells at leaf apex 11i significantly correlated with elongation at midleaf regir The same relationship was found in the case of fiber al breadth and fiber wall thickness at different positions ol leaf. These results confirm statistically that the cellular ekl gation and wall thickness were sequential processes sho\11 a gradual increment from leaf base up to the leaf apex. ESPERANZA DE VIDA Y ESTRATEGIA DE ATAQUE DE Tropistemus sp. (COLEOP'fERA: Hydrophilida.e), BAJO CONDICIONES ARTIFICIALES HUMBERTO QUIROZ-MARTINEZ1 & M.H. BADIJ1 RESUMEN Con el fin de mejorar el entendimiento del hidroffl.ido Tropisternus sp. como un enemigo natural de larvas de mosquitos culícidos, se evaluó la esperanza de vida (tabla de sobrevivencia), además la estrategia de ataque de este entomófago, usando Cule.x pipiens L. como presa. Las esperanzas de vida fueron 17.~ y 3~.5 dfas, corr~spondiendo a las edades pivote de 20 y 15 dfas respectivament~; además las curvas de sobreviv~ncia C?rr~pond1eron al tipo III, según Slobodkin (1962). El bidrofílido Tropisternus sp. fue un cazador activo, pnnctpalmente depredó en la superficie del agua, obtenitndose 12.5% de ataque efectivo, requiriendo de 25 a 45 minutos en consumir cada presa. Palabras clave: F.speranza de vida, Tablas de vida. SUMMARY For a better understandingof Tropisternus sp. as a natural enemy of mosquito culicid larvae, the life expectancy was determinated (survivorship table) and the attack strategy was defined using Cu/ex pipiens L. as a prey. Toe life expectancies were 17.5 and 33.5 days for pivotal ages of 20 and 15 days respectively; besides, the survivorship curves corresponded to type III, according to Slobodkin (1962). Toe hydrophilid Tropistemus sp. was an active hunter on the water surface; the percentage of succesfull attacks was 12.5, and the predator spent 25 to 45 minutes consuming each prey. Key words: Life expectancy, Life tables. LITERATURE CITED EICK.MEIR, W.G. & M.S. ADAMS 1978. Gas exchange in Agave lecheguilla Torr. (Agavaceae) and its ecological implia INTR0DUCCION tions. South West. Nat 23:473-486. JOHANSEN, J.A. 1941. Plant Microtechnique. McGraw-Hill Co., N.Y. Dentro de los atnbutos ecológicos de un enemigo natural LOZANO MALDONADO, E. 1988. 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Plant PhysioL 58:576-sg Badü, 1990, en prensa), aclarando que este escarabajo coNOBEL, P.S. 1985. PAR, water and temperature limitations in producúvity of cultivated Agave fourcroydes (henequél emte naturalmente en criaderos de mosquitos. J.Appl. Ecol. 22:157-173. Las tablas de vida fueron originalmente usadas por estuNOBEL, P.S. & S.E. MEYER 1985. Field productivity of a CAM plant, Agave salmiana, estimated using daily acili diantes de poblaciones humanas en estudios demográficos, changes under various environmental conditions. Physiol. Plant 65:397-404. sobre todo en el campo de las compañías aseguradoras, NOBEL, P.S. & E. QUERO 1986. Enyironmental productivity indices for a Chihuahua desert CAM plant, Agave leche'/, para determinar la probabilidad de muerte. Fuera de los lla. Ecol.67:1~11. humanos, se utilizaron las tablas de vida para Drosophila SHELDON, S. 1980. Ethnobotany of Agave lecheguilla and Yucca camerosana in Mexico. 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Existen tres tipos generales de curvas de sobrevivencia: tipo I, corresponde a las poblaciones con pocas muertes a lo largo de la mayor parte del ciclo de vida y alta mortalidad de edad avanzada; tipo II (diagonal), indica un índice de mortalidad constante, independientemente de la edad; y finalmente el tipo III, el cual indica alto índice de mortalidad al inicio del ciclo de vida, seguido de baja mortalidad y relativamente constante en la edad avanzada (Krebs, 1985). En la relación depredador presa se han desarrollado cambios de comportamiento importantes a lo largo de la coevolución. Primeramente la presa lucha por la supervivencia fomentando para ello estrategias antidepredación, Laboratorio de Entomología, Facultad de Qenciil Biológicas, U.AN.L, Apdo.PosL 2790, Monterrey, 64000, N.L �36 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.c.B./U.A.NL Vol.4(1&:2),1990 que van desde la hoeración de compuestos qufmicos como medida de protección, hasta movimientos de gran velocidad (Krebs, 1973). Por otro lado, los depredadores buscan la manera óptima para atacar a la presa, de tal manera que pueden ser agrupados en tres categorías: 1) Cazadores, aquellos que se desplazan activamente hasta localizar a su · presa, 2) Emboscadores, éstos yacen en espera de la presa, la acción la llevan a cabo cautelosamente o saltan sobre la presa, y 3) Tramperos, son aquellos insectos que fabrican una trampa y con ayuda de ella atrapan a sus presas (Evans, 1984). Para incrementar el conocimiento de Tropistemus sp. como un enemigo natural se planteó evaluar la esperanza de vida, definir la estrategia de ataque, porcentaje de ataque efectivo y el tiempo que gasta en consumir a la presa, en este caso larvas de Cule.x pipiens L MATERIALES Y METODOS Tablas de Sobrevivencia Larvas del tercer estadio de Tropistemus sp. y larvas del cuarto estadio de Cu/ex pipiens fueron colectadas en el Río Pesquería de Escobedo, Nuevo León. Las larvas del depredador fueron colocadas en un acuario conteniendo 50 litros de agua desclorada, alimentándose continuamente con larvas del mosquito y registrándose el número de depredadores vivos en función del tiempo. Esta prueba se llevó a cabo por duplicado y los datos fueron analizados mediante una tabla de mortalidad y sobrevivencia, determinándose la esperanz.a de vida. Además se clasificó el tipo de curva de sobrevivencia de acuerdo a Slobodkin (1962). ~trategia de Ataque En un recipiente de vidrio conteniendo 750 ml de agua desclorada y un troro de la planta acuática Lythrum sp. se colocaron cinco larvas del cuarto estadio de Cx.pipiens; con esto se mimeti7.aron las condiciones de los criaderos naturales. Durante una hora de observación se registró el comportamiento de Tropisternus sp., midiéndose el porcentaje de ataque efectivo, así como el tiempo que tardó en consumir a la presa. Este experimento fue repetido en 10 ocasiones. RESULTADOS Tal como lo reportó García (1983), los insectos acuáticos demostraron un efecto negativo al manipuleo, en este caso Tropisternus sp., lo cual serfa un grave problema al tratar de introducir a este depredador para el control de larvas de mosquitos de una charca a otra, o bien, de un criadero a otro. Las esperan7.3S de vida fueron como máximo 17.5 (lías para la edad pivote de 20 dfas y 33.5 días para la edad pivote de 15 dfas, respectivamente. La esperanza de vida es un valor del tiempo máximo de emtencia del depreda~or, QUIR.OZ-MARTINEZ & BADII, Tropistemus: esperanr.a de vida y estraugúJ de ataque. - ~ntraS que la edad pivota! es el lapso de tiempo de obTabla 1. Tabla de mortalidad y sobrevivencia de Tropistemus sp. con la máxima esperanza de servación (X), los cuales se pueden apreciar en las Tablas vida de 17.5% en la edad pivote de 20 días. 1y2, respectivamente. Al graficar la sobrevivencia en función del tiempo, las qa curvas correspondieron al tipo III de Slobodkin (1962), la X lx dx Lx Tx ex qx cual nos indica que las poblaciones tardan en adaptarse al 1 17 17.0 117.5 6.912 0.000 0_00 cambio de medio, por lo cual la mortandad fue muy fuerte 2 17 15.5 102.0 6.000 17.647 17:64 al principio y luego se estabilizó con los insectos más toleo:oo !31lteS al manipuleo (Fig. 1). 3 14 14.0 88.0 6.286 0.000 ------------------....! 4 6 7 8 9 10 14 11 10 12.5 10.5 9.5 8.5 155 5393 65.0 5.909 555 5.550 5.222 7.5 47.0 39.5 5.5 34.0 11 3.0 31.0 13 14 15 16 17 18 20 21 2.0 2.0 2.0 29.0 27.0 25.0 2.0 2.0 23.0 21.0 19.0 2.0 1.5 0.5 175 17.0 21.429 9.091 10.000 11.111 4.938 12.500 4.857 42.857 7.750 50.000 14500 0.000 13.500 0.000 12.500 0.000 11.500 0.000 10.500 0.000 9.500 0.000 17500 50.000 17.()00 100.000 17.64"1 5.8& 5~ 5-8&1 # INDIVIDUOS VIVOS SS 1~~ so 11.7: o. 24 o. 0.001 21 16 0.00\ 12 5.88! EV 16.&t. / EP 20d ¼ EV SS.llt. / EP 16d 27 o.~ o.~ 5.~ - 9 s ol..¡_.L....L-1-.l.-1.-I-.J.-1-+...L.J4--L-L-J--'-.L-t-'-~ 1 4 7 10 1S 18 19 Tabla 2. Tabla de mortalidad y sobrevivencia de OIA s Tropistemus sp. con la máxima esperanza de vida de 33.5% en la edad pivote de 15 días. Figura l. Curva de mortalidad y sobrevivencia Tipo - - - - - - - - - - - - - - - - - - ; I I I de Tropistemus sp. EV = Máxima esperanza de lx 1 2 5 32 32 17 15 6 7 17 11 8 9 9 8 1 3 2 1 1 5 dx Lx Tx o 32.0 245 123.0 o 17.O 81.5 6 2 14.0 10.0 8.5 6.5 4.0 2.5 1.5 675 515 12 13 14 15 3 2 1 16 1 o 1.0 1.0 17 1 1 0.5 o 985 49.0 425 385 36.0 345 335 325 320 ex 3.8437 3.0781 4.7941 3.9705 5.2272 5.4444 qx 0.000 46.875 0.000 35.294 18.182 11.111 53125 37500 7.7000 40.000 12.0000 33333 17.2500 50.000 33.5000 0.000 32.5000 0.000 32.0000 100.000 car. El entomófago fue poco efectivo al tomar su alimento, en este caso especifico larvas del cuarto estadio de Cx.pipiens. · Las razones pueden ser varias: carecen de ojos compuestos, detectando a sus presas por contacto ffsico, dando posibilidad de canivalismo entre los depredadores. Cuando este hidrofilido toma a su presa, necesita posarse sobre un objeto que sobresalga del agua, sacando la cabeza para devorar a su victima, ya que no puede hacerlo dentro del liquido (White et al., 1984). Finalmente, es posible que los constantes contactos de la presa con Tropistemus sp. desvien su atención, provocando el efecto enjambre (Holling, 1961). El hidrofilido Tropistemus sp. cazó principalmente en la superficie del agua y presentó 12.5 % de ataques efectivos; con el ataque efectivo se indica cuando el depredador tomó y consumió la presa, mientras que en los ataques fallidos, la larva del escarabajo efectuó el movimiento de ataque con sus mandibulas, pero no tomó o consumió presa alguna. El hidrofilido gastó de 25 a 45 minutos para consumir a su presa. DISCUSION 8 x 37 qn vida en ( % ); EP = Edad pivote (días). o.~ 46.81! La larva de Tropisternus sp. fue un depredador del tipo Debido al efecto negativo causado por el manipuleo (mortandad del depredador), además del bajo porcentaje de ataque efectivo, consideramos a este hidrofflido como un enemigo natural lento, sin llegar a llamarle torpe o malo. A pesar de lo antes escrito y a la escasa información cuantitativa, los depredadores comunes en criaderos naturales de mosquitos han sido aprovechados como un componente de manejo integrado de larvas de estos culicídos (Bassi, 1987). Una alternativa para un mejor combate de larvas de mosquitos es aplicar_Bacü/u.s thuringiensis var. israelensis (BT) para controlar y a la vez disminuir, el vigor de la larva, haciéndola presa más fácil para el depredador. Experimentalmente se ha visto que no existe efecto letal del BT sobre las larvas de Tropistemus sp. y notonéctidos (observaciones personales). O.~ ca?.ador activo, es decir, efectuó movimieñtos en búsqueda 18.7 de su .presa, contrariamente a lo reportado por White et al. 6 (1984), quienes mencionan que la larva de este escarabajo espera a la presa. Estas diferencias se pueden deber a la metodología utilizada. Bajo condiciones naturales el depredador puede esconderse entre las plantas acuáticas, y en ~ sitio atacar a sus víctimas (larvas del zancudo), por lo 3.1 cual se considera que utili1.a tambitn la técnica de embos- 6 o.~ o.<XJ 3.11: AGRADECIMIENTOS Este manuscrito forma parte del proyecto •Impacto de los Depredadores Acuáticos sobre larvas de Cu/ex pipiens (Diptera: Culicidae)", Convenio DGICSA No. 088010175, apoyado económicamente por la Secretarla de Educación Pública, México. �38 - PUBLICACIONES BIOLCXJICAS • F.CB./U.A.N.L, México, Vol. 4, No.1&2, 39-41 PUBLICACIONES BIOLCXJICAS, F.CB.fl].A.N.L Vol.4(1&2),1990 LITERATURA CITADA BASSI, D.G. 1987. Riceland mosquito management program-review of coordinated research. J. Entomol Sci. Suppl 1: 23. DeBACH, P.H. 1969. Control Biológico de las Plagas de Insectos y Malas Hierbas. CECSA, 2a.Impresión, México. 949 EVANS, H.E. 1984. Insect Biology. A textbook of Entomology. Addison Wesley Publishing, 436 pp. GARCIA, R. 1983. 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BADIP* RESUMEN Se analizó la dispersión espacial y la fluctuación poblacional de los adultos de Euetheola humilis Burmeister en cuatro localidades típicas (en término de labores agronómicas) en Villatlores, Chiapas, un estado del sureste de México. El tipo de dispersión fue agregada en 75% de las localidades (Green, 1966) y Poisson en una localidad. Se discuten las probables razones para la desviación de tipo agregada. Las fluctuaciones poblacionales siguieron d.irectamente los cambios en el gradiente de temperatura, e inversamente las fluctuaciones pluviales. Se enfatizó la necesidad de hacer más investigación sobre algunos aspectos bioecológicos específicos de E.humilis. Palabras clave: Dispersion espacial, Fluctuación poblacionai Muestreo, Maíz. SUMMARY Spatial dispersion and population tluctuations of adult Euetheola humüis Burmeister, in 4 typical (in terms of agronomic practices) localities in Villaflores, Chiapas, a southeastem state of Mtxico, were analyzed. Toe spatial dispersion was clumped in 75% of localities (Green, 1966), and Poisson in one locality. Toe probable reasons for deviation from aggregated type dispersion are discussed. Population fluctuations directly followed cbanges in temperature gradient, while they were inversely associated with changes in rainfall. Toe need to conduct further research on sorne specific bioecological aspects of E.humilis are emphasired. Key words: Spatial dispersion, Population fluctuations, Sampling, Corn. INTRODUCllON population dynamics of adult individuals of this insect Ac.cording to the Department of Agriculture and Hydraulic Resources of Mtxico (S.AR.H., 1986) the southeastem state of Chiapas ranked third in terms of com production in Mtxico. Despite mechaniz.ation of com cultivation in the state, the bioecological knowledge on insect pests of com is negligible. E.humüis is one of the insects which attacks the root system of com (Bates, 1980). This insect was reported as pest of coro, sugar cane, rice ( Peña & Sifuentes, 1972; Borror et aL, 1981; MacGregor & Gutiérrez, 1983). According to Morón (1983) four species in the genus Eutheola are found in subtropicalareas of México. Ritcher (1966) reported adult stage as the instar responsible for root damage. As an attempt to generate basic bioecological knowledge, a study was designed to determino spatial dispersion and MATERIALS AND METHODS 1 UNACH, Study area. This research was carried out in the municipal area of Villaflores, Chiapas bounded between 16º 11' and 16º32' northem and 93º05' and 93º45' eastem latitudes. Four typical localities, in terms of conventional agronomic practices in the area, were chosen for the study, ie., San Antonio, La Gloria, El Sidar and El Brasil; in each locality an area of 320 m2 containing 1,200 com plants was selected for sampling. Sampling Technique. A preliminary sampling in each locality was oonducted to determine the optimal sampling time or hour, i.e. hourly manual sampling from 07:00 to 19:00 hr. Pilot sampling consisted in excavating 5 areas (sampling unit 1 m2) around the base of 5 plants at a depth of 30 cm Campus V, Villaflores, Chiapas, Mbcico. 2 Facultad de Ciencias Biológicas, U.AN.L, Apdo.Postal 7-F, San Nicolás de los Garza, N.L, 66450, Mérico. To whom reprint rcquest should be addrcssed. �40 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.CB./U.A.NL Vol.4(1&:2),1990 PONTIGO & BADIi, EuetMola: spatiaJ dispmwn and popu/alion fluctuaticns - in each locality. Periodic sampling was conducted every 4 days (IV-1 to X-31, 1986), i.e., a total of 208 samples (52 per locality) were taken. Temperature and rain fall were recorded at sampling dates for probable association with insectpopulationchanges. Analysis. Green's (1966) Dispersion lndex was used to determine the type of spatial dispersion, i.e., Cx=[(v/m)-1]/(:Ex-l)where V=samplevariance,m=sample mean, Ex=sum of ali individuals in the sample, and Cx= Green's lndex. Significant (X2 Test, u =0.05) value of Cx equal to, greater or less than rero indicated Poisson, clumped, or uniform dispersion respectively. ered from IV-1 through X-31, 1986, only insect presenct (zero values excluded) are shown in ali Figures. San Antonio. The insects appeared earliest in. this loca~ (V-28), and persisted through VI-30 (23% of the samp · period). Population density followed temperature and rain, fall fluctuations proportionally and inversely respective~ presenting 2 population peaks on VI-6 and VI-18 (Fig. la) La Gloria. Toe insects appeared on VI-10 through VII-17 persisting during 19.2% of the sampling period. Here, ~ insect population had one peak density on VI-22 (Fig. lb) El Sidar. Toe insect population was present from VI-17 through VII-11, with a duration of 17.3% of the sampliD¡ period. Toe only population peak was on VII-2 (Fig. le~ El Brasil. Toe insects made their first appearance on VII-29 and persisted through VIII-8, being present 21.1 % of tll samplig span, with a stable peak on VIII-13&16 (Fig. ld) Toe highest (18.5) and lowest (11.6) peak densities (meai number of individuals / m2) occurred in San Antonio a.ni RESULTS AND DISCUSSION Toe optimal sampling time (based on pilot samples) for ali localities was 08:00±0.25 (m±s.e.), i.e., 08:00 hr was chosen for regular sampling. Athough sampling span cov- B) LA GLORIA A) SAN ANTONIO 2 PRECIP(mm, o) / TEMP(C, xi r-------------------'----'-,• PRECIP(mm, o) ¡ TEMP(C, x) MEAN INO/m (+) 16 Table 1. Correlation coefficients (r) between MEAN IND/m 2 (+) 20 80 12 70 10 . . . . . . . La Glona respectíVely, with mtermedtate peaks m El S1dar (16.4) and. El Brasil (12.5). ~.humifi,s persisted long~st !11 San~t~ruo (23%~, shortestm El S1dar (~7.3%), and mtermediate m El Brasil (21.1 %) and La Glona (19.2%). As ali Figures _and con:e_Iation coefficie~ts (Tab!e 1) indi~te, the pop~tton dens1t1es had proporttonal (drre~) and mverse numencal responses to temperature and rainfall changes respectively. Although significant r values were only obtained in El Brasil, th~ consistent P?sitive values (r) for temperature and nega~e on~s for rainfall (Tab. 1) c!early reveal a ~~ttern of relattonships among these ~o:-1nables and dens1ttes. These types of responses could md1cate that temperature changes apparently played a key role in population flu~ti~ns of E.humil~. ~t is of paramount si~canee to mvesttg_a~ the ~tton, as well as the pr~CJSe role of ?~~r ab1ot1c and. b10uc factors, on the m~g_intude and vanability of populauon phenomena of E.humilis. 10 40 30 6 San Antonio La Gloria El Sidar El Brasil Cx ~l. 0.452 -0.548 0.075 -0.052 0.042 -0.278 0.608• -0.599• X2tab. El Sidat' El Brasil 3.840* 25.560 16.919 3.479• 19.832 15507 l.422t 4.220 18.307 •: Significant clumped type dispersion at u =0.05 (X2 test). t: Significant Poisson type dispersion at u =0.05 (X2 test). •: Significant at u =0.05 (t test for r). 4 9.248• 90.728 19.675 La Gloria 20 10 0 '---'-----'--==:::::;jll.-L--..J....--1._.!i!___L__i_ 262831 3 MAY 6 9 12 16 18 21 24 _¡_--1.--.J 27 ;'30 3 o 2 o 4 7 10 13 16 JUN JUN C) EL SIDAR 19 22 25 28 1 4 7 JUL O) EL BRASIL 2 MEAN INOlm (+) 2 PRECIP(mm, o) TEMP(C, x) 40 16 T R 6 Table 2. Spatial dispersion of adult populations in 4 different localities in Villaflores, Chiapas, México (Cx = Green's lndex). rainfall (R). San Antonio 8 km), as well as similar agronomic practices, the reason for the difference between the dispersion type of adult population of E.humilis in El Brasil, as compared·to other 3 areas, could lie in late appearance of adult population in El Brasil (VII-29) which coincided with none of the other three areas. Furthermore, this late appearance in El Brasil might have been associated with a density dependent mortality factor (process), e.g. a specific natural enemy ora resource induced competition (quest for a randomly distnbuted resource such as specific sites or specific portions of corn root as diet for this insect). These explanations are at best specu.,, lative in nature. Nonetheless, they emphasize the need foi innovative research along these lines, which in turn might lead to sorne further significant findings on behavioral rnechanism of E.humulis spatial dispersion. E.humüis density versus temperature (T) and 60 60 41 36 Toe results of spatial dispersion analysis are presented in Table 2. As Green's Index (Cx) indicated, E.humüis adult population hada clumped spatial dispersion in San Antonio, La Gloria and El Sidar, anda Poisson type in El Brasil. Provided the close proximity of these four localities (3 to 10 There is a complete lack of literature on spatial dispersion of adult E.humlüis. This research is the first one on this process, and has led to more questions to be considered for further studies. MEAN IND/m (+) PRECIP(mm. o)/ TEMP(C, xi 1 4 r - - - - - - - - - - - _ . . : . . _ _ _ : . . . . . . ; ._ _......;..;._ LITERATURE CITED 12 BATES, H.W. 1980. Insecta Coleoptera 11. Biologia Centrali Americana 2:185-222. BORROR, J.D., D.M. DeLONG & e.A. TRIPLEHORN 1981. An Introduction to the Study of Insects. 5th. Ed. Saunders 25 College Publishing, Philadelphia U.S.A pp 405-406. 8 9 20 GREEN, R.H. 1%6. Measuremment of Nonrandomness in Spatial Distnbutions. Res. Popul. EcoL 8: 1-17. 8 MacGREGOR, R. & O. GUTIERREZ 1983. Guía de Insectos Nocivos para la Agricultura en México. Ed. Alhambra 16 6 Mexicana. 130 pp. 4 10 MORON, M.A. 1983. Introducción a la Biosistemática y Ecología de los Coleópteros Melolonthidae edaficolas de México. 3 2 6 Mesa Redonda Sobre Plagas·del Suelo, Chapingo, México. pp 1-12. o ~ -- ~- ~ - - ' -- - ' - - - -.J...._--'-_,__-~__J O o '--~-'------'..J....~--&----é--&----4-'----'----'---, PENA, M. & J.A. SIFUENTES. 1972. Lista de Nombres Científicos y Comunes de Plagas Agrícolas en México. Agricultura 14 11 20 2s 26 29 2 6 a 11 14 26 29 1 4 1 10 13 1a 19 22 2s 28 Técnicas en México. 3(4):132-144. JUN JUL JUL AUG RITCHER, P.O. 1966. White Grubs and their Allies. Oregon States University Press. Corvallis. 136 pp. Figure 1. Population fluctuations of Euetheola humíli.s along with temperature and rainfall changes in fo 8.A.R.H. 1986. Programa de Planeación. Delegación Estatal Chiapas, México. Secretaría de Agricultura y Recursos localities of the State of Chiapas, México (1986). Hidráulicos. 12 30 10 1! �PUBUCACIONES BIOLOGICAS • F.c.B.{U.A.NL., Méxial, Vol. 4, No.1&2, 43-48 FIELD EXPERIMENTS ON PREDATION: DISPERSION, REGULATION AND POPULATION CHANGES M.H. BADIP & J.A McMURTRY2 RESUMEN Se llevaron a cabo estudios de campo bajo condiciones de confinamiento y en sistemas abiertos utilaando un depredador (león de los áfidos, Chrysopa carnea Stephens) y una presa (trip de invernadero, Heliothrips hae"'°"hoidalis Buché). La densidad de presa fue consistentemente mayor en las parcelas control que en las que se h"beró al depredador. La correlación entre densidades de depredator y presa fue significativa (ci=0.05), a excepción de presas adultas en parcelas confinadas. El análisis del valor de K (Varley & Gradwell, 1%3) indicó la existencia de una pérdida numérica directa de depredatory presas inmaduras en los sitios de hoeración de las parcelas abiertas. La dispersión temporal de presas inmaduras y adultas mostró una distnbución Poisson (faylor, 1961) en todas las parcelas control, pero fue agregada en los sitios de lfüeración. La dispersión espacial de presas, particularmente inmaduras, tendió principalmente hacia la agregación, mientras que los adultos tendieron hacia una distnbuciónaleatoria y la agregación (Southwood, 1966). Se observó un patrón de dispersión espacial del tipo Poisson cuando el depredador estaba aún presente. El cambio poblacional de las dos especies fue descrita más frecuentemente por el modelo logarítmico, seguido por los modelos exponencial, lineal y potencial. Palabras Clave: Depredator, Presa, Dispersión espacial, Control biológico. SUMMARY Field studies were conducted in caged and open systems using a predator (green lacewing, Chrysopa carnea Stephens) anda prey (greenhouse thrips, Helwthrips haemo"hoidalis Buché). Prey density was consistently higher in control than released plots. Correlation between predator and prey densities (except prey adults in caged plots) were significant ( « =0.05). K-value analysis (Varley & GradweU, 1963) indicated a diiect" numerical loss of predator and prey immatures in released sites of open plots. The temporal dispersion of prey immatures and adults showed a Poisson distribution (Taylor, 1961) in aU contrnl plots, but was clumped in released sites. Spatial dispersion of prey, particularly immatures, tended largely towards clumping, while adults towards randomness and aggregation (Southwood, 1966). A Poisson spatial dispersion pattern for predator was noticed when still present Toe population changes of both species were described most often by the logarithmic model, followed by the exponential, linear and potential models. Key Words: Predator, Prey, Spatial dispersion, Biological control. lNTRODUCTION Greenhouse thrips (Heliothrips haemorrhoidalis) is a native of Central and South America (Kono & Papp, 1977). It breeds outdoors between latitudes 45ºN and 40ºS (Morri.5on, 1957). It is a pest of greenhouses and gardens in tropical and subtropical parts of the world. In East Ameri'4, it infests tea shoots, reducing tbe tea quatity (Lewis, 1973) and in southern California (USA) it damages avocado. It attacks omamentals and alsÓ crop plants such as avo- 1 1 cado, citrus and mango, but this thrips is attacked by many general predators includingbugs, lacewings, dipterous larvae and other thrips (Lewis, 1973). In populations of this species when ali stages are present, the first instar larvae are usually first attacked (easy prey for small predators). The final objective of predator-prey population studies is to comprehend the underlying factors and mechanisms responsible for predator-prey system stability. Toe purpose of this study was to gain insight into the interactions and changes between populations of predaceous e.carnea and Fac. Qencias Biológicas, Univ. Autónoma de Nuevo León, Apdo.Post F-7, San Nicolás de los Garza, N.l.., México, C.P. 66450 Entomology Dept., University of California, Riverside, CA 92521, U.S.A �44 - PUBUCACIONES BIOLOGICAS, F.CB./U.A.N.L. Vol.4(1&2),1990 prey H.hae11UJ"hoidalis. Moreover, to determine the pattem of aggregation and dispersion of these two species, hence, further our knowledge on this predator-prey system. MATERIALS AND METBODS Study area. An experimental avocado orchard (ca. 5 ha) in South Coast Field Station (SCFS), 80 km S of the University of California, Riverside (UC Field Station), anda commercial avocado orchard (10 ha) in San Jacinto Circle near Bonsol, San Diego Country, CA (Stillen's Grove: SO) were chosen for this study. In each orchard a plot of 0.4 ha (160 trees) was picked for the experiment Weeding, irrigation and other agronomic practices were similar in botb plots. Experimental Design. Two kinds of experiments were conducted, caged experiments in SCFS, and open experiments in CSFS as well as in SO. All experiments were conducted simultaneously during the summer (VI - IX, '83). Caged experiment (SCFS). In a 0.4 ha avocado plot (Hass variety), 6 trees were taken at random (in all experiments trees at the edge of tbe plot were excluded for edge effect, furtbermore, released and control trees were selected apan from one another). On tbese 6 trees, 10 fruit clusters (a mínimum of 3 frt/clst.) were selected for caging experiments. Each cage which housed 1 fruit cluster, was a cylinder (1 m long) made of 3 circular wires (33 cm diameter) tied to and covered by a white organdy clotb (fine mesh), and was beld vertically by a wooden stake ca. 1 m above the soil surface. Observations (5 days apan) of each fruit cluster were made through the upper opening of each cage. Eacb cluster was infested with 100 insectary reared greenhouse thrips (gt) of which 70% were immature (first instar larvae) and 30% adult individuals. lndíviduals of gt from lemon fruits (lab. colony) were placed in glass via1s from whicb they were transferred onto tbe fruit clusters in tbe field. Infested clusters were caged afterwards. Five days later, 5 first instar larvae of predaceous green lacewings (gl) were placed (by means of a camel hair brush) on each of tbe 5 fruit clusters, the remaining _5 clusters served as control Counts of tbe larvae and adult gt as well as the larvae of gl (on fruit clusters) were made every 5 days until predator population approacbed zero leve! on treatment (released) clusters. Open experiment (SCFS). In the same 0.4 ha avocado plot (caged experiment) without natural population of gt, 6 trees were chosen randomly. On each tree a cluster containingca. 3 fruits was selected. A green lemon fruit from the lab colony infested with ca. 100 gt individuals (the same proportion as in caged experiment) was tied· to a nearby twig, so that each cluster was in contact witb one infested lemon. In about 5 days after gt had moved from the Iemon fruits to avocado clusters, 10 gl immatures were placed on each avocado cluster on half of tbe trees, and the otber half were BADIi & McMURTRY, cbosen as check trees. Periodic counts of both predator and prey populations was carried out as in the caged experi, ment. Open experiment (SG). In a plot of 0.4 ha, 6 avocado treea (Hass variety) were chosen randomly; three trees or sites (each site being a cluster of 2 to 3 avocado fruits in contaa with one anotber) with natural populations of gt were se. lected as released trees. 0n the remaining trees anotber3 sites containing gt populations were set aside as check sita. First instar gl (10 individuaVsite) were placed on releasecl sites (Jiair brush). Populations of gt and gl were counted every 5 days afterwards, tbe counts were discontinued in tite same manner as mentioned earlier. Statistical analysis. K-value aoaJysis (Haldane, 1949; Varley & Oradwell, 1963) was carried out to determine whether or not the factor re- sponsible for density reduction (numerical loss) was densily dependent, ie., K-value = a ± b log N; where K-value =· log SIN, log = log1o, N = initial density of tbe organim, S = density surviving the loss effect, a = y intercept, mi b = regression coefficient. Statistically significant values d b greater than, less than, or equal to zero indicate dired density dependent, inversely density dependent and densilJ independent respectively. Taylor's Power Law (faylor, 1%1) was used to analyze the temporal dispersion for each species: V = am"' b, where V = sample variance, m = sample mean, a = antilogaritbll of y intercept of the reg. log v = log a ± b log m, which i a sampling factor depending on sample size, technique,and sampling unit b = Taylor's dispersion parameter (Taytor, 1%1, 1984). Statistically significantvalues ofb greater thaD, less than, or equal to unity indicate clumped, regular, IX Poisson dispersion respectively (Ruesink, 1980). Southwood's Variance Mean Ratio (Southwood, 1966) wai used to determine the type of tbe spatial dispersion. Accor· ding to Southwood (1966) statistically significant values á V/m > l, < 1, or = 1indicate clumped, regular, or Poisd dispersion respectively. Regression Models: severa! models (linear, logarithmi. exponential, potential, and polynomial) were tried to deter· mine the statistically best fit for the population changes during the study (Snedecor and Cochran, 1%7). RESULTS AND DISCUSSION Sample mean and standard deviation of prey and predator in released and check sites for each of tbe 3 experiments are indicated in Table l. In ali 3 experiments samp~ means for prey immatures and adults in check sites we consistently greater than those in released sites (except the first sample, with a contrary result, indicatinga probab (speculative) initial aggregation tendency of prey in presence of the predator). In SG open experiment (natu· Prtdator • Pre, Syúa. - 45 Table 1. Mean ± standard deviation of greenhouse thrips (gt) immatures and adults, and green lacewing (gl) per sample in South Coast Field Station (SCFS) and Stillen's Grove (SG) for released (R) and control (C) sites. EXPT. SCFS CAGED SCFS OPEN SG OPEN SPECIF.S gtimm gt imm gt adt gt adt gl gtimm gtimm gt adt gt adt gl gt imm gt imm gt adt gt adt gl 1 (R) (C) (R) (C) (R) (R) (C) (R) (C) (R) (R) (C) (R) (C) (R) 21.80 16.20 1.40 0.80 5.00 88.67 56.00 2.33 3.75 10.33 74.83 62.33 21.00 5.83 10.00 ± 9.70 ± 7.69 ± 2.07 ± 1.30 ± 0.00 ±44.99 ±25.78 ± 3.21 ± 1.70 ± 4.50 ±28.39 ±21.90 ±15.07 ± 5.23 ± 0.00 NUMBER OF SAMPLES 2 3 1.20 ± 0.83 0.20 ± 0.44 1650 ± 8.18 13.00 ± 6.68 1.20 ± 2.16 2.00 ± 1.44 2.00 ± 1.82 2.25 ± 0.95 0.80 ± 0.44 0.40 ± 0.54 6.00 ±10.39 8.33 ±14.43 46.75 ±20.85 56.50 ±53.62 1.00 ± 1.00 0.33 :!: 0.57 250 ± 1.29 4.00 ± 336 0.66 ± 1.15 o 26.00 ±35.21 18.83 ±28.89 65.00 ±35.95 54.33 ±37.93 7.67 ±10.05 3.17 ± 5.53 9.17 ± 7.73 10.33 ± 7.42 0.17 ± 0.41 o rally occurring prey), prey density (immature as well as adult) was higher than that in other 2 experiments for corresponding samples. Predator individuals persisted less in SCFS (open expt, 40%), and equally more in other 2 experiments (60%). Considering different release rates of the predator, higher predator density was maintained in the caged experimentas compared to experiments in SCFS (1.8 times more) and SG (2.3 to 4.8 times more). Thrips population changes have been correlated (varying degrees) to temperature, rainfall, % RH, resource quality (Lewis, 1973). Altbough gt avoids direct sunlight (Lewis, 1973), heaviest field populations were observed on sites receiving direct sunlight Thrips preferred avocado fruits. However, under beavy population densities (undetermined levet), prey individuals (more noticeable in adults) migrated 10 the adjacent leaves. There was a significant correlation between predator and prey densities (immature and adult, except gt adult in caged experiment, 11 =0.05, Table 2). Oiven the closed space, and bence, limited dispersal in the case of the cage experiment, tbe low Pearson's "r" (0.168) means lhat there was no aswciation between predator and prey adults. The significant •r" between prey adult and predator in open experiments might be spurious, as no cause and effect a>uld be inferred from correlation coefficients. PredalOIS had enormous difliculties in capturing prey immatures, ie., prey immatures raised the rear end producing a drop of sticty material at the distal tip of tbe abdomen (Buffa, 1911) which at times immobilized tbe mandibleS of the 4 5 o 11.50 1.40 150 o ± 5.74 ± 1.67 ± 1.00 o 4.66 ± 8.08 42.00 ±47.40 0.66 ± 0.57 4.50 ± 1.73 o 13.50 ±23.01 65.83 ±49.76 4.50 ± 6.72 15.83 ±13.30 0.17 :!: 0.41 4.00 0.40 9.25 ± 4.08 ± 0.54 ± 8.42 o 4.00 ± 6.93 49.00 ±47.48 0.66 :!: 0.57 4.50 :!: 1.30 o 12.66 ±22.43 69.33 ±71.52 533 ± 7.33 · 13.66 ±13.80 o unexperienced predator (personal observation). Predators did not show a tendency to feed on adult prey in the laboratory (personal observation). A green lacewing ate an average of 14 gt larvae per day (in cages), and when hungry, consumed one to two prey larvae per minute over short periods (Callan, 1943). Megaphragma mymaripennis Timb. (Eulophidae), an egg parasite, attacked 22-75% of thrips eggs on avocado in California, but had little numerícal effect (McMunry & Johonson, 1%3). Table 2. Pearson's correlation coefficients between prey individuals (immatures and adults) and predator individuals in released sites for 3 experiments. SCFS (CAGED) SCFS (OPEN) SG (OPEN) gt imm gt adt gt imm gt adt gtimm gt adt 0.994* 0.168 0.997* 0.967* 0.980* * Significant at a =0.05 (t test for Pearson's "r") Reduction in prey density during these experiments may not be attnouted entirely to predation, as no direct and continuousobservationswere made during the time interval between 2 successive samples to verify this. Therefore, decline in prey, as well as predator density, was termed "nu- �46 - PUBUC4.QONES BIOLOGICAS, F.C.B./U.A.NL. VoL4(1&2),1990 merical loss•, whicb might bave been due to environmental conditions of tbe orcbards, as well as bebavioral traits of each species. Table 3. K-value analysis for predator and prey species in three experiments. RELEASED SITES a EXPT. SPECIES b 0.122 SCFS gtim.m 0.922 0.144 0.636 CAGED gt adt 1.153 gl - 0.006 0.778* SCFS gt imm - 0.326 OPEN gt adt 0.149 0.865 - 0.074 1.192* gl 0.376* SG - 0.127 gt imm - 0.053 0.499 OPEN gt adt 0.079 1.777* gl CONTROL SITES a EXP. SPECIES b SCFS 2.086 - 1.435 gt imm CAGED gt adt - 0.149 0.902 SCFS gt imm - 1.052 0.798 OPEN gt adt -o.oso 0.520 SG gt imm - 1.043 0.748 OPEN gt adt - 0.034 0.285 * Significant at « =0.05 (t test for slope). r 0.815 0.038 0.878 0.974 0.552 0.956 0.981 0.796 0.998 r' 0.587 0.494 0.843 0.324 0.712 0.658 As Table 3 indicates, direct density dependent Ioss was detected only in open experiments, in released sites, and for predator and prey immatures. Also remarkable were tbe high values of coefficients of determination in each of these 4 cases whicb minimally accounted for 95.6% of total variation in numerical loss. Reduction in prey immatures could be partly due to predation and otber environmental factors, and prey behavioral trait (prey immatures were observed to aggregaté in severa! patches on avocado leaves independent ofpredator presence in the laboratory). Decline in predator density ~ight be due to the generalist nature of the species searching for different types of prey species (DeBach, 1964). Density dependent loss (dilution) is evolutionarily advantageous (Hassell, 1978) serving as a mechanism to lessen the pressure (in high density patches) exerted on lower trophic level organisms by tbose of the higher levels, thereby aiding tbe system stability (Hassell and May, 1973). No density depeñdent dilution was noted for prey adults (fable 3). Under laboratory conditions prey adults were observed to make occasional short flights, however, tbis flight behavior was not observed in tbe field. &4DII & McMUKIRY, Table 4. Taylor's parameters for predator and prey in three experiments. EXPT. SCFS CAGED SCFS OPEN SG OPEN EXP. SCFS CAGED SCFS OPEN SG OPEN RELEASED SITES SPECIES a 0.860 gtimm gt adt 1.100 g1 1.103 gtimm 8.981 gt adt 0.430 gl 1.044 gtimm 316.897 gt adt 6.215 1.080 g1 CONTROL SITES SPECIES a gtimm 4.348 0.376 gt adt gtimm 2815.883 gt adt 1.074 gtimm 0.025 gt adt 0.351 b 1.467 *(q 1.411 - 0.021 1.224 2.563 *(q 1.255 *(q 0.267 1.194 - 0.028 *(r) b 0.920 2.120 - 0.190 0.877 2.674 2.230 Pr«lator - P,-, S,.-. • 41 Table S. Variance / mean ratios (v/m) for predator and prey in three experiments for released (R) and control (C) sites. NUMBER OF SAMPLE EXPT. 1 2 3 4 (R) 4.316 0.574 0.970 SCFS (R) 3.061 3.888* 0.990 1.992 CAGED gl (R) 0.243 0.730 gt imm (C) 3.650* 4.055* 3.432* 2.865* gt adt (C) 2.113 1.656 0.401 0.666 gtimm (R) 22.827* 17.992* 24.037* 14.010* SCFS gt adt (R) 4.422* 1.000 0.985 0.492 OPEN gl (R) 1.960 2.005 gt imm 11.868* (C) 9.363* 50.887* 53.494* gt adt (C) 0.771 0.666 2.823* 0.665 gt imm (R) 10.771* 47.682* 44.325* 39.219* SG gt adt (R) 10.815* 13.169* 9.647* 10.035* OPEN gl (R) o 0.988 0.988 gt imm (C) 7.695* 19.883* 26.480* 37.613* gt adt (C) 4.692* 6.516* 5.330* 11.174* • v/m significantly > tban unity (indicating aggregated or clumped type dispersion) at u=0.05 (X' test); - undetermined v/m resultas botb variance and mean are equal to zero. SPECIES gt imm gt adt 5 0.730 4.162* 7.664• 12.006• 0.492 46.007• 0.376 39.740• 10.080• 79.514* 13.941* • Sigllilkant at u=0.05 (t test for slope); C= clumped, r= regular. The results of spatial dispersion, i.e. v/m ratio (SoutbwoTable 4 indicates the result oftbe temporal dispersioná od, 1966) are indicated in Table 5. Prey populations (irnmapredator and prey for 3 experiments. In the absence of the tnre and adult) had a clumped or aggregated spatial dispredator (control sites), prey immatures and adults had 1 Poisson temporal dispersion i.e., probability of finding 1 given prey individual in the universe is independent of finding another individual. In released sites, predator bad 1 regular (66.6%) and clumped (33.3%) dispersion (cagt'd SCFS, open SG, and open SCFS respectively), and pre, immatures and adults had a clumped dispersion in cagt'd and open SCFS respectively. Therefore, in released sites (al compared to control ones), dispersion of prey populatiOI was deviated from randomness towards aggregation in se~ (witbout natural prey populations) whereas in SG (will natural prey population) it remained random, indicatin! tbat in orchards with no history of prey, predator probab~ had something to do witb this deviation or other envirot mental factors as well as bebavioral traits of prey could ~ accounted for in this respect. Clumped dispersionofpred> tor and prey is indicative of effectiveness of predator as• good biocontrolagent (Huffaker and Kennet, 1969). Regular dispersion is indicative of the competition (Southw 1966). Random dispersion (Hassell, 1975) indicates that lit same number of individuals are found per unit of babitatli time, or the same amount of time is spent by an individ per habitat uniL pel'Sion for each sample in SG plot. Prey immature exhibi- led a clumped dispersion per sample in SCFS open (re- leased as well as control sites) and caged experiments (conttol site); while prey adults had a tendency (80%) towards Poisson dispersion in control (open and caged), and reIeased sites (open) in SCFS. Predator populations had a Poisson spatial dispersion per sample in these experiments. Dispersion pattern was clumped for Thrips imaginis Bagnall in rose flowers (Davidson & Andrewartha, 1948), Limolhrips cerealium Haliday hibernating in tbe barlcs of four species of trees (Lewis & Nava, 1962), and Aptinothrips Table 6. Regression parameters and coefficients of determination of the best statistically adjusted model for predator and prey population in three experiments. RELEASED SITES CONTROLSITES SPECIES a b r a b r SCFS gtimm ? ? ? 21.060 - 2.94 0.841 (Lt) CAGED gt adt 2.296 - 0.235 0.368 (Ex) 0.543 0.466 0.654 (Ex) 4.169 gl - 7.044 0.835 (Lo) SCFS 70.161 gtimm -115.028 0.733 (Lo) 54.822 -11.476 0.260 (Lo) OPEN gt adt 2.024 - 2.473 0.760 (Lo) 2.800 0.350 0.454 (Li) gl 8.163 -14.346 0.755 (Lo) gtimm 7.726 -13.607 0.717 (Lo) 66.323 - 1.114 0.970 (Po) OPEN gt adt 60.782 0.008 0.024 (Ex) ? ? ? gl 5.923 0.583 0.920 (Po) Li Linear regression, Lo - Log regression, Ex - Exponential mode~ Po - Potential model, ? = no adjustment by meaos of above mentioned models or polynomials. EXPT. so �48 - PUBUCACIONES PUBLICACIONES BIOLOG/c.AS - F.c.B.{U.A.N.L, Mbko, Vol. 4, No. l&Z 49-52 BIOLOGICAS, F.c.B./U.A.N.L. Vol.4(1&2),1990 rujus (Gmelin) andA.stylifer Ttybom in grasses in a woodland floor (Headley, 1964). Toe résults of the model fitting (X2 goodness of fit with Yate's correction; Z.ar, 1984) for the population changes of predator and prey are indicated in Table 6. Logarithmic regression model (Snedecor & Cochran, 1%7) descnbed 46.1 % ofthe cases, exponential 23.1 %, potential and linear regression 15.4% each. Tbe highest coefficient of determination were obtained for potential model (more than 92% SO experiment), followed by more than 83% (SCFS, caged experiment, linear and logarithmic). Tbe lowest coefficient of determination (0.024, exponential) was for prey adults in released sites in SG experimenL No polynomial model could descnbe population changes of predator or prey species in these experiments (statistically non significant deviation forro linearity in all cases, ANOVA for regres. sions, a: =0.05). In two cases (prey immatures, released sitei, caged SCFS; and prey adults, control sites, SG) none w these four models or polynomials could be used statis~ to descnbe the changes in prey populations. Tbis study reveals sorne descriptive and functional ekments involved in the observed patterns of coupled popuJa. tion changes of these two species over a relatively short pe. riod of time. Further long termed and detailed studies 1 the areas of predator searching capacity, functional anl numerical responses to prey density, the role played ~ altemate prey and predator species, i.e. switching respomc (Murdoch, 1%9), and foraging strategies (Chamov, 197~ are required to better descnbe and understand the reaso11 for the manifested behavior of the system involved. LITERATURE CITED TAXONOMIA Y ZOOGEOGRAFIA DE LA FAMILIA VIREONIDAE EN EL ESTADO DE NUEVO LEON, MEXICO ARMANDO J. CONTRERAS BALDERAS1 & JOSE IGNACIO GONZALEZ ROJAS1 RESUMEN En el presente trabajo se establece la taxonomía, distnbucióny permanencia estacional de la familia Vireonidae en el Estado de Nuevo León, México. Se determinaron seis formas, de las cuales dos son invernales, dos veraniegas y dos residentes. Se menciona a Vueo griseus griseus como nuevo registro subespecffico para el estado de Nuevo León; no se confirma la presencia de Vzreo be/Ji para este Estado. Palabras Clave: Aves, Vireonidae, Taxonomía, Vueo griseus griseus, México. ' BUFFA, P. 1911. Studi untomo al ciclo partenogenetico dell Heüothrips haemo"hoidalis BucM. Redia 7:77-109. CALLAN, E.M.C. 1943. Natural enemies of the cacao-thrips. Bull. Ent Res. 34:313-321. CHARNOV, E.L. 1976. Optimal foraging, the marginal value theorem. Tbeor. Pop. BioL 9:129-136. DAVIDSON, J. & H.G. ANDREWARTHA 1948. Annual trends in a natural population of Thrips imaginis (Thysanopten J.Anim.EcoL 17:200-222. DeBACH, P.H. 1964. 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INTRODUCCION El Estado de Nuevo León se encuentra dividido en tres regiones fisiográficas, Planicie Costera del Golfo, Sierra Madre Oriental y Altiplano Mexicano (Mullerried, 1944), por lo que representa una variedad de condiciones ecológicas que influyen en la distnbución de los organismos, en particular las aves, las que son importantes por ser indicadoras de tales condiciones,así como el de su desequih"brio. Además, el conocimiento de la distnbución espacial y ecológica son aspectos importantes de la dinámica poblacional de una especie, por lo que es importante establecerlos para un mejor uso de los recursos. El objetivo del presente estudio es el de establecer la taxonomía y la distnbución espacial y ecológica de la familia Vireonidae en las tres regiones fisiográficas del estado de Nuevo León. Lo anterior se desprende por ser esta familia una de las mejor representadas en la Colección de Aves del Laboratorio de Herpetología y Ornitología de la Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, y de la que se cuenta con información desde 1971 a la fecha, la cual permite efectuar el análisis mencionado. Düerentes autores han citado especies de la familia JliTf()n_idae para Nuevo Leon, sin mencionar su d~tnbución, por ejemplo: Blake (1957) menciona a Vueo griseus micrus; t Miller et al (1957) reporta a V.griseus miaus, V.huttonü carolinae, V.belli medius, V.S.solitarius, V.solitarius cassinni y V.flavoviridis flavoviriáis. Martín del Campo (1959) cita a V.griseus micrus, V.belli be/Ji, V.solitarius y V.virescens flavovindis. Entre los trabajos distnbucionales donde se mencionan algunas especies de esta familia se puede citar a Contreras (1977), quien reporta a V.flavoviridis en la Planicie Costera del Golfo y V.huttonni en la Sierra Madre Oriental, y finalmente a Cotera y Contreras (1987) quienes citan a V.soli1arius y V.griseus en asociaciones vegetales de matorral submontano con alto grado de disturbio con Acacia spp., y a V.flavoviridis en matorral submontanocon asociacion de Sargentia-Zanthoxylum, todos ellos en la Planicie Costera del Golfo. MATERIALES Y METODOS Se examinaron un total de 30 ejemplares tomándose la merfstica: longitud total, envergadura, ala, cola, culmen expuesto, pico desde nostrila y tarso de cada uno de ellos; las medidas son dadas en mm. Se compararon los patrones de coloración para la identificación de las subespecies. Asf mismo, se utilizó la prueba U de Mann-Whitney (Mendenhall, 1987) para su diferenciacion. Para el arreglo sistemá• tico se siguió el criterio de la A.O.U. (1983). Laboratorio de Hell>Ctología y Ornitología, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, Apdo.Poatal 425, San Nic:olú de lol Garza, N.L, Máia>, CP. 664s°o �50 - PUBLICACIONES BIOLOGICA.S, F.CJJ./U.A.N.L. Vol.4(1&2),1990 RESULTADOS Todas las descripciones son para ejemplares colectados en el Estado de Nuevo León, Mtxico. Orden Passeriformes Familia Vireonidae Subfamilia Vireonioae Vireo griseus micrus (Nelson) Nombres comunes: vireo ojiblanco, vireo grisaceo, 'whiteeyed vireo'. Distnbución local: Planicie Costera del Golfo. Notas ecológicas: ejemplares colectados durante el verano en un área de matorral bajo, subcaducifolio, con dominancia de Cordia-Acacia-Karwinskia. Un ejemplar (UANL 191) presentaba desarrollo ganádico: testículo izquierdo 4 x 2 mm y derecho 3 x 3 mm. Merística en la Tabla 1. Material examinado: UANL 190, <f, 6 Km SE Los Nogales, Santa catarina; 30VIl-71. UANL 191, <f ;misma localidad (UANL 190); 30-VIl-71. UANL 1565, ó", 5 Km de San Mateo, Villa de Juárez; 4VII-80. Tabla 1. Valores morfométricos de tres especímenes de Vueo griseus micrus. Ala Max. 59.0 Min. 56.0 Media 575 Cola Pico desde nostrilo 51.0 8.9 46.0 7.4 48.4 8.1 Culmen expuesto 10.9 9.7 10.4 Tarso 19.8 17.6 185 Vueo griseus griseus (Boddaert) Nombres comunes: vireo ojiblanco, vireo grisaceo, 'white- eyed vireo'. Distn"bución local: Planicie Costerá del Golfo. Notas ecológicas: colectados en primavera y otofio en matorral submontano con alto grado de disturbio en Acacia spp. y matorral mediano subinerme con dominancia de Cordia- Acacia-Prosopis. Se observó desarrollo gonádico en el ejemplar UANL 1169: testículo derecho 5mm y testículo izquierdo 4mm. Merística en la Tabla 2. Material examinado: UANL 1166, ó", Rancho los Ojos de Agua, 6 Km NE Caííón de la Boca, Villa de Santiago; 31-X-82. UANL 1167, ó", mma localidad (UANL 1166); 31-X-82. UANL 1168, ó", nmma localidad (UANL 1166); 31-X-82. UANL 1169, ó", mma localidad (UANL 1166); 24-IV-83. UANL 1170, ó", mma localidad (UANL 1166); 24-IV-83. UANL 1566, i , 43.3 Km E Sabinas Hidalgo; 2-XI-80 CONTRERAS·BALDERAS & GONZALEZ-ROJAS, Taxonomta y Zoogeografla Familia Vireonidae. - UANL 1567, i , misma localidad (UANL 1566); 2-XI-80. UANL 222, , misma localidad (U/ NL 220); 31-X-82. UANL 1697, <f, Ejido Loma Prieta, Allende; 14-Xl-80. UANL 221, ~, La Posada, Santa...Quarina; 30-XIl-1971. UANL 1591, Ad, misma localidad (UANL 1697); 4-XIl-82. UANL 328, , Valle de la Muralla,Santa Catarina; 26-11-72. Vireo solilarius cassinü (Xantm) UANL 1171, , Rancho los Ojos de Agua, 6 Km cañón de Nombres comunes: vireo solitario, vireo anteojillo, 'solitaiy la Boca, Villa de Santiago; 31-X-82. vireo'. UANL 1172, , misma localidad (UANL 1171); 30-1-83. Distnbución local: Planicie Costera del Golfo. UANL 1592, , Ejido Raíces, Allende; 30-1--83. Notas ecológicas: colectado en invierno en matorral ba~ .subcaducifoliocon dominanciadeCordia-Acacia-Karwinskill.. Merística en la Tabla 2. Material examinado: UANL 233, ó" , 18 Km SE Los Nogales, Santa Catarina; 31XII-76. Tabla 4. Valores morfométricos de tres especímenes de Vueo huttonü carolinae. Ala Tabla 2. Valores morfométricos de ocho especímenes de Vueo griseus griseus. Ala 62.0 Min. 56.0 Media 58.0 Max. Cola Pico desde nostrilo 51.0 8.4 so.o 7.1 50.4 7.8 Culmen expuesto 9.7 8.9 93 Tarso 19.2 18.0 18.7 Vireo solitarius solüarius (Wilson) Cola Pico desde nostrilo Max. 66.0 Mio. 655 Media 65.8 55.4 52.0 53.1 Culmen expuesto 93 9.1 9.2 Tarso 17.6 17.1 17.4 P"ireo hUllonü carolinae (Bntndt) Nombres comunes: \jreo olivaceo, vireo pardillo, vireo de Hutton, 'Hutto's Vireo'. lmtnl>Ución local: Sierra Madre Oriental Notas ecológicas: colectado en invierno en una asociación Yegetal de Pinus juniperus y observado en verano y otoño en hmisma asociación vegetal Merística en la Tabla 4. Material Examinado: UANL 599, <f , Cerro Mesitas 5 Km ENE Ejido Tokio, Galeana; 10-11-77. UANL 1698, , misma localidad (UANL 599); 17-IIl-84. UANL 1699, , misma localidad (UANL 599); 17-III-84. Nombres comunes: vireo solitario, vireo anteojillo, 'solita!J vireo'. Distnbución local: Planicie Costera del Golfo y Siem Madre Oriental Notas ecológicas: fueron colectados en las estaciones de otoño e invierno en diferentes tipos de vegetación como• bosque mediano subperennifolio de Quercus pinus, bosqii mediano subcaducifolio Quercus-Carya-Junglans, bosqii bajomicrofi.loProsopis-Acacia-Celtisy matorralsubmontalXI - - - - - - - - - - - - - - - - - - Tabla S. Valores morfométricos de siete escon dominancia de Acacia. Merística en la Tabla 3. pecímenes de Vueo olivaceus flavoviridis. Tabla 3. Valores morfométricos de A) ocho especímenes de Vueo solitarius solitarius y B) un especimen de Vueo solitariu.s cassinü. A) Ala Max. 75.0 Min. Media 72.0 Cola 527 51.2 51.9 54.5 Pico desde nostrilo 8.9 Culmen expuesto 10.8 18.2 8.0 93 17.0 Tarso Ala Max. 79.0 Min. 74.2 Media 76.1 Cola Pico desde nostrilo 56.7 121 51.2 10.9 53.2 11.4 Culmen expuesto 13.5 12.4 13.1 Tarso 17.6 16.3 17.2 V'ireo olivaceus flavoviridis (Cassinii) Nombres comunes: vireo de garganta amarilla, 'yellow73.2 85 9.7 17.6 lhroated vireo'. 51.6 B) 8.5 10.8 14.2 Dicitnoución local: Planicie Costera del Golfo. Notas ecológicas: se colectó en matorral submontano con asociación de Sargentia-7.anthoxyllum y matorral subinerme Material examinado: con dominancia de Pithecellobium-Cordia-Acacia durante UANL 219, i , Charco la Mula, Santa catarina; 28-XII-7 la Primavera y observado en verano. En mayo 21 de 1977 UANL 220, ~, Puerto del Aire,Villa de Santiago;28-XII-7 se le encontró anidando en el cafión de la Boca, 9'.Km NE -------------------1 51 del entronque de 1a Carretera México-85, Villa de Santiago. Parasitado por Molothrus aeneus. Igualmente, el 24 de mayo de 1980 estaba anidando en el cañón de Hualahuises. Merística en la Tabla 5. Material examinado: UANL 1173, <f , Caííón de la Boca 5 Km al E de la Presa Rodrigo Gómez, Villa de Santiago; 28-IV-83. UANL 1174, <f, misma localidad (UANL 1173); 28-IV-83. UANL 1560, , La Anacua 8 Km OSO de Hualahuises; 24V-80. UANL 1561, , misma localidad (UANL 1560); 24-V-80. UANL 1562, , misma localidad (UANL 1560); 24-V-80. UANL 1563, , misma localidad (UANL 1560); 25-V-80. UANL 1564, , misma localidad (UANL 1560); 25-V-80. DISCUSION La determinación subespecífica se basó en la coloración y merística. Vueo griseus presentó dos subespecies V.g.griseus y V.g.miaus; ambas presentan una semejante coloración verde olivaceo en el dorso y la cabez.a; la diferencia 1a establece la merfstica, ya que la prueba U de Mann-Whitney excluye por completo estas dos subespecies, con la excepción de la medida correspondiente al culmen expuesto. Para Vzreo solitarius se determinaron V.s.cassinü y V.s. solitarius; estas formas se diferencian básicamente en la coloración de la cabeza, donde V.s.cassinü presenta un color oliva uniforme desde la cabeza hasta la rabadilla observándose en la parte dorsal una tonalidad más acentuada de color verde olivaceo. V.s.solitarius muestra la cabeza de un color grisaceo obscuro en toda la región cefálica, separándose por completo del dorso, donde se presenta un color verde olivaceo que va desde la nuca hasta la rabadilla. Se aplicó la prueba U de Mann-Whitney,observándoseque la cola, pico y tarso separan a estas dos pob1aciones. En la Tabla 6 se observa que cuatro de las seis subespecies consideradas de la familia Vireonidae se destn"buyen hacia la Planicie Costera del Golfo con la excepción de Vueo huttoni, cuya d~tnoución correspondió a la Sierra Madre Oriental Respecto a las distnbuciones de cada una de las subespecies se hacen las siguientes consideraciones: Vzreo griseus griseus se encuentra distn"buido hacia las regiones costeras del este del país (Miller et al, 1957; Urban, 1959; Blake, 1972). Vzreo griseus micrus está presente en Nuevo León solamente en la Planicie Costera del Golfo, observándose que esta subespecie se encuentra asociada con arroyos o ríos semipermanentes o permanentes y, aunque ha sido reportada en el Altiplano Mexicano en SabinasCoahuila, muy probablemente su presencia en esta región &iográfica se deba a la influencia del Río Sabinas. Una posible explicación de la ausencia de esta rai.a en Nuevo León es que este Estado carece totalmente de ríos y, los que se presentan, son exclusivamente temporales. �52 - PUBLICACIONES BIOLOOICAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&2),1990 PUBLICACIONES BIOLOOICAS - F.CB.!U.A.N.L, Mbda>, Vol. 4, No.J&c2, 53-58 GM-2 A NEW SUBSPECIES OF Bacülus thuringiensis n. subsp. coahuüensis) WITH AN UNUSUAL FORM OF PARASPORAL INCLUSION BODY Tabla 6. &pecies de la familia Vueoni.dae en el &tado de Nuevo León indicando la región fisiográfica en la que se encuentran, así como su permanencia estacional ESPECIES PLANICIE COSTERA DEL GOLFO PRL V=>/?ÍSaumiaus V-, oúvaceus J1avovúi4is v-, sclitarius C4SSinii v-, sc/iJariu.r SCÜJariul v-, hwtcni carolinae v-, l?ÍSau fJ'ÍSeUS VER oro. INV. SIERRA MADRE ORIENTAL PRI. VER oro. INV. e e ESTAO0NAL Veraniego o LUIS J. GAIAN-WONG1, CRISTINA RODRIQl.ffi&PADILIA1, REYES S. TAMEZ-GUERRA1, MARIVEL GOMEZ-TREVIÑ01, HOWARD T. DULMAGE2 Veraniego e e e e o e PERMANENCJA e o L Invernal e e Invernal Residente RESUMEN Residente? C = Co!ecttdo; O = Observado; L = Literatura. Las dos subespecies de Vueo solitarius se encuentran distnlntidas en la Planicie Costera del Golfo y la Sierra Madre Oriental En este caso su presencia en estas dos regiones podría deberse a su tolerancia ecológica, siendo ésta probablemente inás importante que las características fisiográficas. Vueo huttonü carolinae se encuentra restringida a la Sierra Madre Oriental de acuerdo a lo observado en este trabajo y lo reportado por otros (Miller et al., 1957; Urban, 1959; Blake, 1972). Finalmente Vueo olivaceus flavoviridis se encuentra reportada solamente para la Planicie Costera del Golfo, lo que concuerda a lo establecido por Blake (1972), quien menciona que se encuentra distribuido en las parte.s bajas de ambas Costas y aunque Urban (1959) menciona solamente a Vueo olivaceus en el Altiplano Mexicano, sin mencionar subespecie, es muy probable que la subespecie sea diferente, lo que determinaría la influencia de la orografia en la distribución geográfica de las diferentes subespecies. Por los resultados obtenidos y por análisis bibliográfico podemos decir que la distribución dos subespecies, V.A carolinae y V.o.flavoviridis, está determinada por caraCfe. rísticas fisiográficas y, en el caso de las restantes, todo indi ca que están más influenciadas por factores ecológicos q11 por los fisiográficos; sin embargo cabe destacar que paR de las características ecológicas que están determinan« estas distnbuciones están influenciadas por las·caractemti cas fisiográficas, las que si bien no actuan directamena sobre la distnoución de las aves, lo hacen indirectamente No se pudo confirmar la presencia para el estado 1k Nuevo León de Vueo belli medws reportada por Millere al. (1957) y Martín del Campo (1959). Cabe mencionar a Vzreo griseus griseus como nuevo ~ gistro subespecffico para Nuevo León. AGRADECIMIENTOS Al Dr. Allan Phillips por la revisión del material bioló · y a la Lic. Adriana Morín Rosales quien mecanografió escrito. LITERATURA CITADA A.O.U. 1983. Check List of Norih American Birds. 6th. Edition. American Omithologist's Union. 887 pp. BIAKE, ·E.R. 1972. Birds of Mexico. A guide for field identification. the University of Chicago Press. 644 pp. CONTRERAS-BALDERAS, A.J. 1977. Ornitofauna comparativa de tres regiones fisiográficas del Sur de Nuevo México. Memorias I:186-190 Congreso Nacional de Zoología, Chapingo, México. COTERA-CORREA, M. & AJ. CONTRERAS-BALDERAS 1985. Ornitofauna de un transecto Ecológico del Cañón la Boca, Santiago, N.L México,. PubL BioL F.C.B., U.AN.L Méx. 2(1):31-49. MARTIN DEL CAMPO, R. 1959. Contnbuciónal Conocimiento de la Ornitologfaen Nuevo León. Universidad 16-17:1 180, Universidad de Nuevo León. MENDENHALL, W. 1987. Introducci{>n a la Probabilidad y la ~tadística. Grupo Editorial lberoamerica, México. 626 MILLER, A., H.L. FRIEDMANN, L GRISCOM & R.T. MOORE 1957. Distnbutional Checklist of the Birds of Mé . Pacific Coast Avifauna (33) Part II. 436 pp. MULLERRIED, F.K.G. 1944. 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Aún más, la forma y tamaño de estos cristales son únicos y característicos de GM-2, ya que no son afectados por cambios en las condiciones de fermentación. La subesp. morrisoni ha sido reportada como activa contra varias especies de insectos, incluyendo Trichoplusia ni, mientras que pruebas de GM-2 contra larvas de Trichoplusia ni, Heliothis virescens y Aedes aegypti no han logrado demostrar actividad insecticida significativa. La forma del cristal y la falta de actividad insecticida justifican la designación de GM-2 como una nueva subspecie de B.thuringiensis, la cual proponen nombrar subspecie coahuüensis. Palabras Clave: Bacillus thuringiensis, Cuerpo de inclusión paraesporai Bioinsecticidas. SUMMARY A new isolate ofBacülus thuringiensis, was found in cultivated soil near Monterrey, Nuevo León, México. This isolate, designated GM-2, was similar to B. thuringiensis subsp. morrisoni (isolate HD-12) in terms of Oagellar antigens and most biochemical tests. However, previous isolates of this subspecies have contained parasporal inclusion bodies with the characteristic bipyramidal shape of the inchisions common to other isolates of B. thuringiensis. The inclusions produced by this new isolate are rectangular in shape and are distinctly different from any previously observed. Furthermore, the shape and size of these crystals are unique characters of GM-2, and they are unaffected by changes in fermentation conditions. Also, subsp. morrisoni has been reported to be active against several insect species, including Trichoplusia ni, while tests of GM-2 against larvae of Trichoplusia ni, Heliothis viresc~, and Aedes aegypti bave failed to demonstrate any significant insecticidal activity. The crystal shape and the lack of insecticidal activity justify the designation of GM-2 as a new subspecies of B.thuringiensis, with the proposed subspecies name coahuilensis. Key \\Tords: Bacülus thuri.ngiensis, Parasporal inclusion bodies, Bioinsecticides. 1 Departamento de Microbiología e lnmunolog(a, Facultad de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León, AP. 2790, Monterrey, N.L , 6400, México. 2 HD-Associates, P.O. Boc 4113, Brownsville, Texas 78521, U.S.A �54 - PUBLICACIONES B/OLOG/CAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&:2),1990 INTRODUCTION Bacteria} isolates that are classffied as Bacillus thuringiensis or B.cereus are similar, and there has been sorne disagreement as to whether those isolates presently classified as B.thuringiensis should rather be classified as B.cereus subspecies thuringiensis. The important discovery by De Barjac and Bonnefoi (1962) was that members of the species B.thuringiensis could be grouped into subspecies by their Oagellar antigens contributed much to our modem knowledge of these bacilli, but it did not answer the question whether B.thuringiensis itself is in fact, a subspecies of B.cereus. In a comprehensive review on the classification of B.thuringiensis, Heimpel (1967) pointed out thatthere is superficially little difference between bacilli identified as B.cereus and those identified as B.thuringiensis, noting only that the isolates classified as B.thuringí.ensis contained a crystalline parasporal body. This crystal was so characteristic of these isolates that they were commonly referred to as the "crystalliferous bacteria ". This characteristic was so fundamental that isolates with similar flagellar antigens to a knownB.thuringiensis, but lacking crystals, were referred to as "acrystalliferous mutants• and classified as B.thuringiensis. Toe crystal (later named the •~-endotoxin") was also associated with the second factor used by Heimpel to group B. thuringiensis as a separate species: isolates containing this crystal were pathogenic to lepidopterous larvae, while those without the crystal not. The presence of the crystal and its associated activity against Lepidoptera separated B.thuringiensis from B.cereus. Heimpel (1967) further noted that the name B.thuringiensis was so widely associated with the crystalliferous bacteria that to change the name would throw needless confusion into the literature. Thus Heimpel justified the species B.thuringiensis, and for many years, his reasoning has been accepted. However, while few today woúld suggest that organisms classified as B.thuringiensis should be renamed, sorne of his generalities have _had to be revised. First, the discovery of a new subspecies of B.thuringiensi,s (subsp. israelensis) has demostrated that insecticidal activity cannot be judged on pathogenicity to lepidopterous insects alone. Subspecies israelensis produces a ~-endotoxin with little or no activity against lepidopterous insects, but with high activity against mosquitoes and blackflies (Goldberg and Margalit, 1977; de Barjac, 1978). There is sorne question as to whether a demonstration of any insecticida} activity is a necessary prerequisite for identifying a.n isolate as B.thuringiensis. For e:xample, B.thuringiensis subsp. tohokuensis, which has no-insecticidal activity, was recently accepted as a new subspecies (Ohba and Ai7.awa, 1981). This work discusses another new isolate of B.thuringiensis, discovered in Mexican soil near Monterrey, Nuevo León, . GALAN-WONG et al., Bocillul lhuringi,msis subsp. COQhuiJaui.,. - México, which has shown no insecticida! activity in tesa far conducted and which is differentiated from other · king designated as GM-2. of B.thuringiensis, not by its flagellar serology, y;hich is · r«mentation lar to that of subsp. morrisoni, but by the unique sha~ Preparation of Seeds: the crystal that its cells contain. LoopfullsofB.thuringiensis, GM-2, were transferred from an agar slant to 250 m1 Erlenmeyer Oasks containing 50 ml _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ___.,uyptose-phosphate broth. The Oasks were incubated at Table l. Composition of the fermentation me- 18°C and 200 rpm on i rotary shaker. After 6-8 hours, 0.7 ni of this first passage seed were transferred to fresh Oasks dia (I - XIV) used for Bacillus thu.ringiensis of the same mediun and incubated as before. The second GM-2. Media made to volume with distilled ~ge seed was incubated for 24 hrs. Viable spore counts water and adjusted to pH 7.0. .ere made at this time to insure that growth was within ------------------...t. A. With agave juice asan ingredient 1Jrmal limits (approximately 2-3 x 106 spores/ml). _ ___,;;_,_ _ _ ___,;;_,_ _ _ _ IV __v-,---VI--VI---'Fermentation procedures: 1 11 1 lngredients (g/1) m Fermentation of B.thuringiensis GM-2 was carried out in Agave juice 10 20 20 10 20 J 14 different media, listed in Table l. In every case, 100 ml 10 1 Soybean Oour º 11º -·1 101 10 101 -1 medium were distnouted in 500-ml Erlenmeyer Oasks. After 1 1 1 Yeast liquor sterifuation, the media were inoculated with 0.5 mJ of a 0.2 0.2 MgS04 9 H20 º·2 11 iecond passage seed. 0.2 0.2 0.2 u Recovery of spores and crystals: Feso. 9 H20 0.2 0.2 0.2 Gl After 72 hr incubation, the spore-crystal complexes from :znso. 9 H20 1.0 1.0 1._o-ª➔ each medium were recovered by the acetone-lactose copre_ea_co_J_______________ _B._Wi_1_th_m_o_1a_sses_a_s_a_ca_rbo_h'-ydra_te_so_urce_.-------1 cipitation procedure of Dulmage et al. (1970). _.:;_ _ _..:c.,.;;__ __ _ _--t Mlcroscopic studies Ingredients (g./1) _ _ IX _X_ _ XI_ _ XII _XIIl XIV Molasses 20 20 20 20 20 20 Fermentations were followed by microscopic examinaSoybean Oour 40 40 oons under a phase contrast microscope and records were 40 40 Corn steep liquor kept of leveh of vegetative bodies, spores and parasporal 30 30 30 -· ilclusions. In addition, the fermentation was followed by Yeast liquor 30 30 30 eectron microscopy as follows: at hourly intervals, 5 mi 1 1 1 1 CaC03 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __,amples of the ferment were taken and centrifuged at 1,300 rpm for 3-4 minutes. Toe sediments recovered were then res11Spended in 1 mi 3% gluteraldehyde and kept at 4ºC iJr 2 ~ours. Each sediment was next washed twice by reMATERIALS AND MEIBODS suspending it in pH 7.2- 0.2 M phosphate buffer and recenlrifugation. Toe sample was fixed in a 1% osmium tetraIsolation of BJhuringiensis cultures A series of agricultural and forest soils in the sta lDide, 0.2 M phosphate buffer solution. The samples were Nuevo León and Guanajuato, México, were collected lhen washed twice in phosphate buffer, and the washed examined for the presence of subspecies of B.thurin · pellet was suspended in 4 ml 2% melted agar. Toe agar was One gram of each soil sample was suspended in 10 alk>wed to solidify and cut into 3 mm sections. Toe sections distilled water, mixed vigorously and heated for 10 · litre dehydrated in increasing percentages of acetone (40 at 70º C. Mer heating, loopfulls of each suspension 100%) and finally transferred to propylene oxide to attain streaked onto Petri dishes containing nutrient agar. o.>mplete dehydration. The sections were next imbedded in tlllixture of propylene oxide and Epon LX-112 at 75ºC for Pe tri dishes were incubated at 37º C. Colonies sus beingB.thuringiensis were e:xamined microscopically ~ hours. The imbedded samples were sectioned in 900 Á and 72 hrs incubation. Those colonies containing ce~ ~ in a Poner-Blum Model MT-1 ultramicrotome, stained parasporal inclusion bodies were picked out and trans i 0.3% lead citrate solutions and concentrated uranyl aceto nutrient agar slants. Isolates that were confirmed late (S minJ'or eacb solution). Tbe sections were then excrystalliferous were preserved by aseptically Iyop llnined under a Zeiss EM-9 electron microscope. Biocbem1ca1 stodies suspensions of the isolates in sterile non-fat milk. A total of 21 different biocbemical tests were used to Several isolates with conventionally shaped pa bodies were obseJVed, but one colony with rectan ~ify B.thuringiensis GM-2 following the methods recomshaped crystals was selected for further intensive stu llended by De Barjac and Bonnefoi (1962) and Krieg placed in the culture collection of the U. of Nuevo (1968). Tbe tests used are shown in Table 2. Table 2. Comparison of the biochemical characteristics of GM-2 with Bacülus thuringiensis subsp. morrisoni (HD-12). A. Reactions that were the same for both subspecies. Characteristic reaction Acetyl methyl carbinol Acid from glucose + + + Catalase Gelatin hydrolysis Motility Nitrate reduction Starch hydrolysis Pellicle formation &culin hydrolysis Arabinose Casein hydrolysis Mannose Simmons citrate Urease Xylose Growth in SDA + 7% NaCI Without 7% NaQ + + + + + + ,_ + B. Reaction that were different for both subspecies. Characteristic Reaction Argenine dehydrolase Acid from salicin Pigment formation Saccharose GM-2 + morrisoni + + + Serological studies Antigen preparation: lsolates of each of the intemationallyaccepted serotypes of B.thuringiensis were obtained from the culture collection kept at the Brownsville Insect Pathology Research Unit (USDA, Brownsville, TX). H-antigens were prepared from each of these serotypes by first culturing them in 100-ml of nutrient broth in 500-ml Erlenm.eyer Oasks. The flasks were incubated at 30°C and 340 rpm for 12-18 hr. Next, 2 m1 of these first passage seeds were transferred to similar 500-ml Erlenmeyer Oasks which were incubated under similar conditions for 5-8 hr. These flasks were then used to inoculate Craigie tubes containing0.2% nutrientagar. Toe tubes were incubated at 30" C for 16-18 hr. This procedure was repeated in a second series of Craigie tubes and served to select motile forms of the bacteria. A loopfull from the second Craigie tube was used to inoculate 500 m1 Erlenmeyer 55 �GALAN-WONG et al, BociJJus thuringjensis subsp. roahui1ensis. _ 51 56 - PUBUCACIONES BIOLOGICAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&2),1990 flasks, which were then incubated on a rotary shaker át 340 rpm and 30º C for 5-8 hr. At ~ time, 100 rol of a 0.6% formalin saline solution was added to each flask, which was then stored at 4° C for 24 hrs. Finally, the suspensions were centrifuged 15 minutes at 3,500 rpm at 5ºC. Toe sediments were washed with a formalin saline solution and diluted to a McFarland Nephelometer tube 3. Antisera preparation and agglutination tests: Antisera to the antigens descnl>ed above were prepared by injecting rabbits intravenously with suspensions of the antigens at intervals of 4 days. Increasing amounts of the antigen suspensions were injected during the treatment schedule, using 0.5, 1.0, 2.0 and 3.0 rol respectively. Rabbits were bled on the 19th day. Agglutination tests were run according to the usual methods of tube agglutination. Toe only sera used were those that had titers of 5120 or more. Antisera to the 27 subspecies of B.thuringiensis were tested against GM-2, and antisera to GM-2 were tested against these 27 subspecies. Insecticidal tests Toe spore-crystal complexes from all fermentation media were tested against 3 insect species: Trichoplusia ni, Heliothis virescens and Spodoptera ftugi.perda. In addition, one powder was sent to Drs. Dame and Lacey at the USDA laboratories in Gainesville, FL for testing against Aedes aegypti. Insects were reared and insecticidal activities of the lepidopterous species were evaluated using the method of Dulmage et al. (1976). Toe maximum concentration of the complexes tested against lepidoptera was 500 mcg/ml diet Concentrations higher than this prevented proper gelling of the insect diet Toe mosquito species was reared and the complex tested acx:ording to the methods of McLaughlin et al. (1984), at a concentration of 100 mcg powder/rol water. ImSULTS Colonial Morpbology Colonial morphology was similar to that observed in other rolates of B.thuringiensis. Colonies were round, white, and became filamentous as the cotónies grow. Serological cbaracteri:zation GM-2 cross-reacted with subsp. monisoni, H-8/2a/l, 8/2b/1, (isolate Hd-12), but not with other subspecies of B.thuringiensis. Biocbemical cbaracterii.ation Biochemical tests showed that tbe characteristics of GM-2 were similar to those observed witb subsp. morrisoni, however, there were differences since GM-i produced red pigments on egg yolk and gelatin agars, as well as acid from salicine, wb.ile subsp. morrisoni did not (fable 2). In contrast, subsp. morrisoni produced acid from saccbarose and arginine dihydrolase, while GM-2 did not Microscopic examinations Under the electron microscope, GM-2 appeared to be a typical bacillus, 2.4 µm long, with peritrichous.flagellae and an oval shaped spore in a subterminal position. Cells th~t had been sectioned longitudinally were seen to coníain parasporal inclusions tbat were rectangular in shape and appro:ximately 1.18 µm long. In cells that had been sectioned transversely, the parasporal bodiesappeared square, appro:ximately 0.72 µm on each side. However, wbile the length of the inclusions seemed to be about the same in all cells, the dimensions of the square varied considerably. A transverse section of a parasporal body shows its rectangular shape and crystalline matrix (Fig. 1). Surrounding these inclusion bodies were six electron-dense membranes, with each membrane being separated by about 100 Á from the next Also, an amorphous body appeared to be attached to sorne of the rectangular inclusion bodies. Toe shape and location of this amorphous body was similar to that reported by Sharpe and Baker (1979) and designated as • p-2 • by Yamamoto and McLaughlin (1981). At this point, we do not know if tbe shape of this amorphous body is coincidental or whether it is related to p-2. Neverthelesss, it should be noted that Yamamoto and McLaughlin reported tbat p-2 was active against lepidoptera and mosquitoes. Fermentatiom GM-2 grew little, if at all, on agave juice unsupplemented with soy flour. Spore counts indicated that the addition of agave juice did not increase yield of spores or dry weight in the soy tlour media. However, tbe addition of minerals (Mg, 2Ji, Fe, and Ca) increased yields from 0.4 to 0.7 mg/ml (di}' weight). Toe beneficial effects of these minerals on BaciJ/i fermentations has been reported many times before. Yields of cells and spores, on a dry weight basis, were increased approximately 5-fold on the molasses media, not surprising considering the increased concentrations of nutrients in the molasses media. Toe significant part of these studies lies in the unique crystal produced by GM-2. In none of the 14 media was there any change in the type of crystal observed, since all crystals observed were of rectangular shape. lmect toxicity GM-2 demonstrated no significant insecticidal activity in tests against 4 insect species, with less than 30% of tbe larvae dying when exposed to high concentrations of a spore<IyStal complex of GM-2. DISCUSION AND CONCLUSIONS Serological studies showed a cross reaction betweeD GM-2 and subsp. morrisoni. Biochemical tests between GM· 2 and subsp. monisoni were very similar, differing in 5 characters, the most noteworthy being tbe production of red pigment on egg yolk and gelatin agars. However, there were importa~t differences be~~n tbe crystal produced by both subspecies. Subsp. mornsom containes a crystal me · ¡us1on · with th b • .e . 1~dal shape characters of other varieties of B.thunngums,s, w?il~ GM-2 produces rectangular crystals in ali of the 14 media m which tbey were grown. Also, m · contraS~ to GM-2 s~bsp. morrisoni has been shown to be active agamst several msect species, including T.ni, while GM-2 has shown no activity against T.ni and 3 other insect speci against which it was tested. es ~e la~k- of insecticidal acivity in GM-2, contrasted with the _msectI~dal activity reported for isolates of subsp. morrisom, certainly does not justify the characterization of GM-2 as a separate _species. It has been thorougbly established ~t the quantity of insecticidal toxin produced by different JSO!ates of the same subspecies can vary widely. However, tbe r~ngular parasporal body is so typical of GM-2 and so atyp1cal of other B.thuringiensis subspecies that we suggest th_at ?M_-2 should be designated as a riew subspecies of B_.thunngrensis, for which we propase the name B.thuringienszs subsp. coahuilensis. ACKNOWLEDGEMENTS This program was supported in part by a grant from the Centro Internacional de Biología Molecular y Celular AC Monterrey, N.L ' ·, The auth~rs wish to thank Huguette de Barjac, Inst P~teur, Pans, ~rance, for her advice on serological tech~ques; J~ Rmz _Ordofiez, University of Nuevo León, for bis help m prepanng the electron micrographs of GM-2. CITED LITERATURE D~ BARJ~C, H. 1978. Une nouvelle varieté de Bacillus thurin · · · • israe/ens,s serotype 14. C.R Acad. Sci. (París) 2860·797,.¿renszs trts toxique pour les mosqu1tes: B.thuringiensis var. DE BARJAC, H. & A. BONNEFOI 1962. F.ssa¡' de c~ificati;n bioc . . . type B.thuringiensis. Entomophaga 7:5-3l. himique et serologice de 24 souches de Bacülus du DULMAGE, H.T., J.A. CORREA & A.J. MARTÍNEZ 1970 Co · · · ·th oti°~?tal complex of Bacülus thuringien~. J. lnverteb~te lactase as a means of recovering the E, H.T., MARTÍNEZ, A.J. & T. PENA 1976. Bioassay of Bacülus th · · · · tobaco budwork. Tech. Bulletin No. 1528. USDA, ARS W h. unng,enszs (Berliner) ~-endotoxin using the GOLDBERG, W. & K. MARGALIT 1977. A bacte . as mgton, D.~. 15 P~· . sergenti~ Uranotaenia unguixu.lr, cu/ex univittatus, Ae: : : ~de~o~tr~llng_ r~pid larvicidal activity against Anopheles HEIMPEL, A.M. 1966. A taxonomickey proposed r, th 'P_ an ~ a pzpie_ns. Mosq. News 37:246-251. 9:364-375. or e species of the Crystalliferous Bacteria". J. Invertebra te PathoL p~~f~~~\; 1 KRIEG, A. 1968. A taxonomic study of Bacillus th · · · Be · McLAUGHLIN R.E. H T DULMAGE, R. AL unngre11S1S rliner. J. 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Com. 103:414-421. �58 - PUBLICACIONES BIOLOOICAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&:2),1990 PUBLICACIONES BIOLOGICAS- F.CB.!U.A.NL, Mtxic(,, Vol.~ No.ld:2, 59-72 EL MUTUALISMO ENTRE LAS HORMIGAS Y LAS PLANTAS: SINTESIS DE SU EVOLUCION Y ECOLOGIA JAIME A GARCIA-PEREZ1 RESUMEN El origen de las relaciones entre las hormigas y las plantas, considerando la importancia de la organi7.ación social y los hábitos alimenticios de las hormigas primitivas, son tomados en cuenta como un factor decisivo para el desarrollo de la relación. Además, las recompensas alimenticias (cuerpos de Beldan, cuerpos de Müller, cuerpos de perla, nectarios extraflorales, elaiosomas) y habitacionales (espinas, tallos y pseudobulbos huecos) proporcionadas por las plantas para alentar a hormigas y avispas a visitarlas y/o a permanecer en ellas, son revisadas para comprender la interrelación. Se discuten los diferentes puntos de vista relacionados con las hormigas como posibles pofumadoras, anteponiendo la existencia de estructuras adhesivas en la base de las partes reproductoras de muchas plantas que impiden el acceso a insectos no voladores. Palabras Clave: Hormiga-planta, Evolución, Ecología, Mutualismo. SUMMARY The origin of the relationships between ants and plants, considering the importance of social organii.ation and feeding habits in primitive ants, are d ~ as decisive factors for the development of these relationships. In addition, feeding rewards (Beltian bodies, Müllerian bodies, pearl bodies, extrafloral nectaries, seed elaiosomes) and domada (hollow thorns and pseudobulbs) developed by the plants to encourage ants and wasps to visit them ere revised to understand the interrelation. Dwepancies about the role of ants as effective pollinators exist based on plant structures located at the base of many flowers that restrict access to non-flying insects. Key Words: Ant-plant relationships, Evolution, Eco!ogy, Mutualism. INTRODUCCION Figure 1. Photomicrograph of B. thuringiensis subsp. coa~uilensis ~howing a transverse section of a paras bocly with its characteristic rectangular shape and crystalline matnx. Muchos trabajos descnbiendo desde el punto de vista morfológico, anatómico o comportamental la relación mutualista entre hormigas y plantas fueron hechos en el pasado (von Wettstein, 1889) pero casi ninguno buscó su explicación de forma experimental No fue sino hasta los trabajos magistrales de Janun (1965, 1966) sobre el origen de la relación mutualista entre algunas hormigas detgénero Pseudmnyrmex y varias especies de Acacia, que·las perspectivas para otras investigaciones se ampliaron. Desde entonces a la fecha, una gran cantidad de autores han continuado investigando áreas como la dinámica de las interacciones entre las hormigas y las plantas, los beneficios de las plantas hacia las hormigas, la forma en que el mutua~mo evolucionó, la presión de selección que producen las respuestas mutualistas, asl como las posibles funciones del aprendizaje en el reconocimiento de la planta huésped y Otras plantas. El presen~ trabajo, basado en la literatura ªctuai pretende sintetizar y actuali7.ar algunos puntos que el autor considera de gran interés. 1 1- ORIGEN Y EVOLUCIONDEL MUTUALISMO ENTRE HORMIGAS Y PLANTAS Hormigas y plantas del Cretásico Las plantas con flores (angiospermas) se d~tnbuyerona lo largo de las masas continentales del mundo y se diversificaron durante el Cretásico iniciaL Hacia el Cretásico medio, hace cerca de 100 millones de años, este grupo de plantas fue dominante en la vegetación terrestre y existen varias opiniones para explicar las causas de este rápido ascenso que incluía cambios flsicos, climáticos y condiciones geográficas (Axelrod, 1970), la proliferación de la mayoría de grupos de insectos polinizadores (Crepet, 1979), la aparición de agentes de d~persión de semillas por aves y mamíferos (Regai 1977) y la evolución de compuestos secundarios nuevos en las plantas (Swain, 1978). Beattie (1985) sugiere que las hormigas contnl>uyeron significativamente al éxito de la radiación adaptativa de las plantas con flores. Es muy posible que las interacciones entre los helechos y las hormigas daten del Cretásico ya que en algunos casos los soros pueden presentar tejidos atractivos para las hormi- Facultad de ueocias Biológica.s, Universidad AutóDQma de NuCYO Le6o, Apdo.PosL F-16, Sao N"icolú de los Gana, N.'-, Mécico, C.P. 66450 �GARCIA-PEREZ Mwualisnw hormiga-planla. - 60 - PUBUCACIONES BIOLOOICAS, F.CB.!U.A.NL Vol.4(1&.2),1990 gas (eláiosomas) y son dispersados por éstas (Jall7.en, 1974b). Dos atestaciones generales pueden ser hechas que nos conducen a la conclusión de que las interacciones iniciales entre las plantas y las hormigas incluyeron una variedad de plantas del Cretásico y no sólo angiospermas: 1- Las características de las angiospermas que las colocan definitivamente aparte de sus predecesoras están predominantemente asociadas con la reproducción, especialmente la estructura y anatomía de la flor. 2- Revisando el rango completo de las relaciones hormigas angiospermas, está claro que la mayoría comprenden estructuras no florales. Consecuentemente, son estas estructuras, y el nivel en el que se desarrollaron en el Cretásico, las que pueden darnos idea de los principios de las interacciones entre las hormigas y las plantas. El impacto del modo de alimentarse de las hormigas. Típicamente, en las subfamilias de hormigas primitivas (Nothomyrmecünae, Myrmecünae y Ponerinae) los hábitos alimenticios son carnívoros, ingiriendo sólo los líquidos de la presa. En las subfamlias evolucionadas Myrmicinae y Formicinae, aunque presentan géneros omnívoros, consumen líquidos animales cuando es posible. Ocasionalmente, regímenes carnívoros han sido propuestos como un mecanismo para contrarrestar la baja disposición d nitrógeno en muchos tejidos de plantas (Mattson 1980) y hay correlaciones tanto morfológicas como fisiológicas para la alimentación carnívora-líquida de las hormigas, entre ellas, la ausencia de partes bucales masticadoras y de enzimas que digieren la celulosa (Borror et al., 1976). Las hormigas carnívoras primitivas confinadas a una dieta líquida presentarían algunas desventajas pero también algunas ventajas con respecto a otros grupos de invertebrados que explotaban las plantas. Por una parte no podían explotar los tejidos de las plantas directamente por las limitantes morfológicas y fisiológicas mencionadas precedentemente; por otra, se enfrentaban a la barrera de celulosa o de substancias tóxicas. De esta f.omla, los líquidos de las plastas pcxUau.ser accesibles de dos formas altamente procesadas y en cantidad abundante: la primera provista por la hemolinfa de los masticadores de plantas que eran presa de las hormigas; la segunda de las secreciones de los Homóptera (Aphididlle, Membracidae, Cicadelliáae y Coccidae). Estas secreciones son alimentos completos conteniendo azúcares, aminoácidos hbres, protefnas, minerales y algunas vitaminas (Way 1963, Kennedy & Fosbrooke 1972). Posiblemente en el principio, ~ hormigas carnívoras utili1.aban las plantas del Cretásico como simples extensiones del área de cai,a, pero podemos preguntamos si las hormigas fueron bien recibidas por las plantas del Cretásico y las primeras angiospermas. Por una parte, la preponderancia de adaptaciones hacia las hormigas en las estructuras vegetativas son atrayentes, sugiriendo que las hormigas eran benéficas y por otra, muchas características de las partes reprodu~ (flores e infloresencias) son interpretadas como barreras y repelentes. Estas van desde la barrera fisica como los tejidos mucilaginosos y pelos glandulares (Kevan & Baker, 1983), néctar floral repelente o partes florales (Stager, 1931; Janzen, 1977) o trampas para hormigas en forma de nectarios extra. florales (Bentley, 1977). Por lo tanto, es raronable sugerir que las hormigas no fueron desalentadas a visitar las partes vegetativas. El impacto de la organización social. Ostery Wilson (1978) argumentan que tres características de recursos de alimentos fueron los determinantes principales en la evolución de las castas: 1) la distnbución de alimentos en espacio y tiempo, 2) el tamaño de la distnoución del recurso, y 3) la defensa de los alimentos. Entre las hormigas consideradas como más primitivas filogenéticamente existe poca diferenciación entre las obreras (monomorfismo) y las castas son aparentemente sókl como un grado de especiali7.ación comportamental, que puede ser temporal El forrajeo es generalmente individual y esta clase de forrajeo, en el que casi no hay cooperación o muy poca, se denomina "difuso" (Oster & Wilson, 1978). Esta forma básica de forrajeo ha sido modificada cuando menos en dos formas (con el resultado de que mayores recursos o presas mas diliciles pueden ser incluidas en el rango de comidas accesibles): a) Una forrajera encontrando alimento que no puede ma• nejar por sí misma señala ésto a sus compañeras de nido, que van en su ayuda; esto es reclutamiento. b) Obreras utilizando la misma ruta de ida y vuelta del nido producen un trazo contínuoy persistente despejándola de objetos que impidan el paso de las forrajeras. Estos dos de fog-ajeo pueden ser observados en ~ plantas. La diferenciaci6n de castas parecería ser un req111sito básico para una sociedad con una distribución de recur· sos, ejemplificados por la dispersión de exudados de plantas, secreciones de herbívoros y por herbfvoros-presa que fueron disponibles cuando aparecieron las angiosperm:ii Además de la ventaja del forrajeo, la diferenciación de castas tambifo facilitó la defensa de las plantas-recurso. En las hormigas, las ventajas de la organización sociaJJ castas en la colecta de alimento producido por las planta! pudo haber sido favorecido por los mecanismos existentes para el manejo y distnbución de alimentos líquidos, par ejemplo, trofalaxias. Entre las hormigas vivientes más primitivas, el alimentarse de néctar es muy común, pero no la trofalaxia, aunque un fenómeno similar -<lenominado pseudotrofalaxia- ha sido descrito en hormigas de los géneros Pachycondyla, Neoponera y Ectatomma consistiendo en rsw~ que la obrera transporta una gota de líquido entre sus mandibulas abiertas (Lenoir & Jaisson, 1980). Puede elaborarse la hipótesis de que los líquidos originanos de plantas colectados por forrajeras especiali7.adas y almacenados en sus buches fueran una fuerza positiva de selección en la evolución de la trofalaxia. Primeros babitats hormiga-planta. Existe alguna evidencia en el tipo de hábitat en el que la interacción hormiga-planta hubierasido favorecida. Stebbins (1974) sugiere que las primeras angiospermas eran más similares a arbustos creciendo en regiones semiáridas y son en éstas regiones en que se presenta una abundancia de interacciones hormiga-plantas. El mismo autor señala que también sospecha, en una gran proporción, de los ejemplos conocidos de especiación rápida en plantas, atnbuyéndolas tentativamente en parte a las interacciones hormiga-planta. 2- LA PROTECCION DE LA PLANTA POR INTERACCION DIRECTA Las hormigas forrajeando en las plantas capturan una gran variedad de presas incluyendo insectos y otros invertebrados que son ya sea herbfvoros o depredadores de semillas. Por lo tanto, su sola presencia puede proveer alguna defensa contra los enemigos de las plantas. Las hormigas eliminan una gran variedad de animales que dañan las plantas (Schupp 1986), aún en el caso de coleópteros minadores de hojas, son atacados por Monomorium floricola, la cual entra en los túneles y mata a los ocupantes (Taylor 1937) y el carácter protector de las hormigas forrajeando en plantas ha sido reconocido durante cientos de años. En varias partes de China, nidos de la hormiga tejedora Oecophilla smaragdina se colectaban de los bosques cercanos a las huertas de cítricos y de litchi, y se colocaban sobre los ~rboles. Después de algunas semanas, las hormigas establecían territorios y patrullaban agresivamente las plantas para conseguir alimentos. Las hormigas continúan siendo utilizadas como agentes de control biológico en bosques de pino de varias partes de Europa, China y América. Por ejemplo, Polyrachis dives captura estimativamente 2,000 gusanos del defoliador del pinoDendrolimus punctatus por día (Hsiao, 1980). En Europa, varias especies de Formica, como Fonnica polyctena se ~n para controlar al gusano del olmo (Tortrix viridiana) con éxito (Gosswald & Horstmann, 1966). Nidos de hormiga y domatia Las estructuras de las plantas que podrían razonablemente interpretarse como adaptaciones para facilitar abrigo (nido) se les denominó domatia (Wheeler, 1942). Los tallos y ramas huecos se presentan típicamente en muchas especies de plantas, estando el cambium activo sólo en 1a periferia. A estas estructuras se les denomina dematia 61 primarios (Benson, 1984) y las hormigas comúnmente nidifican en los intemudos huecos. Los túneles vacíos de muchos insectos horadadores y de sus larvas son así mismo utiliz.ados por muchas especies. Los túneles pueden ser en el tejido verde como en el dejado por los minadores de hojas, o en tejidos muertos lignificados como en los dejados por los horadadores de la madera como escarabajos y termitas. Algunas hormigas, como las carpinteras del género Camponotus, pueden ampliar la cavidad original del nido escarbando tanto en los tejidos lignificados como en los verdes. Muchas hormigas arborícolas de los trópicos construyen sus nidos con hojas frescas cosidas con seda y algunas los construyen en raíces de orquídeas (jardines de hormigas), denominándoseles doma tia secundarios (Benson, 1984). Verdaderamente sólo son mirmecofitas las plantas que hospedan las hormigas y sólo las verdaderas mirmecofitas producen cuerpos alimenticios, aunque la producción de cuerpos en forma de perlas está más extendida y no son siempre verdaderas mirmecofitas. Los más famosos domatia son las espinas de algunas especies de Acacia de Centroamérica (Janzen 1966, 1967, 1974a) ocupadas por hormigas del género Pseudomynnex que perforan la entrada de cada espina despejando el interior e instalándose en éstas. Además de proporcionar sitios especializados para la nidificación de las hormigas, las acacias secretan néctar en grandes nectarios extraflorales y producen órganos nutritivos llamados cuerpos de Beltian, localizados en las pinnas de las hojas. La calidad de la protección por hormigas habitando los domatia y estructuras relacionadas es enormemente variable. La proteccion más completa parece presentarse en aquellas plantas que proporcionan las mas grandes recompensas. Entonces, Pseudomyrmex en Acacia ocupa el standard para la protección por hormigas por proporcionarles casa a lo largo de todo el año, néctar y cuerpos alimenticios (Fig.1). B una hormiga extremadamente agresiva que ataca herbívoros invertebrados y vertebrados así como plantas competitivas. Cerca de 15 especies de Acacia en Africa oriental presentan espinas huecas. Sin embargo, algunos individuos en cualquier población no tienen ninguna, lo que llevó a Bequaert (1922) y Wheeler (1942) a postular que las espinas fueron agallas formadas por larvas de dípteros o himenópteros, y que una vez abandonadas, sirvieron como sitios de anidaciónconvenientes para las bormigas,especialrnente las del género Crematogaster. Hocking (1970, 1975) concluyó que las agallas fueron de hecho de terminadas ontogenéticamente y que los pocos individuos sin éstas fueron rápidamente destruídos por insectos o ungulados herbívoros; Hocking aportó evidencias de que las hormigas residiendo en las agallas proporcionaron a las plantas algo de protección. �62 - PUBLICACIONES BIOL<XJICAS, F.CB./U.A.N.L. Vol.4(1&2),1990 La variación en el grado de protección es evidente a{m en las interacciones obligadas entre hormigas-plantasi Por ejemplo,Acacia melanocerus es ocupada por Pseudomyrmex satanica, quien está restringida a esta especie de planta. Sin embargo, árboles no colonii.ados por esta hormiga son coloniz.ados por otras especies de Pseudomyrmex, Crematogaster, Azteca, Camponotus y Paracryptocerus, que llevan a cabo una pobre protección en comparación con P.satanica. Plantas de Acacia cornígera no ocupadas por P.ferruginea son reempla2.adas por P.nigropüosa, considerada como parásito del mutualismo (Janzen, 1975), la cual puede compartir la planta con Camponotusplanatus (observacionespersonales). & interesante notar que aún la protección contra la vegetación que crece sobre la planta puede variar en intensidad. Keeler (1981) mostró que P.be/ti en mutualismo con Acollinsi forrajeará sobre los nectarios extraflorales de lpomea carnea que tocan el árbol No mencionó el origen de esta "infidelidad" por las hormigas, pero sugirió que se efectuó en los árboles viejos que no poseían suficiente comida para colonias jóvenes y vigorosas. Alternativamente, esto podría ser-el primer paso en la disociación de la interacción hormiga-planta. Cuerpos alimenticios El término cuerpo alimenticio incluye una amplia variedad de estructuras epidérmicas pequeñas que han sido interpretadas como adaptaciones para atraer hormigas forrajeras. Una dificultad con esta interpretación es que las estructuras epidermales en las plantas superiores son tan diversas en forma y función que no hay uniformidad en aseverar a que función pertenecen. Los cuerpos alimenticios más complejos son los que presentan las acacias centroamericanas y en el género neotropical Cecropia. En esta última es sorprendente que el principal producto de almacenamiento es idéntico al glicógeno anima~ una molécula que es sumamente rara en plantas (Rickson 1971, 1973, 1976). Cuando los cuerpos alimenticios se presentan en asociación tanto con domatia o nectarios extratlorales, o ambos, la protección por hormigas parece ser relativamente efectiva. La mayoría de las plantas que presentan cuerpos alimenticios son vegetación secundaria, en donde la actividad tanto herbívora y de competencia con vegetación circundante, es feroz. Libres de los competidores, las plantas pueden ganar altura sobre sus vecinas y no quedar en la sombra. Downhower (1975) mostró que las hormigas que cuidan la Cecropia son más activas en la parte superior de la planta, dejando las hojas tiernas hbres de herbívoros. Cuando los cuerpos alimenticios están presentes con otros atrayentes, -las hormigas pueden recfüir una dieJa nutritiva más completa de la planta huésped. Los carboltidratos son proporcionados por nectarios extraflorales o pc¡,r mielecilla de homópteros, y los cuerpos alimenticios fre- GARCIA-PEREZ, ºMutualismo hamiga-plonta. - cuentemente contienen cantidades suficientes de protefnas y/o lfpidos, sie~do estos filtimos probablemente el segundo a) Evidencia de protección en algunos hábitats pero no en otros (Barton, 1983). factor en importancia haciendo los cuerpos ~limenticios tan b) Para algunos insectos pero no para otros. atractivos para las hormigas. Los lfpidos pueden también jugar papeles escenciales en el metabolismo, comporta. e) Evidencias equívocas de protección por hormigas (Longino, 1983) miento y reproducción de las hormigas. d) Ninguna evidencia de protección (Boecklen 1983; O'Dowd & Catchpole, 1983). Nectarios extraOorales Revisando la literatura se ha observado que algunos El término extrafloral se refiere a los nectarios que no reportes sobre protección por hormigas han sido hechos están involucrados en los mecanismos de poliniz.ación, sienoon muy pocas evidencias, por lo que es necesario un dido éstos más abundantes que los cuerpos alimenticios. Se sefio experimental cuidadoso para demostrar que la interacencuentran hasta en 68 familias de plantas (Ellas 1983) en ción hormiga-planta tiene como resultado éxito en algún las cuales se han observado una gran variedad de animales oomponente de la planta. alimentándose del néctar extraflo~ por lo que se han Los nectarios extraflorales pueden ser también la base elaborado hipótesis referentes a que algunos de ellos protepara otra forma de protección de plantas cuya importancia jen la planta de herbívoros y depredadores de semillas. Las ha sido tal vez subestimada. Además de las hormigas, muhormigas forrajean en los nectarios y algunas los consideran como parte de sus territorios defendiéndolos agresivamen- chos de los organismos que se alimentan del néctar extrafloral son depredadores o parásitos de herbívoros. Trelease te (Bentley 1977). (1879) propuso que mediante la atracción de depredadores Algunos nectarios extraflorales pudieron haber comen, y parásitos a los nectarios extra.florales, las plantas podrían zado como puntos epidérmicos fisiológicamente ,uperacti• reducir niveles de depredación por herbívoros. No está vos; otros pudieron haber evolucionado por selección, claro qué grupo predomina entre estos visitantes, ya que dando lugar a sitios de secreción o exudación. Debido a que sólo algunos estudios sistemáticos han sido hechos, pero las el balance de líquidos en la planta es crítico para algun~ a~pas, incluyendo tanto las depredadoras y parásitas de procesos fisiológicos fundamentales, una estructura como herbívoros, son de gran importancia. La mayoría de estas ésta parecería como una desventaja. Sin embargo, las hora~pas se alimentan de néctar floral o extrafloral y las migas pudieron haber sido suficientemente abundantes para contrarrestar el efecto perjudicial y actuar como una fuene plantas a las que son atraídas son frecuentemente sus terrenoo de caza (Evans & Eberhard, 1970; Spradbeiy, 1973), presión selectiva. Muchos estudios han mostrado que la secreción de necta· aunque las formas en que las avispas localiz.an sus presas rios extraflorales es mayor durante períodos de crecimiento son muy sutiles y difíciles de observar. vegetativo rápido, como la expansión de las hojas, y que la En resumen, los nectarios extraflorales pueden jugar presencia de las honnig_as está altamente correlacionada varios papeles de acuerdo a las especies y a la localización con estos picos de flujo de néctar (O'Dowd, 1979; Pickett de las plantas que los producen. Pueden formar la base de & Clark, 1979). F.sto sugiere que las hormigas reducen las un sistema relativamente simple en algunas situaciones o la ~rdidas de retoños por herbívoros y que un beneficio ma• ~ncia de un sistema atrayente-polinizadoren otros casos, yor para la planta es la expansión vegetativa continua, espe· pero aún queda mucho trabajo que hacer en este campo. cialmente verticai de forma que mantiene una ventaja competitiva sobre los vecinos. Pero la protección no tiene 3- PROTECCION DE LA PLANTA POR INTERACCION que ser por hormigas desagradables que pican fuertemente INDIRECTA sino que puede ser también por comportamientos crípticos. Homópteros F.s decir, eliminando huevecillos y/o adultos de herbívor~ Las hormigas son notorias por la costumbre de mantener <X>lonias de homópteros en las plantas. Los homópteros que se posan. secretan mielecilla de la que se alimentan las hormigas. En Los nectarios extraflorales atraen generalmente una gran ~ntraparte, 1as hormigas proporcionan un número de servivariedad de especies de hormigas, pero parece existir poca cios vitales a los homópteros. especialización tanto de las hormigas como de las plantaS, . Cuando los homópteros se presentan en densidades baaunque una (mica especie puede predominar en un hábitat JaS, la mielecilla se dispersa en las hojas y tallos de las planparticular o en una planta individual (O'Dowd, 1979~ tas, formando un depósito azucarado pegajoso y los hongos Puede existir, sin embargo, fidelidad por la planta hasta por se desarrollan en este sustrato reduciendo la fotosíntesis. períodos de dos semanas (Fowler, 1983). Algunos estudios de nectarios extratlorales han diferido Por otra parte, si los homópteros alcaman grandes densidade los citados precedentemente porque los autores baD des en ausencia de hormigas, la lluvia de mielecilla da como resultado infecciones fungales potencialmente peligrosas encontrado: (StrickJand, 1947, 1951). Consecuentemente, en algunas 63 situaciones y para algunas especies de homópteros, las hormigas juegan un importante servicio manteniendo la higiene de la colonia de homópteros (Majer, 1982). Se conoce asf mismo una tendencia de los homópteros de ser cuidados por u.na especie de hormiga en una planta individual aunque esto no siempre sea asf. Lepidópteros Las hormigas cuidan de las larvas y pupas de algunas familias de lepidópteros en forma perecida a como lo hacen con los homópteros, pudiendo construir abrigos para las larvas y encontrándose en ocasiones los dos productores de mielecilla juntos (Ross, 1966). Se conocen aproximadamente u.nas 5,000 especies cuidadas por hormigas (Hinton, 1951) y las adaptaciones larvales para las hormigas que cuidan larvas varían. Existe en el 72 segmento un órgano en forma de papila que inhI'beel comportamiento depredación y en el 8A segmento se presenta usualmente un par de glándulas que secretan mielecilla cuando son estimuladas por las hormigas. 4- MIRMECOTROFIA Existen diferentes términos para denominar las interacciones entre las hormigas y las plantas (van der Pij~ 1955): mirmecofilia - poliniz.ación por hormigas; mirmecocoria dispersión de semillas por hormigas; mirmecotrofia - alimentación de hormigas por las plantas; aunque Jolivet (1987) actualiz.a la terminología designando a las plantas mirmecofilicas como: mirmecodómicas -las plantas que h~pedan hormigas; mirmecotróficas -las plantas que son alimentadas por hormigas; mirmecoxénicas -las plantas que integran el hospedaje y la alimentación; hemimirmecofitas las plantas que no albergan hormigas pero que les proporcionan azúcares o perlas alimenticias. El beneficio nutricional obtenido por la planta se ha puesto en manifiesto en dos géneros de Rubiáceas de Asia y del norte de Queensland que albergan hormigas en grandes tubérculos derivados del hipocotilo (Fig. 2). Ja117.en (1974b) observó que la hormiga Irú:UJmynnex myrmecodiae abandona los desechos de presas en algunas cámaras de las ~tantas ~nteniendo tejidos de absorción. Sugirió que existlan dos ttpos de cámaras con dos funciones diferentes: una no absorvente con células no absorventes suberizadas que servían para mantener las latvas y otras que servían de almacén de desechos poseían células muy absorventes. F.sto fue demostrado por Huxley (1978) usando fósforo radioactivo, observando que los desechos de las hormigas eran incorporados en los tejidos de la planta, y por lo tanto Jas hormigas alimentaban a la planta. El significado ecológico fue sugerido por Janzen (1974b) y elaborado por Thompson (1981). Las plantas mirmecotróficas conocidas son todas epffitas �64 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1ti2),1990 GARCIA-PEREZ, MUJUa/ísmo lwnniga-p/anJa. • tropicales en bosques abiertos y savanas. Crecen en suelos con deficiencia de nutrientes, por lo que es probable que el efecto más común de las hormigas sobre las plantas sea el de llenar el status nutricional de la planta, pues el nutriente más limitado es el nitrógeno, el cual obtenían de los desechos de las hormigas, aunque puede no existir una dependencia de las hormigas para su nutrición como es el caso de algunas orquidáceas (Fisher & Zimmerman, 1988; Fisher et al., 1990). En resumen, la mirmecotrofia puede tomar varias formas. Algunas de las especies de plantas que presentan domatia verdaderos como bolsas en las hojas, pueden beneficiarse por la acumulación de nutrientes por las hormigas más que como protección. 5- LA DISPERSION DE FRUTAS Y SEMILLAS POR HORMIGAS Muchas especies de hormigas colectan semillas y otras colectan semillas y frutas distingwoles por la presencia de tejidos externos llamadoselaiosomas (Fig. 3) que atraen las hormigas y las estimulan para llevar toda la semilla al nido. Ahí, el elaiosoma es quitado y dado a las larvas. Las semillas son desechadas intactas y viables y son abandonadas en alguna galena del nido o amontonadas en una pila de desechos orgánicos. Dado que los elaiosomas contienen atrayentes de hormigas y las semillas no son lastimadas, la interac, ción se conoce como mirmecotrofia y se ha asociado al mutualismo. La dispersión puede ser por dos procesos: desplai.amiento e inhumación, en el cual se incluyen la dispersión de semillas por vertebrados que defecan las semillas intactas y que germinan directamente del estiércol (McKey, 1975; Janzen, 1981; Rogers & Applegate, 1983), o inhumadas por las hormigas. La respuesta de las hormigas a semillas presentando elaiosomas puede ser muy variable. En Virginia occidental Aphaenogaster fue claramente la más eficiente dispersora de semillas. Una sola especie de hormiga puede desplazar las semillas de más de una especie d~ planta, pero la frecuencia con que las diferentes semillas son desplazadas difiere con las ·especies de hormigas (Beattie & Lyons, 1975; Culver & Beattie, 1978; Horvitz & Beattie, 1980). Los nidos de hormigas en el suelo generalmente son d~tintos de los nidos circundantes, tanto qulmica como fhicamente. Por ejemplo, los nidos pueden diferir de suelos adyacentes en temperatura, porosidad, humedad, pH, contenido orgánico, minerales y en la diversidad y abundancia de microorganismos (falbot, 1953; ~herba, 1962; Wilson, 1971; King, 1977 a,b,c). Entonces, las semillas que llegan a los nidos tienen muchos nutrientes escenciales para la planta, teniendo más posibilidades de germinación que si hubieran quedado dispersas en el suelo. En Australia las especies de plantas dispersas por hor- migas son muy comunes en álgunos tipos de suelo y raras en otros. Buscando una explicación a ésto Westoby et al. (1982) hicieron descubrimientos importantes: a) las plantas dispersas por hormigas tienden a ser comunes en suelos con bajos niveles de fósforo; b) el análisis- qufmico de los elaiosomas de dos mirmecoco. ras de suelos con deficiencia de fósforo revelaron un contenido de fósforo muy bajo; c) un análisis similar de las alas de las semillas de 5 espe. cies de semillas dispersadas por el viento creciendo en los mismos suelos revelaron la presencia de algo de fósforo. Las especies de plantas dispersadas por hormigas han sido reportadas en muchas clases de vegetación incluyendo árboles pequefios, arbustos, trepadoras, epifitas, hemiparásitas y parásitas (Beattie, 1983) y son frecuentemente una parte significativa de la flora local Sernander (1906) mostró que en algunos hábitats de Suecia el 40% de las especies herbáceas eran mirmecócoras. Quedan sin embargo dos aspectos de la interacción de las hormigas cosecheras que son desconocidos: primero, la probabilidad que una semilla abandonada germine y produzca descendencia, y segundo, la proporciónde semillas en almacenamiento que es virtualmente abandonada. 6- POLINIZACION POR HORMIGAS Las hormigas generalmente son consideradascomo ladronas, parásitas de plantas, por tomar las recompensas tJo. rales dirigidas a los polinizadores (McDade & Kinsman, 1980; Schaffer et al., 1983) o simplemente por morder~ órganos florales como el estilo y el ovario (Galen, 1983)y existen pocos casos bien documentados de polinización por hormigas (Proctor & Yeo, 1973; Percivai 1974). Los entomólogos han presentado una serie de razones del porque las hormigas serfan pobres polinizadores: a) El polen no se puede adherir al integumento de las hor• migas. b) Las hormigas limpian sus cuerpos muy frecuentemente como para ser vectores efectivos de polen. c) El hecho de no volar no les permite forrajear a distan· cias que favorezcan el flujo de genes entre las plantaSe) No tienen forrajeos sistemáticos ni suficientementeseleCtivos para servir como mecanismos de polinización . Las respuestas que se pueden dar a los argumentos ante· riores son las siguientes: En realidad muchas especies de hormigas son tan pil~ como muchas abejas y avispas. En los casos en que el integumento no presenta mucha vellosidad, éste está esculpÍ(lo profundamente y el polen es rápidamente atrapado en la! hendiduras (Jiickman, 1974; Wyatt, 1981). En lo concerniente a la limpieza del cuerpo, ciertamenie las hormigas lo hacen mucho, pero de igual forma lo hacd muchos polinizadores como las abejas. De hecho, algtinal abejas se limpian mientras vuelan entre sus visitas florales. Además, una vez almacenado el polen en los sacos de polen, éste pierde la mayoría de su viabilidad (Heinrich, 1979; Iwanami & lwadare, 1979). Si bien las hormigas no vuelan, muchas de ellas forrajean por mucho más grandes distancias que los polinizadores alados, quines en ocasion~ están limitados por su tamafio pequeño (Wilson, 1971; Davidson & Morton, 1981). Con respecto al flujo de genes es conocido que el polen transportado en una gran variedad de polinii.adores es muy limitado y la mayoría del polen es desplai.ado a cortas distancias de la planta productora, en ocasiones sólo 1 ó 2 m. (Levin & Kerster, 1974). Se conoce que las hormigas tienen un sofisticado sentido ysistema de orientación y visitan sistemáticamente plantas de todos los tamafios, desde hierbas hasta árboles, para oolectar recursos tan diversos como insectos, mielecilla, nectarios extraflorales y semillas (Brian, 1955; Wilson, 1971; Lu & Mesler, 1981). Una respuesta más fundamantalal problema de la rarei.a de las hormigas como polinizadoras reside en la qufmica de la interacción. Las hormigas tienen muchos tipos de glándulas que secretan una amplia variedad de compuestos. Por ejemplo, la myrmicacina, compuesto producido por las glándulas metapleurales, inhloe la función del polen retardando el crecimiento e interrumpiendo la mitosis del tubo de polen (lwanami e Iwadare, 1978). El porcentaje de germinación, de viabilidad y las longitudes del tubo de polen fueron significativamente reducidas por el tratamiento con mynnicacina (Beattie et al., 1984). 7. VARIACION Y EVOLUCION DEL MUTUALISMO ENTREPLANTAS Y HORMIGAS Se ha visto que estudios cuidadosos de las especies de plantas que presentan nectarios extraflorales y cuerpos alimenticios han conducido a resultados contradictorios. Algunos nos muestran clara evidencia de la protección por hormigas y otros no. El fenómeno de alimentación de las plantas por las hormigas fue confirmado en sólo dos especies, pero los beneficios proporcionados por las hormigas en una gran variedad de plantas que abrigan nidos permanecen aún obscuros. La discusión de la dispersión de semillas por hormigas ha mostrado que los diferentes autores que han estudiado las 5elllillas y la demograffa de las especies presentando elaiosornas llegan a diferentes conclusiones de la importancia de las hormigas. De igual forma queda la situación de la polini1.aeión por hormigas. Aunque es posible que las diferentes conclusiones refle. jen variaciones entre los diferentes autores, lo que más refleja es una variación natural en función y efecto. Existe en muchos casos una pobreza de datos sobre lo que las hormigas comen, atacan o repelen mientras visitan las plan- 65 tas con nectarios extraflorales y existe poca evidencia de que tengan algún efecto en los enemigos com~ perforadores de tallos y minadores de hojas. Por lo anterior, se efectuó una lista que resume los datos sobre los factores demográficos y ecológicos que afectan la eficacia de los servicios de las hormigas. A- Según Beattie (1985), la protección es asegurada cuando las colonias locales de hormigas o especies: 1- Tienen una dieta y/o necesidad fisica por las recompensas ofrecidas por las plantas. 2-Tienensuficientesforrajeras para patrullarlas plantas y cosechar las re®mpensas. 3- Tienen el repertorio comportamental para atacar, interrumpir o quitar herbívoros y/o depredadores de semillas. 4- No sufren competencia por la recompensa con los no mutualistas. 5- Nidifican cerca o en las plantas incluytndolas en su rango de forrajeo normal 6- No están continuamente inlubidas en su forrajeo sobre la planta por mal tiempo, sombra excesiva etc. 7- Forrajean activamente cuando las plantas son más vulnerables. 8- No tienen una variedad de recursos alternos atractivos y dispomoles cuando la planta necesita de sus servicios. Existen tres factores indirectos posibles: 9- No interrumpen el sistema de polinización inlubiendo o quitando polinii.adores. 10- No interrumpen los predadores y parásitos enemigos de las plantas que las hormigas no pueden ahuyentar.. 11-No cuidan herbívoros como homópterosde forma que puedan alcanz.ar densidades destructivas. B- La protección se incrementa cuando las plantas: 1- Tienen un problema herbívoro/depredador que reduce su txito. 2- Ofrece las recompensas que las hormigas necesitan. 3- Ofrece suficientes recompensas para mantener las forrajeras en el follaje. 4- Proveen recompensas que son más accesibles y más frecuentemente colectadas por las hormigas, más que las no mutualistas. 5- Están localizadas dentro de la esfera de influencia o esfera de dominancia de una colonia de hormigas benéficas. 6- Son fisiológicamente capaces de proporcionar energía para mantener el flujo de recompensas durante períodos de vulnerabilidad. 7- Están localizadas donde el soi agua y nutrientes esenciales no limitarán la producción de recompensas. 8- Están creciendo donde los nidos de hormigas mutualistas pueden crecer, o las plantas por sí mismas proveean el nido. �66 • PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.CJJ./U.A.N.L Vol.4(1&2),1990 9- No dependen de otros insectos, como polini1.adores o parasitoides que son presa de las hormigas en grandes cantidades. Generalistas contra especialistas Fs necesario conocer si la selección favorece la evolución de amplios rangos de especies de hormigas que proporcionan servicios a cualquier especie de planta o si favorece la especiación. Los beneficios se incrementan para las plantas que atraen hormigas de un amplio rango de especies, y en el caso de nectarios extraflorales, una formación de Otrós guardias potenciales, especial.mente avispas. Mientras más grande es la diversidad de hormigas, más grande es la variedad de enemigos que es eliminada de la planta y más grande la probabilidad de que en cualquier habitat dado, estación u hora del dia, alguna especie de hormiga forrajee en las plantas o tome sus semillas. Por otra parte, las características ecológicas, compottamentales y demograficas de ciertas especies de hormigas claramente resultan en servicios más efectivos. Si la planta exlube una variación en características especialmente atractivas para las hormigas, entonces puede haber una ventaja en restringir el acceso al néctar extrafloral o a los elaiosomas para aquellas especies de hormigas que proporcionen los mejores servicios. Amplas recompensas para una gran variedad de hormigas parece ser una estrategia apropiada frente a los cambios constantes de las comunidades de hormigas (Leston, 1978). Selección y éxito Si el mutualismo de hormigas-plantas evolucionó en el complejo medio de restricciones es imaginable que las uniones con las hormigas serían en gran parte fortuitas, la interacción sería difusa y facultativa y la especialización entre hormigas particulares y especies de plantas sería de ocurrencia excepcional De cualquier forma, las contracorrientes conduciendo a la evolución y mantenimiento del mutualismo de hormigas-plan~ es fuert~. O'Dowd y Hay (1980) sugirieron que la predictabilidad de especies apropiadas de hormigas es crucial; y ahora parece claro que la ubicuidad y abundancia de hormigas en la mayoria de los ambientes mundiales significa que la población de plantas que ofrece recompensas recibirá s e ~ de algunas hormigas locales. En sus estudios de Acacia en Centroamtrica, Janzen (1966) mostró que las hormigas eran cruciales para la supervivencia de las plantas. Por ejemplo, 108 plantas de Acacia comigera, que normalmente están ocupadas por P.ferruginea, fueron seguidas por casi un año. Las hormigas fueron quitadas de 69 árboles y se monitoreó la mortalidad de plantas ocupadas y no ocupadas. Despu~ de 10 meses, 56.5% de los árboles no ocupados y 28.2% de los ocupados murieron. GARCIA-PEREZ, MuJuolismo hormiga-planla. - La posible extinción de no sólo una sino varias especies de hormigas dispersadoras de plantas han sido registradas por Bond y Slingsby (1984) como resultado de sus estudiQ; de mynnecocoria eJl la vegetación del Cabo Province en Sudáfrica. Esta es1Ína comunidad clfmax de plantas, rica en arbustos cuyas semillas son dispersadas por hormigas. Mu. ehas de estas áreas han sido invadidas por la hormiga Argentina Iridomynnex humilis que ha desplaz.ado especies de hormigas indígenas,incluyendoaquellas que dispersan semillas. Los experimentos en campo se efectuaron en los cuales un grupo de semillas frescas de la myrmecocoria Mimttu cucullalus (Protaceae) fueron colocados en transectos en habitats no invadidos e invadidos. En habitats no invadidos 80% de las semillas fueron desplazadas en los 30 primeros minutos y todas fueron tomadas al finalizar el dla. &te estudio es una clara demostración de la importancia de las hormigas para la supervivencia de las especies de plantas y es indicativo de la poderosa selección que favorece la evolución y mantenimiento de catactensticas mutualistas. Un resultado más importante es que la mayor ventaja selectiva de un mutualismo que provee servicios a las hormigas puede residir en la respuesta de las hormigas a las concentraciones de recursos como presas o semillas, y a la productividad de la colonia siendo variable de acuerdo a las especies (Oreisig, 1988). En resumen, ciertas clases de mutualismos entre hormigas y plantas, o bajo ciertas condiciones, pueden tener su mayór impacto a intervalos no predecll>les. Cuando esto ocurre, los beneficios pueden ser enormes, como el mantenimiento de habilidad competitiva o la recolección de semillas. Los beneficios del mutualismo quedan como una cuestión de probabilidades. Los elaiosomas no garantizan a las semillas llegar a micrositios mejores para la germinación y establecimiento, aumentan sólo la probabilidad de tal even• to. La presencia de nectarios extraflorales no garantiza la protección por hormigas; ésta incrementa la probabilidad que la protección alcance niveles suficientes para mantener o incrementar su éxito. Variaciones de cada componentede estas interacciones genéticas, demográficas, ecológicas y comportamentales generan variación en esas probabilidades. Caminos para la interacción mutualista y coevolucl6n La evolución del mutualismo de hormigas y plantas requiere de dos condiciones cruciales: primero, que e~ta variación genética para los rasgos mutualistas; segundo,que los rasgos prodwcan recursos (recompensas) no sólo útileS para las hormigas, pero cuya utilización por las hormigas aumentara el éxito de las plantas que las utilizaron. Un corolario para esta condición esquelas hormigas en mutua· lismos incipientes puedan haberse beneficiado del hl>l'C acceso y recursos abundantes. La forma en que comenzó la relación individual hormiga· planta es un misterio. Hay indicios para creer que las posibilidades de aprendiz.aje de las hormigas, aunado a la frecuentación de ciertas plantas durante el proceso evolutivo, daría cierta búsqueda preferencial por el tipo de planta en que creció o se alimentó la hormiga durante su desarrollo la!Vai pudiendo de esta forma haber comenzado la relación mdividual(García, 1985, 1987). Con respecto a los domatia, Andrade y Carauta (1982) utilizaron el término de "metabxisis" para describir el proceso en el cual el desarrollo de estructuras de plantas produce fortuitamente cavidades bbitables para nidos. Para saber si los mutualismos entre plantas y hormigas coevolucionaron necesitamos aceptar la definición de coe10lución de Schemske (1983) como •ta unión de efectos selectivos en caracteres de taxa interactuando, basados en variación heredable en estos caracteres•. Tenemos, sin embargo, que la mayoría de los mutualismos hormigas-planta parecen ser facultativos comprendiendo formación de especies, y ~to hace poco clara la pregunta de la coevolución. La forma en que la planta incrementa la agresividad de las hormigas hacia los animales intrusos, hierbas invasoras, etc., parece tener respuesta en que la planta aumenta la 67 atracción de sus respuestas a las especies de hormigas que ya presentaban éstas características conductuales. En otras palabras: puede ser discutido que la planta está simplemente aumentando la densidad de las especies de hormigas más preadaptadas en sus superficies. Si este es el caso, entonces aún los mutualismos obligados están coevolucionandoen un sentido altamente restringido; la mayoría de las características de las plantas y sólo algunas de las características de las hormigas serian específicas al mutualismo. En resumen, la mayoría de los mutualismos entre plantas y hormigas evolucionan como respuesta a la selección, especialmente a la selección del estrés en las plantas. Las especies de hormigas participantes -que varían en tiempo y espacio- responden a recompensas de las plantas facultativamente, y las características que evolucionaron en respuestas específicas a las recompensas no son frecuentes. Entonces, cuando la definición de coevolución requiere selección recíproca comprendiendo características heredables, la coevolución es muy dificil de demostrar en el mutualismo hormigas-plantas y parece ser más la excepción que regla. De hecho, la evidencia sugiere que es la selección direccional la que maneja la mayoría de la evolución. 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Myrmecodia pentasperma de la Nueva Inglaterra, en el Archipiélago de Bismarck; con el pseudobulbo cortado para mostrar la colonia de hormigas (lridomyrmex myrmecodiae) habitando las cavidades (Tomado de Wilson, 1971 ). 71 �72 - PUBLICACIONES BIOUXJICAS, F.CB./U.A.NL Vol.4(1&2),1990 PUBLICACIONES BIOLOGJCAS • F.CB./U.A.N.L, Máico, Vol. 4, No. /&¡ 73-87 0VICAPRINE CORYNEBACTERIOSIS IN MEXICAN GOATS PAUL R. EARL 1 RESUMEN 2 Figura 3. Elaiosomas (e) sobre las diasporas de las siguientes especies de plantas: La corinebacteriosis en cabras incluye la enfermedad subclfnica y no aparente, linfadenitis caseosa franca con abscesos en la piel, neumotoxicosis, pocas veces con congestión sólida roja de los pulmones, y varios grados de parálisis, algunas veces seguidas de hipoxia y la muerte. La tasa de mortalidad en cabritos en muchos hatos varía de 35 a 100% debido a la intoxicación más que a la infección. La madre produce menos antitoxina perdiendo asf su batalla contra las corinebacterias toxig~nicas, dando como resultado que el cabrito nace intoxicado. Algunos cabritros muestran parálisis en los miembros posteriores y/o en la región lumbar al nacer. Los adultos rara vez sufren colapso con espondilitis asintomática, y en otras tienen una tendencia a choque y accidentes, asf como una tendencia fuerte de los cabritos a la sofocación. Un hato de 1,000 cabras en Nuevo León fue reducida a la mitad en dos años, y ha tenido pérdidas rutinarias de 35% de sus cabritos. En la prueba de Schick, 100/100 de las cabras fueron negativas y por lo tanto pueden tener la antitoxina. En otro hato de 440, ocho cepas toxigénicas de Corynebacterium pseudotuberr:ulosis fueron aisladas, todas sensibles a la penicilina. En total, 45 cepas más han sido probadas, todas ellas fueron sensibles a penicilina. Se sugiere que el desarrollo de una vacuna protectora debe seguir la tecnología para el control de la difteria. Palabras de clave: Co,ynebacterium pseudotuberculosis, C.diphtheriae, C.ulcerans, Toxoide, Fosfolipasa D, Tolerencia inmune, Linfadenitis caseosa, Prueba de floculación, Prueba de Schick, Prueba de la protección de ratones, Histopatologfa. (1) Acacia verticillata, (2) Vwla rwttallü, (3) Cordyalis aurea, (4) Polygala vulgaris, (5) Luzula campestris y (6) Lamium albicum. La escala entre cada diaspora representa 1 mm (Tomada de Beattie, 1985). SUMMARY 4 3 5 The range of co.rynebacteriosis in goats includes inapparent subclinical disease, frank caseous lymphadenitis as abscesses in the skin, pneumotoxicosis sometimes including rarely solid red congestion of the lungs, and various grades of paralysis sometimes leading to hypoxia and death. Death rates for cabritos (kids) in many herds range from 35 to 100%, due to intoxication more than to infection. The cabrito is bom in the immunological status of i~ mother, and she may be losing her battle with toxin-producing corynebacteria. Some cabritos show hindleg and/or lumbar paralysis at birth. Rarely adults collapse with spondylitis that had been asymptomatic, and others are prone to shock and accidents, as cabritos are prone to suffocation. One herd of 1,000 in Nuevo Leon was reduced to half in two years and has routine losses such as 35% of cabritos. 0n Schick testing, 100/100 of them were negative therefore they could have antitoxin. In another herd of 440, eight toxigenic strains of Corynebacterium pseudotuberr:ulosis were isolated, all penicillin sensitive. Forty-five other strains were also penicillin sensitive. A vaccine approach following the technology of diphtheria control is suggested. An appendix in Spanish is attached. Key words: Corynebacterium pseudotuberculosis, C.diphtheria, C.ulcerans, Toxoid, Phospholipase D, Neonatal mortality, Caseous lymphadenitis, Immune tolerance. Flocculation test, Schick test, Mouse protection test, Histopathology. INTRODUCTION Olicaprine corynebacteriosis is often known as caseous lymphadenitis and is the major disease of sheep and goats in Mexico. It has two parallels. It replaces tuberculosis of catt1e, and has a toxin, phospholipase D, as childhood diph- 1 theria also has its diStinct toxin (Pappenheimer, 1972, Murphy, 1985), which is a single polypeptide of 58,348 daltons, consisting of fragments A and B. The pathology of ovicaprine corynebacteriosis relates both to bacteria} invasiveness and toxicosis. The central issue is caseation necrosis, common to infectious granulomas. lt begins with a macrophage Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, ~otro de Estudios Universitarios, Guadaiupe, N.L, México. �74 - PUBUCACIONES BIOLOOICAS, F.CJJ.!U.A.NL Vol.4(ld:2),1990 (epithelioid cell) response and the formation of whitish to yellowish pus that can have a grey or green tint Caseation necrosis is directly caused by phospholipase D. The epithelioid layer of the granuloma will be surrounded by a layer of fibroblasts, andas these layers successively becorne necrotic, a concentrieabscess develops. See aJso, Mackaness (1971), (1970), Hard (1970, 1972) and Woolcock (1973) on the macrophage response and on immunity. The disease is caused by Co,ynebacterium pseudotuberculosis (Buebanan, 1911) Eberson, 1918. The same agent is the cause of ulcerative lymphangitis in horses. The type species of Co,ynebacterium Lehmann and Neumann, 1896 is C.diphtheriae (Kruse, 1886) L & N, 1896. See also, Barksdale (1970). The toxin, phospholipase D (phosphatidylcholine phosphatidhydrolase EC 3.1.4.4; MW 31,000) hydrolyzes sphingornyelin to choline and N-acylsphingosine-phosphate(Soucek & Souekova, 1974). Choline oxidase can be involved in hernolysis. The action of diphtheria toxin is to arrest protein synthesis thus causing cell death by inactivating the elongation factor, EF2 (formerly transferase Il) when nicotinamide adenine dinueleotide (NAD) is presenL Without EF2, RNAt cannot translocate to the nbosomes. No parallel information ex:ists for phospholipase D. Diphtheria has long been controlled or eradicated by the vaccine DPT for ehildren, and sorne vaccine development for sheep has been pursued in the Republic of South Africa (cameron, 1971), in Australia (Nairns et aL, 1982) and in the USA (Brogden et aL, 1984). The only commercial va~ cine against corynebacteriosis is GLANVAC, issued by the Commonwealth Serum Laboratories, Parkville 3052, Melboume, Australia and has been available there since 1982. MeRae (1990, personalcommunication)statedºthat GLANVAC 3 & 6 ( clostridial combinations) are registered for sale in Canada and that approval is beiilg sougbt in the USA The toxin was first characterized by Soucek et aL (1967, 1971), Soucek and Souekova (1972, 1974) and Souekova and Soucek (1974). Other works on phospholipase D inelude Carne (1940), Hendriksen apd Grelland (1952), carne et aL (1956), Awad (1960), Lovell and 2.ak:i (1966 a,b), l.aki (1966 a,b,c), La Cave et al (1967), Afnan (1969), Goel and Singh (1972), Bernheimer et al (1979), Linder et al (1978), Linder and Bernheimer (1978), Onon (1979), Barksdale et al (1981), VertievetaL (1981 a,b),Carneand0non(l982), Bernheimer and Avigad (1982) and Muckle and Gyles (1984). Toe previously listed papers relate to both tests and to vaccine (purified toxoid) developmenL. A major work on dipbtheria microbiological methods is by Saragea et al (1976). Conjoint hemolysis is an important test (as in the CAMP reaction), and can be performed by the combination of C.pseudotuberculosis and Ce.qui, or their exotoxins. The EARL. Ovicaprine Caynebaaeriosis. system has been refined and biochemically explained by Bernheimer et aL (1980) and Avigad (1982). The action of aarvation, due to prolonged deciduation of the matorral phospholipase e irom C.equi combines with ph.ospholipase. ~edisaster of Ja!uary to April, 1984, includingmany aborD of Cpseudotuberculosis to cooperatively 1yse erythroqtes, 11ns due to ketos_JS caused the death of_about 25% of adult thus providing an assay systern for the toxin, phospholipase pits, or 100,?<JO ID Nuevo León.1:te dJSaster of Jan~ry to D. See also, Colley et aL (1973). Obviously C.éqUi exotoxin April, 1984, IDcluded many abortions due to ketosJS. Toe can be used to test the blood of C.pseudotuberculdsis infect• mter estimates that _in Nuevo León 25 %, or_100,000 / ed goats or sheep. It is simple to isolate c .equi from equine ro,000 adult goats d1ed then. Kawas (1990? fa1thfu~ asfeces, using a selective medium against gram negatives and imbled and re~rted the d~ta that was available to him. fungicontainingnalidixicacid cycloheximideand bromoth. The new hybnds are cons1derablysuscepbble to corynernol blue as by Woolcock aL (1979) or as modified lacterial pneumotoxicosis and general toxicosis, whieh is Barton and Hughes (1981). A test using inlnbitionhas 'ilvariably" m.isdiagnosedas •septicemia." Througbfrequent developed by Brown et aL (1986 a,b,e), and they named it ~ ~gnosis,corynebacteriosis~ notrealisti~lly_app~. the synergistic hemolysis inlnbition (Slfl) test See also ~ JS, unfortunately, the most unportant poIDt m this artiMaki et al. (1985). de. The econ~mie role of corynebaeteriosis in Mexico has An excellent review of this disease was written by Ayeis lltI been . cons1dered.ll . . . (1977). Herein, avirulent or attenuated meaos nontoxigenic t JS ?ºt easy to ~ vano?S pneumoruas apart, espectally as virulent means toxigenic, though these terms are not lhen histopathologi:31semces are not readily available. ~ considered commonly. Ayers quoted Hard (l969) finding, 11111, ~athology se~ces are not_demanded, beca~ the~ "immuniz.ation by ip injections of an attenuated live strain ialue JS not appropnately recognized, e. g., many diagnosbe led to the development of resistance to infection with 3 ~ r~tories ha~e neither ~croto?1~ ~or cryotomes, thus virulent one' in mice. If the first strain used by Hard (l%9 mplying that histopatbological tralillilg is ~ot needed. . a,b,e) was nontoxigenic, protection against toxih could not These pn~umomasare: 1) ~ryneba~enai2) pne~orue develop. However, the reference is to poor and strong toxin pasteure~osis, 3) mycoplasllllc and 4) VIral _or complicat~. producing strains, and sueh strains should be tittered in Type 2 JS perh_aps ~est called pneumorue pasteurellosis some way so that what is really meant can be better under• rather than septicemia. Furthermore, no ma~r ho~ expert stood. Most papers listed by Ayers appear in the bibliogra• aperson may become, often he would certainly besttate to phy of this article. diagnose without sorne laboratory-based corroborative eviThe disease seems to have another paralleL As daúy dence. Mueh of the pathology of these pneurnonias is not cattle are more suscepbble to tuberculosis than beef cattle, ~ rou~estab~hed in goats, a~d guida~ce is provided in so dairy goats are more suscepbble to corynebacteriosi dicussto~ ofboVIDes, as well as_ID the amele~ of the Jourthan meat type or rustic goats. 111 yetmnary Patholoi;v. Cap~e p~eumomas ca1?1ot be The general veterinary impression relates to bacteria! cluCt~ated unl~ e~nmental ~ections are obtaIDed !D invasiveness, and little or no emphasis is placed 0 0 toxin Pf?Vide definittve histopath~logies per pathogen ~ ID damage by the single toxin of c.pseudotuberculosis. Still, the Friend et. al (1977). In meXIcan goats, lob_ular fibnnous pathology seen in the mexican goats is mueh toxin affected ~eumoma <:3used by P~rella haemoly_tlCa h3:8 th~ These goats are various grades o( the Anglonubian breed llgns: _cou~g and ~asal dJScharge, p~eunsy, pencard1tíS with sorne Alpine influence the ori&mal rustic goats having .,mettmes wtth gelatinous exudate, bnght red to purple been baekcrossed out vía ntilk:goat genes. Original spanih blotches in the lobules often wi~ edema, fibrinous gran~logoats that had adapted to Mexico for almost 500 years were 11as s~rrounded by grey lung t:Issue and ~ften -~techias. destroyed by introgression upon tbe inspiration of the FAO Most.similar pathology has been descnbed ID BntíSh sheep and tbe accord of Agraz-García (1972, personal communi- by Gilmour (1978). S~ P.multocida, Haem~philus somnus cation). Introgression has proceeded since before 1962 wbea 1?d Mycoplasma ~c?i.des also p~oduce fibnno~ pn~urnoit was nationallyintensified (Dirección General de Ganade- IJaS (mycoplasm~JS ~ common ID these ~°:1~ ID WID~r). ria, 1962) with the obvious consequence of greater vulnera• Thus, ~e conelus1on JS that coryneba~e_n ~ is no! beIDg bility to corynebacteriosis. Introgressive hybridi7.ation was l'e(X)gnized~ beca~ the field _diagn~IS JS 1Dd~ difficult carried out under the banner of milk not rneat, and the idea ~e necess1ty of histopathological evtdence relabng to case1tíon necrosis is patently obvious. See also Williams (1980). of 'modernii.ation.• For information on goat milk production see Kawas Regardless, the most disturbing factor in goat-raising is (1990). It was reported as constant in 1982-85, yet froJD ~ ~ gh J>?StDatal mortality rates such as 3~ to 100_% ~f 1985 to 1987, it was reported as dropping to half! Nonetbe- bntos (kids). For example, when a protective vaCCIDe is less, all goat production in northern Mexico should 11ave developed in Mexi:° perhaps th_e bt:5t pr~f of its va~ue will dropped in 1984, wben many adult goats died ofwintertiJlle be the demonstration of reduCbOn m cabnto mortality. e/ l bee! - 75 The veterinary objective is to save life on a herd bases, not necessarily involving individual animals. The individual victim may indicate what will happen to the herd immediately. There might even only be an epidemiological precipitation of deaths by inclement weather. An expensive anb"biotic shotgun including penicillin, gentamycin, tetracyeline and possibly more anbbiotics should saturate the herd in a death-preventive action. Technically, we can stop corynebacteriosis, then pasteurellosis based on inelementweather, and other influences sueh as wintertime starvation, but still who is going to pay? The veterinarian may recognize an episode early in its killing progress without being able to impede the episode in a practical way. The cost involved is the obstacle, and the smiultaneous anbbiotie shotgunning of a herd is expensive ($1.50 U.S. per shot), yet nevertheless anttbiotics in sorne grand combination are guaranteed to prevent a whippeouL By whippeout is meant a 100% cabrito loss, which is often equal to a 100% loss of income. The casual nature of a traditional family enterprise coupled with an equally traditional fatalistic acceptance of enormous animal losses is not conduetive to payment for prevention. Neither the genetics of the host nor tbe corynebacteria is known in any helpful way. Most goats do not respond adequately to natural infection, and it may well seem that this is a problem in caprine gene linkage and/or immune tolerance. Ali goats seen have corynebacteria, usually as commensals, ie., non-toxigenie strains. Where is the structural gene responsible for the toxin? Is there a repressor in the system that is tuming toxin off and on? Papers like Wong and Groman (1984) and Groman et aL (1984) will help in mapping. Also, works on the bacteriophages sueh as Howard and Jann (1954), Hendriksen (1955) and Carne (1968) may be helpful genetically. See also, Buck et al (1985). The writer's genetie work is incomplete, still several comments are made. First, transduction with native phages was not possible (see also Hendriksen, 1955), nor was DNA transformation nor conjugation, albeit that these methods should be pursued, nor were restriction enzymes like attp available. Note that Feenstra et aL (1949) studied rough (R) and smooth (S) colonies of C.renale of cattle, and that work was never pursued. They found R more pathogenie for rabbits than S. Earl (unpublished working with C.pseudotuberculosis) found NR (native R), RR (rose R), YR (yellow R) and YS (yellow S) colonies can develop on brain-heart infusion or proteose peptone agar witb neutral red. Considerable changes in percents of types of colonies occur after corynebacteria bave been exposed to 100 µ,m/ml acridine orange. Sorne strains after formalin fixation and congo red show capsules. Sueb methodology might help someone in the future. Of course, objectives and protocols should have ali the components required to get the job done: finding out how the toxin gene functions. �76 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.CB./U.A.N.L Vol.4(1&:2),1990 We are going to hit the nail on the head now. How to?, by copying the model of the operon of C.diphtheriae by Murphy and Bach (1979) for C.pseudotuberculosis, or by investigating an operon model to find out what the differences are in this bacterium. See also, Costa et al (1981) and Boyd and Murphy (1988). At this point, the author has given various references to aid in this parasite's genetics. What about the goat? Toe profound concem is resistance to corynebacteriosis, aboutwhich nothingis known. As declared, this seems to be a linkage problem. It is also animmunogenetic problem, afflicted, apparently, by tolerance in quite possibly a congenital sense. Mtxico can address this problem promptly, because it has a reserve of meat-type, russian-derived goats on Isla de Guadalupe, Baja California Sur. Therefore, current hybrids can be re-bybridized inexpensively. Another caprine breed of interest is the well-selected Boer goat of the Republic of Soutb Africa. These re-hybridizing speculations sbould be expressed in controlled environments, and include various cballenges by toxigenic corynebacteria. A pilot study can be executed within five years. Toe logical response by the mexican federal goverrunent could be to abandonan caprine productionefforts, which would lead to lesseningFAO damage to caprinocultureeventually, regardless of how costly natural selection is via corynebacteriosis. Toe genetic starting point can be Wernke and Lingrel (1986). This powerful work is out of context, because the objective here is disease solution, whereas the cited paper relates to comparative erythropoiesis and the evolution of globins. What can be done is to redirect the technology. See also, Hozumi and Tonegawa (1982). A beginning at mapping has been indicated. Work on human and mouse immunoglobulin genes as given by Rothman et al (1989) will have to be copied for goats, and perhaps marked racial differences will be found in their immunoglobulin forming capacities by breed of goat, still if some are endured and others not, it will be a difficult task to differentiate genetic from environmentally induced resistance. Again, though tbe vaccine approacb is obvious, a much broader view of disease control is demanded. Given powerful technologies like the one for diphtheria, what we want to do is redirect them to address caprine corynebacteriosis. Redirection merely requires a wave of the hand, and doing tbe work is a different matter. The blueprint given now depends on DNA recombinant techniques for the pathogen and for the host, rather than on the easier task of making a commercial vaccine. We have an enormous and costly natural selection rate ongoing and ~h to stop it Toen, how to? But, we know how. The first step must be recognizing the problem, whicb is that the profitability of the goats ~ severely lowered by corynebacteriosis, which includes high-rate cabrito mortalities. Toe financing of investigations ~ expected to follow tbe EARL. Ovicaprine Co,ynebacterióSis. - realization of the current financial losses. Nonethel~, tbe writer's concern is the blueprint One problem is tbat excessive and current cabrito IOSSes tend to force abandonments. Nevertheless, goats are slowfy phased out by industrial progress. In the author's opinion, the essential ingredient of tbe epidemiology is the mutation of harmless strains to toxigenic ones, though of course this is not known. Toe real battle is between antitoxin production by the goat and toxin production by its toxigenic corynebacteria. The many goats looing this battle can be given Iong-acting penicillin for three weeks, not only to control the disease, but also to give them time to gain antitoxin. The above suggestion to gain time for antibody formation is presumptive, and also any impression of caprine racial resistance is. lf certain goats have been tolerized to the toxin in fetal life, they will not recognize the antigenic mole. cule or perhaps very similar ones later in their lives, norcan they be vaccinated against the same threat The key is: IF they have been tolerized... Allow an interjection. Toe writer has found tbat it is difficult to teach the concept of immune tolerance to bis students. They do not follow tbe arguments of Owens and Medawar well. Regardless, the writer believes it is operative in the corynebacterial case. The significance is this: Lackof immunologicaladequacyis likely environmental,notgenetic, and a congenital transfer of susceptfüility seems to in trans• fer through various, consecutive generations. This transfer from motber to offspring has a genetic role indeed so, but how the system is operating in goats is obscure. The matter is: Is or how ~ immune tolerance involved, bearing in mind that the question is suppositional? There are four immunological states: 1) (· ·) neutral wilh neither toxin nor antitoxin, 2) (+ ·) toxin without antitoxin, 3) (· +) no toxin and antitoxin present, and 4) (+ +) bO~ simultaneously present in the blood. Toen, the immunolor cal state in which the cabrito was boro reflects the s~te 115 motherwas in. It might be assumed that the cabrito IS born in state # 3 with maternal antil>ody and gain more anti~ from colostrum, but if tbe mother is losing the battle ~ cannot be true. Toe cabrito that is bom intoxicated obvio~ ly should be treated with hyperimmune serum, assumedfy from borses. This is not available, has not been developed nor ever tried. In practice, it will be the owner who will make sucb administra ti9ns and also serological tests ~ be is tbe only one on the premises, therefore explanat10~ instructions and applications should be simple and_ e~• Nonetheless, this suggestion can be considered precipi~ as nothing has been done experimentally. See also RobeJ1· son (~980). . . . . N~1ther a~utoxm nor toxo1d h~ ever bee~ really stan dardized, ne1ther has the natural unmunological statuS_of cabritos been properly studied. One logical starting p<>JJI i>r caprine neonatals is Nathenson and Zakzewski (1976), wbo wrote on human newborns in relation to diphtheria and tetanus maternal anttoodies. lf toxin is present, then in acertain sense, the cabrito is immunized(!?), except that it might be demonstratingimmune tolerance. To restate: one does not know which of four immunological states a given cabrito is in, ipso facto the effect of attempting to artificially immunize may fail, as it can in the mothers, exactly as a routine attitude to serological testing will cause a miss. Why are some goats unable to control this infection? That is the 72 million dollar question. Finally, it is not known that immune tolerance is actually involved in the situation of these pts. At the minimum, some serological results are perplexing to the extent that little confidence can be placed in any single test system, especially if toxin in the blood is not sought out. See also, Vitetta et aL (1982) on immune tolerance. Toe same kind of work should be repeated in goats. When the motive to investigate "arrives," protocols to find answers are easy enough. Let us take a cabrito at 30-45 days which is the marketing age. It is a survivor; its compatriots died earlier undiagnosed, and some of them were intoxicated. Whether the survivors were or not, or what their immunologicalstatus is problematic. If an older cabrito is vaccinated, then it might be receiving a booster, not initial contact with the toxin and/or other corynebacterial antigens. Double diffusion, countercurrentimmunoelectrophoresisandotherserological tests including simple ones such as checking on immunoglobulin o are not practiced. Caprine immunology is little mown, because the motivation to investigate the diseases of sman ruminants is weak. Nonetheless, considerable vaccine work as been done. Quevedo et aL (1957) in Argentina were the first to de9Clop a toxoid. Note Awad (1960), Nairn et aL (1977, 1982) and Anderson and Nairn (1984 a,b) have developed and ix>ntinued with the same Australian vaccine. Cell wall and/ or whole cell vaccines have been developed by Cameron llld Buchan (1966), Cameron and Minnaar (1969), Cameron (1971), Cameron and Engelbrecht (1971), Cameron et ol. (1972), Cameron and FuJs (1973), Cameron (1977), Cameron and Bester (1984), Brogden et al (1984 a,b) and Brown (1986 a,b,c,d,e). Determined efforts are called for, particularly in regard to tbe profitability of goats in Mexico, as their actual disease is commonly misdiagnosed. Earl (unpublished)found 16% ofl,116 adult mixed goats Nuevo León had antitoxin by double diffusion testing (Burrell, 1980), yet at the same time many herds are satulited with corynebacteriosis. Many of these infected goats flill not react positively, because they are losing their battle lgainst their toxigenic bacteria, and in like logic they may Pf<>duce a faJse Schick test Again, as these goats are in inununological states 1-4, any serological test wil1 produce a 77 some false results. Diphtheria toxoid was used as a control, and 3/1,116 goats were positive. These three goat sera were negative otherwise. Another antigen, which was kindly donated by Randall C. Cutlip (USDA, Ames, lowa) was included: ovine progressive pneumonia virus which crossreacts with caprine arthritis encephalitis antfüodies. Positives occurred at 7/1,116. Occasionally, during double diffusion testing of sera with antigen (toxoid) in the center well and goat sera in six outer wells, well # 6 might have a single precipitin band between it and the center well and also a band for well # 5. In this way, it is realized that serum # 5 contains toxin. Toe primitive state of our knowledge of the genetics of goats and their corynebacteria is in marked contrast to knowledge in human genetics and to what is known about the gene responsfüle for toxin production in C.diphtheriae. See Rappuoli et al (1983 a,b), Murphy (1985) and Bishai et aL (1987). Ovicaprine corynebacteriosis causes the loss of 300,000 or more cabritos annually in Mexico, which is a loss of over 72 million dollars US ($210 billion pesos). However, this is a mínimum estímate, and the loss is likely greater. The previous statement of annual Ioss was calculated by assuming that the goat population is seven million, that neonatal mortality has a rate of 30% due to corynebacteriosis, and that tbe basic producer was paid $24.22 US per cabrito. Although the disease was present in mexican original goats, influenced by the spanish breed Blanca Celtibérica, increased suscepnoility was introduced, in the writer's opinion, by the plan of Dirección General de Ganadería (1962), which converted ali rustic goats to, essentially, grade Anglonubians, though American Alpines and other dairy goat races went into this massive introgressive hybridization, conducted without considering unfortunate linkages. No original spanish goats were saved, nor were they ever documented. Toe move from meat to milk is a provable disaster, somehow involving genetic linkage. Juárez-Loi,anoand Earl (1982, unpublished)haveagreed that the order of racial susceptfüility in goats familiar to them is: 1) Saanen, Alpine & Toggenberger, 2) Anglonu• bian, 3) Murciana-Granadina and 4) mixed goats (criollas). However, today's mixed goats are sorne grade of Anglonubian that are not productive milkers as those of group l. Regardless, the important point is that tbe original meattype mexican goat has been backcrossed out by mediocre Anglonubians, essentially, with tbe obvious consequence that current goats are more suscepnole to corynebacteriosis than original ones were. Sorne immunological and genetic aspects of this disease have been covered. lts histological and pathological aspects are aiso neglected, tbese not presently taught, in tum leading to misdiagnos~. Moreover, it appears to the author that Culcerans Gil- �78 - PUBLICACIONES BIOLOGICAS, F.c.B./U.A.N.L. Vol.4(1&2),1990 bert & Stewart, 1927 is a junior synonym of C.pseudotuberculosis, despite sorne difference in their DNA hybridi1.ations. Groman et al (1984) found a 20% mismatch between them in DNA hybridi1.ation. See also Wong and Groman (1984). Read, Maximescu (1967) and other papers by her and her associates. AJso see, Petrie and McLean (1934) and also Saxholm (1951) and Schiller et al (1980). In veterinary clinical microbiology, it is much easier to treat these two bacteria as the same, and tests such as trehalose and pyrazine carboxylamidase (Solea et al, 1980) will develop exceptions, i.e., it is now claimed these two so called species cannot be separated without special testing, e.g., fatty acid composition as in Corina and Sespdic (1980). Also see, p. 231 on the definition of the genus in Barksdale et al (1979). In regard to histopathology, the most intriguing work was done by De Kock (1928) on sheep in the Republic of South Africa. His work on corynebacterial icterus was confirmed by Robinson (1928). Microscopic changes were prominent in the liver. De Kock using H&E wrote, "The cytoplasm of the liver cells assumes a reddish pink, fairly regular granular appearance, or presents a 'foam-like' appearance," which denotes eosinophilia and foamy cells in the liver. Also, "Icterus was characterized by the sudden onset of a generalized icterus with oligocythemia, hemoglobinemiaand hemoglobinuria. Toe breaking up of the erythrocytes was of the nature of an erythrolysis revealed by the presence of 'ghost cells' in the circulation, and large quantities of free hemoglobin in the plasma. A large portion of this free hemoglobin was excreted by the kidneys, and could be recognized as such in Bowman's capsule, in the lumen of the tubules, and in the urine of thé bladder." Toe presence of blood in the bladder urine has long been recogniz.ed as part of the syndrome, and the writer listened to an accurate account by a shepherd who dated the disease at least back to 1917 in Sabinas Hidalgo, N.L., Cameron (1971) using whole-cell vaccine wrote, "Freshly prepared vaccine was shown to be highly toxic for guinea pigs and sheep owing to incomplete toxoidiIÍg. Sheep developed a severe hemolytic anemia followed by intense icterus, liver degeneration and death." Nevertheless, icterus is a rare symptom in mexican goats. Toe concept is to relate toxin properties to the histopathology in the hope of better diagnosis. Also of course, lesions can be related to the animal's immunological state. See Brown et al (1986c). Earl (1982, unpublished)ind ucedsevere corynebacteriosis in six cabritos 30 days of age by iv injection of a live cell toxigenic culture. Within three days retraction was noted with typically arched back, and hemoglobinuria by day 17 followed by coma and death on day 22 post-infection. Wry neck (torticollis) -set in just before death. Toe cabritos presented white to cream colored granulomas on the lung and liver surfaces. Cholangitis was prominent Foci of necrosis were common in the lungs with giant cells up to five nuclei. EARL. Ovicaprine Ca)mbocteriosis. - 79 Intlammation, hemorrhage and necrosis in the biliary tree were marked. Toe fine-droplet fatty degeneration of the Alles, but also form smooth and rough colonies (see also, for plating on human blood agar and brain-heart infusion liver was severe, and the integrity of the membranes of the Hard 1969 a,b,c; 1970 a,b; 1972). García & Cipriano stated agar with and witllout0.05% tellurite. Eight toxigenicstrains kidney tubules was largely destroyed. iat the major pathology at postmortem is swollen lymphaof Corynebacterium pseudotuberculosis, niJ1e Actinobacillus J uárez-LoUlno (1976, personal communication)descnoed ~ along the intestine, whereas here the major pathology spp. and four Streptococcus ovis were isolated. Forty-five congenital lymphadenitis in the dairy goat cabritos of Cen. i pulmonary. other corynebacterial strains were collected from various tro Fomento caprino Tlahualilo in Durango. This center A goat witb a high antitoxin titer vía natural infection sources. See also, lracheta et al (1985). None of theActinohouses 2,500 dairy goats. Maculations of the lungs and liver larbored three nontoxic strains (unpublished): one in the bacillus or Streptococcus strains were pathogenic for rabbits are common, and sometimes ascites occurs in both body dlroat, one in the intestine and another in the vagina. When by im and intratracheal routes. Strains Zaki 21 and Zaki cavities. Often this fluid is granular for the presence of !bese different strains in culture are flashed with UV light 992 of C. pseudotuberculosis were used as positive controls. thousands of corynebacterial colonies. In sorne years, the or exposed to a mutagen such as acridine orange, a higb Mice were used for 48-hour mortality, and rabbits were cabrito death rate is about 40% and in others 25%. Also, ,ercent mutate to the toxigenic mode. It is therefore supSchick tested as well as used in routine histopathologyalong first-gestation females abort at 27%, the abortion rate drop- f()Sed that bacteria} mutagenesis is central to the epidemiolwith two goats from herd # 2. ping to 2% by the third gestation. This is interpreted to ogy of outbreaks, even though the site of the responsible mean that corynebacteriosis and abortion are coincidentally 1ne is not known, nor is it known if there is a repressor in RESULTS AND DISCUSSION associated, and that corynebacteriosis is not a cause of lhe system. See also, Pappenheimer and Murphy (1985) on abortion. In fact, through sorne degree of paralysis, the lhe epidemiology of diphtheria. History or herd # l. This herd in 1987 bad about 1,000 toxin may cause fetal retention. See also, Bull and Dickin- An actual caprine example is given. A fast corynebacteri- goats, and by 1990 balf had died of corynebacteriosis, and son (1931, 1935), Scheckmeister (1956), Jolly (1965 a,b), 11 attack killed 5n cabritos over two months of age. Toe some slight influence from chronic pasteurellosis was Burrel (1978), Ashfaq and campbell (1980) and Campbell IWO survivors had antitoxin for at least four years after the evinced. Ali (100/100) that were Schick tested had antitoxin. et al (1982). attack, and each goat had three different commensal strains, (Only goats without pigment in their tails were tested.) In Toe significance of the findings of Juárez-LoUlno relates ali of which in vitro could mutate to tbe toxigenic mode. the winter of 1989-90, 35% of 170 cabritos died within a to tbe age structure of the population. Not enough of these It is important to the reader to understand the epidemiomonth of birth, mainly due to corynebacterial intoxication. goats live long enough to reach more productive ages like bgical implications. Corynebacteria come with the goal Incidentally, 4% of adults were brucellosis reactors. 4 to 9 years of age. Toe profitability is reduced by coryne- Pneumotoxicosis with congestion is common in sorne History of herd # 2. Originally imported from Texas to bacteriosis and other diseases by keeping tbe population ~rds with or without signs of paralysis or granulomas. carApodaca, N.L., this herd had a history of nine years of young, and moreover the number of cabritos for sale is also ae (1980, personal communication) has explained regarding economic failure in the attempt to market milk. In 1982, reduced. Finally the number of young females retained ~ Australian sheep, a skin abscess (the commonest sign of upon presentation of a few cases oflumbar paralysis caused similarly increased. Toe total effect of such strong natural caseous lymphadenitis) is not thought to affect the general by the toxin of C. pseudotube-rculosis, the owner sold out, selection pressure is to keep the population young. In turn, bealth of the sheep, which is not true for the health of and the herd was moved to Galeana then Linares, N.L. this lowers the profitability. Toe association of abortion with mexican goats. Both owners blamed goat deaths on bad management corynebacteriosis, both common, does not lead to the con· Dernyelinil.ation of the peripheral nerves and foamy cells Later the blame was transferred to the writer. This is desigclusion that this infection is causing abortion. Aimost il the liver do not provide enough histopathological evinated: absentee landlord syndrome. On 7 Jan 84 in Galeanone of the toxicosis is noted by Smith et al (1972), nor by dence to confirm a corynebacterial attack, because other na, 20/50 cabritos died of suffocation, which of course is Hiepe (1974), yet toxicosis assuredly was noted carre and klxins like those of coyotillo (Karwinslda humboldtiana) can toxin influenced. Toe other 30/50 died before summer. Bigoteau (1908) and Nicolle et al (1912), and Nicole et al. approximate the same picture. Nevertheless, consolidation Histopathology in goats and rabbits. In one goat, tbe histo(1912), and stressed by Doty et al (1965), who demonstrat- of the lungs, granulomas, hemoglobinuria and other signs pathological changes observed in the parenchyma of the ed the applicability of Schick testing rabbits. &iven previously do. lung sbowed acute bacteria! inflammation with many polyMost aspects of the disease are misinterpreted by García morphonuclears in the bronchioles as well as in the alveoli and Cipriano (1988). In tbis manner, veterinary misdiagnos~ MATERIAL AND METHODS with foamy macrophages in sorne places. Bacteria} colonies is excused by textbook incompetence! were noted, and in sorne better conserved areas of the García & Cipriano (1988) made these mistakes: 1) cory• In herd # 1 at Nuevo Repueblo, N.L., 100/490 goats lungs, despite the alveolar walls being thickened as in pneunebacteriosis causes abortion, 2) the disease commonly were Schick tested in the tail with 0.2 ml of toxin se from a monia of the viral type, anention is called to the presence affects adults only, 3) ambient contamination of wounds ~ 6-day culture. Results were read at 6, 24 and 48 hours. of polymorphonuclear leukocytes and further: isolated eosithe major mode of transmission, 4) generalized cases are The control was the same toxin heat treated at 60º C for nophils. rare, 5) the antigenic structure of the microorga~Dl ~ 30 minutes, and both fluids acted appropriately in Schick In another goat, the changes were mostly pulmonary and unknown and 6) annbiotics are ineffective. Penicillin G ~ ~led rabbits. Toxin was injected on the underside of the cbaracterized by marked thickening of the inter-alveolar To treat a goat, three im injections of long-acting penicilliD tail of goats and the control a few cm more central Note walls, which was produced by inflammatory cells including given once a week are needed. García and Cipriano de- that Renshaw et al (1979) stated, "delayed-type hypersensilymphocytes, neutrophils and sorne eosinophils. scnbed these coccoids as filamentous! A short cbain of livity skin test response," when if no immediate response to Most pathological changes occurred in the lungs of a coccoids as seen by electron microscopy should not be ~- loxin irritation, the goat might have antitoxin. Herd # 2 had basic bacte.rial type, yet viral aspects were evinced. These taken as a rod by light microscopy. Sorne strains are exactly 440 dairy goats at Linares, N.L. Aseptically incised lungs aspects could be caused by the toxin, although it would be cocci. These corynebacteria not only sometimes form cap- from recently dead goats and cabritos were sampled by most difficult to prove that COtton swab to nutrient broth tubes to go to the laboratory In the first rabbit, changes were principally in the str.ated �80 • PUBLJc.A.CIONES 8/0UXJlc.A.S, F.CB./U.A.N.L Vol.4(lcl2),1990 muscle close to the injection site with necrosis of the coagulative type delimited by a slight acute ioflammatory reaction. Also, severe fatty degeneration occurred in the hepatocytes of the fine droplet type, d.iffusely affecting the liver. In the second rabbit, principal changes were localized in the myocardium with edema and Iymphocytic infiltration among the fibers. Acute tubular necrosis was obvious with marked changes in the disposition of the myelin sheaths on the axons of the peripheral nerves that immediately originate from the spinal medulla. In sorne nerves, marked dispersion aod vacuoli1.ation of the myelin was evident The first rabbit died 30 hours after the injection of whole cell culture, the second after 60 hours. Public health aspects. As this herd at Linares was brucellosis-free, 14 persons including small children were drioking the crude milk with no ill effects. In other circumstances, dogs are seen to eat abscesses without effects. DISCUSSION Part of the disease problem in mexican goats has been defined as the prenatal intoxication of many of the cabritos, and the solution seems to be: increase the caprine genetic resistance. The more general objective is to raise the profitability by any meaos, realizing that profitability has been genetically lowered over the last 35 years, contnbuting to goat abandonments, albeit that many other unrelated negative factors are in operation. Meanwhile, as the goats slowly siok, their census and production reports rise. The basic reason for this peculiarity is much hard work by aficionados who like goats, but cannot technically aid their owoers. See also Kawas (1990). The more difficult fact to accept is that the goats and owners have been damaged. The Schick test results giveo as 100% negative herein are not considered as indicating that all of those goats have antitoxin, and also delayed hypersensitivity results are most tortuous. A more sophisticated and coordinated immunology throughout goat life is desired, perhaps with intent to seek out genetically resistant goats. Again, the possible presence of tolemed goats complicates this task. The root of the problem is controlliog corynebacteriosis, anda multi-di&,ciplinary approach is advocated with emphasis on the genetics of the host-parasite relationships. Toe components given herein, especially the bibliography,should acquaint the thesis student with this $ 72 million/year problem, and thus indicate the magnitude of the effort needed to minimize said losses. This work ~ more a teachiog archive than a technical report of sorne details that often are never synthesized. Toe students must learn what the problem really is, then solve it by a rigorous demonstration. Of course, that has not been done here, nonethele$ the stage has been set for various developments. EARL. Ovicaprine Caynebactericsis. - 81 Although caseation necrosis is central to caseous lymphadenitis thus this disease, toxin damage such as toxin caus. ing cardiac irregularities by damage to the heart seems more important than bacteria} invasion, therefore the vaceine direction would be- to produce toxoid rather than cell wall or whole cell vaccines. Toxin and antitoxin units have never been defined, and it is expected that standardization is the first concern, using a gel-purified toxin to formalinize to toxoid for the hyper-immunization of horses. Horse serum has a wide zone of equivalency, whereas rabbit or human sera do not Secondly, horses produce large volumes of extractable blood such as 12 liters for the production of many doses of antitoxin in hyper-immune serum. But also see, Urbaine and Guillot (1932) on the flocculation test, work never followed up. Toe model to follow is the methodology of Paul Ehrlich which has now led to the high technology of DPT vaccine production, and to follow the complementary bacteria! genetics. Toe essentials are the flocculation test in vitro and passive immunity in vivo. Toe classic elements in diphtheria studies are toxin or toxoid, hyper-immune serum from horses, and guinea pigs for the protection test Rats arid mice are resistant to diphtherial toxin, while guinea pigs are sensitive, and this is why the guinea pig is the classic laboratory animal Nevertheless, rabbits, rats and mice are sensitive to phospholipase D, and cheaper to use. The flocculation test (Urbaine and Guillot, 1932) is a time-based precipitin test Both reagents: toxin and antitoxin must be strong or the time for the first tube to flocculate will much exceed 15 minutes. Toe first tube is assigned a certain number of tlocculating units (fu). Sorne number of fu's of toxin will cancel sorne number of antitoxin units in the in vivo protection test That is, an equivalent of antitox• in units provides passive immunity to rabbits, rats or mice that two hours afterwards were given a number of fu's of toxin. See also, the use of the mouse protection test as by Hard (1969 a,b,c; 1970 a,b; 1972) and Abdel Hamid (1975). To• day, the extremely valuable work by Hard can be made much more sophisticated, and toxoid incorporation into liposomes is an attractive option for a vaccination attempt say in mice. Producing a b ~ in rabbits inoculated by any route and/or Schick testing them is a good way to check on any corynebacterial toxigenicstrain. When a strain stops produC· ing toxin, somethiog strange has indeed occurred, and the original may bave been replaced by a laboratory contami· nant such as Staphylococcus sp. Toree tests of note are: 1) in vivo protection tests in rabbits, rats and/or mice following the protocol of guinea pig protection in diphtheria toxin studies, 2) in vitro Elek's test (Carne et al, 1956) and 3) a tissue culture test by Laird and Groman (1973). Also note the test by Knight (1978). Nonetheless available technologies far surpass the adequate level indicated above, and chromatographyis becoming increasingly dmninant Immunoglobulin work by Schmerr et al (1985) is an example. One could concentrate on three tests: 1) Elek's in vitro test for toxin; a strip of filter paper saturated with antitoxin is placed on a plate of brain-heart infusion agar, and the strains to be tested are streaked across it at right angles. After 24 and 48 hours incubation, the positive result is precipitin lioes radiating from the intersection of the paper strip and bacterial growth. 2) Mouse protection by passive immunity; severa! mice are protected by ip injection of antitoxinas hyper-immune serum, whereas others are not All are challenged; the u~protected mice will die in 2-3 days. An opportunity for histopathology of these mice is presented as in Hard (1969), and in categories like: a) nontoxigenic strains, b) toxigenic ones and e) toxin only. Examples a & b might be like Cameron's strains 137 avirulent and 137 virulent. 3) Exotoxin or phospholipase C from C.equi should Iyse the blood of infected goats and sheep, which test has not been tried, but see Knight (1978). Still, it seems evident that the methodology of Brown et al (1986) is superior. The purpose of this paper is to better characterize ovicaprine corynebacteriosis, to point out economic losscs in mexican goats, to indicate the impoverishment of usefu1 genetic information on host and pathogen, and then outline a hopeful solution in vacci{le technology by copying DPT an~ also to encourage attempts to restore caprine genetic resJStance. Furthermore, the difficulties of teaching ovicaprine corynebacteriosis in the classroom are severe, and the solution is hands-00 biology wherein the student under. stands many of the steps which have been touched upon h~re such as unde~tandingcaseation necrosis by seeing it Fma~, much re~ams to be done in the histopathology of capnne pneumornas, and its correlation with the immunochemical events of the infection. ACKNOWLEDGEMENT It is a pleasure to thank Dr. Armando Paredes García Hospital de 2'.ona, Instituto Mexicano de Seguro SociaÍ Monterrey, N.L for his help in pathology. About 25 bacterial straios were kindly donated by Paula Maximescu, retired from the Cantacuzino Institute, Bucharest, Romanía. Financia! aid was contnbuted by Ing. Antonio Cuello Valadez, Rector of Centro de Estudios Universitarios (CEU), Monterrey, N. L. This project was supported by Dr. Arturo Carranz.a Berrones, Director of the Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, CEU, Guadalupe, N.L UTERATURE CITED ABDEL HAMID, Y.M. 1975. Toe use of mouse protection test in the diagnosis of caseous Iymphadenitis in sheep Res VetSci. 18:223-224. . . AB:HEM,K. & l. ZAMIRI 1980a. Purification of a protein toxin from Corynebacterium ulcerans. J.Med.MicrobioL 13:5875 AB1~:t~5~ & l. ZAMIRI 1980b. Inlubitionof Corynebacterium ulcerans toxin production by Tween 80. J.Med.MicrobioL ~AN, M. 1969. Hemolysis activity of Coryn~ba~terium ovis. VetRec. 84:563. G~-GAR~ A._ 1972. Personal commurucation, Fomento Caprino, Secretaría de Recursos Hidráulicos y Agricultura Méxtco, D. F. (retrred). ' ALME~A, ~e, M. SAWYER & J._ SAWYER 1983. Utilizac-ir o do teste de inibiac-ir o de hemolise sinergica na pesquisa de antitoxma contra Corynebactenum pseudotuberculosis em caprinos. LatAmer.MicrobioL 9:212 ANDE~ON, V.M. & M.E. NAIRN 1984a. 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Siguientes hojas - texto continuo, secciones separadas por títulos centrados, primer renglón de cada párrafo con una sangría de 5 espacios. Citar a los autores (año), si son más de dos utilizar et al. INTRODUCCION - importancia, objetivos y antecedentes del tema MATERIALES Y METODOS - material biológico utilizado, equipo si es que Influye su marca o modelo en los resultados o han sido modificados; métodos de colecta o análisis. AREA DE ESTUDIO - cuando comprenda un área geográfica particular, indicando coordenadas. RESULTADOS - información obtenida durante el transcurso del trabajo. DISCUSION - comparación entre los antecedentes y los resultados que darán lugar a las CONCLUSIONES. AGRADECIMIENTOS - personas y/o Instituciones que colaboraron en la elaboración y realización del trabajo. Por separado: LITERATURA CITADA (LITERATURE CITED) • únicamente referencias bibliográficas citadas en el texto. Las citas bibliográficas deberán ir en orden alfabético, la primera línea de cada cita irá al margen izquierdo y las subsecuentes con una sangría de 5 espacios; todos los nombres deberán ir con mayúsculas. Ejemplos: · FISHER, B.L, L DA SILVEIRA, L STERNBERG & D. PRICE 1990. Variation in the use of orchid extrafloral nectar by ants. Oecologia 83:263-266. JANZEN, O.H. 1965. The lnteraction of the Bull's-horn Acacia (Acacia cornígera L) with one of its Ant lnhabitants (Pseudomyrmex fulvescens Emery) in Eastern México. Ph.D. Thesis, University of California - Berkeley, U.S.A. PROCTOR, M. & P. VEO 1973. The Pollination of Flowers. Collins, London. SWAIN, T. 1978. Plant-animal Coevolution: A Synoptic Víew of the Paleozoic and Mesozoic. In "Biochemical Aspects of Plant and Animal Coevolution.• J.B. Harborne (Ed.), Acadernic Press, London. pp.3-18. Los nombres de las revistas deberán abreviarse de acuerdo al 'Journal of Biological Chemistry', 'Style Manual for Biological Editors' y para taxonomía los 'Códigos Internacionales de Nomenclatura en Zoología, Botánica y Bacteriología'. Por separado: En hojas individuales se presentará cada TABLA (nombres, cifras, histogramas y similares) y FIGURA (mapas, gráficas, dibujos, fotografías, etc.). Las tablas y figuras Irán con números arábigos; las descripciones de las tablas irán en la parte superior y los de las figuras en tos pies de éstas. Las fotografías deberán de ser brillantes y de atto contraste; no deberán utilizarse medios tonos en dibujos, mapas o gráficas. NOTAS: Los nombres científicos deberán ir escritos en itálicas (o en su caso subrayados); los nuevos taxa deberán ir en negrillas (o doble subrayado). Deberá utilizarse letra tipo elite (10 cpQ. Se sugiere a los autores que de ser posible envíen el trabajo en disquette, escrito en algún procesador de palabra cuyos archivos puedan ser transformados fácilmente a ASCII y evitando el uso de muchos comandos de impresión (fuera de los de centrado, cambio de párrafo, subrayado, itálicas, negrillas y acentos o ñ's). Las gráficas pueden ser hechas con alguno de los programas graficadores de alta calidad (Harvard Graphics, Quattro, Excell, etc.) y también ser enviados en disquette claramente identificadas. TIPOS DE TRABAJO PUBLICADOS: 1-TRABAJOS GENERALES (Reportes de Investigación original y revisiones Cientlficas criticas) 2-REPORTES TECNICOS (Sobre métodos, técnicas y aparatos de interés general) AMBOS SUBDMDIDOS EN TRABAJOS MAYORES Y NOTAS DE INVESTIGACION. 3-REVISIONES O ENSAYOS (Revisiones cortas, críticas, originales de interés general) 4-FORUM (Artículos cortos presentando nuevas Ideas, opiniones o respuestas al material publicado con la ezperanza de estimular el debate Cientffico) �PUBUCACIONES BIOLOGICAS-F.C.B./U.AN.L Volumen 4, Númeroo 1&2 Enero-Diciembre, 1990 Revista Científica de Investigación Original. en Ciencias Biológicas Básicas y Aplicadas INDICE ARTICULOS ALIMENTOS Desarrollo de una Bebida de Preparación Instantánea de Alto Valor Proteico y Bajo Costo María Hilda Garza Fernández & Manuel Lópe?,-Cavanillas Lomelf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 BOTANICA · Crecimiento y Desarrollo del Sorgo 'Escobero, Sorghum vulgare var. technicum (Snow) Flori y Paoli Ulrico López Domfnguez, R.K.. Maiti & J. Medina Martfnez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Regression Analysis Based on Gentry's Essay on Floristic Diversity Paul R. Earl & Roberto Mercado Hemández . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 The Distribution oí Mezquites (Prosopis, Leguminosae) in México Paul R. Earl ......................... . ............................................... 19 Quantitative Description of Morphoanat.omical Characters and Productivity of Lechuguilla (Agave lecheguilla Torr.; Agavaceae), Villa de García, Nuevo León, México R.K. Maiti, Alberto Martínez Mejía & Roberto Mercado Hernández . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 ZOOLOGIA Esperanza de Vida y Estrategia de Ataque de Tropistemus sp. (Coleoptera: Hydrophilidae) Bajo Condiciones Artificiales Humberto QuirC?Z Martinez & M.R Badii .............. ·. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Spatial Dispersion and Population Fluctuations of Euetheola luunilis Burmeister in Com Fields (lnsecta: Coleoptera, Sauabeidae) . MA. Pontigo & M.H. Badii ............ , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Field Experiments on Predation: Dispersion, Regulation and Population Changes M.H. Badii & J.A. McMurtry ............................................................. Taxonomía y Zoogeografía de la Famila Vtreonidae en el Estado de Nuevo León, México Armando Jesús Contreras Balderas & José Ignacio González-Rojas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 39 43 49 MICROBIOLOGIA GM-2 - A New Subspecies of Baci11us Thuringiensis o. s~bsp. coahuilmsis with an Uousual Form oí Parasporal lnclusion Body Luis J. Galán Wong, Cristina Rodríguez Padilla, Reyes S. Tamez Guerra, Marivel Gómez Treviño & Howard T. Dulmage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 REVISIONES El Mutualismo entre las Hormigas y las Plantas: Síntesis de su Evolución y Ecología Jaime A. García Pérez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Ovicaprine Corynebacteriosis in Mexicao Goats Paul R. Earl . . .............•. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 � Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Publicaciones Biológicas del Instituto de investigaciones Científicas Description An account of the resource Publicación del Instituto de Investigaciones Científicas de la Universidad de Nuevo León. Serie destinada principalmente a presentar resultados de investigaciones originales realizadas en la Facultad de Biología. Text A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text. Título Uniforme Publicaciones Biológicas del Instituto de Investigaciones Científicas Año de publicación El año cuando se publico 1990 Volumen Volumen de la revista 4 Número Número de la revista 01-feb Mes de publicación Mes cuando se publicó Diciembre Día Día del mes de la publicación 1 Periodicidad La periodicidad de la publicación (diaria, semanal, mensual, anual) Semestral Relación OPAC https://www.codice.uanl.mx/RegistroBibliografico/InformacionBibliografica?from=BusquedaAvanzada&bibId=1822129&biblioteca=0&fb=20000&fm=6&isbn= Dublin Core The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/. Title A name given to the resource Publicaciones Biológicas, 1990, Vol 4, No 1-2, Diciembre Subject The topic of the resource Biología Investigación Ciencias biológicas Ciencia Tesis Publicaciones periódicas Description An account of the resource Revista tetramestral de la Facultad de Ciencias Biológicas de la UANL. Da continuidad a la Revista: Publicaciones Biológicas del Instituto de Investigaciones Científicas, publicada en las décadas de los setentas. Destinada a presentar los resultados de las investigaciones realizadas en la dependencia y es publicada para proveer registro científico público. Publisher An entity responsible for making the resource available Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biólogicas Contributor An entity responsible for making contributions to the resource Wesche Ebeling, Pedro A., Editor Maiti, R. K., Coeditor Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 01/12/1990 Type The nature or genre of the resource Revista Format The file format, physical medium, or dimensions of the resource text/pdf Identifier An unambiguous reference to the resource within a given context 2016435 Source A related resource from which the described resource is derived Fondo Universitario Language A language of the resource spa Spatial Coverage Spatial characteristics of the resource. Monterrey, N.L., (México) Access Rights Information about who can access the resource or an indication of its security status. Access Rights may include information regarding access or restrictions based on privacy, security, or other policies. Universidad Autónoma de Nuevo León Rights Holder A person or organization owning or managing rights over the resource. El diseño y los contenidos de La hemeroteca Digital UANL están protegidos por la Ley de derechos de autor, Cap. III. De dominio público. Art. 152. Las obras del dominio público pueden ser libremente utilizadas por cualquier persona, con la sola restricción de respetar los derechos morales de los respectivos autores Expansión florística Lechuguilla Mezquites Nutrición proteica Sorghum Tropisternus