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del herbario  
Clusia en México, la historia de un exilio
 
 
Jesús G. Vargas Soto y José Luis Andrade
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En 1983, Clara Tinoco y Carlos Vázquez Yanes publicaron un artículo en el Boletín de la Sociedad Botánica de Mé­xi­co, donde reportan por prime­ra vez que un árbol (Clusia lun­de­lli) podía transpirar, fijar bió­xido de carbono atmosféri­co (CO2) y producir ácido má­lico en las hojas durante la no­che, hallazgo que marcó una de las líneas de trabajo más prometedoras dentro de la ecofisiología vegetal en el neo­trópico. Hasta ese año, se sa­bía que los árboles sólo realizaban fotosíntesis C3 —que es la que realizan la mayoría de las plantas—, pero los in­ves­tigadores mexicanos revelaron que ese árbol tropical presen­taba otro tipo de fotosíntesis —metabolismo ácido. Aunque tuvieron que enfrentar numerosos obstáculos
—tal como lo explica el Dr. Váz­quez Yanes en el número 37 de Ciencias—, su hábil y pronta movilización terminó en un hito para la ciencia de México.

El género Clusia fue descrito por Carl Linnaeus en el año de 1753, en su obra Species Plantarum —las especies de plantas—, y recibió ese nom­bre en honor al botánico francés Carolus Clusius (1526-1609). Sus especies se distribuyen en el continente americano desde el sur de Brasil hasta la Florida en los Estados Unidos, por lo que tienen distintos nombres comunes, entre ellos memelita, memela, rattan mexicano, copey o copeicillo y chunup. Las cerca de 300 especies descritas hasta ahora habitan en comunidades vegetales contrastantes de dunas costeras, hasta selvas altas. Casi todas son dioicas —los machos y las hembras germinan en indi­viduos diferentes—, con una morfología floral particular, fru­tos dehiscentes —el fruto abre espontáneamente para permi­tir la salida de las semillas— y presentan varias formas de vi­da, como los árboles, los ar­bus­tos, las hemiepífitas —árboles estranguladores—, las epífitas y las enredaderas.
 
En nuestro país, las especies de Clusia se encuentran desde la Península de Yucatán hasta Sinaloa. Aunque se desconoce el número exacto de especies y de su distribución, se tienen registros sobre su presencia en distintas comunidades vegetales: dunas costeras; selvas bajas ca­ducifolias, medianas sub-cadu­cifolias y sub-perennifolias y bajas inundables; bosques me­sófilos de montaña y de pino-encino.

Algunas especies pueden pasar de una forma de vida a otra. En ciertas ocasiones, sus semillas pueden germinar encima de la copa de un árbol; por lo tanto, en la primera fa­se de su ciclo de vida, la plan­ta se comporta como una especie epífita, pues no tiene contacto con el suelo. Conforme se desarrolla, logra que sus raíces se fijen en su hospe­dero para poder conectarse al suelo y obtener agua y nutrimentos; esta forma de vida se conoce como hemiepífita.

El cambio en la forma de vida es un caso particular del género, pero lo más peculiar surge cuando algunas plantas presentan dos tipos de fotosín­tesis: la fotosíntesis común o C3, y el metabolismo ácido de las crasuláceas en las distintas formas de vida —epífita o hemiepífita y árbol. Este hallazgo es uno de los aspectos relevantes desde que se descubrió esa ruta fotosintética en el género. No sólo porque nunca antes se había detectado en árboles, sino porque también se han encontrado es­pecies que comparten ambas rutas —especies intermedias—; es decir, pueden fijar el CO2 durante el día y la noche, lo que asegura mayor ga­nancia de carbono para produ­cir azúcares —energía— que si se usara una sola vía fo­to­sin­tética.
Ahora se sabe que, en las plantas que realizan el metabo­lismo ácido, los estomas —po­ros en las hojas donde se in­tercambia el CO2, el agua y el oxígeno— se encuentran ce­rrados durante el día, por lo que se produce una alta presión interna debida a los gases acumulados. Su presencia en Clusia provocó un giro de más de 180 grados en la visión sobre este modo de fotosíntesis. Antes de 1983 no había información sobre este metabolismo en árboles, situa­ción que se ha tratado de explorar en distintos niveles, tan­to con trabajos de campo, como de laboratorio. Todo ello refuerza la aportación que estos científicos mexicanos le proporcionaron a la ciencia.

La expresión de uno u otro tipo de fotosíntesis en este gé­nero está asociada con la forma de vida, pero sobre to­do con las condiciones am­bien­tales como la intensidad de luz, la disponibilidad de agua, los regímenes de temperatura día-noche, la magnitud de la presión del vapor de agua en la atmósfera y la cantidad de nutrimentos. Tam­bién se sabe que la edad de desarrollo de la planta y de la hoja pueden determinar la tran­sición de un tipo de fotosíntesis a otro, como sucede en Clusia uvitana. Hasta ahora, se han descrito muy pocas especies con fotosíntesis C3 dentro del género, las más re­portadas realizan el metabolis­mo ácido o son intermedias —con ambas rutas fotosintéticas— y creemos que aún hay muchas más con los dos tipos de fotosíntesis.
Como consecuencia de la fijación de CO2, las especies de Clusia producen ácido cítrico en cantidades superiores al ácido málico. Se sugiere que el primero está aso­ciado con la protección del aparato fotosintético en condiciones de alta radiación solar; sin em­bargo, aún faltan muchos estu­dios al respecto para explicar este fenómeno.

En Centroamérica, el gé­ne­ro Clusia se encuentra divi­dido en tres grandes grupos taxonómicos de acuerdo con la morfología de sus flores—debida a polinizadores y me­canismos de polinización. Recientemente, se reforzó esta teoría con un estudio filogené­tico mediante marcadores moleculares en especies distribuidas en las selvas de Panamá. Al comparar el tipo de fotosíntesis con cada uno de los grupos filogenéticos, se observó que las especies que realizan fotosíntesis C3 se agrupan aparte de las que rea­lizan la fotosíntesis de metabo­lismo ácido y las intermedias. Por lo tanto, existe un origen independiente para cada tipo de fotosíntesis en este gé­nero, lo que no se ha encontrado en otras familias de plantas con miembros con diversos tipos de fotosíntesis.

Todas estas caracterís­ti­cas conforman uno de los mo­de­los más interesantes para entender la evolución de las ru­tas fotosintéticas dentro de un grupo taxonómico. Por ello, no han cesado las investigaciones sobre Clusia desde la primera publicación sobre la fisiología de una especie de este género. Sin embargo, en nuestro país prácticamente no hay trabajos sobre aspectos taxonómicos, fisiológicos y ecológicos de un género que tiene una línea de investigación con mucho futuro. Lo más lamentable es que, aunque México fue pionero en el descubrimiento de uno de sus aspectos fisiológicos, aún no hay una línea de investigación dedicada a este recurso, que puede aprovecharse de distin­tas maneras. Un ejemplo es lo que se realiza con C. rosea en Puerto Rico, Costa Rica, Flo­rida y Cuba, donde se utili­za en la construcción y principal­mente como planta orna­men­tal, por la poca atención que requiere, ya que puede sobre­vivir varios meses sin agua; si­tuación que puede explicarse por el tipo de fotosíntesis y las estrategias evolutivas que le ayudan a tolerar la sequía.
Jesús Gustavo Vargas Soto y
José Luis Andrade
Unidad de Recursos Naturales,
Centro de Investigación Científica de Yucatán A.C.
Referencias bibliográficas
 
Stenberg L. S. L., I. P. Ting, D. Price y J. Hann. 1987. “Pho­tosynthesis in epiphytic and rooted Clusia rosea Jacq”, en Science, núm. 229, pp. 969-971.
Tinoco Ojanguren, C. y C. Vázquez Yanes. 1983. “Es­pecies CAM en la selva tropical húmeda de Los Tux­tlas, Veracruz“, en Boletín de la Soc. Bot. de México, núm. 40, pp. 150-153.
Vázquez Yanes, C. 1995. “Una historia de investiga­ción científica en plantas estranguladoras” en Ciencias, núm. 37, pp. 57-60.
Winter, K. y J. A. C. Smith (eds.). 1996. Crassula­cean acid metabolism. Biochemistry, Ecophysiology and Evolution. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, Nue­va York.
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como citar este artículo

Vargas Soto, Jesús Gustavo y Andrade, José Luis. (2006). Clusia en México, la historia de un exilio. Ciencias 83, julio-septiembre, 38-40. [En línea]
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