CONSERVANT ESPORES DE FALGUERES

Els ecosistemes on viuen les falgueres són molt sensibles a l'activitat humana i les variacions en el clima. La seua conservació està en mans del treball de camp i els bancs de germoplasma.

Les falgueres formen part del segon grup més important de plantes vasculars, els pteridòfits, amb aproximadament 12.000 espècies i una característica principal, posseir un cicle de vida que presenta alternança de generacions independents, una asexual o esporofítica i una sexual o gametofítica.

 

HELECHOS3

Generació asexual, esporòfit

 

La diversitat i la conservació de les falgueres depenen de l'estat dels ecosistemes on es troben, però lamentablement aquests ecosistemes són particularment sensibles a la degradació principalment causada per l'activitat humana. Els afecten les activitats agrícola-ramaderes, la desforestació, els incendis, el desenvolupament d'infraestructures, a més de l'extracció de flora per a la seua comercialització i les fluctuacions climàtiques, principalment la sequera. Tot açò porta amb ell la dràstica disminució de les poblacions de falgueres.

 

HELECHOS4

Generació sexual, gametòfit


Per aquesta raó, biòlegs, botànics i ecòlegs canalitzen els seus esforços per mantenir reserves ecològiques i àrees protegides, i posar en pràctica mètodes de conservació in situ, és a dir, dins del seu hàbitat natural. Una mesura complementària és la conservació ex situ, que preserva germoplasma en el laboratori i proporciona plantes per a la seua reintroducció en el medi silvestre o per a col·leccions vives que s'utilitzen en investigació i educació. A causa d'aquesta necessitat, algunes institucions i jardins botànics al voltant del món han creat bancs d'espores de falgueres, entre els quals destaca el del Jardí Botànic de la Universitat de València.


Conservació ex situ

Les falgueres es conreen i propaguen principalment a través de la germinació de les espores, que són estructures de reproducció asexual, microscòpiques i unicel·lulars, i de les quals en les falgueres existeixen dos tipus en funció del seu color: clorofíl·liques, verdes, i no clorofíl·liques, les d’un altre color.

 

HELECHOS1

Els característics soros són agrupacions d'esporangis, les estructures en forma de sacs que contenen les espores  

 

La viabilitat de les espores, la seua capacitat de dur a terme una germinació amb èxit, és un factor bàsic per a l'establiment de les falgueres en el seu hàbitat natural, i està controlada per factors intrínsecs com genotip, edat i tipus de reserves, i extrínsecs com pH, temperatura, humitat, llum, o competidors.

Així, les espores viables poden ser germinades i els gametòfits conreats a través d'una varietat de mètodes establerts; no obstant açò, mètodes que mantenen la viabilitat de les espores recentment collides durant l'emmagatzematge són menys coneguts. Els bancs d'espores de falgueres, anàlegs als bancs de llavors d'angiospermes, són una eina promissòria de la conservació ex situ, perquè grans quantitats de germoplasma amb alta variació genètica pot ser conservat en un espai menut amb baix cost econòmic i tècnic.

 

HELECHOS7

Cultiu de gametòfits

 
El més important perquè l'emmagatzematge de les espores tinga èxit és l'elecció de les condicions en les quals seran mantingudes. Per a açò és fonamental prendre en consideració els requeriments ecològics de l'espècie, ja que, per exemple, és improbable que espècies que viuen en zones tropicals requerisquen les mateixes condicions que les espècies que viuen en el desert, o que espècies epífites i terrestres puguen mantenir-se en condicions similars. Per tant, els requeriments ecològics de l'espècie determinaran en gran mesurada la viabilitat de les espores enfront de la dessecació i l'emmagatzematge.

També cal saber que la majoria de les falgueres posseeix espores no verdes o no clorofíl·liques, amb una germinació que oscil·la entre 5 i 15 dies, i poden mantenir-se viables uns tres anys, depenent de l'espècie. D'altra banda les espores verdes, que contenen cloroplasts, exhibeixen certa tendència cap a una germinació més ràpida i una viabilitat mes curta.


Conservació a llarg termini. Per què moren les espores?

Per a la majoria de les espècies de falgueres es desconeix quins són les condicions òptimes d'emmagatzematge i la longevitat potencial d'espores. Els primers estudis que es van realitzar en relació a l'emmagatzematge les van classificar de la mateixa manera que les llavors, és a dir, en ortodoxes i recalcitrants.

 

HELECHOS13

Espores clorofíl·líques (Osmunda regalis) a l'esquerra, espores no clorofíl·líques (Phyllitis scolopendrium) a la dreta

 

En la categoria d'ortodoxes es van incloure les espores no clorofíl·liques que, en general, mantenen millor la seua viabilitat en ser conservades amb baixos continguts d'aigua i baixes temperatures. Les verdes o clorofíl·liques es van classificar com recalcitrants, és a dir, que no sobreviuen quan el seu contingut d’aigua descendeix d'un determinat valor. No obstant açò, estudis recents indiquen que les espores d'algunes espècies han de classificar-se com a intermèdies, ja que a pesar que són tolerants amb cert grau de dessecació, no ho són tant amb temperatures de congelació si estan dessecades.

 

Per a conservar espores ex situ, podem valer-nos de la seua capacitat per a romandre latents, mantenint-les en ambients que impedisquen la seua germinació, per exemple, en inbibició però en absència de llum i a baixa temperatura, imitant al banc d'espores del sòl. Diversos autors han conclòs que aquest tipus d'emmagatzematge humit és el més adequat per a conservar espores a curt termini, ja siga per a l'obtenció de gametòfits per a experimentació o de plantes, ja que és simple, barat i efectiu. No obstant açò es creu que el manteniment de la viabilitat es produeix per reparació cel·lular contínua, la qual cosa presumiblement acaba per esgotar les reserves de l'espora perjudicant la seua viabilitat a mig i llarg termini.

 

HELECHOS8

Espora germinada. Fase inicial del gametofito

 

Una altra tècnica a curt i mig termini és la conservació seca entre -25°C i 4°C. Malgrat ser la tècnica més tradicional per a emmagatzemar espores, diversos estudis indiquen que no és la ideal per a la conservació a llarg termini, i fins i tot s'ha considerat la congelació a -25ºC com un mètode nociu per a algunes espècies de falgueres. D'altra banda, la refrigeració de les espores a 4°C o 5ºC sembla un bon mètode de conservació sense que els afecte significativament a la seua viabilitat fins a, almenys, 12 mesos. A partir d'aquest temps la viabilitat de les espores disminueix i s'accentuen els efectes negatius sobre el desenvolupament del gametòfit.

 

Quant a la conservació a llarg termini, hem d'estudiar en quines condicions moren les espores i que factors els afecten. Durant el seu emmagatzematge pateixen un procés de deterioració que disminueix la seua longevitat o el temps que poden mantenir-se viables baix determinades condicions ambientals. Aquest envelliment produeix degradació de les membranes cel·lulars i la pèrdua de soluts; posteriorment disminueix la producció d'energia i es redueixen els processos de respiració i biosíntesi. Efectes que influeixen en la reducció del creixement i desenvolupament de les plàntules, augmentant la susceptibilitat a infeccions, el percentatge de plàntules anormals i la pèrdua de viabilitat.

HELECHOS10

L'anteridi, òrgan sexual masculí alliberant els espermatozoides o gàmetes masculins. Estudiant la capacitat reproductora de les falgueres

HELECHOS11

Arquegonis, òrgan reproductor femení. Estudiant la capacitat reproductora de les falgueres

 

Per a evitar que l'envelliment afecte la viabilitat de les espores de falgueres emmagatzemades en el banc de germoplasma, és fonamental investigar la fisiologia del seu envelliment i així comprendre millor els processos intracel·lulars, ja que aquests determinen la longevitat i les respostes a les condicions externes. Així en el laboratori les espores se sotmeten a condicions d'envelliment accelerat, és a dir, a condicions d'alta humitat relativa i alta temperatura, per a saber com es veuen afectades per les condicions adverses i conèixer les condicions de temperatura i contingut d'aigua ideals per al seu òptim manteniment.

Enfront dels prometedors resultats obtinguts en emmagatzemar espores de falgueres a temperatures d’ultracongelació mitjançant nitrogen líquid (-196ºC) o la criocongelació (-80°C), en l'actualitat es considera que la criopreservació és la tècnica més apropiada per a conservar la viabilitat de les espores a llarg termini, ja que és un mètode senzill, eficaç i apte per a un rang més ampli d'espècies.

 

HELECHOS5

Criovials per a la conservació d'espores

 

Però la determinació de la vida útil de les espores en l'emmagatzematge és tot un repte per als investigadors, encara ha de ser provada en moltes espècies una àmplia gamma de tècniques d'emmagatzematge, incloent emmagatzematge sec, humit, en foscor, en un rang de temperatures diferents que van des de temperatura ambient fins a criocongelació, i amb diferents continguts d'aigua dins de les espores, que va des de la ultradessecació fins a la hidratació total. També és important destacar que la viabilitat de les col·leccions emmagatzemades ha de ser contínuament supervisada ja que les espores no mostren signes externs visibles de reducció d'aquesta, la qual cosa només pot determinar-se a través de proves periòdiques en el laboratori.

Marcia Martínez

Enginyer Agrònom i Llicenciada en Ciències Agropecuàries per la Universitat del Mar (Xile), amb un master en Conservació i Evolució, especialitat Biodiversitat i Conservació Vegetal, de la Universitat de València.

Mitjà