Anatomía foliar comparada y sistemática del clado-Trichocentrum con énfasis en Cohniella Asparagales: Orchidaceae / Comparative foliar anatomy and systematics of the Trichocentrum-clade with emphasis in Cohniella Asparagales: Orchidaceae

The genera Cohniella, Lophiarella, Lophiaris, and Trichocentrum are included in the Trichocentrum-clade. These genera are distributed from Florida and Northern Mexico to Southern Brazil and Northern Argentina, growing in tropical deciduous forests or tropical rain forests and thorn scrub forests to pine-oak forest, from sea level to 1 700m. The leaf anatomical structure of 23 members of the Trichocentrum-clade was explored as a source of taxonomic and phylogenetic characters. A total of 11 species of Cohniella, three species of Lophiarella, seven species of Lophiaris, two species of Trichocentrum, and other four species were included as outgroup. Anatomical characters were studied by cross sections and paradermic observations of the middle portion of fresh leaves. Although anatomical characters were fairly homogeneous throughout the clade, twelve vegetative anatomical, phylogenetically informative characters were selected and coded for an analysis that was performed using an exhaustive search implicit enumeration implemented through TNT. The strict consensus of 2 692 most parsimonious trees resulted in a poorly resolved polytomy, which however recovers the Trichocentrum-clade with a monophyletic, strongly supported Cohniella nested within it with unifacial leaves and the presence of cellular inclusions in the epidermis as synapomorphies. We concluded that the anatomy characters alone are insufficient to assess the relationships amongst the genera of the Trichocentrum-clade. However, the two synapomorphies recovered for Cohniella strongly support its monophyly when these are analyzed in conjunction with other data sources e.g., molecular and morphological characters.

El clado-Trichocentrum incluye los géneros Cohniella, Lophiarella, Lophiaris y Trichocentrum s.s. Estos géneros se distribuyen desde Florida y el Norte de México hasta el Sur de Brasil y Norte de Argentina, creciendo desde bosques caducifolios, bosques húmedos tropicales hasta matorrales espinosos y bosques de pino-encino, desde el nivel del mar hasta los 1 700m. En este estudio se exploró el valor taxonómico y filogenético de la estructura anatómica de las hojas de 23 especies del clado-Trichocentrum, repartidos en 11 especies de Cohniella, tres de Lophiarella, siete de Lophiaris y dos de Trichocentrum s.s., y de otras cuatro especies incluidas como grupo externo. Se realizaron secciones transversales y observaciones paradérmicas de la porción media de hojas frescas para el estudio de los caracteres anatómicos. Doce caracteres anatómico foliares fueron seleccionados y codificados para el análisis filogenético que se realizó mediante el uso de una búsqueda exhaustiva enumeración implícita con el programa TNT. El consenso estricto de 2 692 árboles más parsimoniosos dio lugar a una politomía que recupera dentro del clado-Trichocentrum a Cohniella como un clado monofilético fuertemente apoyado con sinapomorfías de las hojas unifaciales y la presencia de inclusiones celulares en la epidermis.

Anatomía foliar comparada y relaciones filogenéticas de 11 especies de Laeliinae con énfasis en Brassavola (Orchidaceae)

Comparative leaf anatomy and phylogenetic relationships of 11 species of Laeliinae with emphasis on Brassavola (Orchidaceae). Brassavola inhabits a wide altitude range and habitat types from Northern Mexico to Northern Argentina. Classification schemes in plants have normally used vegetative and floral characters, but when species are very similar, as in this genus, conflicts arise in species delimitation, and alternative methods should be applied. In this study we explored the taxonomic and phylogenetic value of the anatomical structure of leaves in Brassavola; as ingroup, seven species of Brassavola were considered, and as an outgroup Guarianthe skinneri, Laelia anceps, Rhyncholaelia digbyana and Rhyncholaelia glauca were evaluated. Leaf anatomical characters were studied in freehand cross sections of the middle portion with a light microscope. Ten vegetative anatomical characters were selected and coded for the phylogenetic analysis. Phylogenetic reconstruction was carried out under maximum parsimony using the program NONA through WinClada. Overall, Brassavola species reveal a wide variety of anatomical characters, many of them associated with xeromorphic plants: thick cuticle, hypodermis and cells of the mesophyll with spiral thickenings in the secondary wall. Moreover, mesophyll is either homogeneous or heterogeneous, often with extravascular bundles of fibers near the epidermis at both terete and flat leaves. All vascular bundles are collateral, arranged in more than one row in the mesophyll. The phylogenetic analysis did not resolve internal relationships of the genus; we obtained a polytomy, indicating that the anatomical characters by themselves have little phylogenetic value in Brassavola. We concluded that few anatomical characters are phylogenetically important; however, they would provide more support to elucidate the phylogenetic relantionships in the Orchidaceae and other plant groups if they are used in conjunction with morphological and/or molecular characters. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1047-1059. Epub 2011 September 01.

Brassavola crece en un amplio rango altitudinal y de tipos de hábitat desde el Norte de México hasta el Norte de Argentina. En los sistemas de clasificación de las plantas se utilizan normalmente caracteres vegetativos y florales, pero cuando las especies son muy similares, como es el caso de este género, los conflictos surgen en la delimitación de las especies, por lo tanto deben ser aplicados métodos alternativos de identificación. En este trabajo se exploró el valor taxonómico y filogenético de la estructura anatómica de las hojas de Brassavola, se consideró como grupo interno a siete especies de este género y como grupo externo a Guarianthe skinneri, Laelia anceps, Rhyncholaelia digbyana y Rhyncholaelia glauca. Entonces se realizaron secciones transversales de hojas frescas para el estudio de los caracteres anatómicos. Diez caracteres anatómicosvegetativos fueron seleccionados y codificados para el análisis filogenético. La reconstrucción filogenética se llevó a cabo bajo el principio de máxima parsimonia utilizando el programa NONA a través de WinClada. Todas las especies son anatómicamente similares, no obstante, difieren en algunos rasgos como presencia o no: de papilas epidérmicas, de hipodermis, de células con engrosamientos espiralados en la pared secundaria de las células del mesofilo, de inclusiones cristalinas; además en el tipo de hoja de acuerdo al arreglo del mesofilo; en la organización de los haces vasculares y de los paquetes de fibras extravasculares. En el árbol de consenso estricto se obtuvo una politomía. Asimismo, fue evidente que los caracteres anatómicos analizados son filogenéticamente poco informativos; sin embargo, en conjunción con caracteres morfológicos y/o moleculares, podrían dilucidar las relaciones filogenéticas.