Comparative anatomy of leaflets of Zamia acuminata and Z. pseudomonticola (Zamiaceae) in Costa Rica

The genus Zamia is morphologically and ecologically the most diverse of the order Cycadales. Throughout its history this genus has been restricted to the New World and is presently almost entirely restricted to the Neotropics. Unusual anatomical traits of the leaflets, such as the sunken stomata and thick cuticle, are common in this and related genera. The objective of this research was to study and compare the leaflet anatomy of Zamia acuminata and Z. pseudomonticola and establish possible phylogenetic relationships between the anatomical traits and the near relatives of these species. The leaf material was obtained from living plants and then processed for electron microscopy study. We found that both species are very similar to each other and to Z. fairchildiana, and that they share several unusual traits with other species of the genus, such as the parenchyma morphology, the spatial distribution of tissues between the veins and the stomata morphology. The main differences between these species were seen in their fiber clusters and in the abundance of trichome basal cells on the epidermis. The anatomical similarities between the three species could be the result of their close phylogenetic relationship and the divergences between them could be the result of recent speciation during the Pleistocene, resulting from geological changes in Southern Costa Rica.

Zamia es morfológica y ecológicamente el género más diverso del orden Cycadales. Este género siempre ha estado restringido a América, pero en la actualidad habita principalmente en la región neotropical. Características anatómicas inusuales en los foliolos como los estomas hundidos y las cutículas gruesas son comunes en Zamia y géneros afines. El objetivo de este trabajo consiste en comparar la anatomía de los foliolos de Zamia acuminata y Z. pseudomonticola y establecer posibles relaciones filogenéticas entre las características anatómicas y los parientes cercanos de esta especie. Las hojas de las especies seleccionadas fueron obtenidas de plantas vivas y luego procesadas para el estudio por microscopía electrónica. Ambas especies son muy similares entre sí y respecto a Z. fairchildiana y comparten varias características en común con otras especies del género como son la morfología del parénquima, de los estomas y la distribución espacial de tejidos alrededor de las haces vasculares. Las diferencias más notables entre especies se vieron a nivel de sus paquetes de fibras y en la abundancia de células basales de los tricomas en la epidermis. Las similitudes anatómicas entre estas tres especies pueden ser el resultado de su cercanía filogenética y las diferencias podrían ser el resultado de especiación durante el Pleistoceno, producto de los eventos geológicos y cambios sucedidos en el sur de Costa Rica en esa época.

Aerial organ anatomy of Smilax syphilitica (Smilacaceae)

Smilax L. in Brazil is represented by 32 taxa and it is a taxonomically difficult genus because the plants are dioecious and show wide phenotypic variation. The analysis and use of leaf anatomy characters is recognized as a frequently successful taxonomic method to distinguish between individual taxon, when floral material is absent or minute differences in flowers and foliage exist such as in Smilax. The aim of this study was to characterize the anatomical features of the aerial organs in Smilax syphilitica collected from the Atlantic Rainforest, in Santa Teresa-ES and the Smilax aff. syphilitica from the Amazon Rainforest, in Manaus, Brazil. For this, a total of three samples of Smilax were collected per site. Sample leaves and stems were fixed with FAA 50, embedded in historesin, sectioned on a rotary microtome, stained and mounted in synthetic resin. Additionally, histochemical tests were performed and cuticle ornamentation was analyzed with standard scanning electron microscopy. S. syphilitica and S. aff. syphilitica differed in cuticle ornamentation, epidermal cell arrangement and wall thickness, stomata type and orientation, calcium oxalate crystal type, and position of stem thorns. Leaf blades of S. syphilitica from the Amazon Rainforest have a network of rounded ridges on both sides, while in S. aff. syphilitica, these ridges are parallel and the spaces between them are filled with numerous membranous platelets. Viewed from the front, the epidermal cells of S. syphilitica have sinuous walls (even more pronounced in samples from the Amazon); while in S. aff. syphilitica, these cells are also sinuous but elongated in the cross-section of the blade and arranged in parallel. Stomata of S. syphilitica are paracytic, whereas in S. aff. syphilitica, are both paracytic and anisocytic, and their polar axes are directed towards the mid-vein. Calcium oxalate crystals in S. syphilitica are prisms, whereas in S. aff. syphilitica, crystal sand. Thorns occur in nodes and internodes in S. syphilitica but only in internodes in S. aff. syphilitica. These features have proven to be of diagnostic value and may support a separation into two species, but future studies are needed to confirm that S. aff. syphilitica is indeed a new taxon.

Smilax L. en Brasil está representado por 32 táxones y es un género difícil en lo que respecta a su taxonomía porque las plantas son diocas y presentan mucha variación fenotípica. El análisis y uso de los caracteres anatómicos de la hoja es reconocido frecuentemente como un exitoso método taxonómico para distinguir entre los táxones individuales cuando las flores están ausentes o hay diminutas diferencias. El objetivo de este estudio fue caracterizar los rasgos anatómicos de los órganos aéreos en Smilax syphilitica recolectados en el Bosque Atlántico en Santa Teresa- ES y de Smilax aff. syphilitica del Amazonas, Manaus, Brasil. Un total de tres muestras fueron recolectadas por sitio. Las muestras fueron fijadas en FAA 50, sumergidas en historesina, seccionadas en un micrótomo rotatorio, teñidas y montadas en resina sintética. Se hicieron pruebas histoquímicas y la ornamentación de la cutícula fue analizada con microscopía electrónica de barrido estándar. S. syphilitica y difirieron en la ornamentación de la cutícula, la disposición de células epidérmicas y el grosor de la pared, tipo y orientación de estomas, tipo de cristal de oxalato de calcio y la posición de las espinas del tallo. Estas características han probado ser de valor diagnóstico y pueden apoyar la separación de dos especies, pero se necesitan futuros estudios para confirmar que S. S. aff. syphiliticaaff. syphilitica es un nuevo taxon.

Ultraestructura de la epidermis foliar de Zeugites (Poaceae: Panicoideae)

Leaf epidermis ultrastructure of Zeugites (Poaceae: Panicoideae). The genus Zeugites comprises eleven species of neotropical grasses and it is principally distributed in Mexico, with some species extending to the Caribbean region, Central and South America. In this work, leaf epidermis ultrastructure of 11 species is described by the use of scanning electron microscopy. At least three specimens per species, that included herbarium and collected specimens, were used. An identification key and specific descriptions are included, in which the distinctive epidermal features are highlighted. The taxonomic valuable characters found were the following: presence or absence of prickles and macrohairs, intercostals short cells form and silica body form. Based on leaf epidermis characteristics, Zeugites species can be arranged into three groups: (1) species that lack prickles (Z. americana, Z. mexicana, Z. pringlei, Z. munroana and Z. sagittata); and lack macro hairs, with the exception of Z. pringlei; (2) species that have prickles (Z. latifolia and Z. smilacifolia); (3) species that have both, prickles and macrohairs (Z. capillaris, Z. hackelii, Z. pittieri and Z. sylvatica). The morphological features of leaf epidermis, support the relationship between the tribes Centotheceae and Paniceae. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 557-568. Epub 2011 June 01.

El género Zeugites incluye once especies de pastos con distribución neotropical, en México, el Caribe, Centro y Sudamérica. En este trabajo se describe la epidermis foliar de las once especies, se utilizaron técnicas de microscopía electrónica de barrido y revisaron al menos tres especímenes de cada especie, algunas muestras proceden de ejemplares de herbario y otras fueron recolectadas por la primera autora. Se presenta una clave y descripciones para las especies del género, en las cuales se resaltan las características epidérmicas distintivas. Los caracteres que resultaron informativos, desde el punto de vista taxonómico fueron: la presencia o ausencia de aguijones y macropelos, la forma de las células cortas intercostales y la forma de los cuerpos de sílice. Con base en estas características, las especies de Zeugites se pueden separar en tres grupos: (1) especies que no presentan aguijones (Z. americana, Z. mexicana, Z. pringlei, Z. munroana y Z. sagittata) y que con excepción de Z. pringlei tampoco presentan macropelos; (2) especies que presentan sólo aguijones (Z. latifolia y Z. smilacifolia); y (3) especies que presentan aguijones y macropelos (Z. capillaris, Z. hackelii, Z pittieri y Z. sylvatica). Las características morfológicas de la epidermis foliar, sustentan la relación de las tribus Centotheceae y Paniceae.