RESUMO
ResumenLos helechos y licófitas son un grupo de plantas vasculares de interés para entender la evolución de las interacciones micorrízicas y su preservación es de relevancia por sus múltiples interacciones ecológicas. El registro de los diferentes grupos taxonómicos de hongos asociados a helechos y licófitas se encuentra fragmentado y el criterio para su diagnóstico inconsistente, lo que dificulta el entendimiento y la determinación del estatus micorrízico. El objetivo del presente trabajo fue conocer el porcentaje de especies de helechos y licófitas que tiene distribución en México de las que se tiene información sobre hongos endomicorrízicos. Se integró un listado de la presencia de hongos micorrízicos arbusculares (HMA), Mucoromycotina y hongos septados oscuros (HSO) asociados a helechos y licófitas, a través de una búsqueda exhaustiva de información. En este trabajo se consideró una especie micorrízica arbuscular, por los arbúsculos, para diferenciarla de la colonización por hifas, vesículas u ovillos. El estudio generó un listado de ocurrencia de interacciones endomicorrízicas en 27 familias, 61 géneros y 137 especies de helechos y licófitas, que representa el 13.37 % de las especies, 91 % de los géneros y 77 % de las familias registradas para México. El 78.1 % de las especies presentó colonización por hongos, el 56.2 % fueron por HMA, el 8.9 % solo presentó colonización por hifas, vesículas o coils, el 21.8 % fue por HSO y el 1. 4 % por hongos Mucoromycotina. Del total de especies, la mayor presencia de colonización se presentó en especies terrestres 76.59 %, saxícolas 33.33 %, acuáticas 20 % y epífitas con 6.25 %. Las familias de helechos y licófitas con mayor número de especies colonizadas fueron: Pteridaceae, Polypodiaceae, Aspleniaceae y Dryopteridaceae. El presente trabajo muestra que la asociación de HMA y HSO es la más ampliamente distribuida en las familias y especies de helechos y licófitas. Surge la necesidad de incluir a los helechos y licófitas en los estudios de interacciones endomicorrízicas ya que únicamente 28 especies (20 %) fueron estudiadas en ecosistemas de México. La mayoría de los estudios se enfocan en la fase esporofítica (80 %). Sin embargo, para entender el papel que juegan las micorrizas en el establecimiento de helechos y licófitas se requiere incluir a la fase gametofítica, así como estudios de ecología, biología molecular, así como trabajos experimentales de fisiología. La información presentada es de relevancia para implementar estrategias alternativas de conservación, debido a que muchas especies de helechos y licófitas requieren de la asociación micorrízica para su crecimiento y supervivencia.
AbstractFerns and lycophytes are a group of vascular plants of interest to understand the evolution of mycorrhizal interactions; their preservation is of relevance for their multiple ecological relations. The record of different taxonomic groups of fungi associated with ferns and lycophytes is fragmentary, and the criteria for it identification is inconsistent, which hinders the understanding and determination of mycorrhizal status. The aim of this study was to determine the percentage of the species of ferns and lycophytes with distribution in Mexico, and with information of fungal interactions. A checklist of the presence of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), Mucoromycotina and dark septate fungi (DSF) associated with ferns and lycophytes was integrated through an exhaustive global literature search. In this study, mycorrhizal species was considered by the presence of arbuscules to differentiate with hyphal, vesicular and coils colonization. The study gathered a checklist of mycorrhizal occurrences of 27 families, 61 genus and 137 species of ferns and lycophytes, which covers 13.4 % of the species, 91 % of the genus and 77 % of the families distributed in Mexico. The 78.1 % of the species showed colonization, 56.2 % by AMF, 29.9 % by DSF and 0.72 % by Mucoromycotina fungi. From the total of the species, the higher presences of colonization were in terrestrial, epiphytic, saxicolous, and aquatic plants with 76.6 %, 33.3 %, 20 %, and 6.3 %, respectively. The families of ferns and lycophytes with the higher number of species colonized were Pteridaceae, Polypodiaceae, Aspleniaceae and Dryopteridaceae. The present study showed the widespread associations of AMF and DSF in ferns and lycophytes of Mexico. It is urgently needed to include ferns and lycophytes in studies focused on endomycorhizal interactions, since only 28 species (28 %) were studied in Mexican ecosystems. The majority of studies were focused on sporophytic face (80 %). Nonetheless, to understand the role that plays the mycorrhiza in the establishment of ferns and lycophytes, it is necessary to include the gametophytic face in ecological, molecular and physiological experimental studies. This information is important to implement conservation strategies, because a considerable number of ferns and lycophytes species, depend on these mycorrhizal associations for their growth and survival. Rev. Biol. Trop. 65 (3): 1062-1081. Epub 2017 September 01.
RESUMO
Alsophila firma is a tree fern that is distributed mainly in tropical montane cloud forest (TMCF) and is considered as a threatened species. Arbuscular mycorrrhizal fungi (AMF) have been proposed as an alternative in rescue programs of endangered species. However, our knowledge about diversity of AMF and mycorrhizal status of the species of TMCF is limited. In Mexico TMCF shows different degrees of conservation because of fragmentation and land use change. In this study, we evaluated the level of colonization, richness and abundances of spores of AMF in three fragments with different conservation status: conserved (100 years), secondary vegetation (17 years) and disturbed. For this, soil samples and roots were collected from five individuals of A. firma per site, with at least 100m away from each other; a total of 100cm of roots were analysed per site. Root samples showed AMF and occasionally dark septate fungi (DSF) colonizations. For the overall study, 19 species of AMF were recorded: Gigaspora (7), Acaulospora (4), Glomus (4), Funneliformis (2), Sclerocystis (1) and Scutellospora (1). The dominant species in the three sites were Funneliformis geosporum and Acaulospora scrobiculata. The highest diversity (H’) and evenness (J’) (p<0.05) were found in the conserved site (H’=1.7, J’=0.66), when compared to the secondary vegetation (H’=1.5, J’=0.61), and the disturbed site (H’=0.74, J’=0.41). Statistical analysis showed that the AMF degree of colonization was significantly higher (p<0.05) in the conserved site; although, the disturbed site showed low richness and abundances of AMF, the degree of root colonization did not differ statistically (p<0.05) with the secondary vegetation site. Chao2 (Richness estimation model) showed that the number of analysed samples were sufficient to represent the structure of the AMF communities with values >90%. The present study confirmed that A. firma is a mycorrhizal species that exhibits high levels of colonization even in disturbed sites. We suggest that F. geosporum and A. scrobiculata may have the potential to inoculate the gametophyte and young sporophyte of A. firma, to support restoration programs, because of their abundances and high tolerance to disturbed sites.
Alsophila firma es un helecho arborescente que crece principalmente en bosque mesófilo de montaña (BMM) y se encuentra en la categoría de riesgo. Los hongos mico- rrízicos arbusculares (HMA) se han propuesto como una alternativa para programas de recuperación de especies nativas en peligro. Sin embargo, sabemos poco sobre la diversidad de HMA y del estatus micorrízico de las espe- cies vegetales del BMM. En México el BMM presenta diferentes grados de conservación debido a la fragmentación y el cambio de uso de suelo. Se evaluó el grado de colonización, riqueza y abundancia de esporas de los HMA presentes en fragmentos de BMM con diferente historia de manejo: conservado (100 años), en recuperación (17 años) y alterado. Se estudiaron muestras de suelo y raíces toma- das de 5 individuos de A. firma por cada sitio, con al menos 100m de distancia entre individuos. Se analizaron en total 100cm de raíz por cada sitio. Las muestras de raíz presentaron colonización principalmente de HMA y ocasionalmente por hongos septados oscuros (HSO). Se encontraron 19 especies: Gigaspora (7), Acaulospora (4), Glomus (4), Funneliformis (2), Sclerocystis (1) y Scutellospora (1). Las especies dominantes en los tres sitios fueron Funneliformis geosporum y Acaulospora scrobiculata. La mayor diversidad (H’) y equitatividad (J’) (p<0.05) se presentaron en el sitio conservado (H’=1.7; J’ 0.66) con respecto al sitio en recuperación (H’=1.5, J’ 0.61) y alterado (H’=0.74, J’=0.41). Los niveles de colonización micorrízica total de raíz fueron estadísticamente mayores (p<0.05) en el sitio conservado. Aunque el sitio alterado presenta una baja riqueza y abundancia de HMA la colonización micorrízica total de raíz no fue estadísticamente diferente (p<0.05) respecto al sitio en recuperación. El estimador Chao2 indica que las muestras analizadas reflejan la estructura general de la comunidad de HMA con valores superiores al 93%. El presente estudio confirma que A. firma es una especie micorrízica con altos niveles de colonización incluso en sitios alterados. Se sugiere que las especies F. geosporum y A. scrobiculata por su alta tolerancia a sitios alterados pueden tener potencial para inocular gametofitos y esporofitos de A. firma para incrementar la supervivencia en programas de restauración.