Gametophyte morphology of Acrostichum aureum and A. danaeifolium (Pteridaceae) / Morfología del gametofito de Acrostichum aureum y Acrostichum danaeifolium (Pteridaceae)

ABSTRACT

Abstract Acrostichum is a pantropical genus and has four species, two of which occur in the Neotropics, A. aureum and A. danaeifolium. In Mexico, A. danaeifolium grows further in land wet soils and is much more common than A. aureum, which is typically found in brackish or saline habitats near the coast, and is restricted to coastal saline mangrove communities. The purpose of this paper was to describe and compare the morphogenesis of the sexual phase of A. aureum and A. danaeifolium for systematic purposes. For this, spores of each species were sown in Petri dishes with agar, previously enriched with sterilized Thompson's medium. To avoid contamination and dehydration, the dishes were kept in transparent plastic bags under laboratory conditions. For the micro-morphological observation with SEM, the gametophyte development phases were fixed in FAA with 0.8 % sucrose for 24 h. Photomicrographs of spores, development stages of gametophytes and young sporophytes were observed with scanning electron microscope. Our results showed that the spores of both species are triletes, globose and positive photoblastic. Germination is Vittaria-type; the germinate filaments are short and uniseriate (5 to 7 cells), and prothallial development is Ceratopteris-type. The adult gametophytes of both species have asymmetrical wings. Adult gametophytes in culture are cordiform-spatulate. Antheridia have a broad basal cell, an annular cell, and an asymmetric opercular cell. Archegonia have short necks and four triangular cells at the mouth of the neck. The first leaf of the sporophyte is lobed, with dichotomous veins and anomocytic stomata. The gemmae are formed in adult gametophytes in both species. The development of the gametophyte of A. aureum, A. danaeifolium and A. speciosum share many similarities such as the development of a lateral meristem, asymmetric nature of the mature prothallus, lack of hairs on the prothallus, and undivided asymmetrical opercular antheridia morphology. The genus Acrostichum is the sister group of Ceratopteris, another genus of aquatic ferns; they differ in the antheridium morphology, Acrostichum has an asymmetric opercular cell and Ceratopteris shows an undivided cap cell, but the notable difference is the sporophyte morphology. Rev. Biol. Trop. 66(1) 178-188. Epub 2018 March 01.

RESUMEN

Resumen Acrostichum es pantropical y tiene cuatro especies dos de las cuáles ocurren en el Neotrópico, A. aureum y A. danaeifolium. El género se encuentra típicamente en hábitats salobres o salinos cerca de la costa. También puede crecer más lejos en tierra en suelos húmedos. Acrostichum aureum está restringido a las comunidades de manglares salinos costeros. A. danaeifolium es mucho más común que A. aureum en México. El propósito de este trabajo es describir y comparar la morfogénesis de la fase sexual de A. aureum y A. danaeifolium. Las esporas de cada especie fueron sembradas en cajas de Petri, en agar previamente enriquecido con medio de Thompson esterilizado. Para evitar la contaminación y la deshidratación, las cajas se mantuvieron dentro de bolsas de plástico transparentes en condiciones de laboratorio. Para la observación micro-morfológica con el MEB, las fases de desarrollo del gametofito se fijaron en FAA con sacarosa al 0.8 % durante 24 h. Se observaron las esporas, fases de desarrollo de gametofitos y esporofitos jóvenes con un microscopio electrónico de barrido. Las esporas de ambas especies son triletes, globosas y fotoblásticas positivas. La germinación es tipo-Vittaria, los filamentos germinativos son cortos y uniseriados (5 a 7 células) y el desarrollo protálico es de tipo-Ceratopteris. Los gametofitos de ambas especies tienen alas asimétricas. Los gametofitos adultos en cultivo son cordiforme-espatulados. Los anteridios tienen una célula basal amplia, una célula anular y una célula opercular asimétrica. Los arquegonios tienen cuellos cortos y cuatro células triangulares en la boca del cuello. La primera hoja del esporofito es lobulada, con venación dicotómica y estomas anomocíticos. Las yemas se forman en gametofitos adultos en ambas especies. El desarrollo del gametofito de A. aureum, A. danaeifolium y A. speciosum comparten características tales como el desarrollo de un meristemo lateral, el protalo maduro de naturaleza asimétrica, ausencia de pelos en el protalo y anteridio con célula opercular asimétrica no dividida. Acrostichum es el grupo hermano de Ceratopteris, otro género de helecho acuático, que difieren en la morfología del anteridio, Acrostichum tiene una célula opercular asimétrica y Ceratopteris muestran una célula opercular no dividida.