Dormancia fisiológica en semillas de Thespesia cubensis (Malvaceae), árbol endémico y en peligro de extinción de Cuba

Sitio de recolecta y material vegetal

La recolecta se realizó en mayo de 2021 en cayo Conuco, ubicado a 5 km al noroeste de Caibarién, provincia Villa Clara, Cuba (22°32’32” lat. N, 79°29’6” long. W), en áreas de interior de bosque siempreverde micrófilo y muy próximo a la línea de costa en su porción norte. El clima del sitio es subtropical y estacionalmente húmedo, con una época lluviosa que se extiende de mayo a octubre y un período seco de noviembre a abril, este último se corresponde con las temperaturas más bajas para Cuba (Borhidi,1996Borhidi A. 1996. Phytogeography and vegetation ecology of Cuba. Akadémiai Kiadó, Budapest.; Alcolado et al., 1999Alcolado PM, García EE, Espinosa N. 1999. Protec ción de la biodiversidad y desarrollo sostenible en el Ecosistema Sabana-Camagüey. Proyecto PNUD/GEF Sabana-Camagüey CUB/92/G31. CESYTA S.L., Madrid.). La zona tiene un régimen de lluvia anual de 1303.0 mm y una temperatura media anual de 25.3ºC, con valores de temperatura máxima del mes más cálido de 31.9ºC y temperatura mínima del mes más frío de 18.4ºC según el WorldClim 2 (Fick y Hijmans, 2017Fick SE, Hijmans RJ. 2017. WorldClim 2: new 1-km spatial resolution climate surfacesfor global land areas. International Journal of Climatology. 37: 4302-4315.; http://worldclim.org/version2). Dichas variables ambientales fueron muy similares a datos climáticos históricos informados para cayos de Cuba, donde prevalece humedad insuficiente e inestable y muy alta evaporación (Salinas, 1986Salinas E. 1986. Características de la naturaleza y los paisajes de Cuba. Estudios Geográficos. 57: 201-218.). Las semillas se obtuvieron de frutos maduros sobre las plantas madres, a partir de 18 árboles adultos con ayuda de una vara telescópica, o bien de frutos cerrados recién caídos al suelo. Todos los frutos se mezclaron en un lote único. Los ensayos se realizaron inmediatamente después de la recolecta. En cada caso las muestras de frutos o semillas se tomaron al azar.

La especie

Thespesia cubensis es un árbol que puede alcanzar los 17 m de alto, con tronco de hasta 80 cm de diámetro (Fig. 1A). Este árbol presenta hojas todo el año (i.e., perennifolio) y florece durante los meses de noviembre a marzo (Areces-Berazaín y Fryxell, 2007Areces-Berazaín F, Fryxell PA. 2007. Malvaceae. En: Greuter W, Rankin R. (eds.), Flora de la República de Cuba, Serie A: Plantas Vasculares, 1-228. A. R. Gantner Verlag KG, Liechtenstein.; Faife-Cabrera et al., 2020aAreces-Berazaín F, Ackerman JD. 2016. Phylogenetics, delimitation and historical biogeography of the pantropical tree genus Thespesia (Malvaceae, Gossypieae). Botanical Journal of the Linnean Society. 181: 171-198.). Su madera ha sido explotada para varios tipos de construcciones y muebles, debido a que es de corazón pardo rojizo oscuro, es medianamente dura, pesada y resistente al agua (Fors, 1975Fors AJ. 1975. Maderas cubanas. Editorial Pueblo y Educación, La Habana.; Areces y Fryxell, 2007Areces-Berazaín F, Fryxell PA. 2007. Malvaceae. En: Greuter W, Rankin R. (eds.), Flora de la República de Cuba, Serie A: Plantas Vasculares, 1-228. A. R. Gantner Verlag KG, Liechtenstein.). En la actualidad, a pesar de su escasez, aún se utilizada por los pescadores para la confección de remos (M. Faife-Cabrera, observaciones personales). Thespesia pertenece a la tribu Gossypieae con tres especies endémicas de las Antillas Mayores (norte del Caribe). Además de T. cubensis, aparecen en la región del Caribe T. beatensis (Urb.) Fryxell en la República Dominicana y T. grandiflora DC. en Puerto Rico (Areces-Berazaín-Ackerman, 2016Areces-Berazaín F, Ackerman JD. 2016. Phylogenetics, delimitation and historical biogeography of the pantropical tree genus Thespesia (Malvaceae, Gossypieae). Botanical Journal of the Linnean Society. 181: 171-198.; 2020Areces-Berazaín F, Ackerman JD. 2020. A revision of Thespesia and allied genera in Tribe Gossypieae (Malvaceae-Malvoideae). Brittonia. 72. 62-110.).

Caracterización de frutos y semillas

Se tomaron 30 frutos cerrados a los que se le midió su largo, diámetro mayor y cantidad de semillas por unidad. A 25 semillas se le tomó su longitud, ancho y grosor, y con estos valores se calculó el índice de la varianza de las dimensiones seminales según el método propuesto por Thompson et al. (1993Thompson K, Band SR, Hodgson JG. 1993. Seed size and shape predict persistence in soil. Functional Ecology. 7: 236-241.). Previo al cálculo de la varianza, cada valor de dimensión seminal se dividió entre el valor de la longitud, así la longitud es igual a la unidad. De esta forma, una semilla esférica presentará un valor de varianza de 0, mientras que en una alargada o achatada, su varianza puede ser hasta 0.33. A las semillas también se les determinó su masa fresca y seca total, el contenido de humedad inicial, la masa seminal de las reservas (embrión y endospermo) y de las cubiertas. La masa fresca de las semillas se determinó mediante el pesaje en una balanza Sartorius con precisión10^-4g. La masa seca de las semillas y su contenido de humedad inicial se establecieron por el método de secado a baja temperatura constante (103 ± 2ºC durante 17 horas), a partir de las normas del ISTA (2007)ISTA (International Seed Testing Association). 2007. International rules for seed testing. Bassersdorf, Suiza.. Estas variables se calcularon individualmente para cada semilla en una muestra de 30 semillas. Para calcular la asignación de la masa a las estructuras de cubiertas, o bien a los tejidos de reservas (embrión/endospermo) se dividió cada valor o componente seminal entre la masa seca total de la semilla (Sánchez et al., 2009Sánchez JA, Muñoz BC, Montejo LA. 2009. Rasgos de semillas de árboles en un bosque siempreverde tropical de la Sierra del Rosario, Cuba. Pastos y Forrajes. 32: 141-164.). Los valores de ambas fracciones se multiplicaron por 100 para facilitar la interpretación de los datos.

La descripción del tipo de embrión se realizó con base a la morfología (forma) y grado de desarrollo del mismo (tamaño) mediante la relación largo del embrión con respecto al largo interno de la semilla (E/S), tal como proponen Baskin y Baskin (2007)Baskin CC, Baskin JM. 2007. A revision of Martin’s seed classification system, with particular reference to his dwarf-seed type. Seed Science Research. 17: 11-20.. Para este propósito se utilizó una muestra de 30 semillas a las que se les realizaron cortes longitudinales con un bisturí quirúrgico. De acuerdo con dichos autores, se considera que una semilla presentó embrión totalmente desarrollado cuando ocupó más de 50% de la cavidad seminal (E/S>0.5). Todas las mediciones de frutos, semillas y embriones se realizaron con un pie de rey Mitutuyo con error de 0.02 mm de precisión.

Viabilidad inicial y prueba de imbibición

La determinación de la viabilidad inicial de las semillas se realizó por una prueba de corte. Para ello, se seleccionaron 50 semillas a las que se les realizaron cortes longitudinales para verificar si contenían un embrión firme (semillas vivas), o bien un embrión suave o gris, indicativo de no viabilidad (semillas muertas) (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.). Para probar la permeabilidad al agua de las cubiertas seminales se midió el incremento en masa a las 24, 48 y 120 horas, que se estableció para 25 semillas de forma individual. Las semillas se colocaron en viales con agua destilada estéril, a temperatura ambiente y expuesta a la luz. El porcentaje de incremento en masa (PIM) se calculó mediante la fórmula propuesta por Baskin et al. (2004)Baskin JM, Baskin CC. 2004. A classification system for seed dormancy. Seed Science Research. 14: 1-16.: PIM = [(masa húmeda - masa fresca) / masa fresca] X 100. Antes de tomar la masa húmeda, se eliminó el agua superficial de las semillas en una bomba de vacío. Un incremento significativo del PIM indicó que las cubiertas seminales fueron permeables al agua (Baskin et al., 2004Baskin JM, Baskin CC. 2004. A classification system for seed dormancy. Seed Science Research. 14: 1-16.).

Germinación y dormancia

El ensayo de germinación se realizó en condiciones de vivero en un patio particular de la provincia de Villa Clara, Cuba (22°41´53” lat. N, 79°97´20” long. W). Las semillas se sembraron en bolsas negras de polietileno (0.85 dm³ de capacidad) en una mezcla de sustrato orgánico, arena y zeolita (en proporción 2:1:1) a 0.5 cm de profundidad. En cada bolsa se colocó una semilla y se emplearon tres réplicas de 50 semillas cada una. El riego se realizó una vez por día a capacidad de campo y en la tarde. Las condiciones experimentales fueron similares a las que se presentan en los viveros comerciales en Cuba, es decir, a temperatura ambiente (entre 25ºC y 30ºC) y bajo semisombra (aproximadamente entre 30 y 40% de radiación fotosintéticamente activa). El conteo de la germinación se realizó diariamente durante 35 días, y el criterio para la germinación fue la emergencia de la radícula. Los resultados se expresaron en porcentaje de germinación, día de inicio de la germinación y velocidad de germinación, establecida esta última variable por el tiempo para alcanzar el 50% de germinación en la muestra (T₅₀). Al concluir las pruebas de germinación, a todas las semillas que no germinaron se les determinó su viabilidad mediante la prueba de corte, tal como se describió anteriormente. También este ensayo sirvió para determinar la hidratación visible de las semillas. Se empleó el sistema de clasificación y la clave dicotómica propuestos por Baskin y Baskin (2014)Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego. para la identificación de clases de dormancia seminal.

Emergencia y tipo de plántula

La emergencia final de las plántulas se determinó en aquellas bolsas que ocurrió la germinación. Se definió el tipo funcional de plántulas según las categorías propuesta por Garwood (1996)Garwood NC. 1996. Functional morphology of tropical tree seedlings. En: Swaine MD (ed.), The ecology of tropical tree seedlings, 59-130, Parthenon, New York. y la altura de las plántulas con hojas verdaderas. Para ello, se tomaron 20 plántulas y se les midió su altura a los 18 o 20 días después de su germinación.

Análisis estadístico

Se calculó la media y el error estándar para cada variable estudiada. Los datos correspondientes al porcentaje de germinación acumulado se ajustaron por una ecuación de regresión no lineal de tipo Gompertz para determinar el tiempo (días) en que se alcanzó el 50% de germinación por réplica. La ecuación Gompertz pertenece a las clases de ecuaciones sigmoides que se emplean con éxito en la modelación de la germinación acumulada de muchas especies (Brown y Mayer, 1988Brown RF, Mayer DG. 1988. Representing cumulative germination. 2. The use of the Weibull function and other empirically derived curves. Annals of Botany. 61: 127-138.).

Caracterización de frutos y semillas

El fruto es una cápsula globosa indehiscente que presenta una forma ovoide durante su desarrollo (Fig. 1B), pero termina subgloboso y deprimido (Fig. 1C). El largo medio del fruto maduro fue de 1.56 ± 0.12 cm con un diámetro mayor de 2.61 ± 0.27 cm, y la cantidad de semillas por fruto fue de 4.77 ± 0.21. Las semillas son obovoides de color pardo oscuro con líneas pardo claro, glabras y lisas (Fig. 1D). El largo promedio de las semillas fue 0.69 ± 0.02 cm, el ancho 0.42 ± 0.01 cm y el grosor 0.32 ± 0.01 cm. La varianza de las dimensiones seminales (0.084 ± 0.004) indicó que las semillas tienden a ser redondeadas. Las semillas presentaron una masa fresca y seca de 0.24 ± 0.02 g y 0.21± 0.03 g, respectivamente y un contenido de humedad inicial de 13.21 ± 0.45%. La masa seca de las reservas y las cubiertas seminales fueron de 0.095 ± 0.004 g y 0.115 ± 0.01 g, respectivamente. Finalmente, el porcentaje de la masa seminal destinado a las reservas fue 45.2 ± 3.10% y para las cubiertas seminales de 54.7 ± 3.09%. Las semillas presentaron un embrión de tipo plegado y la relación E/S fue igual a la unidad (Fig. 2). El corte longitudinal de las semillas permitió observar claramente la diferenciación del eje embrionario con relación a los cotiledones plegados. También se apreció el endospermo envolviendo todo el embrión, las glándulas de Gosipol y tres paredes de las cubiertas seminales (Fig. 2).

Viabilidad inicial y prueba de imbibición

Las semillas presentaron una viabilidad de un 100%. Después de 24, 48 y 120 horas de estar en contacto con el agua, las semillas exhibieron un incremento en masa de un 37.5 ± 1.3, 79.0 ± 1.6 y 96.4 ± 3.5%, respectivamente; lo que demostró que fueron permeables.

Germinación y dormancia

Las semillas tomaron menos de 5 días para comenzar a germinar (4.33 ± 0.33 días) y el tiempo para alcanzar el 50% en la muestra fue 8.0 ± 1.43 días; pero solo se alcanzó un 59 ± 7.69% de germinación final, al cabo de los 16 días después de la siembra (Fig. 3). A los 35 días de concluido el ensayo de germinación, las semillas no germinadas (41%) permanecieron vivas y todas mostraron hidratación visible. Por tanto, esta fracción del lote, que permaneció viva, se consideró con dormancia fisiológica.

Emergencia y tipo de plántula

El porcentaje de emergencia final de las plántulas fue igual al porcentaje de germinación final (59%), i.e., todas las semillas que germinaron lograron producir plántulas. Cuando los cotiledones emergieron se mantuvieron cerrados y enrollados dentro de las cubiertas seminales por un breve tiempo, y estuvieron totalmente abiertos o expandidos siete u ocho días después que ocurrió la emergencia de la radícula (Fig. 4). La plántula es de tipo fanerocotilar epigea con cotiledones foliáceos. Al cabo de los 18 ó 20 días las plántulas presentaron sus primeras hojas verdaderas (Fig. 4) y una altura promedio de 5.36 ± 0.21 cm.

Dormancia y germinación

Las semillas de T. cubensis presentaron un embrión desarrollado de tipo plegado y cubiertas permeables al agua, lo que descarta la existencia de dormancia morfológica, física o combinación de dormancia física más fisiológica en la especie (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.). Este mismo tipo de embrión se describe para la tribu Gossypieae (Malvaceae) que incluye al género Thespesia (Fryxell, 1968Fryxell PA. 1968. A redefinition of the tribe Gossypieae. Botanical Gazette. 129: 296-308.) y también para otras especies de la familia Malvaceae (Martin, 1946Martin AC. 1946.The comparative internal morphology of seeds. The American Midland Naturalist. 36: 513-660.; Finch-Savage y Leubner-Metzger, 2006Finch-Savage WE, Leubner-Metzger G. 2006. Seed dormancy and the control of germination. New Phytologist. 171: 501-523.). La fracción de las semillas que germinaron en condiciones de vivero (59%) se consideró no dormante, pero el resto que no germinó (41%) presentó dormancia fisiológica (PD). Esta clase de dormancia aparece en muchas especies de la familia Malvaceae (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.), pero nunca se ha informado para el género Thespesia y en los otros seis géneros de Gossypieae (Cienfuegosia, Gossypioides, Gossypium, Hampea, Kokia y Lebronnecia) (Areces-Berazaín y Ackerman, 2016Areces-Berazaín F, Ackerman JD. 2016. Phylogenetics, delimitation and historical biogeography of the pantropical tree genus Thespesia (Malvaceae, Gossypieae). Botanical Journal of the Linnean Society. 181: 171-198.) solo se informa PD de nivel no profundo en semillas del género Gossypium (G. barbadense L. y G. hirsutum L.) (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.; Rosbakh et al., 2020Rosbakh S, Baskin CC, Baskin JM. 2020. Nikolaeva et al.’s reference book on seed dormancy and germination. Ecology. 101: e03049.). Aunque dichos autores, también reportan para Gossypium sp. un gran número de especies con dormancia física (PY).

De acuerdo a lo anterior, este estudio es el primer reporte de PD en semillas de Thespesia, y por lo informado para semillas de G. barbadense y G. hirsutum la PD encontrada en semillas de T. cubensis debe ser de nivel no profunda, debido posiblemente a las barreras mecánicas que imponen las cubiertas seminales al crecimiento del embrión (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.). En T. cubensis las semillas destinaron > 50% de su masa a la formación de estructuras de cubiertas. En Cuba, este tipo de dormancia es la más común en especies arbóreas de ecosistemas limítrofes al manglar (Sánchez et al., 2018Sánchez JA, Pernús M, Torres-Arias Y, Furrazola E, Oviedo R, Álvarez JC. 2018. Características regenerativas de árboles tropicales para la restauración ecológica de ecosistemas limítrofes al manglar. Acta Botánica Cubana. 217: 170-188.), y a nivel mundial se considera la más común (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.; 2021Baskin JM, Baskin CC. 2021. The great diversity in kinds of seed dormancy: a revision of the Nikolaeva-Baskin classification system for primary seed dormancy. Seed Science Research. 31: 249-277.).

En las otras especies endémicas de las Antillas Mayores del género Thespesia (i.e., T. beatensis y T. grandiflora) no se ha informado dormancia. Las semillas de T. grandiflora comienzan la germinación entre los cinco a siete días, alcanzándose de un 70 a un 80% de germinación final (Marrero, 1942Marrero J. 1942. A seed storage study of maga. Caribbean Forester. 3: 173-184., Francis, 1989Francis JK. 1989. Thespesia grandiflora (DC.) Urban. Maga. SO-ITF-SM-21. New Orleans, LA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Southern Forest Experiment Station.); y en T. beatensis, no existe información sobre la germinación de sus semillas. Thespesia grandiflora presenta además semillas recalcitrantes y frutos frescos que se dispersan por murciélagos (Francis, 1989Francis JK. 1989. Thespesia grandiflora (DC.) Urban. Maga. SO-ITF-SM-21. New Orleans, LA: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Southern Forest Experiment Station.), lo que pudiera apoyar la presencia de PD en lugar de la PY, en el 20 o 30% de las semillas que no germinan. Según Areces-Berazaín y Ackerman (2016Areces-Berazaín F, Ackerman JD. 2016. Phylogenetics, delimitation and historical biogeography of the pantropical tree genus Thespesia (Malvaceae, Gossypieae). Botanical Journal of the Linnean Society. 181: 171-198.), T. beatensis y T. grandiflora proceden de un ancestro de T. cubensis; por tanto, es muy probable encontrar PD en ambas especies si se tiene en cuenta que la dormancia de las semillas es un rasgo filogenético altamente conservado (Finch-Savage y Leubner-Metzger, 2006Finch-Savage WE, Leubner-Metzger G. 2006. Seed dormancy and the control of germination. New Phytologist. 171: 501-523.; Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.; Willis et al., 2014Willis CG, Baskin CC, Baskin JM, Auld JR, Venable DL, Cavender-Bares J, et al. 2014. The evolution of seed dormancy: environmental cues, evolutionary hubs, and diversification of the seed plants. New Phytologist. 203: 300-309.). Aunque, esta hipótesis requiere comprobación mediante ensayos de imbibición y de germinación en semillas frescas de T. beatensis y T. grandiflora.

Cabe señalar que en T. cubensis el tipo de fruto (cápsula globosa indehiscente) no apoyó la presencia de PY en sus semillas, como sí sucede para semillas T. populnea (Gupta et al., 2004Gupta V, Thapliyal S, Singh AK. 2004. Breaking Seed dormancy in Thespesia populnea Soland. Ex Correa: A Wild Medicinal Tree. Seed Research. 32: 209-210.; Camara et al., 2009Camara CA, Araujo Neto JC, Ferreira VM, Resende LP, Da Costa SS. 2009. Cacterísticas morfométrica de frutos e sementes e germinação de Thespesia populnea. Bragantia. 68: 503-509.). Tampoco la dispersión de los frutos de. T cubensis en cayo Conuco fue por el agua, en este sitio los frutos no caen al agua o tan siquiera llegan a corrientes de agua. Sí se observó que las semillas son dispersadas por hormigas (mirmecocoria); al parecer las hormigas se sienten atraídas por un fino mucílago pegajoso y dulce que tienen las semillas (M. Faife-Cabrera y M. García-Méndez, datos no publicados). De este modo, es probable que la actividad de las hormigas favorezca la germinación de las semillas de T. cubensis al eliminar o degradar parcialmente las cubiertas seminales, mecanismo que se ha comprobado en otras especies (Fenner y Thompson, 2005Fenner M, Thompson K. 2005. The Ecology of Seeds. Cambridge University Press, Cambridge.).

Por su parte, una fracción importante de semillas frescas de T. cubensis germinaron muy rápido en las condiciones de siembra ensayadas. Dicho comportamiento podría suceder perfectamente en condiciones naturales, ya que las semillas llegan al suelo en la llamada estación lluviosa. Se conoce que especies con una alta relación largo del embrión con respecto al largo interno de la semilla (E/S) exhiben una rápida germinación después de su hidratación y esto por tanto es una ventaja en hábitats secos, salinos y estacionales, incluso bajo breves períodos de disponibilidad de agua en la estación lluviosa (Vandelook et al., 2012Vandelook F, Verdú M, Honnay O. 2012. The role of seed traits in determining the phylogenetic structure of temperate plant communities. Annals of Botany. 110: 629-636.; Commander et al., 2017Commander LE, Golos PJ, Miller BP, Merritt DJ. 2017. Seed germination traits of desert perennials. Plant Ecology. 218. 1077-1091.; Sánchez et al., 2020Sánchez JA, Pernús M, Martínez J. 2020. Tratamientos de semillas para mejorar la germinación de Guazuma ulmifolia bajo estrés hídrico y calórico: comparación entre árboles tropicales pioneros. Revista Jardín Botánico Nacional. 41: 93-108.). La germinación rápida, además, puede contribuir a que las semillas escapen de los depredadores y tener mayor éxito en el establecimiento de las plántulas a principios de la temporada de crecimiento (Daws et al., 2008Daws MI, Crabtree LM, Dalling JW, Mullins CE, Burslem, DFRP. 2008. Germination responses to water potential in Neotropical pioneers suggest large-seed species take more risks. Annals of Botany. 102: 945-951.; Dürr et al. 2015Dürr C, Dickie JB, Yang XY, Pritchard HW. 2015. Ranges of critical temperature and water potential values for the germination of species worldwide: Contribution to a seed trait database. Agricultural and Forest Meteorology. 200: 222-232.; Duncan et al., 2019Duncan C, Schultz NL, Good MK, Lewandrowski W, Cook S. 2019. The risk-takers and-avoiders: germination sensitivity to water stress in an arid zone with unpredictable rainfall. AoB PLANTS 11: plz066. DOI: 10.1093/aobpla/plz066.). Aunque una germinación rápida y sincrónica podría conllevar altos riesgos para la supervivencia de las plántulas jóvenes, si las condiciones de sequía persisten por irregularidad de las lluvias (Engelbrecht et al., 2006Engelbrecht BMJ, Dalling JW, Pearson TRH, Wolf RL, Gálvez DA, Koehler MT, et al. 2006. Short dry spell in the wet season increase mortality of tropical pioneer seedling. Oecologia. 148: 258-269.; Arène et al., 2017Arène F, Affre L, Doxa A, Saatkamp A. 2017. Temperature but not moisture response of germination shows phylogenetic constraints while both interact with seed mass and lifespan. Seed Science Research. 27: 110-120.).

De lo anterior, queda claro que el tiempo de la germinación de las semillas (no dormantes/dormantes) es un rasgo funcional que está bajo una fuerte presión de la selección natural para asegurar la máxima adecuación biológica de las especies y con ello minimizar riesgos en ambientes impredecibles (Willis et al., 2014Willis CG, Baskin CC, Baskin JM, Auld JR, Venable DL, Cavender-Bares J, et al. 2014. The evolution of seed dormancy: environmental cues, evolutionary hubs, and diversification of the seed plants. New Phytologist. 203: 300-309.; Huang et al., 2016Huang Z, Liu S, Bradford KJ, Huxman TE, Venable DL. 2016. The contribution of germination functional traits to population dynamics of a desert plant community. Ecology. 97: 250-261.). Esta estrategia reproductiva se conoce en inglés como bet-hedging, y se refiere a la limitación de los eventos de germinación sincrónica. Por consiguiente, evita la mortalidad de la cohorte entero de semillas (o plántulas) durante las condiciones desfavorables (Venable, 2007Venable DL. 2007. Bet hedging in a guild of desert annuals. Ecology. 88: 1086-1090.).

Rasgos morfofisiológicos de semillas y plántulas

La caracterización morfofisiológica de las semillas de T. cubensis evidenció que posiblemente la especie sea tolerante a la deshidratación; y, por ende, al menos podrían formar bancos de semillas de forma temporal. Estos rasgos seminales para la especie fueron su bajo contenido de humedad inicial de las semillas (13.21%), el porcentaje de distribución de biomasa seminal a las estructuras de cubiertas (o defensas, 54.7%) y la presencia de dormancia fisiológica. Sin embargo, esta hipótesis no se apoya del todo con los valores de varianza de las dimensiones seminales obtenidos (cerca de 0), que indicaron que las semillas tienden a ser redondas y con esto disminuyen sus posibilidades de enterramiento (Thompson et al., 1993Thompson K, Band SR, Hodgson JG. 1993. Seed size and shape predict persistence in soil. Functional Ecology. 7: 236-241.; Montejo et al., 2011Montejo LA, Sánchez JA, Muñoz BC. 2011. Características seminales de árboles de la familia Sapindaceae. Acta Botánica Cubana. 212: 15-20.). También la rápida germinación de una gran parte del lote de semillas demostró que la especie tiene como una estrategia más, en la comunidad, la formación de banco de plántulas. Este comportamiento se informa para especies de ecosistemas del Mediterráneo con embriones desarrollados y con grandes reservas nutricionales (Vivrette, 1995Vivrette NJ. 1995. Distribution and ecological significance of seed-embryo types in Mediterranean climates in California, Chile, and Australia. En: Arroyo MKT, Zedler PH, Fox MD. (eds.), Ecology and biogeography of Mediterranean ecosystems in Chile, 274-288, Springer, New York.), como es el caso de los embriones plegados de T. cubensis. Resultados similares se presentan en Cuba, para semillas de especies pioneras tardías [Ceiba pentandra (L.) Gaertn. y Talipariti elatum (Sw.) Fryxell] de la familia Malvaceae. Ambas especies presentan embriones desarrollados de tipo plegado, germinación inmediata de una fracción del lote, alta tasa relativa de crecimiento de las plántulas y emergencia de tipo fanerocotilar epigea foliácea (Montejo et al., 2014Montejo LA, Muñoz BC, Sánchez JA, Gamboa A. 2014. Variabilidad seminal entre las especies de un bosque siempreverde tropical de la Sierra del Rosario, Cuba. Bosque. 35: 37-47.; Sánchez et al., 2011Sánchez JA, Suárez AG, Montejo LA, Muñoz CB. 2011. El cambio climático y las semillas de las plantas nativas cubanas. Acta Botánica Cubana. 214: 38-50.-2012Sánchez JA, Muñoz BC, Montejo LA, Lescaille M, Herrera RA. 2011-2012. Tamaño y nutrientes de semillas en 32 especies arbóreas de un bosque tropical siempreverde de Cuba y su relación con el establecimiento de las plántulas. Revista del Jardín Botánico Nacional. 32-33: 181-204.; 2020Sánchez JA, Pernús M, Martínez J. 2020. Tratamientos de semillas para mejorar la germinación de Guazuma ulmifolia bajo estrés hídrico y calórico: comparación entre árboles tropicales pioneros. Revista Jardín Botánico Nacional. 41: 93-108.).

Herrera-Peraza et al. (1997)Herrera-Peraza RA, Ulloa D, Valdés-Lafont O, Priego AG, Valdés A. 1997. Ecotechnologies for the sustainable management of tropical forest diversity. Nature & Resources. 33: 1-17. plantean que el mayor tamaño de las semillas de las especies pioneras tardías con relación a las pioneras tempranas, les confiere a las primeras producir plántulas grandes con cierta independencia del ambiente (fundamentalmente a la sombra), durante los primeros estadios de vida y también con mayor capacidad para competir con plántulas de especies de etapas sucesionales más avanzadas. Conforme a lo anteriormente discutido, T. cubensis podría considerarse como un árbol pionero de ecosistemas secos-salinos, estrategia de regeneración que se propone para T. populnea en Cuba (Herrera-Peraza et al., 2016Herrera-Peraza RA, Bever JD, de Miguel JM, Gómez-Sal A, Herrera P, García EE, et al. 2016. A new hypothesis on humid and dry tropical forest succession. Acta Botánica Cubana. 215: 232-280.) y en Brasil (Camara et al., 2009Camara CA, Araujo Neto JC, Ferreira VM, Resende LP, Da Costa SS. 2009. Cacterísticas morfométrica de frutos e sementes e germinação de Thespesia populnea. Bragantia. 68: 503-509.). T. cubensis posiblemente se comporte como pionera tardía, debido a que se conoce que, en cayo Conuco, el incremento de la radiación solar afecta la calidad de su hábitat (Faife-Cabrera et al., 2020aFaife-Cabrera M, García-Méndez M. 2020. Florivoría en Thespesia cubensis, una amenaza a su conservación. Bissea 14 (NE 2): 2.).

Perspectivas para la propagación

Comprender la biología de la semilla es el paso previo para poder establecer protocolos óptimos de germinación que permitan propagar o domesticar las especies nativas. Se parte de la premisa, que la mayoría de los proyectos de restauración ecológica buscan especies nativas de germinación rápida y alta bajo diferentes condiciones ambientales (Lu et al., 2016Lu YH, Ranjitkar S, Xu JC, Ou XK, Zhou YZ. 2016. Propagation of native tree species to restore subtropical evergreen broad-leaved forests in SW China. Forests. 7: 12. DOI:10.3390/f7010012.; Baskin et al., 2021Baskin JM, Baskin CC. 2021. The great diversity in kinds of seed dormancy: a revision of the Nikolaeva-Baskin classification system for primary seed dormancy. Seed Science Research. 31: 249-277.; Wang et al., 2022Wang J, Wang XY, Pan W, Li JY, Xue L, Li S. 2022. Seed germination traits and dormancy classification of 27 species from a degraded karst mountain in central Yunnan-Guizhou Plateau: seed mass and moisture content correlate with germination capacity. Plant Biology. 24: 1043-1056.). Por consiguiente, en el caso de las semillas de T. cubensis será adecuado aplicar un tratamiento de escarificación de cubiertas que promueva la germinación de las semillas con o sin dormancia. Los tratamientos pregerminativos de escarificación (mecánica, térmica y ácida) son los más adecuados para eliminar PD no profunda (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.; Sánchez et al., 2019Sánchez JA, Pernús M, Torres-Arias Y, Barrios D, Dupuig Y. 2019. Dormancia y germinación en semillas de árboles y arbustos de Cuba: implicaciones para la restauración ecológica. Acta Botánica Cubana. 218: 77-108.), que por lo general también eliminan PY. En este camino, un tratamiento de escarificación con ácido sulfúrico concentrado (98%) durante 20 ó 30 minutos resulta óptimo para incrementar la germinación de semillas de T. populnea (Gupta et al., 2004Gupta V, Thapliyal S, Singh AK. 2004. Breaking Seed dormancy in Thespesia populnea Soland. Ex Correa: A Wild Medicinal Tree. Seed Research. 32: 209-210.; Camara et al., 2009Camara CA, Araujo Neto JC, Ferreira VM, Resende LP, Da Costa SS. 2009. Cacterísticas morfométrica de frutos e sementes e germinação de Thespesia populnea. Bragantia. 68: 503-509.). De ahí, que en semillas de T. cubensis la escarificación ácida también podría ser un tratamiento efectivo para incrementar la germinación, quizás con menor tiempo de escarificación. Sin embargo, se conoce que en condiciones de vivero se favorecen los tratamientos de escarificación mecánica (i.e., remoción total o parcial de las cubiertas seminales) por su bajo coste (Torres-Arias et al., 2022Torres-Arias Y, Sánchez JA, Pernús M. 2022. Manual de semillas para la restauración de ecosistemas limítrofes al manglar. Editorial AMA, La Habana.); pero también podrían someterse las semillas a inmersión en agua caliente (80ºC) por unos minutos. En cualquier caso, debe estandarizarse la metodología de tratamientos pregerminativos en cada lote de semillas para tener mayor efectividad en la respuesta germinativa y vigor de las plántulas (Gupta et al., 2004Gupta V, Thapliyal S, Singh AK. 2004. Breaking Seed dormancy in Thespesia populnea Soland. Ex Correa: A Wild Medicinal Tree. Seed Research. 32: 209-210.; Sánchez y Pernús, 2018Sánchez JA, Pernús M, Torres-Arias Y, Furrazola E, Oviedo R, Álvarez JC. 2018. Características regenerativas de árboles tropicales para la restauración ecológica de ecosistemas limítrofes al manglar. Acta Botánica Cubana. 217: 170-188.). No obstante, a lo anterior comentado, para hacer siembra directa de semillas en condiciones de campo también pueden emplearse semillas intactas, pues el asincronismo observado en el tiempo de germinación de las semillas (no dormantes/dormantes) podría asegurar el éxito en el establecimiento de las plántulas en ambientes impredecibles o sometidos a fuertes tensiones ambientales (Simons y Johnston, 2006Simons AM, Johnston MO. 2006. Environmental and genetic sources of diversification in the timing of seed germination: implications for the evolution of bet hedging. Evolution. 60: 2280-2292.).

También en las siembras, tanto en condiciones de vivero como en siembra directa en campo, deberán utilizarse condiciones ambientales muy similares a las que encuentran las semillas cuando llegan al suelo después de su dispersión. Al parecer, una condición de semisombra resultaría beneficiosa para la germinación de las semillas y crecimiento de las plántulas. Por último, deberá emplearse, siempre que sea posible, semillas frescas o recién recolectadas para obtener altos porcentajes de germinación final y plántulas vigorosas.