Ruptura de la dormancia física en semillas de Pseudosamanea cubana (Fabaceae), árbol endémico y en Peligro Crítico de Cuba

Sitio de estudio

El área de Punta Guanos se localiza al noroeste del municipio Matanzas (23.1498° lat. N, -81.6366° long. W), a unos 90 km al Este de La Habana, Capital de Cuba. La zona constituye una llanura cársica costera, aterrazada y suavemente inclinada hacia el norte, con buen drenaje y presencia de carso semidesnudo que cubre entre el 40-50% de la superficie y abarca unos 3.45 Km² (c.a., 345 ha) (Enríquez et al., 2006Enríquez A, Robledo L, Cruz R. 2006. Notas sobre la distribución y conservación de Coccothrinax borhidiana (Arecaceae) en Cuba. Revista Jardín Botánico Nacional Revista. 27: 145-146.; Domínguez de la Cruz, 2009Domínguez de la Cruz B. 2009. Diagnóstico del área de Punta Guanos. Medidas para la conservación de la especie Coccothrinax borhidiana Muñiz. Tesis de Maestría. Universidad de Matanzas.). Punta Guanos forma parte del distrito fitogeográfico Costa Norte de Habana-Matanzas (Havanense) (Cejas-Rodríguez y Geler-Roffe, 2023Cejas-Rodríguez C, Geler-Roffe T. 2023. Ajustes en la delimitación fitogeográfica de distritos cubanos. II. Cuba Central. Acta Botánica Cubana. 222. https://cu-id.com/2402/v222e02.) y conforme a datos climáticos históricos la zona es tropical estacional (Borhidi, 1996Borhidi A. 1996. Phytogeography and vegetation ecology of Cuba. Akadémiai Kiadó, Budapest.). Con una estación seca en invierno (noviembre-abril) y otra lluviosa en verano (mayo-octubre), y precipitaciones medias entre 800-1600 mm (Enríquez et al., 2006Enríquez A, Robledo L, Cruz R. 2006. Notas sobre la distribución y conservación de Coccothrinax borhidiana (Arecaceae) en Cuba. Revista Jardín Botánico Nacional Revista. 27: 145-146.). La humedad relativa promedio alcanza el 77.5% en la estación seca y un promedio de temperatura de 24.1ºC, mientras que en la estación lluviosa la humedad relativa alcanza el 87.1% y un promedio de temperaturas de 26.5ºC (García-Beltrán et al., 2022García-Beltrán JA, Toledo S, Pernús M, González-Torres LR, Robledo L, Barrios D. 2022. Population structure and conservation of the coastal palm Coccothrinax borhidiana (Arecaceae) in the northwest of Cuba. Journal for Nature Conservation. 68: DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnc.2022.126206.). También datos climáticos recientes obtenidos por WorldClim 2 (Fick y Hijmans, 2017Fick SE, Hijmans RJ. 2017. WorldClim 2: new 1-kmspatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology. 37: 4302-4315.), confirmaron un régimen de lluvia anual de 1466.0 mm y una temperatura media anual de 25ºC, con valores de temperatura máxima del mes más cálido de 31.3ºC y temperatura del mes más frío de 17.7ºC.

Recolecta del material vegetal

La recolecta de los frutos maduros (i.e., secos) se realizó en mayo del 2022 a partir de individuos fructificados, que crecen en el matorral xeromorfo costero y subcostero (manigua costera) y en el bosque siempreverde micrófilo (monte seco), que es la vegetación continua al matorral en Punta Guanos. En todos los casos, los frutos se tomaron de las plantas madres con ayuda de una vara telescópica y también de frutos secos y cerrados recién caídos al suelo. Las semillas recolectadas de ambas formaciones vegetales se mezclaron en un lote único. Los ensayos se realizaron inmediatamente después de la recolecta, y en cada caso las muestras se tomaron al azar.

Caracterización morfofisiológica de las semillas

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. (1993)Thompson K, Band SR, Hodgson JG. 1993. Seed size and shape predict persistence in soil. Functional Ecology. 7: 236-241.. 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. La masa fresca de las semillas se determinó mediante el pesaje en una balanza Sartorius con precisión 10^-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 50 semillas. Para calcular la asignación (fracción) de la masa a las estructuras de cubiertas, o bien a los tejidos de reservas 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 25 semillas a las que se les realizaron cortes longitudinales con una tijera de jardinería. De acuerdo con dichos autores, se considera que una semilla presenta embrión totalmente desarrollado cuando ocupa más de 50% de la cavidad seminal (E/S > 0.5). Todas las mediciones de semillas y embriones se realizaron con un pie de rey Mitutuyo con error de 0.02 mm de precisión.

Viabilidad, prueba de imbibición y tolerancia a la desecación

La determinación de la viabilidad inicial de las semillas se realizó por una prueba de corte (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination (2nd ed.). Elsevier/Academic Press, San Diego.), previo a esto se descartaron las semillas dañadas por insectos (brúquidos). Para ello, se seleccionaron 50 semillas a las que se les realizaron cortes longitudinales para verificar si contenían un embrión amarillo y 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 (2nd ed.). Elsevier/Academic Press, San Diego.). Para probar la permeabilidad al agua de las cubiertas seminales se midió el incremento en masa a las 1, 2, 4 y 24 horas de semillas intactas (control) y escarificadas (con H₂SO₄ al 96% durante una hora), utilizando 50 semillas por tratamiento. Las semillas se colocaron individualmente en viales con agua destilada estéril, a temperatura ambiente y expuesta a la luz difusa de laboratorio. El porcentaje de incremento en masa (PIM) se calculó mediante la fórmula propuesta por Baskin et al. (2004)Baskin JM, Davis BH, Baskin CC, Gleason SM, Cordell S. 2004. Physical dormancy in seed of Dodonea viscosa (Sapindales, Sapindance) from Hawaii. Seed Science Research. 14: 81-90.: PIM = [(masa húmeda - masa fresca) / masa fresca] X 100. Antes de tomar la masa húmeda, se eliminó el agua superficial de cada semilla en una bomba de vacío. Un incremento significativo del PIM indicó que las cubiertas seminales fueron permeables al agua (Baskin et al., 2004Baskin JM, Davis BH, Baskin CC, Gleason SM, Cordell S. 2004. Physical dormancy in seed of Dodonea viscosa (Sapindales, Sapindance) from Hawaii. Seed Science Research. 14: 81-90.).

La probabilidad de la sensibilidad a la desecación P(D-S) de las semillas se calculó por el índice propuesto por Daws et al. (2006)Daws MI, Garwood NC, Pritchard HW. 2006. Prediction of desiccation sensitivity in seeds of woody species: a probabilistic model based on two seed traits in 104 species. Annals of Botany. 97: 667-674.:

En este índice la variable a representa la fracción de la masa seca seminal destinada a las cubiertas con relación a la masa seca total y la variable b es el log₁₀ de la masa seca total de la semilla (g). Si los valores de P(D-S) son > 0.5 se considera probable que las semillas sean sensibles a la desecación y cuando P(D-S) < 0.5 se considera probable que las semillas sean tolerantes a la desecación.

Ensayo de germinación y tratamientos pregerminativos

Las pruebas de germinación se realizaron en cámaras de crecimiento (FRIOCEL 111L, Alemania) bajo un diseño completamente aleatorizado. Las semillas se colocaron en placas de Petri de 9 cm de diámetro sobre dos capas de papel de filtro humedecido con agua destilada estéril. Se incubaron en condiciones de luz blanca a temperatura alterna de 25/35ºC (12 horas a 25ºC, 8 horas a 35ºC y una transición entre ellas de 4 horas); este rango de temperatura se considera el óptimo para la germinación de la especie (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.). La iluminación coincidió con el período de mayor temperatura, con exposición a la luz de 8 horas de aproximadamente 40 µmol^m-2s^-1 y longitud de 400-700 nm que se logró con cinco lámparas blancas fluorescentes (20 w). Previo a la siembra las semillas se sometieron a los siguientes tratamientos pregerminativos: semillas no tratadas o control (T1), semillas sometidas a escarificación con agua a 80ºC por un minuto (T2), y semillas sometidas a escarificación con H₂SO₄ al 96% durante una hora y posterior lavado durante 10 minutos con agua corriente (T3). El tratamiento T3 se recomienda por Sánchez et al. (2018)Sánchez 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. para aumentar la germinación de semillas frescas de P. cubana, mientras que el T2 se reconoce como un tratamiento tradicional que se emplea en gran número de especies con dormancia física o fisiológica en condiciones de vivero (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination (2nd ed.). Elsevier/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.).

Las semillas no se esterilizaron previo a la siembra y se utilizaron cinco réplicas por tratamiento de 25 semillas cada una. Se consideraron germinadas aquellas semillas con emergencia radicular visible. El conteo de la germinación fue diario durante 30 días. Al final del experimento se determinó por réplica el porcentaje de germinación final, el día de inicio de la germinación, el día final de la germinación, el porcentaje de semillas duras (i.e., semillas vivas y no permeables) y el porcentaje de semillas muertas. Se empleó el sistema de clasificación y la clave dicotómica propuestos por Baskin y Baskin (2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination (2nd ed.). Elsevier/Academic Press, San Diego., 2021)Baskin CC, Baskin JM, Yoshinaga A, Wolkis D. 2021. Physiological dormancy in seeds of tropical montane woody species in Hawai´i. Plant Species Biology. 36: 60-71. para la identificación de la clase de dormancia seminal.

Ensayo de establecimiento de plántulas

Las semillas frescas provenientes del tratamiento pregerminativo T3 se germinaron bajo las condiciones de laboratorio anteriormente descritas. Al día siguiente de la emergencia de la radícula, las plántulas se sembraron individualmente en tubetes de capacidad de 200 cm³ (16 estrías y diámetro interno de 5 cm), que contenían suelo de tipo Fersialítico Amarillento recolectado en áreas de vegetación secundaria del Instituto de Ecología y Sistemática (La Habana, Cuba). Este suelo presentó un pH neutro, un 2.8% de materia orgánica y una textura franco arcillosa (Sánchez et al., 2005Sánchez JA, Reino J, Muñoz BC, González Y, Montejo L, Machado R. 2005. Efecto de los tratamientos de hidratación-deshidratación en la germinación, la emergencia y el vigor de plántulas de Leucaena leucocephala cv. Cunningham. Pastos y Forrajes. 28: 209-220.). El experimento se realizó en junio del 2022 para lo cual se empelaron dos bandejas de 48 tubetes cada una, y el suelo se regó diariamente durante los primeros 15 días y luego tres veces por semana a capacidad de campo. Las condiciones experimentales fueron similares a las que se presentan en los viveros comerciales en Cuba, es decir, a temperatura ambiente (entre 23ºC y 30ºC) y bajo luz natural (aproximadamente entre 30 y 40% de la radiación fotosintéticamente activa). Se identificó el tipo funcional de plántula según las categorías propuestas 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 al final del experimento (30 días) se determinaron el porcentaje de supervivencia de las plántulas y su altura total. La altura se tomó en 25 individuos seleccionados al azar, tomándose la altura total desde la base del tallo hasta el punto más alto de la planta (cm).

Análisis estadístico

Se calculó la media y el error estándar de cada variable. Los modelos lineales generalizados (MLGs) se emplearon para evaluar los efectos del factor tratamiento pregerminativo (variable fija) sobre los rasgos de germinación (variables respuestas). Para ello, se consideró una distribución del error tipo binomial y función logit de ligamiento para analizar las variables en porcentajes (germinación final, semillas duras y semillas muertas), mientras que se utilizó una distribución Poisson y función identidad de ligamiento para el día de inicio y final de la germinación. El nivel de probabilidad seleccionado como significativo fue de P ≤ 0.05. Los análisis estadísticos se realizaron por el programa InfoStat v.2020 (Di Rienzo et al., 2020Di Rienzo JA, Casanoves F, Balzarini MG, Gonzalez L, Tablada M, Robledo CW. 2020. InfoStat versión 2020. Universidad Nacional de Córdoba, Argentina.) con su interface en R.

Caracterización morfofisiológica de las semillas

Las semillas frescas fueron elípticas, de color marfil y en muchas se observó el pleurograma (línea elíptica abierta en el extremo hilar de la testa) (Fig. 1). El largo promedio de las semillas fue 7.86 ± 0.10 mm, el ancho 4.26 ± 0.07 mm y el grosor 2.62 ± 0.03 mm. La varianza de las dimensiones seminales (0.11 ± 0.002) indicó que las semillas tienden a ser aplanadas. Las semillas presentaron una masa fresca y seca de 0.044 ± 0.001 g y 0.039 ± 0.001 g, respectivamente y un contenido de humedad inicial de 10.2 ± 0.46%. La masa seca de las reservas y las cubiertas seminales fueron de 0.017 ± 0.0002 g y 0.021 ± 0.0006 g, respectivamente. El porcentaje de la masa seminal destinado a las reservas fue 44.7 ± 0.81% y para las cubiertas seminales de 55.3 ± 0.83%. Finalmente, las semillas presentaron un embrión de tipo inverso sin endospermo y la relación E/S fue de 0.98 ± 0.003.

Viabilidad inicial, prueba de imbibición y tolerancia a la desecación

Las semillas presentaron una viabilidad de un 100%. Después de 1, 2, 4 y 24 horas de estar en contacto con el agua, las semillas intactas exhibieron muy poco incremento en masa: 0.43 ± 0.16, 0.47 ± 0.15, 0.48 ± 0.15 y 0.54 ± 0.14%, respectivamente. Mientras que las semillas escarificadas con ácido sulfúrico, en similares tiempos de imbibición, sí mostraron un incremento significativo en masa de un 71.9 ± 4.9, 128.6 ± 3.2, 170.5 ± 4.0 y 223.4 ± 15.8% respectivamente; lo que demostró que las semillas intactas fueron impermeables. Por último, el índice de sensibilidad a la desecación fue 0.0051 ± 0.0003, correspondiente a semillas tolerantes a la desecación.

Ensayo de germinación y tratamientos pregerminativos

Todos los rasgos de germinación estudiados se afectaron significativamente por el factor tratamiento pregerminativo (Tabla 1). Las semillas frescas de P. cubana presentaron un alto potencial germinativo una vez que las mismas fueron sometidas a tratamientos pregerminativos de escarificación (Tabla 2). Este efecto fue máximo con el tratamiento de escarificación con ácido sulfúrico concentrado por una hora, que logró casi un 100% de germinación final un día después de la siembra. El tratamiento de escarificación en agua a 80ºC por un minuto también resultó significativo para incrementar la germinación con relación al tratamiento control (semillas intactas), pero con este el proceso germinativo se inició después de cuatro días de la siembra y terminó casi a los 12 días. La germinación de las semillas no tratadas fue casi nula al cabo de los 30 días después de la siembra. Por último, con el tratamiento de escarificación en agua se logró el mayor porcentaje de semillas muertas, y el de semillas duras con el tratamiento control (Tabla 2).

Ensayo de establecimiento de plántulas

Las semillas recién germinadas procedentes del tratamiento de escarificación ácida (Fig. 2A) presentaron un 95% de supervivencia de las plántulas en suelo al cabo de los 30 días de siembra y sus plántulas fueron del tipo fanerocotilar epigea con cotiledones de reservas (Fig. 2B). La altura total de la planta fue 13.4 ± 2.2 cm y la gran mayoría al cabo de un mes presentaron entre tres o cuatro hojas compuestas (Fig. 2C, D).

Dormancia y otros rasgos funcionales de semillas

La prueba de imbibición de las semillas intactas (i.e., no escarificadas) de P. cubana demostró que presentan cubiertas seminales impermeables; y por tanto, dormancia física (PY). Mientras que las semillas escarificadas mostraron una rápida hidratación y germinación, lo que evidenció que esta especie solo presentó PY. Conforme a los ensayos de germinación de semillas intactas esta clase de dormancia está presente en más de 95% de las semillas frescas. Por su parte, el comportamiento de hidratación y de germinación encontrado en las semillas intactas y escarificadas de P. cubana es el típico de semillas con PY (Baskin y Baskin, 1998Baskin CC, Baskin JM. 1998. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. Academic Press, San Diego.; 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination (2nd ed.). Elsevier/Academic Press, San Diego.; Funes y Venier, 2006Funes G, Venier P. 2006. Dormancy and germination in three Acacia (Fabaceae) species from central Argentina. Seed Science Research. 16: 77-82.; Pound et al., 2014Pound LM, Ainsley PJ, Facelli, JM. 2014. Dormancy-breaking and germination requirements for seeds of Acacia papyrocarpa, Acacia oswaldii and Senna artemisioides ssp. x coriacea, three Australian arid-zone Fabaceae species. Australian Journal of Botany. 62: 546-557.; Hu et al., 2018Hu D, Baskin JM, Baskin CC, Yang X, Huang Z. 2018. Ecological role of physical dormancy in seeds of Oxytropis racemosa in a semiarid sand land with unpredictable rainfall. Journal of Plant Ecology. 11: 542-552.). También la presencia de embriones desarrollados de tipo invertido descartó la presencia de algún componente morfológico de la dormancia (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination (2nd ed.). Elsevier/Academic Press, San Diego.). Este tipo de embrión se describe para muchas especies de Fabaceae con PY, pero también se informa para fabáceas con semillas no dormantes (ND) o bien con una fracción de semillas con PY y otra ND (Jayasuriya y Phartyal, 2023Jayasuriya KMGG, Phartyal SS. 2023. Dormancy, germination, and associated seed ecological traits of 25 Fabaceae species from northern India. Plant Biology. DOI: https://doi.org/10.1111/plb.13589.).

La presencia de PY en semillas frescas de P. cubana es de esperar, pues se informa previamente para la especie por Sánchez et al. (2018)Sánchez 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 también para otra especie del género Pseudosamanea, en semillas de P. guachapele recolectadas de bosques semideciduos de Panamá (Sautu et al., 2007Sautu A, Baskin JM, Baskin CC, Deago J, Condit R. 2007. Classification and ecological relationships of seed dormancy in a seasonal moist tropical forest, Panama, Central America. Seed Science Research. 17: 127-140.). Se propone que la PY es una adaptación ecológica que favorece la dispersión, el escape a los depredadores y patógenos, y la supervivencia del embrión durante largos periodos de desecación, hasta que ocurra la germinación cuando las condiciones sean favorables para el establecimiento de las plántulas (Paulsen et al., 2014Paulsen TR, Högstedt G, Thompson K, Vadvik V, Eliassen S. 2014. Conditions favoring hard seededness as a dispersal and predator escape strategy. Journal of Ecology. 102: 1475-1484.; Jaganathan et al., 2016Jaganathan GK. 2016. Influence of maternal environment in developing different levels of physical dormancy and its ecological significance. Plant Ecology. 217: 71-79.; Dalling et al., 2020Dalling JW, Davis AS, Arnold AE, Sarmiento C, Zalamea PC. 2020. Extending plant defense theory to seeds. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. 51: 123-141.). Para semillas de P. cubana se necesitan ensayos experimentales que permitan dilucidar el verdadero papel de la PY en condiciones naturales.

Otros rasgos funcionales de semillas encontrados en P. cubana también podrían permitirle a la especie su persistencia en el banco de semillas del suelo, y con esto propiciar su naturalización o invasividad de nuevos ecosistemas (Chen et al., 2023Chen S-C, Hu X-W, Baskin CC, Baskin JM. 2023. A long-term experiment reveals no trade-off between seed persistence and seedling emergence. New Phytologist. DOI: https://doi:10.1111/nph.19270.; Jayasuriya y Phartyal, 2023Jayasuriya KMGG, Phartyal SS. 2023. Dormancy, germination, and associated seed ecological traits of 25 Fabaceae species from northern India. Plant Biology. DOI: https://doi.org/10.1111/plb.13589.). Además de la PY, se identificaron características funcionales propias de semillas de especies de Fabaceae que ocupan sitios semiáridos o con una marcada estacionalidad en la distribución de las lluvias (Jaganathan, 2016Jaganathan GK. 2016. Influence of maternal environment in developing different levels of physical dormancy and its ecological significance. Plant Ecology. 217: 71-79.; Hu et al., 2018Hu D, Baskin JM, Baskin CC, Yang X, Huang Z. 2018. Ecological role of physical dormancy in seeds of Oxytropis racemosa in a semiarid sand land with unpredictable rainfall. Journal of Plant Ecology. 11: 542-552.; 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.; Gioria et al., 2021Gioria M, Carta A, Baskin CC, Dawson W, Essl F, Holger F, et al. 2021. Persistent soil seed banks promote naturalisation and invasiveness in flowering plants. Ecology Letters.24: 1655-1667.). Entre estas características sobresalen su bajo contenido de humedad inicial (10.2%), tolerancia a la desecación y mayor porcentaje de distribución de biomasa seminal a las estructuras de cubiertas (o defensas, 55.3%). También, de acuerdo con Sánchez et al. (2018)Sánchez 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. las semillas escarificadas con ácido sulfúrico de P. cubana germinan en condiciones de luz y oscuridad cuando se siembran a temperaturas alternas de 25/30ºC, 25/35ºC y 25/40ºC. Por consiguiente, la presencia de estos rasgos funcionales de semillas en P. cubana deberá favorecer que la especie pueda ocupar diferentes micrositios, nuevos hábitats y presentar mayor tolerancia al cambio climático global, así como a las transformaciones antropogénicas del ecosistema.

De hecho, se conoce que los rasgos relacionados con la tolerancia térmica de las semillas no evolucionaron independientemente; más bien son parte de un síndrome de coadaptación de rasgos funcionales a ambientes secos (Sánchez et al., 2011Sánchez JA, Suárez AG, Montejo LA, Muñoz BC. 2011. El cambio climático y las semillas de las plantas nativas cubanas. Acta Botánica Cubana. 214: 38-50.; Cochrane et al., 2015Cochrane A, Colin JY, Gemma LH, Nicotra AB. 2015. Will among-population variation in seed traits improve the chance of species persistence under climate change? Global Ecology and Biogeography. 24: 12-24.; Baskin y Baskin, 2022Baskin CC, Baskin JM. 2022. Plant regeneration from seeds: A global warming perspective. Academic Press, San Diego.). Aunque, por ejemplo, solo para la respuesta germinativa se postula que especies con amplio nicho de germinación ocupan ambientes heterogéneos y presentan un amplio rango de distribución; en cambio, en ambientes homogéneos se favorecen la presencia de especies especialistas y con un estrecho nicho de germinación (Brändle et al., 2003Brändle M, Stadler J, Klotz S, Brandl R. 2003. Distributional range size of weedy plant species is correlated to germination patterns. Ecology. 84: 136-144.; Luna y Moreno, 2010Luna B, Moreno JM. 2010. Range-size, local abundance and germination niche-breadth in Mediterranean plants of two life-forms. Plant Ecology. 210: 85-95.; 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.).

Igualmente se conoce que en semillas con solo PY la germinación puede ocurrir inmediatamente después de que esta se elimina (i.e., semillas permeables) bajo un amplio rango de temperaturas y en diferentes condiciones de luz (Thanos y Georghiou, 1988Thanos CA, Georghiou K. 1988. Ecophysiology of fire-stimulated seed germination in Cistus incanus ssp. creticus (L.) Heywood and C. salvifolius L. Plant, Cell and Enviroment. 11: 841-849.; Baskin et al., 2004Baskin JM, Davis BH, Baskin CC, Gleason SM, Cordell S. 2004. Physical dormancy in seed of Dodonea viscosa (Sapindales, Sapindance) from Hawaii. Seed Science Research. 14: 81-90.). Este comportamiento se ha notificado para un gran número de especies de familias botánicas como Anacardiaceae, Convolvulaceae, Cistaceae, Fabaceae, Malvaceae y Sapindaceae (Baskin y Baskin, 2014Baskin CC, Baskin JM. 2014. Seeds: ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination (2nd ed.). Elsevier/Academic Press, San Diego.). En Cuba, por ejemplo, se obtiene esta conducta de germinación para semillas frescas de Guazuma ulmifolia Lam. (Malvaceae) una vez eliminada la PY (Sánchez et al., 2017Sánchez JA, Martínez J, Pernús M, Barrios D. 2017. Efecto de la temperatura y la iluminación sobre la germinación de semillas no dormantes de Guazuma ulmifolia (Malvaceae). Acta Botánica Cubana. 216: 116-121.).

Perspectiva para la propagación por semillas

Para realizar proyectos de restauración ecológica o de reforzamiento poblacional con base al empleo de semillas se parte de la premisa, que la mayoría de las especies nativas empleadas germinen rápido, alto y uniforme en diferentes condiciones ambientales (Baskin et al., 2021Baskin CC, Baskin JM, Yoshinaga A, Wolkis D. 2021. Physiological dormancy in seeds of tropical montane woody species in Hawai´i. Plant Species Biology. 36: 60-71.; 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.). Acorde a los resultados obtenidos en el presente trabajo y a los informados por Sánchez et al. (2018)Sánchez 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. para P. cubana, eso no parece ser un problema en condiciones de laboratorio. El tratamiento pregerminativo más adecuado es la escarificación ácida como ya se comentó, pero también podría emplearse agua hirviendo por diferentes tiempos. El empleo de papel de lija o un corte a las cubiertas (D. Barios y M. Pernús, comentario personal) igualmente pueden resultar procedimientos adecuados y baratos para incrementar la germinación de esta especie, aunque implican mayor consumo de tiempo que la escarificación ácida o térmica y posiblemente menor uniformidad.

Por tanto, será adecuado en semillas frescas aplicar un tratamiento de escarificación de cubiertas que promueva su rápida germinación en vivero, y si la siembra se realiza directamente en campo se deberá sembrar en una condición de semisombra para asegurar un suministro adecuado de humedad, al menos durante los primeros meses de vida de sus plántulas. Estas condiciones de campo parecen ser las más adecuadas para muchas especies del ecosistema de Punta Guanos que se propagan por semillas (ver por e.g., Pernús y Sánchez, 2021Pernús M, Sánchez JA. 2021. Germinación de Coccothrinax borhidiana (Arecaceae), palma endémica de Punta Guanos, Matanzas, Cuba. Revista Jardín Botánico Nacional. 42: 69-76.; Sánchez et al., 2023Sánchez JA, Fuentes Marrero IM, Pernús M, Vega-Catalá C, Rosa R, Terry M. 2023. Descubrimiento de Pseudosamanea cubana (Fabaceae) en Punta Guanos, Matanzas, norte del occidente de Cuba. Acta Botánica Cubana. 222. https://cu-id.com/2402/v222e09. ), y también se identifican para muchas especies arbóreas de bosques siempreverdes estacionales del occidente cubano (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.). Al parecer, la siembra en sitios sucesionalmente intermedios (o semiprotegidos) podría evitar la deshidratación de las semillas sin dormancia PY, la fotoinhibición de la fotosíntesis en las plántulas y el estrés hídrico; procesos que han sido bien documentados en un gran número de especies tropicales (Alves et al., 2002Alves PL, Magalhaes ACN, Barja PR. 2002. The phenomenon of photoinhibition of photosynthesis and its importance in reforestation. The Botanical Review. 68: 193-208.; Sánchez et al., 2006Sánchez JA, Muñoz BC, Hernández L, Montejo LA, Suárez A, Torres-Arias Y. 2006. Tratamientos robustecedores de semillas para mejorar la emergencia y el crecimiento de Trichospermum mexicanum, árbol tropical pionero. Agronomía Costarricense. 30: 7-26.).