UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA COORDINACIÓN GENERAL ACADÉMICA Coordinación de Bibliotecas Biblioteca Digital La presente tesis es publicada a texto completo en virtud de que el autor ha dado su autorización por escrito para la incorporación del documento a la Biblioteca Digital y al Repositorio Institucional de la Universidad de Guadalajara, esto sin sufrir menoscabo sobre sus derechos como autor de la obra y los usos que posteriormente quiera darle a la misma. Av. Hidalgo 935, Colonia Centro, C.P. 44100, Guadalajara, Jalisco, México [email protected] - Tel. 31 34 22 77 ext. 11959 UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA Centro Universitario de los Lagos Doctorado en Ciencia y Tecnología “ESTUDIO COMPARATIVO DE LA DISTRIBUCIÓN ECOLÓGICA DE CACTÁCEAS GLOBOSAS Y COLUMNARES EN DOS ZONAS REPRESENTATIVAS DE LA REGIÓN ALTOS NORTE DE JALISCO” TESIS PARA OBTENER EL GRADO DE “DOCTOR EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA” Presenta: M. EN C. MAURICIO LARIOS ULLOA Directora de Tesis DRA. SOFÍA LOZA CORNEJO Lagos de Moreno, Jalisco, xxxx de 2019 Agradecimientos I.-Índice General 1.-INTRODUCCIÓN 1 2.- ANTECEDENTES 3 2.1.- Conceptos básicos de biodiversidad ecología y conservación de 3 especies. 2.2.- Cactáceas de México 6 2.3.- Estudios de abundancia y biología de la reproducción de cactáceas 7 2.4.- Factores abióticos y bióticos que afectan la abundancia y distribución 8 de cactáceas 2.5.- Estado actual y conservación de especies de Mammillaria 12 2.6.- El cerro “La Mesa Redonda” 15 2.7.- Especies de Mammillaria del cerro “La Mesa Redonda” 16 2.8.- Descripción morfológica de las especies 17 Mammillaria crinita subsp. crinita DC. 17 Mammillaria polythele subsp. polythele Mart. 18 Mammillaria uncinata Zucc. 20 2.9.- Etnobotánica 22 2.10.- Jardín Demostrativo de Cactáceas y Otras Suculentas 22 3.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 23 4.- JUSTIFICACIÓN 24 5.- HIPÓTESIS 25 6.- OBJETIVO GENERAL 25 6.1.- Objetivos particulares 25 7.- MATERIALES Y MÉTODOS 26 7.1.- Área de estudio 26 a) Lagos de Moreno, Jalisco 26 b) Cerro “La Mesa Redonda” 27 c) Análisis de suelo del área de estudio 28 7.2.- Abundancia y distribución 29 a) Distribución geográfica y altitudinal 30 b) Frecuencia 30 c) Densidad y estructura de tamaños 30 d) Patrones de distribución espacial 31 e) Supervivencia in situ y factor de riesgo para la permanencia de las 31 poblaciones f) Análisis de datos 32 7.3.- Biología reproductiva 32 a) Floración y fructificación 32 b) Germinación de semillas 32 b.1) Germinación de semillas sin tratamiento físico-químico 33 b.2) Germinación de semillas con tratamiento físico-químico 34 (aplicación de irradiación laser) 7.4.- Etnobotánica 35 7.5.- Colección botánica 36 7.6.- Jardín Demostrativo de Cactáceas y Otras Suculentas 36 8.- RESULTADOS 37 8.1.- Factores abióticos 37 8.1.1.- Análisis de suelo 38 8.2.- Abundancia y distribución 42 8.2.1.- Distribución geográfica y altitudinal 42 8.2.2.- Densidad, estructura de tamaño y distribución espacial 43 8.2.3.- Supervivencia in situ y factor de riesgo para la permanencia de las 47 poblaciones 8.2.4.- Frecuencia 49 8.2.5.- Índice de correlación de Pearson 49 8.3.- Biología reproductiva 50 8.3.1.- Floración y fructificación 50 8.3.2.- Tratamientos germinativos 59 8.4.- Etnobotánica 62 8.5.- Colección botánica 71 8.6.- Jardín Demostrativo de Cactáceas y Otras Suculentas 72 9.- DISCUSIÓN 74 9.1.- Factores abióticos 74 9.2.- Abundancia y distribución 76 9.2.1.- Distribución geográfica y altitudinal 76 9.2.2.- Densidad estructura de tamaño y distribución espacial 77 a) Densidad 77 b) Estructura de tamaño 78 c) Patrones de distribución 79 d) Supervivencia in situ y factor de riesgo para la permanencia de las 82 poblaciones 9.2.3.- Frecuencia 83 9.2.4.- Índice de correlación de Pearson 83 9.3.- Biología reproductiva 84 9.3.1.- Fenología reproductiva 84 9.3.2.- Morfología reproductiva 85 9.3.3.- Tratamientos germinativos 89 9.4.- Etnobotánica 90 9.5.- Colección botánica y Jardín Demostrativo de Cactáceas 92 y Otras Suculentas 10.- CONCLUSIONES 95 11.- PERSPECTIVAS 97 12.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 98 Índice de Figuras Figura 1.- Mammillaria crinita subsp. crinita DC. 18 Figura 2.- Mammillaria polythele subsp. polythele Mart. 20 Figura 3.- Mammillaria uncinata Zucc. 21 Figura 4.- El cerro “La Mesa Redonda” 28 Figura 5.- Localización del cerro “La Mesa Redonda” 29 Figura 6.- Densidad de tres especies de Mammillaria 43 Figura 7.- Detalle de tubérculos de Mammillaria uncinata 45 Figura 8.- Forma de crecimiento “agrupada” en M. crinita 46 Figura 9.- Distribución espacial de M. polythele en “roca” 46 Figura 10.- Distribución espacial de M. uncinata “asociada a nodriza” 47 Figura 11.- Censo poblacional por especie de Mammillaria 48 Figura 12.- Detalle de flor de M. crinita 53 Figura 13.- Detalle de flor de M. polythele 53 Figura 14.- Detalle de flor de M. uncinata 54 Figura 15.- Apertura floral de M. crinita 55 Figura 16.- Apertura floral de M. polythele 56 Figura 17.- Apertura floral de M. uncinata 57 Figura 18.- Porcentaje de germinación de semillas de M. crinita 61 Figura 19.- Porcentaje de germinación de semillas de M. polythele 61 Figura 20.- Porcentaje de germinación de semillas de M. uncinata 62 Figura 21.- Gráfica Pregunta 1Encuesta Etnobotánica 64 Figura 22.- Gráfica Pregunta 2 Encuesta Etnobotánica 64 Figura 23.- Gráfica Pregunta 3 Encuesta Etnobotánica 65 Figura 24.- Gráfica Pregunta 4 Encuesta Etnobotánica 66 Figura 25.- Gráfica Pregunta 5 Encuesta Etnobotánica 66 Figura 26.- Gráfica Pregunta 6 Encuesta Etnobotánica 67 Figura 27.- Gráfica Pregunta 7 Encuesta Etnobotánica 68 Figura 28.- Gráfica Pregunta 8 Encuesta Etnobotánica 68 Figura 29.- Gráfica Pregunta 9 Encuesta Etnobotánica 69 Figura 30.- Gráfica Pregunta 10 Encuesta Etnobotánica 69 Figura 31.- Gráfica Pregunta 11 Encuesta Etnobotánica 70 Figura 32.- Colección botánica 72 Figura 33.- Jardín Demostrativo de Cactáceas y Otras Suculentas 72 Índice de cuadros Cuadro I.- Temperatura, humedad e intensidad lumínica en dos 37 zonas de estudio Cuadro II.- Características del suelo correspondiente al hábitat de M. crinita 39 Cuadro III.- Características del suelo correspondiente al hábitat 40 de M. crinita y M. polythele Cuadro IV.- Características del suelo correspondiente al hábitat de M. 41 uncinata Cuadro V.- Ubicación geográfica de tres especies de Mammillaria 42 Cuadro VI.- Características morfológicas del tallo, forma de crecimiento y 44 distribución espacial de tres especies de Mammillaria Cuadro VII.- Categoría de tamaño de tres especies de Mammillaria 45 Cuadro VIII.- Frecuencia para las tres especies de Mammillaria 49 Cuadro IX.- Correlación de Pearson de tres especies de Mammillaria 50 Cuadro X.- Calendario de botones florales, flores y frutos 51 Cuadro XI.- Altura y diámetro floral de tres especies de Mammillaria 52 Cuadro XII.- Morfología floral de tres especies de Mammillaria 52 Cuadro XIII.- Variable apertura floral de tres especies de Mammillaria 54 Cuadro XIV.- Longitud, ancho, peso y número de semillas por fruto de tres 58 especies de Mammillaria Cuadro XV.- Tamaño y peso de semillas de tres especies de Mammillaria 59 Cuadro XVI.- Porcentajes de germinación obtenidos por tratamiento 60 Cuadro XVII.- Localidades y total de encuestas Etnobotánicas 63 Cuadro XVIII.- Colección botánica 71 Cuadro XIX.- Jardín Demostrativo de Cactáceas y Otras Suculentas 73 II.- RESUMEN Los Altos Norte de Jalisco presentan vegetación característica de clima seco y Eliminado: semiseco, además de selva baja caducifolia, tal es el caso de la zona donde se llevó a cabo un estudio sobre la abundancia, distribución y biología de la reproducción de tres especies de Mammillaria (M. crinita, M. polythele y M. uncinata) presentes en el Cerro “La Mesa Redonda”, municipio de Lagos de Moreno Jalisco. Se establecieron tres unidades de muestreo (UM) en diferentes sitios (faldas y laderas) del cerro, para determinar su distribución, así como caracteres morfológicos de las especies. Para cada especie se llevó a cabo también un registro de los patrones de distribución espacial (asociación con nodrizas, rocas o espacios) abiertos, su estadio fenológico y sanidad. Para el estudio de la biología reproductiva (floración y fructificación), la observación se realizó a las plantas adultas de cada sitio mediante un censo cada 15 días; de cada especie se registró el período de floración y fructificación, horario de máxima antesis y expresión sexual. En lo que se refiere a fructificación, se registró tamaño de frutos, caracteres morfológicos cuantitativos y cualitativos de semillas y respuesta germinativa de semillas en condiciones de laboratorio. En el presente proyecto de investigación se incluyó además, un estudio etnobotánico para determinar el uso e importancia de cada una de las tres especies de Mammillaria. Eliminado: Finalmente, otro de los objetivos importantes de esta investigación fue contribuir a la creación de un “Jardín Demostrativo de Cactáceas y Otras Suculentas” con estas tres especies de Mammillaria y de otras cactáceas presentes en la zona de estudio 1.- INTRODUCCIÓN Las zonas áridas y semiáridas en el país representan más del 60% del territorio y es en ellas donde se tiene el mayor número de endemismos de especies de Cactaceae (Rzedowski, 1966; Martínez-Avalos, 2005; Hernández-Hernández et al., 2008). El desarrollo de investigaciones científicas en estos ambientes ha llevado a propuestas para la conservación de las mismas. (Gómez-Hinostrosa y Hernández, 2000; Hernández et al., 2001; Fuentes-Mayo, 2012). En las últimas décadas gran cantidad de especies de cactáceas han sufrido disminución