(~oSGRADO EN , ) CIENCIAS CICY ( BIOLÓGICAS Centro de Investigación Científica de Yucatán A.C. Posgrado en Ciencias Biológicas SISTEMÁTICA Y FILOGENIA DE BRASSA VOLA R. BR. (ORCHIDACEAE: LAELIINAE) Tesis que presenta Eliana Josefina Noguera Savelli En opción al título de DOCTOR EN CIENCIAS BIOLÓGICAS Opción Recursos Naturales Mérida, Yucatán, México Febrero 2011 ( POSGRADO EN ) CIENCIAS CICY ( BIOLÓGICAS Centro de Investigación Científica de Yucatán A.C. Posgrado en Ciencias Biológicas SISTEMÁTICA Y FILOGENIA DE BRASSA VOLA R. BR. (ORCHIDACEAE: LAELIINAE) Tesis que presenta Eliana Josefina Noguera Savelli En opción al título de DOCTOR EN CIENCIAS BIOLÓGICAS Opción Recursos Naturales Mérida, Yucatán, México Febrero 2011 ( POSGRADO EN ) CIENCIAS CICY ( BIOLÓGICAS RECONOCI MlENTO Por medio de la presente, hago constar que el trabajo de tesis titulado: Sistemática y Filogenia de Brassavola R. Br. (Orchidaceae: Laeliinae) fue realizado en los laboratorios de la Unidad de Recursos Naturales del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. bajo la dirección del Dr. Germán Carnevali Fernández-Concha, dentro de la opción Recursos Naturales, perteneciente al programa de Posgrado en Ciencias Biológicas de este Centro. Para los efectos que sean necesarios Director Académico Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. (~OSGRADO EN () CIENCIAS CICY ( BIOLÓGICAS DECLARACIÓN DE PROPIEDAD Declaro que la información contenida en la sección de materiales y métodos experimentales, los resultados y discusión de este documento proviene de las actividades de experimentación realizadas durante el período que se me asignó para desarrollar mi trabajo de tesis, en las Unidades y Laboratorios del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. y dicha información le pertenece en términos de la Ley de la Propiedad Industrial, por lo que no me reservo ningún derecho sobre ello. Mérida, 22 de Féhrero de 2011 Nombre y firma del Alumno: _e_i_ia_'Yl_a_N__,~oq'-vt_9U;t__ 8_. ____ ¡¡ AGRADECIMIENTOS Al Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. por las instalaciones y equipos necesarios para el desarrollo de este trabajo. Al personal del posgrado CICY, en especial a Landy Rodríguez y Alejandra Arceo, por la amable colaboración siempre brindada. A la coordinadora del posgrado de la Unidad de Recursos Naturales (CICY), Dra. Luz María Calvo por la colaboración siempre brindada. A la Secretaría de Relaciones Exteriores de México (SRE) por la Beca W NOGELI731 01008 para realizar estudios de doctorado. A la Lic. Verónica de Jesús de la SRE por toda la atención brindada durante el período de mi beca. Al Proyecto Orquídeas Neotropicales a cargo de Dr. Germán Carnevali por el financiamiento de las secciones de MEB y secuenciación del material de Brassavola y su grupo externo. Al Proyecto CONACYT W 49980-Q, Filogenia Molecular y Morfológica, revisión sistemática y una e~ ·ploración de cÜatro regiones no codificantes del genoma del cloroplasto para estudios filogeográficos en el complejo Trichocentrum (Orchidaceae: Cimbidieae: Oncidinae) , por el financiamiento y secuenciación del material de Brassavola y su grupo externo. Al Dr. Germán Carnevali , tutor de este trabajo por los comentarios realizados. A los miembros del comité tutorial, Dra. lvón Ramírez (CICY), Dr. Rodrigo Duno (CICY), Dr. Gustavo Romero (Harvard University), por la revisión y sugerencias para la realización de este trabajo. A los miembros del comité pre-doctoral, Dra. lvón Ramírez, Dr. Rodrigo Duno, Dr. Gustavo Romero, Dra. lvonne Sánchez (CICY) , Dr. Roger Orellana (CICY) y Dr. Juan Tun (Universidad Autónoma de Yucatán, UADY), por la .revisión y comentarios para la culminación del documento de tesis. ¡¡¡ AGRADECIMIENTOS A los miembros del examen de tesis, Dra. lvón Ramírez, Dr. Rodrigo Duno, Dr. Roger Orellana, Dr. Juan Tun, Dr. Gustavo Romero y Dr. Juan Javier Ortíz (UADY) por la revisión y sus valiosos comentarios al documento final de tesis. A los Curadores de los herbarios nacionales e internacionales por el envió de material en préstamo e imágenes de Brassavola. A la Técnico Silvia Hernández, por su colaboración con los trámites de los préstamos y el manejo de las colecciones depositadas en el Herbario CICY. A los Doctores Günter Gerlach (Botanischer Garten München-Nymphenburg) y Fred Stauffer (Conservatoire et Jardín Botaniques Villes de Genéve) por el envío de literatura e imágenes de Brassavola. Al Dr. Roberto Vázquez (FAN Bolivia) y la Sra. Sharon Laurent (Trinidad & Tobago Orchid Society) por el envío de fotografías de Brassavo/a. A los Doctores Citlali Peláez (Universidad Nacional de Córdoba, Argentina), Pedro Rodríguez de Moraes (Universidade Estadual de Feira de Santana), a los Biólogos Juan Pablo Pinzón (CICY), Juan Carlos Penagos (Missouri Botanical Garden), las Técnicos Resana Méndez y María Eugenia Mejías (Universidad Central de Venezuela, UCV) por el envío de literatura botánica especializada. A la Dra. Damelis Jáuregui (UCV) por su asesoría en el estudio de la anatomía foliar de Brassavola A la Técnico Norbelis Garcés del laboratorio de Anatomía Vegetal "Antonio Fernández", de la Universidad Central de Venezuela, en especial, por la preparación de láminas de anatomía foliar de Brassavola. A la Técnico Lilia Can (CICY por colaboración con en el trabajo de Microscopia Electrónica de Barrido) y por su amistad. A la Dra. lvonne Sánchez (CICY) por su asesoría en el análisis filogenético de Brassavo/a. iv AGRADECIMIENTOS Al Técnico José Luis Tapia (CICY) por su asesoría con el protocolo de amplificación de la región ITS 1 y 2 y por sus valiosos comentarios al manuscrito. Al Técnico Julián Cuello (CICY) por su asesoría con el protocolo de extracción de ADN . Al M.C. Ricardo Balan (CICY) por el entrenamiento en técnicas moleculares. Al M.C. William Cetzal (ECOSUR) y al Biólogo Lizandro Peraza (CICY), por su colaboración en el trabajo de Laboratorio Molecular. Al M.C. William Cetzal por la elaboración de las ilustraciones. A Narcedalia Gamboa por su amable y eficaz atención en el servicio de la biblioteca CICY. A María Alejandra Guillen por toda la colaboración brindada para los trámites de documentos en Venezuela. A la M.C. María Bottini, M.Sc. Judith Petit y Lic. José Antonio Petit por su colaboración en el envió de láminas de anatomía. A mis paisanas María Bottini y Judith Petit por compartir un pedacito de Venezuela en México. A mis compañeros de cubículo Selene Pichardo, Erika Tetetla, Virginia Rebolledo, René Garruña, Isaac Castillo, Nahlleli Chilpa, Karla Almanza, Yazmín Martínez, Gerardo Polanco, Arturo Alvarado y Waldemar Santamaría, por el apoyo brindado, los momentos compartidos y por enseñarme a conocer un pedacito de México a través de ustedes. A todas aquellas personas que de una u otra forma me animaron y apoyaron durante estos tres años de mi vida! V DEDICATORIA A mi esposo y amigo William por todo su apoyo y motivación de cada día .. A mi familia por estos tres años de ausencia ... A mi nueva familia mexicana por su apoyo y hacerme sentir el calor de hogar ... A mis amigas Nancy E liana Rojas y Damelis Jáuregui por su apoyo incondicional desde la distancia ... A mis amigos Lizandro Peraza "Poly'' y Ricardo Balam "Rich" por todos los buenos y no tan buenos momentos compartidos ... A mis am igos Silvia Hernández y José Luis Tapia por su apoyo y consejo de siempre ... .. Y por compartir estos tres años de mi vida ! vi ÍNDICE Pág. Índice de Figuras ix Índice de Cuadros xi Resumen. 1 Abstract. 2 Capítulo 1 3 l. Introducción. 3 11. Justificación. 5 111. Preguntas. 6 IV. Objetivos. 7 Capítulo 11. Análisis filogenético de Brassavola 9 Antecedentes. 9 Estudios filogenéticos moleculares en Brassavola. 9 Estudios filogenéticos morfoanatómicos en Brassavola. 12 Materiales y Métodos. 16 Muestreo. 16 Grupo Interno. 16 Grupo Externo. 16 Datos Morfológicos y Anatómicos. 18 Extracción de ADN. 24 Amplificación. 24 Purificación. 24 Secuenciación. 24 Edición de secuencias. 24 Alineamiento. 24 Análisis Filogenético. 25 Análisis de Parsimonia. 26 Índice de Incongruencia. 26 Resultados. 27 Características generales de los datos. 27 Análisis Filogenético. 28 Análisis Filogenético Morfológico-Anatómico. 28 Análisis Filogenético Molecular. 29 Análisis Filogenético Combinado (Molecular-morfológico-anatómico). 32 Discusión. 34 Comparación de los datos utilizados. 34 La nueva evidencia sugiere la Monofilia de Brassavo/a. 34 Reconstrucción Fi logenética con base en datos morfoanatómicos y moleculares en Brassavola. 35 Análisis Filogenético combinado de Brassavola. 36 Bibliografía. 42 Capítulo 111. Estudio Anatómico de la hoja de Brassavola. 46 Antecedentes de estudios anatómicos en Brassavola. 46 Materiales y Métodos. 48 Resultados. 50 Estudio Anatómico de la hoja. 50 vii Discusión. 60 Bibliografía. 72 Capítulo IV. Tratamiento Taxonómico de Brassavola. 74 Historia taxonómica de Brassavo/a R. Br. 74 Materiales y Métodos. 82 Resultados. Parte l. Caracterización de Brassavo/a. 83 Caracteres usados en grupos y especies de Brassavola. 83 Reconocimiento del Género. 86 Distribución y Ecología. 87 Monofilia de Brassavo/a. 89 Resultados. Parte 11. Tratamiento Taxonómico de Brassavola 90 Brassavola R. Br. 90 Clave para las especies de Brassavola. 92 1. Brassavola acau/is Lindl. & Paxton. 93 2. Brassavola mazónica Poepp. & Endl. 97 3. Brassavola angustata Lindl. 101 4. Brassavo/a appendiculata A. Rich. & H. G. Galeotii. 106 5. Brassavola cebo/etta Rchb. f. 112 6. Brassavola cucullata (L.) R. Br. 115 7. Brassavo/a fascicu/ata Pabst. 121 8. Brassavola fragrans Barb. Rodr. 124 9. Brassavola