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Caracterizaci�n morfol�gica y conservaci�n de especies nativas de la Amazonia: Guayusa (Ilex guayusa)

 

Morphological characterization and conservation of native Amazonian species: Guayusa (Ilex guayusa)

 

Caracteriza��o morfol�gica e conserva��o de esp�cies nativas da Amaz�nia: Guayusa (Ilex guayusa)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: renata.alvarado@espoch.edu.ec

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

 

* Recibido: 10 de mayo de 2025 *Aceptado: 23 de junio de 2025 * Publicado: �14 de julio de 2025

 

        I.            Ingeniera Ambiental, Magister en Biotecnolog�a, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Orellana, Ecuador.

      II.            Ingeniero Agroindustrial, Doctor en Biotecnolog�a, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Orellana, Ecuador.

   III.            Ingeniera Bioqu�mica, Magister en Qu�mica menci�n en Qu�mica-F�sica, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Orellana, Ecuador.

   IV.            Estudiante Carrera de Agronom�a, Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo, Sede Orellana, Ecuador.

Resumen

La guayusa (Ilex guayusa) es una especie nativa amaz�nica con destacada relevancia cultural y econ�mica debido a sus propiedades antioxidantes y estimulantes. Sin embargo, el conocimiento sobre su diversidad morfol�gica sigue siendo limitado, lo que representa un desaf�o para su conservaci�n y manejo sostenible. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar morfol�gicamente las poblaciones de guayusa y establecer un banco de germoplasma en la parroquia El Eno, Ecuador. Se evaluaron 12 genotipos de tres localidades mediante un muestreo sistem�tico. Los caracteres evaluados fueron altura de la planta, �rea y color de las hojas, y el di�metro a la altura del pecho (DAP) de las ramas. El an�lisis de varianza revel� diferencias significativas entre sitios (p<0.05) para todos los caracteres. San Bartolo destac� en �rea foliar, mientras Aucayaku present� los mayores valores en altura y di�metro, observ�ndose una predominancia del tono RAL 6029 (41.67%) en la coloraci�n foliar. La variabilidad morfol�gica documentada evidencia una significativa plasticidad fenot�pica influenciada por condiciones ambientales espec�ficas, y el establecimiento del banco de germoplasma con las 12 accesiones sienta las bases para futuros programas de mejoramiento, aunque se recomienda complementar estos hallazgos con an�lisis moleculares.

Palabras clave: Ilex guayusa; caracterizaci�n morfol�gica; banco de germoplasma; plasticidad fenot�pica; conservaci�n ex situ; variabilidad gen�tica.

 

Abstract

Guayusa (Ilex guayusa) is a native Amazonian species with notable cultural and economic relevance due to its antioxidant and stimulant properties. However, knowledge about its morphological diversity remains limited, representing a challenge for its conservation and sustainable management. This study aimed to morphologically characterize guayusa populations and establish a germplasm bank in El Eno parish, Ecuador. Twelve genotypes from three locations were evaluated through systematic sampling. The traits evaluated were plant height, leaf area and color, and branch diameter at breast height (DBH). Analysis of variance revealed significant differences between sites (p<0.05) for all traits. San Bartolo stood out in leaf area, while Aucayaku presented the highest values in height and diameter, with a predominance of RAL 6029 (41.67%) in leaf color. The documented morphological variability demonstrates significant phenotypic plasticity influenced by specific environmental conditions. The establishment of the germplasm bank with the 12 accessions lays the groundwork for future breeding programs, although it is recommended that these findings be complemented with molecular analysis.

Keywords: Ilex guayusa; morphological characterization; germplasm bank; phenotypic plasticity; ex situ conservation; genetic variability.

 

Resumo

Guayusa (Ilex guayusa) � uma esp�cie nativa da Amaz�nia com not�vel relev�ncia cultural e econ�mica devido �s suas propriedades antioxidantes e estimulantes. No entanto, o conhecimento sobre sua diversidade morfol�gica permanece limitado, representando um desafio para sua conserva��o e manejo sustent�vel. Este estudo teve como objetivo caracterizar morfologicamente popula��es de guayusa e estabelecer um banco de germoplasma na par�quia de El Eno, Equador. Doze gen�tipos de tr�s locais foram avaliados por meio de amostragem sistem�tica. As caracter�sticas avaliadas foram altura da planta, �rea e cor foliar e di�metro do ramo � altura do peito (DAP). A an�lise de vari�ncia revelou diferen�as significativas entre os locais (p < 0,05) para todas as caracter�sticas. San Bartolo se destacou na �rea foliar, enquanto Aucayaku apresentou os maiores valores em altura e di�metro, com predomin�ncia de RAL 6029 (41,67%) na cor foliar. A variabilidade morfol�gica documentada demonstra plasticidade fenot�pica significativa influenciada por condi��es ambientais espec�ficas. O estabelecimento do banco de germoplasma com os 12 acessos estabelece as bases para futuros programas de melhoramento, embora seja recomendado que essas descobertas sejam complementadas com an�lises moleculares.

Palavras-chave: Ilex guayusa; caracteriza��o morfol�gica; banco de germoplasma; plasticidade fenot�pica; conserva��o ex situ; variabilidade gen�tica.

 

Introducci�n

La guayusa (Ilex guayusa), especie nativa de la Amazon�a, posee una destacada relevancia cultural, medicinal y econ�mica debido a su uso tradicional y su creciente demanda internacional (Radice et al., 2017). Sus hojas, utilizadas como alimento funcional, han ganado popularidad por su capacidad antioxidante, sustentada en compuestos bioactivos como �cidos fen�licos, flavonas, flavonoles, cafe�na, �cido cafeico y �cido m�lico, entre otros (Ch�ez-Guaranda et al., 2022; Quijano-Avil�s et al., 2021). Adem�s, los extractos de guayusa han mostrado importantes beneficios sobre el rendimiento cognitivo, el estado de �nimo y la productividad, lo que ampl�a su potencial para aplicaciones medicinales (La Monica et al., 2023; Carvalho et al., 2021).

A pesar de su importancia, el conocimiento sobre la diversidad gen�tica y morfol�gica de I. guayusa sigue siendo limitado, lo que representa un desaf�o para su conservaci�n y manejo sostenible. Estas limitaciones tambi�n se reflejan en sus m�todos de propagaci�n, pues si bien puede reproducirse sexualmente, este m�todo enfrenta barreras como una baja tasa de germinaci�n (14%) y una floraci�n limitada (Pillacela Sichiqui, 2020). En contraste, los m�todos asexuales, como esquejes, injertos y micropropagaci�n mediante cultivo in vitro ofrecen alternativas m�s efectivas para incrementar la producci�n de pl�ntulas (Carvalho et al., 2021).

La caracterizaci�n morfol�gica y la creaci�n de bancos de germoplasma son herramientas clave para preservar la biodiversidad de esta especie y promover su uso responsable (Romero-Murcia, 2019). Si bien se reconocen variaciones fenot�picas en las poblaciones de guayusa, estas no han sido suficientemente documentadas, lo que dificulta estrategias de manejo efectivas. Asimismo, se destacan debates sobre los enfoques m�s adecuados para conservar las especies nativas, subrayando la importancia de combinar m�todos in situ y ex situ (Romero Albarrac�n, 2023).

En este contexto, el presente estudio tiene como objetivo caracterizar morfol�gicamente y conservar la diversidad gen�tica de I. guayusa en la parroquia El Eno, perteneciente al cant�n Lago Agrio, provincia de Sucumbimos, contribuyendo a su conservaci�n y promoviendo su uso sostenible.

 

Materiales y metodos

1.      �rea de Estudio

En el marco de la investigaci�n se realiz� una colecta sistem�tica de genotipos de I. guayusa en diferentes localidades de la parroquia El Eno, perteneciente a la provincia de Sucumb�os, seleccionando zonas representativas por su diversidad gen�tica.

Las localidades estudiadas fueron El Eno (colonos), Aucayaku (comunidad Kichwa) y San Bartolo (comunidad Kichwa).

Fig.1 �rea de Estudio con sus respectivos sitios de Colecta

 

2.      Selecci�n de sitios

Los puntos de colecta se determinaron utilizando herramientas de Sistemas de Informaci�n Geogr�fica (SIG), siguiendo criterios como accesibilidad, uso tradicional y variabilidad ambiental. Para este prop�sito, se emple� el software de c�digo abierto QGIS, disponible������ para���� su descarga en: https://qgis.org/download/.

3.      Muestreo

Se recolectaron esquejes de al menos tres plantas por localidad con el objetivo de garantizar una representaci�n gen�tica amplia. Cada individuo muestreado fue identificado mediante un c�digo espec�fico: ENO_X, AUC_X o SBO_X. Las tres primeras letras del c�digo indican la localidad de origen del esqueje: ENO corresponde a El Eno, AUC a Aucayaku y SBO a San Bartolo. Por su parte, "X" representa el n�mero de muestra dentro de cada sitio. Adem�s, los datos relacionados con la colecta se registraron utilizando un formato est�ndar.

4.      Caracterizaci�n morfol�gica

La caracterizaci�n de los genotipos recolectados se llev� a cabo mediante la evaluaci�n de caracteres morfol�gicos similares a los evaluados por Bianciotto, Fontana y Luna (2020).

Caracteres evaluados: Se evaluaron las siguientes caracter�sticas: altura de la planta, �rea y color de las hojas, y el di�metro a la altura del pecho (DAP) de las ramas. La Tabla 1 muestra la relaci�n entre cada variable evaluada y su correspondiente unidad de medida.

 

 

 

Tabla 1. Unidades de Medidas de Variables Evaluadas

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.      Metodolog�a de medici�n

Tanto el DPA de las ramas como el �rea de las hojas fueron medidos en 5 r�plicas por planta para obtener valores promedio. Las variables restantes (altura de la planta y color de las hojas) �nicamente una sola vez.

Altura de la planta: La altura de la planta se determin� utilizando un clin�metro/br�jula modelo SUUNTO Tandem 360PC/360R G. Siguiendo a L�pez Pe�a (2010) el procedimiento consisti�:

�         Medir la distancia horizontal (d) entre la posici�n del operador y el tronco del �rbol.

�         Tomar la lectura del �ngulo de elevaci�n (α) desde la altura de la vista del operador hasta la copa del �rbol.

�         Registrar el �ngulo de depresi�n (β) desde la altura de la vista del operador hasta la base del �rbol.

Con estas mediciones, la altura del �rbol (h) se calcul� mediante la siguiente f�rmula:

ℎ = 𝑑 ⋅ (𝑡𝑎 𝑛(𝛼) + 𝑡𝑎 𝑛(𝛽))

Donde:

�      h: Altura total del �rbol.

�      α: �ngulo de elevaci�n hacia la copa del �rbol.

�      β: �ngulo de depresi�n hacia la base del �rbol.

�      d: Distancia horizontal desde el operador hasta el �rbol.

Este m�todo permiti� obtener una medici�n precisa, minimizando errores asociados a la inclinaci�n del terreno o a la posici�n del observador.

Di�metro de Ramas a la Altura del Pecho (DAP): El di�metro de las ramas a la altura del pecho (1.30 metros) se determin� utilizando una cinta m�trica. El procedimiento fue el siguiente:

1.      Medir la circunferencia de las ramas a una altura est�ndar de 1.30 metros desde la base del �rbol.

2.      Calcular el di�metro (D) mediante la f�rmula:

Donde:

�     D: Di�metro de la rama (cm).

�     C: Circunferencia de la rama medida con la cinta m�trica (cm).

�     π: Constante matem�tica (π≈3.1416)

�rea de las hojas: El �rea foliar se determin� utilizando la aplicaci�n m�vil �Petiole Pro� (disponible en la Play Store de Google con el siguiente enlace: https://acortar.link/5ceTqA), dise�ada espec�ficamente para medir �reas de hojas de forma r�pida y precisa. El procedimiento consisti� en:

1.      Capturar im�genes de las hojas individuales empleando la c�mara del dispositivo m�vil, siguiendo las indicaciones de la aplicaci�n para garantizar una adecuada resoluci�n y contraste.

2.      Procesar las im�genes en la aplicaci�n, que calcula autom�ticamente el �rea de cada hoja con base en su contorno.

3.      Registrar los resultados obtenidos, expresados en unidades de �rea (cm�), para cada hoja analizada.

Color de las hojas: El color de las hojas recolectadas se identific� mediante comparaci�n visual con la carta de colores RAL Classic (Comit� Estatal para plazos de entrega y garant�a de calidad) (Revisar Fig. 2), c�digo que define un color mediante un conjunto de d�gitos. El procedimiento fue el siguiente:

1.      Colocar cada hoja bajo condiciones de iluminaci�n uniforme para evitar distorsiones en la percepci�n del color.

2.      Comparar visualmente el color de la hoja con las referencias de la escala RAL, seleccionando el c�digo que mejor coincidiera.

3.      Registrar el c�digo RAL correspondiente para cada hoja recolectada, asegurando consistencia en las anotaciones.

Figura 2. Carta de Colores RAL Classic Verdes. Fuente: https://cartadecolores.es/ral/

 

Registro: Los datos se almacenaron en una base de datos que incluye informaci�n de pasaporte (origen, condiciones de colecta) y resultados de las evaluaciones fenot�picas.

Establecimiento del Banco de Germoplasma

Se implement� un �rea de conservaci�n ex situ con el material recolectado mismo que cuenta con la correcta identificaci�n de cada individuo.

 

Resultados

Caracterizaci�n Morfol�gica

En la caracterizaci�n morfol�gica de las plantas estudiadas se observaron variaciones entre los individuos y los sitios de colecta (Tabla 2). El genotipo SBO_4, procedente de San Bartolo, destac� por presentar la mayor �rea foliar con 92.2 cm�, mientras que el genotipo AUC_4, localizado en Aucayaku, sobresali� por exhibir los valores m�ximos tanto en altura (10.37 m) como en di�metro del tallo (10.48 cm).

 

 

 

 

Tabla 2. Variables Evaluadas por Planta

 

En cuanto a los valores m�nimos registrados, se identificaron tres genotipos con las medidas m�s reducidas: el genotipo SBO_1 present� la menor altura con 1.93 m, AUC_3 exhibi� el menor di�metro de ramas con 1.59 cm, y ENO_1 mostr� la menor �rea foliar, alcanzando apenas 44.2 cm�.

Es notable que los valores m�nimos se distribuyeron entre los tres sitios de colecta, sugiriendo que las condiciones que limitan el crecimiento no est�n restringidas a una localidad espec�fica.

An�lisis de Varianza (ANOVA)

Los datos morfol�gicos fueron analizados mediante un ANOVA factorial considerando el sitio de colecta como factor principal. El an�lisis revel� diferencias significativas entre los sitios para las tres variables evaluadas: �rea foliar (F=16.65, p<0.05), altura de la planta (F=10.95, p<0.05) y di�metro de ramas (F=40.79, p<0.05). La prueba de Student- Newman-Keuls (p<0.05) permiti� la separaci�n de medias entre los sitios de colecta (Tabla 3).

Tabla 3. Efecto medio del sitio de colecta y el error est�ndar promedio (EE) del an�lisis de varianza para caracteres morfol�gicos en tres sitios de colecta. Diferentes letras min�sculas indican diferencias significativas entre sitios seg�n la prueba de rangos m�ltiples de Student-Newman-Keuls (p < 0.05).

 

Al analizar los promedios por sitio de colecta, se encontr� que San Bartolo present� el mayor promedio de �rea foliar (79.33 cm�), mientras que Aucayaku mostr� los valores promedio m�s altos en altura (6.99 m) y di�metro del tallo (6.01 cm). El Eno registr� valores intermedios en la mayor�a de las variables, con promedios de 64.15 cm� de �rea foliar, 3.85 m de altura y 5.33 cm de di�metro.

Respecto a la coloraci�n de las hojas (LC), se observ� una predominancia del tono RAL 6029, presente en cinco genotipos distribuidos en los tres sitios de colecta, seguido por RAL 6001 presente en tres espec�menes. Los tonos RAL 6038, RAL 6005 y RAL 6037 se presentaron con menor frecuencia en la poblaci�n estudiada (Tabla 4).

 

Tabla 4. Color Escala RAL de Hojas de Guayusa

 

Esta variabilidad morfol�gica sugiere una significativa plasticidad fenot�pica en la especie, posiblemente influenciada por las condiciones ambientales espec�ficas de cada sitio de colecta.

Establecimiento del Banco De Germoplasma

Se recolectaron un total de 12 de esquejes de guayusa provenientes de distintas plantas madre. Cada genotipo fue identificado con etiquetas y se registraron datos sobre su origen.

 

Discusion

Las variaciones morfol�gicas observadas entre los genotipos de guayusa (Ilex guayusa) en los tres sitios de colecta (Aucayaku, El Eno y San Bartolo) revelan patrones interesantes de diferenciaci�n fenot�pica que subrayan la influencia significativa del ambiente en la expresi�n de estos caracteres. El an�lisis de varianza, al demostrar diferencias significativas para todas las variables evaluadas �rea foliar, altura y di�metro a la altura del pecho (DAP), valida esta hip�tesis y sugiere una marcada plasticidad fenot�pica en I. guayusa (Smith & Brown, 2018).

La altura de la planta mostr� una variaci�n notable entre los sitios, con los genotipos de Aucayaku significativamente m�s altos en comparaci�n con El Eno y San Bartolo. Estas diferencias podr�an atribuirse a variaciones en las condiciones microambientales, como la disponibilidad de luz y la competencia interespec�fica (Chaves et al., 2020). Por ejemplo, un dosel forestal m�s abierto en Aucayaku podr�a haber permitido una mayor captaci�n de luz, promoviendo un crecimiento vertical m�s pronunciado. Estos hallazgos son consistentes con estudios previos en otras especies del g�nero Ilex, donde se ha documentado una considerable plasticidad fenot�pica en respuesta a gradientes ambientales, particularmente en relaci�n con la luz y los nutrientes (G�mez et al., 2019; Lee & Kim, 2022).

 

Figura 3. Comparaci�n de Variables entre Sitios de Colecta

 

En contraste, el �rea foliar exhibi� un patr�n diferente, con San Bartolo presentando valores significativamente mayores que los otros sitios. Esta variaci�n podr�a representar una respuesta adaptativa a las condiciones locales de radiaci�n solar y disponibilidad h�drica (Turner & Bell, 2021). Una mayor �rea foliar en condiciones de menor luminosidad o estr�s h�drico moderado puede maximizar la captaci�n de luz o la eficiencia en el uso del agua, respectivamente (Valladares et al., 2017). La plasticidad en el �rea foliar es una caracter�stica com�n en especies forestales y es crucial para la optimizaci�n de la captaci�n de luz y el manejo del estr�s h�drico, permitiendo a las plantas adaptarse a ambientes heterog�neos (Wright & Westoby, 2023).

La variaci�n en el di�metro del tallo (DAP) sigui� un patr�n similar al de la altura, con los genotipos Aucayaku y El Eno presentando valores significativamente mayores que los de San Bartolo. Esta correlaci�n entre altura y di�metro sugiere un desarrollo alom�trico consistente, donde el crecimiento en altura se acompa�a de un incremento proporcional en el grosor del tallo para mantener la estabilidad estructural, aunque con variaciones espec�ficas por sitio que reflejan las particularidades del entorno (Niklas, 2021).

Finalmente, la diversidad de tonalidades foliares observada, con una predominancia del RAL 6029, podr�a indicar variaciones en el contenido de pigmentos, como clorofilas y carotenoides, y, por ende, en la capacidad fotosint�tica de los individuos (Lambers et al., 2020). Sin embargo, una limitaci�n crucial del estudio es la falta de an�lisis qu�micos que permitan correlacionar estas variaciones crom�ticas con diferencias en la composici�n fitoqu�mica, especialmente en relaci�n con compuestos bioactivos caracter�sticos de la guayusa, como las metilxantinas y los polifenoles (Due�as et al., 2019). Futuras investigaciones deber�an integrar an�lisis fitoqu�micos para comprender mejor si las adaptaciones morfol�gicas tambi�n se traducen en variaciones en el perfil de metabolitos secundarios.

 

Conclusiones

El presente estudio proporciona evidencia de variabilidad morfol�gica en las poblaciones de guayusa estudiadas, confirmando la hip�tesis inicial de diferenciaci�n fenot�pica entre sitios de colecta. Los an�lisis estad�sticos demostraron que las diferencias entre sitios son significativas para todos los caracteres morfol�gicos evaluados, lo que sugiere una fuerte influencia ambiental en la expresi�n de estos caracteres.

El establecimiento exitoso del �rea de conservaci�n con 12 accesiones representa un paso importante en la conservaci�n de la diversidad gen�tica de la especie. La caracterizaci�n morfol�gica realizada proporciona una base para futuros programas de mejoramiento y conservaci�n, aunque se recomienda complementar estos hallazgos con an�lisis moleculares para una comprensi�n m�s completa de la diversidad presente en estas poblaciones.

 

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� 2025 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).