DESCRIPCION BOTANICA DE LA MACA (Lepidium peruvianum Chacón) Gloria Chacón de Popovici La Maca es una planta herbácea, anual, de porte arrocetada, de raíz tuberosa con abundantes pelos radicales. El tallo es casi acaule de donde nacen las hojas basales fuertemente pecioladas bipinnatifidas, a los 6 meses las hojas empiezan a caer a medida que las ramas secundarias aparecen junto con sus hojas caulinares. La flor es completa, pequeña, actinomorfa e hipoginea, el cáliz con 4 sépalos libres y persistentes, la corola con 4 pétalos libres de color blanco, 2 estambres fértiles y 4 estériles o estaminodios, el pistilo con el estigma globoso, estilo delgado corto y ovario supero. El botón floral presenta la fórmula: K 2-2; Co 4, A 2-4; G (2). La inflorescencia es en racimo simple y presentan también flores axilares pedunculadas. El fruto es una silícula formado por 2 carpelos separado por el septum, típico de la Familia Crucífera o Brassicaceae. Semilla campilótropo, caracterizado por el acercamiento del micrópilo con el funículo, de color pardo rojizo a oscuro cuando está sin la broza o valvas que son las que cubren a la semilla. (Chacón de Popovici, Gloria, 1990, Revista Peruana de biología, Vol.3 Nº 2, Págs. 171-272). Raíz tuberosa Iconotype de la Maca 1 REGISTRO DE LOS ISOTYPES DE LA MACA (Lepidium peruvianum Chacón) EN LOS HERBARIOS DE ALEMANIA, SUIZA Y ESTADOS UNIDOS DE AMERICA Cartas de agradecimiento por el envío de los Isotipos de Lepidium peruvianum Chacón (MACA) por los Curators de los Herbarios de Berlín-Dahlem, Alemania, Zürich, Suiza y Berkeley, California, USA. . Dr. Paul Hiepko, Chef de l’Herbier de Berlín-Dahlem, Allemagne, 1990 Dr. Paul Silva, Chef de l'Herbier de Berkeley, California, USA, 1990 Dr. Edwin Urmi, Chef de l’Herbier Zürich- Suisse, 1993 Dr. Robert Vogt, Chef de l’Herbier de Berlín-Dahlem, 2005 2 ISOTIPO de Lepidium peruvianum Chacón en el Herbario de Zürich, Suiza registrado por el Dr. Edi Urmi en 1993 Clasificación taxonómica y descripción de la nueva especie, 1990. Division: de la Maca como una Fanerogama Sous Division: Angiospermae Classe: Dicotyledonea Ordre: Roheadales Famille: Crucifiera Genre: Lepidium Espèce : Lepidium peruvianum Chacón sp. nov. Nom commun : MACA Publicado: Gloria Chacón de Popovici, 1990. La Maca (Lepidium peruvianum Chacón sp. nov.) y su Hábitat. Revista Peruana de Biología, Vol. 3(2): 171-272. AgostoSetiembre, Lima, Perú. 3 4 Dra. Elida Carrillo, Directora del Herbario del Museo de Historia Natural "Javier Prado» de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, con el ejemplar de la Maca en 1996 HISTOLOGIA DE LA RAÍZ. En el corte transversal de la raíz se aprecia en primer lugar, (1) La Epidermis, formada por la superficie exterior que es la zona donde se encuentran los pelos radicales, es una capa simple de células y es permeable, es decir, produce el desplazamiento del agua y los solutos a través del citoplasma, carece de cutícula que la diferencia de la epidermis del tallo, cada pelo de la raíz se origina como una prolongación de una célula epidérmica, aumenta de tamaño y se convierte en una proyección en forma de pelo de 8 mm de longitud o más. Existen centenares de pelos radicales en cada mm2 de superficie de la raíz. Corte transversal En el corte histológico de la parte más ensanchada de la raíz, se puede apreciar el nacimiento de una raicilla (1) en el tejido vascular central que es más denso en comparación con el corte tomado cerca de la parte final de la raíz. (2) La Corteza, ocupa una amplia superficie compuesta de muchas capas de grandes células parenquimatosas casi esféricas de paredes delgadas, lugares donde almacenan el almidón y otros alimentos. La capa más interna de la corteza presenta una hilera simple de células que es (3) la endodermis, que por lo común es una clara característica de las raíces y separa el parénquima cortical que se encuentra en la corteza, del tejido vascular. En varios puntos de la endodermis se encuentran células de paso, de pared delgada por las cuales el agua y los (2) minerales llegan a la estela. (1) (3) 5 6 muestro a continuación, es decir no existen ecotipos solo raíces de diferentes colores. Muestro en la foto un cultivo de plantas semilleras en Carhuamayo, 1997 (Chacón de Popovici, Gloria, 1997). Foto del Cultivo de plantas semilleras Tanto en Apurimac, Huancavelica, Ayacucho y Cajamarca se encuentras estos colores, aunque en Apurimac y Huancavelica han dominado las raíces oscuras en 1998 (Chacón de Popovici, Gloria, 2000). Raíces de Cajamarca Huancavelica Ayacucho Carhuamayo, Junín Apurimac Huancayo, Junín En un estudio realizado en colaboración con la Sra. Gladys Ticlavilca en el 2002 y 2003 en su fundo de Yargocancha, Pasco, se sembró en 2 hectáreas semillas de la Maca de raíces de color amarillo en el mes de noviembre del 2002, con 3 kg de semilla pura por hectárea, produciendo en la cosecha de julio del 2003 un 55 % de raíces de color oscuro, el 30 % de color amarillo, el 10% de color morado y el resto de colores combinados y blancos, tal como muestro en la foto. Este estudio nos demuestra que son los minerales del suelo los que influyen en la densidad de los colores de las raíces, que por su acción metabólica van a producir los compuestos químicos de los pigmentos que se encuentran en la corteza y parte medular de la raíz, y no es el color de la raíz quien manda en un cultivo, sino, el suelo, mientras no se ha modificado genéticamente la estructura de la planta madre. (Chacón de Popovici, Gloria y Ticlavilca, Gladys, 2003). Cosecha en Pasco En el 2003 hice un estudio en colaboración con el Dr. César Fuertes, en la Facultad de Farmacia y Bioquímica sobre el color de las cortezas de las raíces, destacando la de color amarillo por la presencia de la Xantofila o Beta-caroteno (Vitamina A), las raíces de color morado la presencia de la Antocianina, que es un antioxidante excelente y el color negro u oscuro la presencia de un isoflavonoide con el Fierro, al cual lo he llamado “Makita” siendo un excelente nutriente, el color blanco no se presenta en abundancia en las cosechas, pero el estudio realizado por Monteghirfo Gomero, M., en el 2006 lo caracteriza por la presencia de la proteína de 22.5 Qda, constituyendo el 51.3% de la 7 proteína soluble total, en comparación de la morada y amarilla que varían ligeramente de esta, sin hacer mención de las oscuras. Es decir que cada color de raíz tiene su característica nutritiva, por eso recomiendo usar todos los colores para la preparación de algún producto natural con fines alimenticios. EL TALLO DE LA MACA El 20 de agosto de 1996 realicé un estudio experimental sobre la calidad de germinación de las semillas compradas en Carhuamayo para la siembra de mi cultivo experimental en esa mismo lugar. En el proceso de germinación observé que a los 20 días el tamaño del hipocótilo fue de 4 mm de largo situado debajo de las hojas embrionarias y la radícula midió 13 mm. La parte foliar de la hoja y el pecíolo midieron 20 mm. En mis observaciones pude ver que no existe el epicotilo, que viene hacer una parte del talluelo que se encuentra encima de las hojas embrionarias antes de caer que al unirse con el hipocótilo va a formar el talluelo. El hipocótilo de la Maca se va a transformar en tallo que queda en la parte superior de la raíz en forma reducida. El término hipocótilo es solo aplicado en proceso de germinación y no en una planta madura, donde se utiliza el término tallo. En el caso de la Maca, es la raíz la que se utiliza en la alimentación y en el comercio. El tallo, es el órgano de sostén de la planta y es de tamaño pequeño, es decir casi acaule en comparación con la raíz, se encuentra situado en la parte superior de ella y es conocida por los agricultores como ojo o punto de inserción de las hojas basales. Cuanto mayor es el diámetro del ojo es mejor para el desarrollo de la planta semillera para que las ramas secundarias que van a dar lugar a las flores e inflorescencias crezcan en mayor amplitud. En el dibujo presentado por el Ing. Jorge León (1964), destaca a la raíz tuberosa y en la parte superior que lo he acentuado con el color negro, se puede observar que el tallo es casi acaule, es decir poco perceptible, que constituye la base de la formación de las hojas y los tallos secundarios o ramas, como veremos a continuación. TALLOS SECUNDARIOS O RAMAS Las ramas son herbáceas y aparecen cuando las hojas basales se vuelven amarillas y caen. Se ramifica desde la base del tallo, que se encuentra situado en la parte superior de la raíz tuberosa. Sus ramas extendidas miden 16 cm de largo de donde nacen las hojas caulinares de mucho menor tamaño que las hojas basales, distinguiéndose 3 tipos de hojas, como veremos más adelante. He realizado un estudio histológico de las ramas para observar la disposición de su estructura interna mostrando las diferencias con la raíz. La característica 8 del tallo es que la epidermis está recubierta por una sustancia cerosa que se denomina cutína, es impermeable al agua y a los gases (Chacón de Popovici, Gloria, 1989). HISTOLOGIA DE LOS TALLOS SECUNDARIOS O RAMAS HERBACEAS En la microfotografía se puede apreciar el corte transversal del tallo secundario mostrando (1) la epidermis formada por un hilera de células cilíndricas isodiamétricas, situada en el extremo del corte, recubierta por una sustancia cerosa que se denomina cutina. Esta capa superficial de cutina se conoce como cutícula que es impermeable al agua y a los gases. La Maca no presenta el colénquima porque es una planta herbácea (2) la corteza, es un tejido complejo, forma una zona cilíndrica debajo de la epidermis y se extiende hacia adentro hasta llegar al floema primario. En esta zona se encuentran los siguientes tejidos simples o tipos de células: parénquima, esclerénquima y tejido secretor o tejido vascular primario. El parénquima, es el principal tejido de la corteza con células isodiamétricas de paredes delgadas principalmente de celulosa. Este tejido se caracteriza por espacios de aire intercelulares, que varían de tamaño, en el caso de la Maca son medianos a comparación del parénquima de la médula central que son grandes. La función de este tejido es almacenar alimentos o agua en la fotosíntesis y a veces, en secreciones. El color verde de muchos tallos se debe a los cloroplastos de las células parenquimatosas. Tejido vascular Médula El esclerénquima, su función principal es de soporte y en muchos casos protección. El espesor y la resistencia de sus paredes, contribuyen a sostener y proteger los tallos jóvenes. Estos elementos aumentan mediante la secreción dentro de la pared original de celulosa, de una sustancia conocida como lignina, como puede observarse el color rosado en la microfotografía. El protoplasma elabora la lignina y cuando cesa la secreción, el protoplasma muere. Los tejidos vasculares primarios. Se muestran en círculo a lo ancho del tejido. Los tejidos vasculares se presentan como haces vasculares primarios, cada haz vascular consta de xilema primario y floema primario. Entre los haces vasculares hay células parenquimatosas que forman rayos medulares, como se observa en la microfotografía del parénquima. Estos tejidos conducen varias sustancias en forma líquida. (3) La Médula. Se encuentra en el centro del corte del tallo, formado por tejido parenquimatoso de células grandes con numerosos espacios intercelulares. Su función principal es de almacenamiento de alimentos. En algunos tallos, los haces vasculares 9 primarios se separan por medio de bandas anchas de parénquima que se extiende desde la médula hasta la corteza. Esta banda de parénquima se denomina rayos medulares y pueden considerarse como extensiones radiales de la médula. LAS HOJAS DE LA MACA Presentan 3 partes: (1) el limbo o lámina que es bipinnatífida, (2) el pecíolo es alargado sin estípulas o evaginaciones, constituye el tejido de soporte para los tejidos más blandos del limbo y (3) la vaina, es el lugar de inserción del pecíolo con el tallo. La Maca presenta dos tipos de hojas durante todo su desarrollo de vida anual: (1) hojas basales, que son caducas al sexto o séptimo mes de desarrollo de la planta y (2) hojas caulinares que forman parte de los tallos secundarios o ramas. Limbo Pecíolo Vaina Las hojas Basales. Aparecen desde el cuarto día de sembrada la semilla al eclosionar los dos cotiledones que aparecen casi marchitas en la parte superior de las hojitas, siendo éstas de color verde brillante, con un claro desarrollo del pecíolo y un tamaño mayor que el hipocótilo, órgano que va dar lugar al talluelo de la plántula. A los 20 días aparecen las hojitas midiendo 20 mm, donde se encuentra el limbo que es la parte foliar y son dos, de 13 mm y el pecíolo con 7 mm de largo, es decir desde el inicio de su desarrollo la hoja es fuertemente peciolada y sin estipulas como se observa en la foto. Hojas basales a los 20 días A los 5 meses, las hojas están dispuestas en una espiral densa sobre un corto tallo, en forma de roseta, al ras del suelo y son caducas a los 7 u 8 meses, cuando aparecen las ramas o tallos secundarios. Las hojas extremas miden entre 20 a 23 cm de largo que coincide con la maduración de la raíz al ser cosechada. Muestro en la foto a mi cultivo experimental con el desarrollo de las hojas a los 5 meses de sembrado en Carhuamayo, 8 de marzo de 1997. Hojas basales, 5 meses Las hojas caulinares. Nacen en las yemas de las ramas o tallos secundarios y aparecen cuando las hojas basales han caído, son de color verde y el limbo es bipinnatífido. El tamaño de estas hojas varían de acuerdo a la disposición en la rama, es así, que las hojas caulinares basales son más largas que la intermedia y la apical, midiendo de 5 a 6 cm la primera, 4 cm la intermedia y de 1 a 2 cm la apical. La disposición de las ramas secundarias se presenta también en forma de roseta y son alternas. 10 11 12 Órganos reproductores. Androceo con 6 estambres tetradínamos, siendo dos de ellos fértiles, anteras ditésicas, basifija, dehiscencia longitudinal. Los cuatro estambres restantes son estériles y pequeñísimos dispuestos a los lados de los fértiles. Gineceo sincárpico, con ovario supero, bicarpelar y bilocular, de 1.5 mm de largo por 1.2 mm de diámetro, con dos óvulos anátropos, de placentación axilar apical, estilo muy reducido de 0.3 a 0.4 mm de largo, estigma algo globoso papiloso. Fruto silícula orbicular, ligeramente emarginado en el ápice de 2.8 a 3.3 mm de largo por 2.5 mm de ancho, con una sola semilla en cada celda, dehiscencia longitudinal, siguiendo la dirección del tabique, el cual es membranoso. En la madurez el pericarpio del fruto seco se separa en tres porciones, la porción central llamada septo es persistente tiene las semillas ligadas a ella y las dos porciones son las valvas. Semilla pequeña ovoide de 0.8 a 0.9 mm de largo, consta de dos partes: la cubierta o tegumento que es de color rojizo a oscuro y la almendra o nuececilla. Fruto seco Semillas con broza Semilla sin broza Reproducción de la Maca. Estudios realizados sobre la determinación del número de cromosomas en la Maca, en 1996 por Carlos F. Quirós et al., 1996, genetista del Departamento de Cosechas Vegetales de la Universidad de Berkeley, Davis, California, USA, revelaron que esta es una especie octoploide de constitución 2n=8X=64. Observaciones en el campo y cámaras de crecimiento así como uniformidad de plantas dentro de cada colecta, indicaron que la Maca se reproduce principalmente por autopolinización, es decir que es clistógama, porque la polinización la realiza cuando las flores están cerradas, siendo autógama 100%. INFLORESCENCIA DE LA MACA Inflorescencia, es la manera como se disponen las flores en su eje floral (tallo o ramas). En el caso de la Maca, las flores se encuentran agrupadas en la base de la yema de la hoja, como también, en inflorescencia de racimo simple que se encuentran en los extremos de las ramas. En el caso del racimo simple sus flores presentan un pedicelo o tallito que tienen aproximadamente la misma longitud. Flores agrupadas 13 A medida que crece longitudinalmente el eje principal del racimo, las flores más antiguas se encuentran en la base de la inflorescencia y las más jóvenes en el ápice. Es así que el fruto maduro se encuentra cerca de la base, mientras que en el extremo superior hay yemas diminutas que contienen partes florales rudimentarias, que las semillas se pueden estar saliendo de los frutos de la base, mientras se siguen formando flores cerca de la parte superior. La raíz, mientras tanto, se hace muy fibrosa y se seca a los 11 meses, terminando su vida biológica. Por lo tanto, la MACA (Lepidium peruvianum Chacón) es una especie anual y no es bianual ni perenne. 14