Abstract Ponce, M. M.; M. A. Scataglini, M. A. Hernández & O. G. Martínez. 2023. Molecular analysis and morpho-anatomical observations of Cheilanthes volcanensis (Pteridaceae) define its relationships within the Cheilanthoideae subfamily in South America. Darwiniana, nueva serie 11(1): 101-114. The circumscription of the genus Cheilanthes Sw. is supported by molecular and morphological characters; nevertheless, the taxonomic status of some species remains uncertain because they have not been molecularly tested yet. This study analyzes the belonging of Cheilanthes volcanensis de la Sota to this genus, since this species was treated with doubts about its generic identity. From a morphological approach, C. volcanensis is close to Cheilanthes species with pentagonal and highly divided leaf blades; petioles and rachises castaneous to black, glabrous, usually grooved adaxially; features that are also largely representative of the morphological circumscription of the genus Gaga Pryer, F.W. Li & Windham. The molecular analysis of a recent collection, identified a priori as C. volcanensis, demonstrated with high support that the species belongs to the genus Cheilanthes s. str., as was described originally. Finally, morpho-anatomical observations of this species and related species are also provided, which support its phylogenetic position and contribute to the correct generic delimitation of Cheilanthes s. str.

Resumen Ponce, M. M.; M. A. Scataglini, M. A. Hernández & O. G. Martínez. 2023. Análisis moleculares y observaciones morfo-anatómicas de Cheilanthes volcanensis (Pteridaceae) definen sus relaciones dentro de la subfamilia Cheilanthoideae en Sudamérica. Darwiniana, nueva serie 11(1): 101-114. La circunscripción del género Cheilanthes Sw. está apoyada en caracteres moleculares y morfológicos; sin embargo, el estatus taxonómico de algunas especies permanece incierto debido a que aún no han sido testeadas molecularmente. Este trabajo analiza la ubicación taxonómica de Cheilanthes volcanensis de la Sota dentro de este género, ya que esta especie fue tratada con dudas respecto a su identidad genérica. Desde el punto de vista morfológico, C. volcanensis es afín a las especies de Cheilanthes con hojas de láminas pentagonales, altamente divididas; pecíolos y raquises castaños a negros, glabros, y por lo común, surcados adaxialmente, características que son en gran medida representativas de la circunscripción morfológica del género Gaga Pryer, F.W. Li & Windham. El análisis molecular de una reciente colección, identificada a priori como C. volcanensis, demostró con un alto apoyo, que la especie pertenece al género Cheilanthes s. str., tal como fue descripta originalmente. Por último, se proveen observaciones morfo-anatómicas de C. volcanensis y de las especies afines que apoyan dicha posición filogenética, y que, además, contribuyen a la correcta delimitación genérica de Cheilanthes s. str.

Abstract: Background and Aims: In Argentina seven species of the genus Anemia are recognized; one of them, A. phyllitidis, has two varieties. The anatomical records for A. phyllitidis var. phyllitidis are scarce and refer to the ontogeny of stomata, epidermis structure and type of petiole stele. This variety, which occurs in riparian forests, is affected by the increase of seasonal ecological pressures. There is scarce information about its sporophyte anatomy; hence, the aim of this work was to characterize it. Methods: Five specimens were collected from the margin of the El Parque stream (Tucumán-Argentina). A part was herborized and the other part was fixed in FAA. Subsequently, conventional histological techniques were used and stoma density and size of stomata and trichomes were determined. Histochemical tests were performed to detect starch (lugol) and phenolic compounds (10% ferric chloride). Key results: Anemia phyllitidis var. phyllitidis shows diarch roots and dictyostelic rhizome covered with glandular trichomes. The petiole is covered by glandular trichomes, epidermis and subepidermis composed of lignified fibers, vascular bundle with phloem surrounding xylem, two-layered pericycle surrounded by endodermis and cortical tissue with starch and phenolic compounds. Sterile pinnae have pericytic, anomocytic, and desmocytic stomata (mean size 49.8 µm × 38.7 µm); glandular trichomes; dorsoventral hypostomatic lamina, vascular bundles with pericycle and endodermis. Fertile pinnae are anatomically similar to the rachis. Silica is present in some epidermal cells of the different organs. Conclusions: The sporophyte of A. phyllitidis var. phyllitidis showed anatomical, morphological and physiological traits that reveal its adaptation to the riparian habitat where it grows. At the same time, the description of this variety is deepened and unpublished data for the genus are provided, such as the presence of stegmata in the fertile pinnae.

Resumen: Antecedentes y Objetivos: En Argentina, el género Anemia se encuentra representado por siete especies, una de ellas, A. phyllitidis, con dos variedades. Los antecedentes anatómicos para A. phyllitidis var. phyllitidis son escasos y están referidos a la ontogenia de estomas, estructura de epidermis y tipo de estela del pecíolo. Esta variedad, que habita en bosques riparios, es afectada por el incremento de presiones ecológicas estacionales. Debido a que la información que se registra acerca de la anatomía del esporofito es escasa, el objetivo de este trabajo fue caracterizarlo. Métodos: Cinco especímenes fueron colectados en la ribera del arroyo El Parque (Tucumán-Argentina). Una parte fue herborizada y la otra se fijó en FAA. Posteriormente fueron utilizadas técnicas histológicas convencionales y se determinaron la densidad estomática y el tamaño de estomas y tricomas. Se realizaron pruebas histoquímicas para la detección de almidón (lugol) y compuestos fenólicos (cloruro férrico al 10%). Resultados clave: Anemia phyllitidis var. phyllitidis muestra raíces diarcas y rizoma dictiostélico cubierto por tricomas glandulares. El pecíolo posee tricomas glandulares, epidermis y subepidermis formada por fibras lignificadas, haz vascular con xilema rodeado por floema, periciclo bistrato rodeado por endodermis y en el tejido cortical almidón y compuestos fenólicos. Las pinnas estériles poseen estomas pericíticos, anomocíticos y desmocíticos (tamaño promedio 49.8 µm × 38.7 µm); tricomas glandulares; lámina dorsiventral, hipostomática y haces vasculares con periciclo y endodermis. Las pinnas fértiles son anatómicamente semejantes al raquis. Algunas células epidérmicas de los distintos órganos evidenciaron la presencia de sílice. Conclusiones: El esporofito de A. phyllitidis var. phyllitidis mostró rasgos anatómicos, morfológicos y fisiológicos que revelan su adaptación al hábitat ribereño donde crece. Al mismo tiempo, se profundiza la descripción de esta variedad y se aportan datos inéditos del género, como la presencia de estegmata en las pinnas fértiles.

ABSTRACTArgyrochosma nivea var. tenera is a cheilanthoid fern from the American continent. We present herewith the study of meiotic behavior and gametic number as well as number of spores and reproduction mode (with observations from cultured gametophytes). The study material is from Northwestern Argentina. For the study of meiosis, sporangia were fixed in ethanol-acetic acid (3:1) and stained with 2% propionic haematoxylin. Micrographs were taken using light and scanning electron microscopes. Meiotic chromosome number is 2n = 3x = 81 and the presence of lagging chromosomes at telophase II is mentioned for the first time; three sets of chromosome occur at diakinesis. Sporangia have 32 trilete spores. Adult gametophytes are laminar, cordiform, asymetrical, glabrous, without glandular trichomes. In our samples, the adult gametophytes were neuter, without antheridia or archegonia, with obligate apogamous reproduction. Both populations studied might be of hybrid origin.

RESUMENArgyrochosma nivea var. tenera es un helecho cheilantoideo del continente americano. Se presenta aquí el estudio del comportamiento meiótico y número gamético así como el número de esporas y el tipo de reproducción (con observaciones de gametofitos cultivados). El material de estudio proviene del Noroeste argentino. Para el estudio de la meiosis, los esporangios se fijaron en etanol-ácido acético (3:1) y se tiñeron con hematoxilina propiónica 2%. Se presentan fotografías tomadas con microscopio de luz y electrónico de barrido. El número cromosómico es n = 2n = 3x = 81. La presencia de cromosomas rezagados en telofase II se cita por primera vez para esta especie. Tres grupos de cromosomas se producen mostrando el carácter triploide de este taxón. Los esporangios contienen 32 esporas triletes. Los gametofitos adultos son laminados, cordiformes, asimétricos, glabros, sin tricomas glandulares. En nuestras muestras los gametofitos adultos son neutros, sin anteridios o arquegonios; la reproducción es apógama obligada. Ambas poblaciones estudiadas podrían tener origen híbrido.