En Macias F, Díaz-Raviña M, Barral MT. 2014. VI Congreso Ibérico de la Ciencia del Suelo (CICS2014). Santiago de Compostela (España), 23-25 de junio, Andavira Editora S.L. Santiago de Compostela, pp. 37-40. Estudio preliminar de fitolitos en suelos agrícolas de Tenerife (Islas Canarias). Cereales y otros grupos vegetales. C.D. Arbelo1, J.A. Afonso1*, A. Rodríguez-Rodríguez1 1 Departamento de Biología Animal, Edafología y Geología. Universidad de La Laguna; España *josafonvar@gmail.com Resumen El estudio de fitolitos ha permitido reconocer algunos grupos vegetales antiguamente cultivados, contribuyendo a la caracterización de antiguos suelos agrícolas con determinadas propiedades ambientales. Para ello se ha valorado la producción biomineral de un conjunto de plantas cultivadas respecto a su morfología y contenido en sílice, parámetro fundamental para su estudio microscópico. Los cereales suponen uno de los mejores ejemplos de esta aplicación ya que producen numerosas silicificaciones con parámetros consistentes y propiedades de diagnóstico taxonómico. Esto ocurre con las especies de la tribu Triticeae, a la que pertenecen cereales como trigos, cebadas, centeno y avenas, así como otros de subfamilias como Panicoideae, a la que pertenece el maíz/millo y el mijo, todas ampliamente conocidas en la investigación de fitolitos. Por ello se analizaron ejemplares del género Triticum, Hordeum, Avena y Secale, así como Zea y Panicum, cuyas tipologías facilitan la identificación de cereales en contextos edáficos de diferente cronología. También se analizaron plantas cultivadas desde la prehistoria en Canarias como la higuera (Ficus carica), nativas como la palmera canaria (Phoenix canariensis) e introducidas en las áreas agrícolas como la caña (Arundo donax). El trabajo se llevó a cabo en muestras superficiales de suelos de cultivo de las medianías de Tenerife y los tratamientos y análisis microscópicos permitieron identificar algunas de las tipologías de referencia confirmando su carácter agrícola. Introducción El estudio de fitolitos en suelos y plantas es ya una disciplina consolidada, con múltiples aplicaciones, presentes y futuras, cuyas posibilidades se recogen en numerosos trabajos monográficos (Piperno 2006 entre otros). Su aplicación en el contexto de las Islas Canarias ha permitido identificarlos en la práctica totalidad de suelos, sedimentos arqueológicos y limnológicos analizados (Afonso 2012), pudiendo considerarlos indicadores del depósito, directo o indirecto, de diferentes tipos de plantas. En el caso de los suelos agrícolas este análisis generalmente comienza analizando plantas, bien recolectando ejemplares vivos o en herbarios de referencia. Para los cereales la bibliografía destaca el valor de diagnóstico de los fitolitos de las inflorescencias y en especial de las envueltas florales de sus semillas (Ball et al. 1999), aspecto que hemos comprobado en los de tipo vestido, que son los que, por el momento, han aportado mejores resultados (Afonso 2012). En este sentido son muy importantes los patrones mostrados por las secciones silicificadas de tejido vegetal (esqueletos silíceos) antes de producirse su dispersión bajo la forma de cuerpos silíceos aislados por el material de acogida, tras la muerte o depósito de la planta. En ese caso resultan relevantes a nivel morfométrico las células cortas, sobre las que existen numerosos estudios y que representan las tipologías propias de las subfamilias Poaceae, lo cual permite no sólo conocer su adscripción botánica sino sus requisitos medioambientales, ya que representan a gramíneas con diferentes mecanismos fotosintéticos, lo cual les otorga también carácter paleoclimático. Por ejemplo, los cereales del grupo del trigo (cebada, 1 avena, centeno) pertenecen a la subfamilia Pooideae, integrada prácticamente por plantas C3, mientras que el maíz/millo y el mijo pertenecen a Panicoideae que son en su mayoría de tipo C4. Como experiencia previa se analizaron sedimentos arqueológicos de la isla de Gran Canaria con una antigüedad de entre 1.600-1.700 años (La Cerera, Arucas) entendiendo que podían confirmarnos la existencia y las características de fitolitos derivados de antiguas prácticas agrícolas, sometidos a mecanismos tafonómicos de larga duración. La identificación de un numeroso conjunto de fitolitos de las células largas equinadas y/o dendriformes (Figura 1) y células cortas trapezoidales (Figura 2), entre otras, permitió designar depósitos provenientes de granos de cebada (Hordeum vulgare) (Afonso 2012). Esta experiencia fue extrapolada al plano edafológico reciente, o no tan reciente, donde ya no existen cultivos, y donde es común encontrar ejemplares aislados de higueras y/o palmeras canarias en los linderos, así como cañaverales que pudieron emplearse como barreras de protección. Figura 1, Fragmentos de fitolitos de células largas equinados. Figura 2, Fitolito de célula corta trapezoidal en sedimentos arqueológicos aborígenes de La Cerera (Arucas). 600x Materiales Plantas El estudio previo se llevó a cabo con semillas procedentes del Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias (INIA, Madrid), pudiendo disponer de algunas variedades de trigos, cebadas, avena y mijo procedentes de diferentes zonas, en parte de Canarias. También se recolectaron y procesaron plantas completas de cebadas y trigos en la localidad de La Esperanza, lo cual facilitó el estudio de hojas y tallos, tejidos foliares de higuera (Ficus carica), plantas nativas como la palmera canaria (Phoenix canariensis) y especies no cultivadas, pero de uso agrícola, como la caña (Arundo donax). En el caso del maíz/millo (Zea mays) se trata de un cereal introducido en las Islas hacia finales del siglo XVI, cuando ya se encontraban presentes distintas variedades de cebadas y trigos, siendo importante su estudio por desarrollar una tipologías específicas de fitolitos y en la subfamilia Panicoideae, y por tratarse de una planta bien conocida a nivel evolutivo y de producción fitolítica (Piperno 2006). Suelos Las muestras de suelo proceden de varias zonas de Tenerife con similar origen edáfico, en su mayoría andosoles y cambisoles vérticos, situados en localizaciones de medianías, a una altitud entre 360 y 970 m.s.n.m. Dos muestras corresponden a la zona de La Laguna (San Roque y Las Cañas), otra a una cota más baja (Valle Jiménez) y una situada por encima de los 950 m.s.n.m. (Vista El Castillo, La Esperanza). De todas ellas se tomaron muestras de suelo entre 5-10 cm. de profundidad, eliminando la capa superior de materiales orgánicos y/o pedregosos. Métodos Se aplicó una metodología específica para el aislamiento de silicificaciones desde tejidos vegetales siguiendo el protocolo Dry ashing descrito por Jones & Case (1990), tanto para los granos como para hojas y tallos, que permite además obtener el % de SiO2. Para los suelos se siguió un protocolo puesto a punto en el Laboratorio de 2 Edafología de la Universidad de La Laguna, prestando atención a la oxidación de la materia orgánica, a la dispersión y a la eliminación de la fracción arcilla, logrando con ello preparaciones microscópicas de alta calidad (Afonso 2012). El método se basa en los trabajos de Pinilla & Bustillo (1997) y Bárcena y Flores (1990), con modificaciones tendentes a controlar el proceso de eliminación de las arcillas, que se consigue casi en su totalidad (Afonso 2012). El empleo del microscopio óptico constituye un apartado fundamental del método, utilizando un equipo Leica CM E equipado con hasta 600x en seco, polarización y fotografía digital a escala. Resultados En las plantas de referencia se localizaron concentraciones de fitolitos de sílice en todas las muestras de hojas, tallos e inflorescencias de cereal, al menos en las de grano vestido, dando forma a un residuo altamente silicificado, variable en cuanto a su concentración de sílice, que fue mayor en los cereales de grano vestido y en las hojas de las plantas, así como en las de higuera y palmera canaria. Las morfologías más comunes y espectaculares son las células largas equinadas de cebadas formando esqueletos silíceos (Figura 3), las células largas dendriformes de trigos vestidos como la espelta (Figura 4), y células cortas trapezoidales, también de la cebada (Figura 5), así como bilobuladas y en forma de cruz en el maíz/millo (Figura 6). En prácticamente todas las muestras aparecen fitolitos globulares equinados, propios de palmeras como P. canariensis, ya descritos para otros contextos edáficos (Afonso 2012). Figura 3, Esqueleto silíceo formado por fitolitos de células largas equinadas, en la cebada de seis carreras, 400x. Figura 4, Fitolito de célula larga dendriforme en el trigo espelta, 600x, Figura 5, Fitolitos de células cortas trapezoidales en el grano de la cebada, 400x. Los registros de fitolitos en suelos se encuentran afectados tafonómicamente por disolución (pH básico), muy fragmentados en el caso de las células largas equinadas y/o dendriformes de cereales Triticeae (Figura 7), mientras que las células cortas son escasas (Figura 8) y ausentes los esqueletos silíceos. Las formas más comunes son las propias de las hojas y tallos de plantas de cereal, como células largas trapezoidales (sinuosas o lobuladas) y largas lisas. Mientras que también son escasas las de las inflorescencias, lo cual guarda su lógica con el propio aprovechamiento y procesamiento de la planta, que se realiza fuera del área de cultivo. Figura 6, Fitolitos de células cortas bilobuladas o forma de cruz en las hojas de Zea mays. Figura 7, Fragmento de fitolito alargado y equinado en suelo de San Roque, Figura 8, Fitolito de célula corta trapezoidal (probablemente Triticum) en suelo de Vista El Castillo. 600x. 3 No obstante se observan indicios de células largas equinadas y dendriformes, que dirimen la cuestión con respecto a gramíneas Pooideae o Panicoideae no-cultivadas, en todas las muestras de suelo, siendo la de San Roque la que mayor concentración de fitolitos presenta, y donde no sólo se localizan tipologías propias del maíz (Figura 9) sino también de Arundo donax (Figura 10), confirmando la presencia de una gramínea de gran porte que pudo ser empleada como seto y parapeto natural. Por su parte la muestra de Valle Jiménez revela la presencia de fitolitos de Ficus carica, tanto a nivel de fragmentos de sus tricomas unciformes (Figura 11) como de las bases de los mismos, ambos altamente silicificados. Figura 9, Fitolito de célula corta bilobulado/forma de cruz (Fcc C) entre partículas de limo (Pl) y microcarbones (Pmc) en los suelos de San Roque. Figura 10, Fitolito de célula buliforme cuneiforme, probablemente de Arundo donax, en los suelos de San Roque. Figura 11, Fragmento de tricoma unciforme de Ficus carica, en los suelos de Valle Jiménez. 600x Discusión y conclusiones El estudio ha permitido identificar algunas de las tipologías de fitolitos más comunes en las inflorescencias de cereales, así como de otras especies comúnmente cultivadas en las Islas Canarias, caso de la higuera pero también de su contexto medioambiental como la palmera. Este hecho nos ha permitido usar la presencia de fitolitos como evidencia de un antiguo uso agrícola de estos suelos, que actualmente están ocupados por vegetación natural y han dejado de cumplir la función de suelos agrícolas. Su identificación y valoración es posible mediante métodos básicos de laboratorio y observación microscópica, que confirman al análisis de fitolitos como una herramienta complementaria de caracterización edafológica. Bibliografía Afonso, J.A. 2012. Aplicación del análisis de fitolitos y otros microfósiles al estudio de yacimientos, materiales arqueológicos y edáficos de las Islas Canarias. Los ejemplos de las Cañadas del Teide y La Cerera (Arucas, Gran Canaria) y otras zonas de aplicación experimental. Facultad de Geografía e Historia, Universidad de La Laguna, Tesis Doctoral (pendiente de publicación). Ball, T.B., Gardner, J.S. & Anderson, N. 1999. Identifying inflorescence phytoliths from selected species of wheat (Triticum monococcum, T. dicoccon, T. dicoccoides and T. aestivum) and barley (Hordeum vulgare and H. spontaneum) (Gramineae), American Journal of Botany, 12 pag. Bárcena, M.A., & Flores, J.A. 1990. Ensayo de una técnica para la preparación y cuantificación de Diatomeas fósiles, En J. Civis y J. A. Flores (eds), Actas de IV Jornadas de Paleontología, Ed. Universidad de Salamanca, p. 75-83. Jones, B. & Case, V. 1990. Sampling, Handling and Analyzing Plant Tissue Samples, en Soil Testing and Plant Analysis, Soil Science Society of America, Madison, USA, p. 389-427. Pinilla, A. y Bustillo, M.A. 1997. Silicofitolitos en secuencias arcillosas con silcretas, Mioceno Medio, Madrid. Monografías del Centro de Ciencias Medioambientales 4, CSIC. Madrid. p. 255-265. 4 Piperno, D. 2006. Phytoliths, A Comprehensive Guide for Archaeologists and Paleoecologists, Altamira Press, UK. 5