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Metabolitos secundarios de líquenes de la zona nival de la Sierra Nevada de Mérida-Venezuela y su papel en la absorción de la radiación ultravioleta por José Alberto Rojas-Fernández, Alirio Balza-Quintero, Vicente Marcano, Paula Andrea Rojas, Delsy Dávila- Vera, Zulma Peña-Contreras, Rosa Virginia Mendoza-Briceño & Ernesto Palacios-Prü† Centro de Microscopía Electrónica “Dr. Ernesto Palacios Prü”, Universidad de Los Andes, Apartado 163, Mérida 5101-A, Venezuela [email protected] Resumen Rojas-Fernández, J.A., Balza-Quintero, A., Marcano, V., Rojas, P.A., Dávila-Vera, D., Peña-Contreras, Z., Mendoza-Briceño, R.V. & Palacios-Prü, E. 2008. Metabolitos secundarios de líque- nes de la zona nival de la Sierra Nevada de Mérida-Venezuela y su papel en la absorción de la radiación ultravioleta. Anales Jard. Bot. Madrid: 59-72. Se hicieron análisis fotoquímicos de compuestos secundarios presentes en líquenes de la zona nival andina venezolana con la finalidad de conocer su capacidad de absorber las radiaciones ul- travioletas UVA, UVB y UVC e inferir en la probable función pro- tectora de estos compuestos ante estas radiaciones. Para la se- paración e identificación de sustancias se utilizaron técnicas es- pectrofotométricas (UV) y técnicas de cromatografía de capa fina (TLC). Para el estudio climático de la zona nival se utilizaron registros de la Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Neva- da de Mérida, Programa de la Universidad de Los Andes, Vene- zuela. Los resultados revelaron que, de las 22 especies encontra- das, el 55% presentó una resistencia potencial a la radiación UVC, el 95% a la radiación UVB y el 100% a la radiación UVA. Entre las sustancias identificadas, las que presentaron mayor re- sistencia a las radiaciones UVA y UVB se caracterizan por pre- sentar enlaces tipo éster entre las unidades fenólicas (dépsidos) y constituyen los productos más abundantes en estos líquenes. Mientras que, las sustancias con enlaces tipo éster y éter entre las dos unidades fenólicas (depsidonas), tienen alta capacidad de absorber radiación UVC, lo cual sugiere que el fenómeno de protección podría ser de origen primitivo. Palabras clave: sustancias liquénicas, radiación UV, filtro UV, Andes venezolanos. Abstract Rojas-Fernández, J.A., Balza-Quintero, A., Marcano, V., Rojas, P.A., Dávila-Vera, D., Peña-Contreras, Z., Mendoza-Briceño, R.V. & Palacios-Prü, E. 2008. Secondary metabolites of lichens in the snow zone of the Sierra Nevada in Mérida-Venezuela and their role in the absorption of ultraviolet radiation. Anales Jard. Bot. Madrid: 59-72 (in Spanish). Photochemical analyses of secondary compounds in lichens from the venezuelan andean snow zone were carried out in or- der to know the absorbance capacity of UV radiation at the UVA, UVB and UVC ranges and to determine its probable UV protective function. Spectrophotometric (UV) and fine layer chromatographic techniques (TLC) were utilized to separate and identify the compounds. UV radiation values were obtained from the Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Nevada de Mérida which constitutes a program supported by the Universi- ty of Los Andes, Venezuela. Results indicated the existence of 22 species of lichens at the snow zone; 55% of these species showed a strong resistance to UVC radiation, 95% to UVB radi- ation, whereas the 100% revealed a strong resistance to UVA radiation. The substances that have the highest resistance to UVA and UVB radiation are characterized by having ester bonds among phenolic units depsids and constitute the most abundant products in lichens, whereas the substances having both ester and ether bonds among the two phenolic units depsidones re- vealed a higher capacity to absorb UVC radiation that could in- dicate a primitive origin. Keywords: lichen substances, UV radiation, UV filter, Venezue- lan Andes. Introducción La radiación ultravioleta (UV) se considera un fuer- te obstáculo para la aparición y evolución de la vida en nuestro planeta en los períodos en los que la capa de ozono aún no se había formado (Kasting & al., 1997; Cockell, 2000a,b; Cockell, 2002). Se acepta que la capa de ozono comenzó a formarse hace aproximada- Anales del Jardín Botánico de Madrid Vol. 65(1): 59-72 enero-junio 2008 ISSN: 0211-1322

Metabolitos secundarios de líquenes de la zona nival de la ... · taciones generadas por los organismos en este piso al-titudinal. Materiales y métodos Descripción del ambiente

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Metabolitos secundarios de líquenes de la zona nival de la Sierra Nevada de Mérida-Venezuela y su papel

en la absorción de la radiación ultravioleta

por

José Alberto Rojas-Fernández, Alirio Balza-Quintero, Vicente Marcano, Paula Andrea Rojas, Delsy Dávila-Vera, Zulma Peña-Contreras, Rosa Virginia Mendoza-Briceño & Ernesto Palacios-Prü†

Centro de Microscopía Electrónica “Dr. Ernesto Palacios Prü”, Universidad de Los Andes, Apartado 163, Mérida 5101-A, [email protected]

Resumen

Rojas-Fernández, J.A., Balza-Quintero, A., Marcano, V., Rojas,P.A., Dávila-Vera, D., Peña-Contreras, Z., Mendoza-Briceño,R.V. & Palacios-Prü, E. 2008. Metabolitos secundarios de líque-nes de la zona nival de la Sierra Nevada de Mérida-Venezuela ysu papel en la absorción de la radiación ultravioleta. Anales Jard.Bot. Madrid: 59-72.

Se hicieron análisis fotoquímicos de compuestos secundariospresentes en líquenes de la zona nival andina venezolana con lafinalidad de conocer su capacidad de absorber las radiaciones ul-travioletas UVA, UVB y UVC e inferir en la probable función pro-tectora de estos compuestos ante estas radiaciones. Para la se-paración e identificación de sustancias se utilizaron técnicas es-pectrofotométricas (UV) y técnicas de cromatografía de capafina (TLC). Para el estudio climático de la zona nival se utilizaronregistros de la Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Neva-da de Mérida, Programa de la Universidad de Los Andes, Vene-zuela. Los resultados revelaron que, de las 22 especies encontra-das, el 55% presentó una resistencia potencial a la radiaciónUVC, el 95% a la radiación UVB y el 100% a la radiación UVA.Entre las sustancias identificadas, las que presentaron mayor re-sistencia a las radiaciones UVA y UVB se caracterizan por pre-sentar enlaces tipo éster entre las unidades fenólicas (dépsidos)y constituyen los productos más abundantes en estos líquenes.Mientras que, las sustancias con enlaces tipo éster y éter entrelas dos unidades fenólicas (depsidonas), tienen alta capacidadde absorber radiación UVC, lo cual sugiere que el fenómeno deprotección podría ser de origen primitivo.

Palabras clave: sustancias liquénicas, radiación UV, filtro UV,Andes venezolanos.

Abstract

Rojas-Fernández, J.A., Balza-Quintero, A., Marcano, V., Rojas,P.A., Dávila-Vera, D., Peña-Contreras, Z., Mendoza-Briceño,R.V. & Palacios-Prü, E. 2008. Secondary metabolites of lichens inthe snow zone of the Sierra Nevada in Mérida-Venezuela andtheir role in the absorption of ultraviolet radiation. Anales Jard.Bot. Madrid: 59-72 (in Spanish).

Photochemical analyses of secondary compounds in lichensfrom the venezuelan andean snow zone were carried out in or-der to know the absorbance capacity of UV radiation at theUVA, UVB and UVC ranges and to determine its probable UVprotective function. Spectrophotometric (UV) and fine layerchromatographic techniques (TLC) were utilized to separate andidentify the compounds. UV radiation values were obtainedfrom the Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Nevada deMérida which constitutes a program supported by the Universi-ty of Los Andes, Venezuela. Results indicated the existence of22 species of lichens at the snow zone; 55% of these speciesshowed a strong resistance to UVC radiation, 95% to UVB radi-ation, whereas the 100% revealed a strong resistance to UVAradiation. The substances that have the highest resistance toUVA and UVB radiation are characterized by having ester bondsamong phenolic units depsids and constitute the most abundantproducts in lichens, whereas the substances having both esterand ether bonds among the two phenolic units depsidones re-vealed a higher capacity to absorb UVC radiation that could in-dicate a primitive origin.

Keywords: lichen substances, UV radiation, UV filter, Venezue-lan Andes.

Introducción

La radiación ultravioleta (UV) se considera un fuer-te obstáculo para la aparición y evolución de la vida en

nuestro planeta en los períodos en los que la capa deozono aún no se había formado (Kasting & al., 1997;Cockell, 2000a,b; Cockell, 2002). Se acepta que lacapa de ozono comenzó a formarse hace aproximada-

Anales del Jardín Botánico de MadridVol. 65(1): 59-72enero-junio 2008ISSN: 0211-1322

mente 2000 millones de años y alcanzó valores seme-jantes a los actuales hace 1000 millones de años (Gar-cía-Pichel, 1998).

La presión selectiva generada por la radiación UVen la superficie terrestre se consideró determinante enla dirección de la evolución microbiana durante el período Arqueano (García-Pichel, 1998; Cockell &Horneck, 2001; Rikkinen, 2007). Esta presión pudohaber tenido un efecto de selección de los microorga-nismos que lograron sintetizar pigmentos capaces deabsorber la radiación UV a fin de proteger moléculasvitales tales como proteínas y ácidos nucléicos. Laaparición de estrategias UV protectoras en organis-mos heterotróficos pudo haber facilitado su existen-cia en la superficie terrestre antes de 1000 millones deaños atrás (Palacios & Marcano, 2003). Los pigmen-tos actuales hallados en hongos liquenizados y no li-quenizados, no solamente absorben la radiación UVA(320-400 nm) y eliminan los radicales libres generadospor esta radiación, sino que también absorben radia-ción en el rango UVB (280-320 nm), la cual es letalpara el ADN y proteínas (Jagger, 1967). Por ejemplo,los ácidos carboxílicos, fenólicos y los indoles evitan oreducen el daño que pudieran recibir los hongos li-quenizados y no liquenizados expuestos a intensas ra-diaciones UVB y UVA en zonas de alta montaña o enla Antártida (Harborne, 1964; Onofri, & al., 2004;McEvoy & al., 2006). De manera similar estos pig-mentos pueden absorber también las radiacionesUVC (200-280 nm), capacidad que pudo haber teni-do relevancia en los comienzos de la vida en la tierra,ya que en la actualidad la atmósfera terrestre absorbetoda la radiación UVC antes de que alcance la bios-fera.

Los compuestos secundarios tales como los ácidoscarboxílicos fenólicos, las xantonas, los dibenzofura-nos como el ácido úsnico y las antraquinonas, queocupan la corteza de los líquenes y que son sintetiza-dos por éstos a partir de las vías del ácido mevalóni-co y del acetato polimalonato, presentan absorban-cias que oscilan entre los 200 y 400 nm (Harborne,1964; Towers, 1964; Marcano & al., 1999; Solhaug &al., 2002), lo que brinda una protección al liquenante el efecto letal que las radiaciones UVB y UVApuedan causar, principalmente a nivel molecular.

Aunque se cuenta en la actualidad con un registrodetallado y revisado de las especies de líquenes distri-buidas en los Andes de Venezuela (López-Figueiras,1986; Marcano, 1994; Marcano & al., 1996), muchasespecies presentes en la zona nival son desconocidas.Igualmente se desconocen los extremos climáticos queson capaces de soportar las especies que allí habitan.

Las sustancias presentes en los líquenes de la zonanival de la Sierra Nevada de Mérida y la capacidadque ellos tienen de absorber las intensas radiaciones

J.A. Rojas-Fernández & al.

UVA y UVB allí existentes, no han sido estudiadashasta el momento. Tampoco existen registros anualesni estudios sobre el comportamiento de la radiaciónUV como en otras zonas alpinas y andinas (Caldwel &al., 1980; Blumthaler & Ambach, 1990; Piazena, 1996;Dvorkin & Steinberger, 1999).

Nuestro objetivo fue determinar la capacidad quetienen las sustancias secundarias sintetizadas por loslíquenes presentes en la zona nival de la Sierra Neva-da de Mérida-Venezuela, para absorber radiacionesUVA, UVB y UVC y poder inferir sobre su posiblefunción protectora ante los efectos letales que estasradiaciones puedan tener sobre los componentes yfunciones celulares del liquen. A través del presenteestudio, se espera lograr una mejor comprensión delas características y los límites de las múltiples adap-taciones generadas por los organismos en este piso al-titudinal.

Materiales y métodos

Descripción del ambiente extremo seleccionado para este estudio

El estudio se llevó a cabo en el Parque Nacional Sie-rra Nevada de Mérida, Venezuela, específicamente enel sector de Pico Espejo (4765 m s.n.m). Éste se carac-teriza por presentar temperatura media anual de � 2°C, bajas presiones parciales de O2, N2 y C02, intensasnevadas nocturnas, deshielo diurno sólo durante laépoca de sequía y altas radiaciones UVB, UVA y PAR(400-700 nm), [http://www-imk.fzk.de/asf/mira/Merida/]. Un incremento de la temperatura promedioen el subsuelo (> 3 °C) a profundidades cada vez ma-yores (10, 20 y 40 cm) puede facilitar la actividad mi-crobiana de fijación de nitrógeno (Azócar & Monaste-rio, 1980; Díaz & al., 1997). Debido a las condicionesclimáticas extremas allí existentes, las especies domi-nantes son algunas gramíneas con pigmentos antocia-nínicos (Agroslis sp., Calamagroslis sp.), musgos, mi-crolíquenes y microorganismos diazótrofos, fotosinté-ticos y descomponedores del suelo.

Entre los microorganismos extremófilos conoci-dos más representativos de este ambiente, figurancianobacterias de los géneros Oscillatoria y Nostoc,cromobacterias y varias especies de líquenes saxíco-las de los géneros Alectoria, Stereocaulon, Umbilica-ria, Xanthoparmelia, Candelariella, Lecidea, Lepro-caulon, Pertusaria, Rhizocarpon y Xanthoria, entreotras (Marcano & Morales, 1994a, 1995; Marcano &al., 1996, 1997).

Ubicación geográfica de los sitios de muestreo

La ubicación geográfica in situ de la localidad estu-diada se realizó utilizando el Sistema de Posiciona-

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miento Global (GPS) e imagen satelital LANDSAT.Además, se localizaron planimétricamente las coorde-nadas 274.429 E; 943.891 N, zona 19, del sitio demuestreo en Pico Espejo.

Obtención de los datos de radiación

Los registros de radiación pertenecen a las estacio-nes Climáticas ubicadas en el sector Pico Espejo Estey Pico Espejo Oeste correspondientes a la Red Biocli-mática del Parque Sierra Nevada de Mérida, que for-ma parte de un programa científico que coordina elCentro de Microscopía Electrónica de la Universidadde Los Andes y cuenta con el apoyo de NASA AmesResearch Center de los Estados Unidos (http://cme.farm.ula.ve/red.html). Se midieron la tempera-tura, humedad relativa, intensidad de luz y CO2 me-diante sensores marca HOBO (USA) y la intensidadde la radiación UVB y UVA con sensores especializa-dos marca Thies (Alemania). La información se obtu-vo utilizando el programa para Windows, Box Car3.7. La Red Bioclimática del Parque Sierra Nevada deMérida viene operando de manera continua desde el15 de marzo de 2001.

Recolección de las muestras de líquenes

Se colectaron muestras de líquenes empleando téc-nicas de campo (Marcano & al., 1996). Las especiesde líquenes foliáceos y fruticulosos fueron separadasde las superficies rocosas y de las grietas, humedecién-dolas con agua y utilizando una espátula. Para reco-lectar las especies crustáceas se empleó martillo y cin-cel, con el fin de removerlas junto al substrato rocoso.Luego se empacaron en bolsas de papel y se sometie-ron a desecación a temperaturas no mayores de 45 °Cdurante dos días, a fin de prevenir la descomposiciónde los compuestos liquénicos.

Metabolitos liquénicos

Análisis de metabolitos secundarios mediante técnicas cromatográficas y espectrofotométricas

Para el análisis químico de las sustancias liquéni-cas se utilizó la técnica de cromatografía en capafina (TLC) (Culberson & al., 1981; Elix & al., 1987).Inicialmente se colocaron pequeños fragmentos delliquen en tubos de ensayo de 10 × 100 mm y se aña-dieron 2 ml de acetona para análisis. Posteriormen-te se redujo el extracto por evaporación durante 24horas, a temperatura ambiente y se añadieron 0,5 mlde acetona para análisis, a fin de obtener una solu-ción concentrada que fue sembrada con un tubo ca-pilar sobre la placa de sílica gel [60F254 Merck (10× 10 cm)]. Para desarrollar las placas se utilizarondos sistemas de solvente: tolueno/dioxano/ácidoacético (180:45:5) y tolueno/ácido acético (170:30).Luego se colocó un papel filtro saturado con el sol-vente, rodeando las paredes internas del tanquepara TLC. Al emplear estos sistemas se preequili-braron las placas con vapor de ácido fórmico al60%. Una vez transcurrido el tiempo, las placas fue-ron secadas a 60 °C durante 5 minutos, reveladaspor atomización con una solución de H2S04 al 10%v/v, secadas a 110 °C durante 10 minutos y visuali-zadas bajo una lámpara de luz UV (modelo UVGL-25; multibanda UV 254-365 nm). Se determinaronsus respectivos Rf, con el fin de compararlos con elde las sustancias liquénicas patrones de composi-ción química ya conocidas por TLC y caracterizadasa través de técnicas espectroscópicas de infrarrojo(FTIR), masa (MS) y resonancia magnética nuclear(RMN) (Marcano & al., 1999).

Por otro lado, se hicieron réplicas de las placas queno fueron reveladas y se visualizaron con luz UV (254y 365 nm). Se extrajo la muestra mediante raspado dela sílica gel y se preparó un extracto en etanol de la

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Tabla 1. Especies de líquenes colectadas en la zona nival de Pico Espejo (4765 m s.n.m), Parque Nacional Sierra Nevada, Mérida-Venezuela. (Total de especies: 22).

Alectoria ochroleuca (Hoffm.) Massalongo.

Candelariella coralliza (Nyl.) H. Magn.

Candelariella vitellina (Hoffm.) Müll. Arg.

Cladonia coccifera (L.) Willd.

Cora montana (Sw.) R. Sant.

Hypotrachyna caraccensis (Tayl.) Hale.

Lecanora atra Nyl

Lecidea furfuracea var. biatorina Wain.-Vainio.

Lecidella elaeochroma (Ach.) M. Choisy

Leprocaulon congestum (Nyl.) Lamb & Ward

Peltigera canina (L.) Willd.

Pertusaria pertusa (Weigel) Tuck

Physcia alba (Fèe) Müll. Arg.

Rhizocarpon geographicum (L.) DC.

Siphula fastigiata (Nyl.) Nyl.

Stereocaulon strictum Th. Fr.

Tephromela atra (Huds.) Hafellner

Umbilicaria polyphylla (L.) Baumg.

Umbilicaria polyrrhiza Acharius

Verrucaria nigrescens Pers.-Thomson

Xanthoparmelia microspora (Müll. Arg.) Hale

Xanthoria elegans (Link) Th. Fr.

misma, el cual fue analizado por espectrofotometríaen longitudes de onda de 322 y 212 nm. Se usaronmuestras control para hacer una curva patrón de ab-sorbancia frente a la concentración utilizada. De estamanera se pudo interpolar el valor de la absorbanciaobtenido para cada muestra y se calculó la concentra-ción de la misma, la cual fue expresada por peso secode la muestra.

Complementariamente a lo antes expuesto, se ob-tuvo una serie de espectros en la región comprendidaentre los 200 y 400 nm de extractos totales en acetonapracticados a los compuestos de las especies liquéni-cas colectadas a fin de conocer su capacidad de absor-bancia en esa región del espectro. También se deter-minaron los coeficientes de extinción molar de cadauna de las sustancias puras extraídas a fin de hacer

J.A. Rojas-Fernández & al.

comparaciones que permitieran determinar cuantita-tivamente las capacidades de absorción de la radia-ción UV en determinadas regiones del espectro, en elrango UVA se usó acetona para análisis y en los rangosUVB y UVC se usó etanol (Tablas 5 y 6). Para tal fin seutilizó un espectrofotómetro Shimadzu UV-VIS aco-plado a un PC portátil con un programa de análisis deespectros UV.

Resultados

El resultado de las colecciones indicaron la presen-cia de un total de 22 especies liquénicas (Tabla 1). En-tre las especies más abundantes en esta zona figuran:Umbilicaria polyphylla,, Umbilicaria polyrrhiza, Rhizo-carpon geographicum y Xanthoparmelia microspora.

El análisis espectrofotométrico de los extractos to-

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Tabla 2. Especies de líquenes potencialmente resistentes1 y potencialmente vulnerables2 a la radiación ultravioleta (UV), colectadas enla zona nival de Pico Espejo (4765 m s.n.m), Parque Nacional Sierra Nevada, Mérida-Venezuela.

1 Estimación cualitativa de la resistencia basada en los coeficientes de absorción molar y niveles de absorbancia en el espectro UV para los extractos totales de cadaespecie. (*, Baja resistencia; **, mediana resistencia; ***, alta resistencia).2 Estimación cualitativa de la vulnerabilidad basada en los coeficientes de absorción molar y niveles de absorbancia en el espectro UV para los extractos totales decada especie. (+, Baja vulnerabilidad; + +, mediana vulnerabilidad; + + +, alta vulnerabilidad).

Radiación ultravioleta

Especies de líquenes UVC UVB UVA

Alectoria ochroleuca ** *** ***

Candelariella coralliza ++ *** ***

Candelariella vitellina *** *** **

Cladonia coccifera * *** ***

Cora montana *** *** ***

Hypotrachyna caraccensis *** *** ***

Lecanora atra +++ + **

Lecidea furfuracea var. biatorina * ** ***

Lecidella elaeochroma *** *** ***

Leprocaulon congestum + *** ***

Peltigera canina *** *** ***

Pertusaria pertusa ++ *** ***

Physcia alba ++ *** **

Rhizocarpon geographicum ++ *** ***

Siphula fastigiata ** *** ***

Stereocaulon strictum *** *** ***

Tephromela atra ** *** **

Umbilicaria polyphylla ++ ** ***

Umbilicaria polyrrhiza ++ ** **

Verrucaria nigrescens ++ *** ***

Xanthoparmelia microspora + *** ***

Xanthoria elegans *** *** ***

Número de especies resistentes 12(55%) 21(95%) 22(100%)

Número de especies vulnerables 10(45%) 1(5%) 0(0%)

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Fig. 1. Espectros de absorción de extractos totales acetónicos correspondientes a líquenes potencialmente vulnerables a las radiacio-nes UVC, UVB y UVA procedentes de Pico Espejo, Parque Nacional Sierra Nevada, Mérida-Venezuela.

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Fig. 2. Espectros de absorción de extractos totales acetónicos correspondientes a líquenes potencialmente resistentes a las radiacionesUVC, UVB y UVA procedentes del Parque Nacional Sierra Nevada de Mérida, sector Pico Espejo.

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Fig. 3. Coeficientes de extinción molar de sustancias liquénicas en el rango de radiación UVC en etanol, estimados para metabolitossecundarios aislados de especies liquénicas procedentes de Pico Espejo, Mérida-Venezuela.

Fig. 4. Coeficientes de extinción molar de sustancias liquénicas en el rango de radiación UVB en etanol, estimados para metabolitossecundarios aislados de especies liquénicas procedentes de Pico Espejo, Mérida-Venezuela.

tales en acetona reveló que un 55% de las especies en-contradas presentan una resistencia potencial en elrango UVC, un 95% en el rango del espectro UVB, ytodas las especies mostraron resistencia en el rangoUVA del espectro (Tabla 2).

Particularmente, el análisis de los espectros de ab-sorción de los extractos totales reveló que la especie

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Lecanora atra presenta total vulnerabilidad a la radia-ción UVC, indicada por su baja absorbancia en el ran-go de 220 y 280 nm. (Fig. 1). De igual manera, las es-pecies Verrucaria nigrescens., Candelariella coralliza,Umbilicaria polyrrhiza, Umbilicaria polyphylla y Phys-cia alba mostraron una marcada vulnerabilidad en elrango de la radiación UVC (Fig. 1). Por otra parte, las

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Fig. 5. Coeficientes de extinción molar de sustancias liquénicas en el rango de radiación UVA en acetona, estimados para metabolitossecundarios aislados de especies liquénicas procedentes de Pico Espejo, Mérida-Venezuela.

Tabla 3. Coeficientes de extinción molar de sustancias liquénicas presentes en líquenes de la zona nival de Pico Espejo (dépsidos, dep-sidonas y dibenzofuranos) para longitudes de onda de importancia bioquímica (220, 260 y 280 nm).

Sustancias liquénicas εε 220 nm L/mol/cm εε 260 nm L/mol/cm εε 280 nm L/mol/cm

Atranorina A 26187,480 12420,540 5912,940

Atranorina B 10569,565 4624,591 4032,696

Ácido barbático 12252,724 9271,241 8512,759

Ácido didímico 8254,364 7009,818 1776,000

Ácido estíctico 23326,097 8332,921 5816,318

Ácido fumarprotocetrárico 20986,169 8382,720 4354,987

Ácido lecanórico 8026,248 5625,709 5026,207

Ácido protocetrárico 22935,228 14299,697 4758,828

Ácido salacínico A 23659,378 15549,100 6133,633

Ácido salacínico B 15198,514 8642,106 5482,678

Ácido sequicaico 9203,777 6267,084 4356,921

Ácido tamnólico 8746,500 6696,375 5998,125

Ácido úsnico 8300,229 4140,286 3744,686

especies Cladonia coccifera, Siphula fastigiata, Cande-lariella vitellina, Alectoria ochroleuca y Stereocaulonstrictum presentaron la más alta resistencia potencialal efecto que la radiación UVB y UVA pueda generarsobre esas especies, dada su alta absorbancia (Fig. 2).También las especies Pertusaria pertusa, Rhizocarpongeographicum y Leprocaulon congestum mostraronuna alta absorbancia en este rango del espectro pero almismo tiempo son vulnerables en el rango del espec-tro UVC (Fig. 1).

Los coeficientes de extinción molar de las sustan-cias liquénicas analizadas revelaron que en el rangoUVC del espectro son las depsidonas (ácidos salacíni-cos, protocetrárico, estíctico y fumarprotocetrárico) yel dépsido atranorina A los que presentaron mayorabsorbancia, mientras que los dépsidos (ácidos barbá-tico, tamnólico, lecanórico y atranorina B) mostraronla más baja absorbancia (Fig. 3). En el rango UVB delespectro, fueron los dépsidos los que mostraron lamás alta absorbancia (ácidos barbático, sequicaico,tamnólico y lecanórico), aunque también el ácido sa-lacínico A presenta alta absorbancia. En el rango UVAdel espectro, se encontró que dos dépsidos (ácidotamnólico y atranorina) y dos dibenzofuranos (ácidoúsnico y didímico) presentaron los más altos nivelesde absorbancia, en comparación con las depsidonas,que mostraron los niveles más bajos (Fig. 5). En laslongitudes de onda de importancia bioquímica (220nm para las proteínas, 260 nm para el ADN y 280 nmpara los aminoácidos aromáticos), los ácidos salacíni-co, protocetrárico, barbático, atranorina A y estícticopresentaron los más altos coeficientes de extinción

Metabolitos liquénicos

molar (Tabla 3). Las longitudes de onda en el espectroultravioleta donde las sustancias liquénicas presenta-ron la más alta absorbancia se encuentran entre 210 y325,5 nm (Tabla 4).

Discusión

En la cordillera andina del estado de Mérida, la ra-diación UVB aumenta a una razón de 18 milivatios/m2

por cada 100 m de altitud, lo que significa que existeun incremento, desde el nivel del mar hasta los 5000 mde altitud, de aproximadamente el 50%. Las condi-ciones de elevada radiación UV y PAR sumado a lasbajas temperaturas en la zona nival determinan la pre-sencia de líquenes con adaptaciones particulares paraevitar los posibles daños causados sobre sus membra-nas y biomoléculas e inactivación enzimática (Jagger,1985; Mancinelli & White, 2000; Rothschild & Man-cinelli, 2001).

Las especies liquénicas que se encuentran en lazona nival de Pico Espejo están expuestas a intensasradiaciones ultravioletas, por lo que han desarrolla-do en este ambiente extremo metabolitos secun-darios (ácidos salacínico, protocetrárico, barbático yestíctico) que poseen la capacidad de absorber la ra-diación ultravioleta, protegiendo al liquen de muta-ciones y cambios en su estructura y en general en sufuncionamiento desde el punto de vista bioquímico(Tabla 3).

A pesar de que en la superficie terrestre solamentepenetra un 4% de la totalidad de la radiación UVB, laintensidad de esta radiación puede ser suficiente para

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Anales del Jardín Botánico de Madrid 65(1): 59-72, enero-junio 2008. ISSN: 0211-1322

Tabla 4. Picos máximos de absorbancia en el espectro ultravioleta de metabolitos secundarios (dépsidos, depsidonas y dibenzofura-nos) presentes en especies liquénicas colectadas en la zona nival de Pico Espejo, Parque Nacional Sierra Nevada, Mérida-Venezuela.

Sustancias liquénicas UV λλ máx. UVC λλ máx. UVB λλ máx. UVA λλ máx. (nm) (200-280) nm (290-320) nm (320-400) nm

Átranorina 324,5 212,0 308,0 324,5

Ácido barbático 325,5 212,0 296,0 325,5

Ácido didímico A 322,5 213,3 310,0 322,5

Ácido didímico B 324,5 280,0 309,3 324,5

Ácido divaricático 212,0 212,0 0,0 322,5

Ácido estíctico 211,5 211,5 307,0 322,5

Ácido fumarprotocetrárico 324,5 212,5 300,0 324,5

Ácido lecanórico 325,0 210,0 308,0 325,0

Ácido protocetrárico 212,0 212,0 307,5 322,5

Ácido salacínico B 211,5 211,5 315,0 324,5

Ácido sequicaico 322,5 212,0 307,6 322,5

Ácido tamnólico 324,5 211,0 306,6 324,5

Ácido úsnico 321,0 212,0 312,0 321,0

J.A. Rojas-Fernández & al.68

Anales del Jardín Botánico de Madrid 65(1): 59-72, enero-junio 2008. ISSN: 0211-1322

Tab

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7

Metabolitos liquénicos 69

Anales del Jardín Botánico de Madrid 65(1): 59-72, enero-junio 2008. ISSN: 0211-1322

Tab

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J.A. Rojas-Fernández & al.70

Anales del Jardín Botánico de Madrid 65(1): 59-72, enero-junio 2008. ISSN: 0211-1322

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producir mutaciones y cambios en la estructura delADN en el espectro de absorción de los aminoácidos(Jagger, 1985). El triptófano, que es un aminoácidoaromático, presenta su más alta absorbancia en los280 nm. También la tirosina y la cistina presentan unaalta absorbancia en los 280 nm. De este modo pro-teínas conformadas por residuos de estos aminoáci-dos, pudieran experimentar cambios estructurales yfuncionales cuando son expuestas a intensas radia-ciones UV, como ocurre en ambientes de alta monta-ña tropical (Caldwell & al., 1980), lo cual pudiera ge-nerar una alteración de algunos procesos fisiológicosesenciales.

En la Tabla 4 se muestran los picos máximos de ab-sorbancia, en las longitudes de onda del espectro ul-travioleta para los metabolitos secundarios de las es-pecies de líquenes colectadas en Pico Espejo ante elefecto letal que las radiaciones UVB y UVA puedancausar. Por ejemplo, los valores de absorbancia entre280 y 320 nm sugieren un efecto protector para losaminoácidos aromáticos, proteínas, ácidos nucleicos,purinas y pirimidinas.

De cualquier forma, a pesar de que la radiaciónUVA penetra en un 96% a la superficie terrestre, ve-mos que las especies adaptadas a vivir en ambientesexpuestos a una intensa radiación en la región del ul-travioleta, han podido desarrollar eficientes respues-tas adaptativas, a través de la capacidad de los meta-bolitos secundarios para absorber la radiación ultra-violeta. Se conoce que esta capacidad es propia demoléculas con dobles enlaces conjugados que formanestructuras aromáticas.

La pronunciada capacidad de absorbancia ante laradiación UV en las regiones UVB y UVA que presen-tan las sustancias localizadas en los líquenes de la zonanival andina y además la alta frecuencia con que estassustancias están presentes en las especies estudiadas(95%) sugiere la existencia de una respuesta adaptati-va al ambiente nival.

Los coeficientes de extinción molar de las sustanciasliquénicas analizadas revelaron que en el rango UVCson las depsidonas las que presentan la mayor absor-bancia, mientras que los dépsidos mostraron la másbaja absorbancia (Figs. 3-5). Recordemos que las dep-sidonas están constituidas por dos anillos aromáticosfenólicos unidos a través de un enlace éster y adicio-nalmente un enlace éter, mientras que los dépsidos quepresentan las mismas características carecen del enlaceéter. La presencia del enlace éter adicional en las dep-sidonas está relacionado con la capacidad de absorberla radiación UVC y sugiere la antigüedad que estas sus-tancias podrían tener, probablemente superior a los2000 millones de años, es decir, anterior a la formaciónde la capa de ozono en nuestro planeta.

Metabolitos liquénicos

Agradecimientos

Esta investigación ha sido parcialmente financiada por elCDCHT, Universidad de Los Andes, a través del Proyecto M-689-00-03-A. Expresamos nuestro reconocimiento al personal del Siste-ma Teleférico de Mérida, por facilitarnos el acceso al Parque Nacio-nal Sierra Nevada, Mérida, Venezuela. De igual manera agradecemosla colaboración de Emilitza Labarca-Villasmil y de Saraid Rivera.

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Editora asociada: A. CrespoRecibido: 5-X-2007

Aceptado: 6-V-2008

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