Liquenes

Sesión 7 y 8

En estas dos sesiones vamos a estudiar los liquenes.Introduciremos el concepto de liquen y sustancia liquénica.Posteriormente en una de las sesiones haremos una salida al campo, a una zona volvánica próxima a Vera rica en liquenes y tomaremos las muestras necesarias para su estudio.

Después en el laboratorio analizaremos el tipo de sustancia liquénica que contienen mediante las reacciones de coloración, y finalmente veremos como reaccíonan con ciertos reactivos químicos, formando microcristales, que observaremos al microscopio y con la cámara tomaremos las imagenes de estos microcristales.

CONCEPTO DE  LIQUEN

Los líquenes se forman por asociación de un alga y un hongo. La relación que establecen estos individuos es una simbiosis, es decir, una relación donde los dos obtienen un beneficio con esa asociación. El alga realiza la fotosíntesis, por lo que proporciona materia orgánica al hongo. El hongo captura agua y sales minerales del medio donde vive, por seco que éste sea y da protección al alga frente a la desecación.

Los líquenes se pueden clasificar, atendiendo al lugar donde viven:

• Líquenes crustáceos: viven sobre rocas, pegados al sustrato.
• Líquenes foliosos: viven sobre ramas o rocas, con aspecto de pequeñas hojas.
• Líquenes fruticulosos: viven sorbe ramas, con aspecto de pequeños arbolitos.

Los líquenes son resistentes a condiciones extremas de temperatura y humedad, y pueden vivir en cualquier parte en que la vida sea tolerada, por ejemplo sobre las tejas o sobre las piedras donde aparecen como formas circulares de color blanco, amarillo o negruzco. Habitan también en las más alejadas regiones árticas, donde no hay otros vegetales, y en la  selva tropical.

CONCEPTO DE SUSTANCIA LIQUÉNICA

Se aplica el término de sustancia liquénica, a todo tipo de sustancia orgánica encontrada en los líquenes.

Se trata de productos del metabolismo secundario que se depositan en el talo.

Aunque entre los metabolitos liquénicos (que también se generan en otros organismos) se sintetizan aminoácidos, azúcares, ácidos grasos, lactonas macrocíclicas, aromáticos monocíclicos, quinonas, cromonas, xantonas, terpenoides, esteroides y carotenoides que se acumulan en el talo, un rasgo distintivo para incluirse como sustancias liquénicas es que sean productos del metabolismo secundario, que se convierten en extracelulares ya que, siendo sintetizadas por las hifas del hongo, son excretadas a su superficie exterior al no admitirse su almacenamiento en el talo.

Hasta el momento se han descrito unos 350 metabolitos secundarios, entre los que se encuentran productos tales como ácidos alifáticos para y metadépsidos, depsidonas, esteres bencílicos, dibenzofuranos, ácidos usneicos, xantonas, antraquinonas, terpenoides y derivados del ácido pulvínico.

Estructura de algunas sustancias liquénicas.

REACCIONES DE COLORACIÓN

La primera aproximación para saber si una planta contiene sustancias liquénicas es por los métodos de coloración.

En todos los casos se requiere una primera prueba: las sustancias liquénicas dan coloración amarilla o naranja con el cloruro férrico. Esta reacción se basa en la actividad quelatante sobre cationes inorgánicos de los ácidos fenólicos. Una reacción de este tipo indicará la presencia de esta clase de sustancias. El cloruro férrico se emplea en una disolución al 1 por 100, o bien, en disolución etanólica o acetónica al 1-3 por 100.

Un segundo paso sería la determinación de la existencia de ciertos grupos de compuestos dentro de las sustancias liquénicas.

Con una disolución acuosa saturada de Ca(OC1)₂  o Na ClO se puede reconocer la presencia de sustancias liquénicas que posean en uno de sus anillos, dos grupos hidroxilo en posición meta (2-4 ó 2-6).La coloración obtenida en estos casos suele ser  rojo sangre.

La presencia de depsidonas es detectable empleando una disolución acuosa de KOH entre 5 - 10%. Su acción se basa en la ruptura del enlace éster mediante hidrólisis alcalina, conduciendo a la formación de un compuesto difenólico con un enlace éter.

Conduce a la formación de productos cuyos colores oscilan desde el amarillo al rojo sangre.

Esta reacción no se puede considerar específica de las depsidonas, porque el enlace éster de los dépsidos también puede hidrolizarse por álcalis. Dando colores de  amarillos a rojos.

Se pueden emplear procedimientos combinados, como son la utilización de  Ca(OC1)₂ y KOH juntos, este reactivo dará coloración roja con dipsonas y coloración amarilla con ácidos úscinicos.

Para detectar el grupo aldehído se utiliza una disolución etánolica de bencidina al 2-5 por 100, o bien una disolución alcohólica de p-fenilendiamina al 2 por 100 dando coloraciones amarillas que se tornan a rojo con el tiempo.

 La tabla siguiente muestra algunas reacciones de coloración.

Reactivo	Color	Sustancia liquénica
FeCl3	Rojo-pardo	Pseudocifelarina A eriodermina compuestos "J" y "G" ác. úsnico
	Azul	estrepcilina escrobicu1ina
	Azul-violeta	ác. 4-0-metilfisódico pseudocifelarina B
	Violeta	ác. picro1iquénico
Ca(OCl)2	Rojo sangre	escrobiculina ác. lecanórico
NaClO	Rojo	ác. lecanórico ác. olivetórico
	Púrpura	ác. meroclorofaeico ác. criptoclorofaeico
	Verde	ác. porfirílico estrepcilina
KOH	Amarillo	pseudocifelarina A ác. estíctico atranorina escrobiculina compuesto "J" ác. úsnico
	Rojo vino	ác. criptoclorofaeico ác. meroclorofaeico
	Rojo	ác. norstíctico
Ca(OCl)2 +  KOH	Rojo vino	ác. 4-0-metilfisódico escrobiculina
NaClO+  KOH	Amarillo	ác. úsnico
	Rojo	ác. disódico ác. lobárico
	Azul	estrepcilina
p-feniléndiamina	Amarillo	pseudocifelarina A ác. norstíctico
	Naranja	eriodermina ác. estíctico
	Rojo	ác. protocetrárico ác. fisódico

EXTRACCIÓN DE SUSTANCIAS LIQUENICAS

La extracción de sustancias liquénicas a partir del talo, va a depender de su solubilidad en distintos disolventes orgánicos.

La extracción de las sustancias puede efectuarse manteniendo el talo o triturándolo; por simple lavado con el disolvente, o mediante extracción con el disolvente entre 10 - 24 horas.

El procedimiento de extracción manteniendo intacto el talo se lleva a cabo por lavados sucesivos de dicho talo con un disolvente apropiado y concentración posterior del material extraído.

Generalmente, todos los despidos, depsidonas y dibenzofuranos son solubles en acetona, por lo que este disolvente es el más utilizado. El talo se tratara con acetona pura en pequeña cantidad y varias veces, dejando secar la preparación antes de una nueva adición. El número de lavados es importante, ya que cada proceso de extracción aumenta el rendimiento.

El benceno es otro de los disolventes más utilizados, los procesos de extracción con este disolvente pueden extenderse entre 16 - 48 horas.

La tabla siguiente muestra los disolventes más empleados, así como el tipo de sustancia liquenica que se extrae.

 TABLA: Extracción de sustancias liquenicas con diferentes disolventes.

 

Sustancia	C6H6	CHCl3	(CH3)CO	Et2O	n-C6H12
Ácido úscinico	+		+	+
Dépsidos	+	+	+	+
Depsidonas			+	+
Difeniléteres		+
Derivados Orcinol		+
Triterpenos					+

REACIONES DE MICROCRISTALIZACIÓN

La microcristalización es un método que se basa en la capacidad de las sustancias liquénicas para reaccionar con ciertos productos químicos, dando formas cristalinas características, fácilmente observables al microscopio.

Este método reúne varias ventajas:

ü      Alta especificidad

ü      Rapidez en el desarrollo

ü      Simplicidad en el material requerido

ü      Facilidad de la observación

Para poder realizar las reacciones de cristalización, primero hay que extraer las sustancias liquenicas, y posteriormente se trataran con reactivos orgánicos para obtener los microcristales que observaremos al microscopio.

Se obtendrán cristales de diferentes formas (racimos densos de agujas finas, agujas finas y alargadas, placas hexagonales, placas  rectangulares, etc….) y de diferentes colores (amarillas, incoloras, pardas, etc…)

Los reactivos orgánicos que utilizaremos son los siguientes:

GE = glicerina: ácido acético (1:3)

GAW =glicerina: etanol: agua (1:1:1)

GAoT = glicerina: etanol: o-toluidina (2:2:1)

GWPy = glicerina: agua: piridina (1:3:1)

GAQ = glicerina: etanol: quinoleína (2:2:1)
GAAn = glicerina: etanol: anilina (2:2:1)

Buscando liquenes en el campo

Reacciones de coloración

Reacciones de microcristalización

Observación de cristales al microscopio