facultad de ciencias marinas -...

Manual de Prácticas del Laboratorio de

[ECOLOGÍA]

[Dr. Guillermo Torres Moye]

Responsable de la elaboración del manual

Universidad Autónoma de Baja

California

Facultad de Ciencias Marinas

[Pendiente de ser validado por el Consejo Técnico

Directorio

Dr. Felipe Cuamea Velázquez

Rector UABC

Dr. Oscar Roberto López Bonilla

Vicerrector, UABC Campus Ensenada

Dr. Juan Guillermo Vaca Rodríguez

Director FCM

Dr. Víctor Antonio Zavala Hamz

Subdirector, FCM

Universidad Autónoma de Baja

California

Facultad de Ciencias Marinas

Índice

Introducción ............................................................................................................................................................................ 1

Encuadre del Sistema de Prácticas .......................................................................................................................................... 2

Introducción ........................................................................................................................................................................ 2

Competencias a las que contribuye .................................................................................................................................... 3

Niveles de Desempeño ................................................................................................................................................... 3

Ubicación dentro del mapa curricular ................................................................................................................................ 4

Programa del Sistema de Prácticas ..................................................................................................................................... 5

HISTORIA NATURAL Y LA ECOLOGÍA DE LOS INDIVIDUOS ................................................................................... 8

.1. Introducción.- Problemas ambientales pasados, presentes y futuros. ................................................................... 9

.2. Distribución espacial.- Análisis de respuestas ante gradientes ambientales: Comportamiento. ......................... 12

.3. Adaptaciones: Análisis de adaptaciones interespecíficas y su variabilidad. ........................................................ 16

ECOLOGIA DE LAS POBLACIONES ............................................................................................................................... 19

.4. Abundancia y dispersión: Teoría del muestreo aplicada al análisis de poblaciones sésiles. ................................ 20

.5. Crecimiento poblacional: Modelos de crecimiento poblacional. .......................................................................... 32

.6. Dinámica poblacional: Construcción y uso de tablas de vida. ............................................................................... 37

ECOLOGIA DE LA COMUNIDAD .................................................................................................................................... 44

.7. Interacciones biológicas: El sistema depredador-presa. ....................................................................................... 45

.8. Estructura de la comunidad: Análisis de la diversidad y similitud entre comunidades. ....................................... 48

ECOSISTEMAS: ECOLOGIA DEL PAISAJE Y CAMBIO GLOBAL .............................................................................. 57

.9. Análisis de impacto ambiental: Diseño BACI. ........................................................................................................ 58

Bibliografía ........................................................................................................................................................................... 63

Anexos .................................................................................................................................................................................. 64

Normas Generales de Seguridad e Higiene ...................................................................................................................... 64

Medidas Generales en Caso de Accidente ........................................................................................................................ 65

Manual de Prácticas de Laboratorio de Ecología Introducción Página 1

[DR. GUILLERMO TORRES MOYE] Facultad de Ciencias Marinas de la UABC

Introducción

Este manual está diseñado para estudiantes de las Ciencias Naturales. Está destinado a servir de complemento para la materia de Ecología de la carrera de Ciencias Ambientales de la Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad Autónoma de Baja California, pero podrá ser usado en cualquier carrera afín.

Manual de Prácticas de Laboratorio de [ECOLOGIA] Encuadre del Sistema de Prácticas Página 2


Encuadre del Sistema de Prácticas

Introducción Ecología es una unidad de aprendizaje obligatoria que se imparte como parte de la etapa disciplinaria en

el cuarto semestre de la licenciatura de Ciencias Ambientales como introducción a los conceptos

fundamentales de la ciencia de la Ecología y antecede en seriación a la de Ecología del Paisaje. Su

propósito es que el alumno adquiera conocimientos relacionados con los procesos que determinan los

cambios en la distribución y abundancia de los organismos bajo una perspectiva evolutiva y resaltando

los principales retos locales, regionales y globales para la conservación del medio ambiente y el

desarrollo sustentable. El egresado tendrá capacidad para aplicar el conocimiento científico y

tecnológico, en la solución de problemas relacionados con los temas ambientales.



Competencias a las que contribuye Como resultado del aprendizaje obtenido, el estudiante podrá aplicar los principios y teorías principales

de la Ecología para resolver problemas relacionados con el aprovechamiento de recursos, el crecimiento

poblacional y la contaminación ambiental haciendo las recomendaciones pertinentes para conservar la

biodiversidad, minimizar el deterioro ambiental y transitar hacia esquemas congruentes con el

desarrollo sustentable.

Niveles de Desempeño El nivel máximo de desempeño al que se propone llegar con el sistema de prácticas, corresponde al Nivel 2. Para ello se realizan un conjunto significativo de actividades de trabajo, variadas y aplicadas en diversos contextos. Algunas actividades son complejas y no rutinarias. Presenta un bajo grado de responsabilidad y autonomía en las decisiones. A menudo requiere colaboración con otros y trabajo en equipo.



Ubicación dentro del mapa curricular

Ecología está ubicada en el cuarto semestre de la Licenciatura en Ciencias Ambientales y se encuentra seriada con Ecología del Paisaje.



Programa del Sistema de Prácticas

Tema Práctica o prácticas programadas Ámbito de

desarrollo Duración*

I.- Introducción

Problemas ambientales pasados, presentes

y futuros.

Se presenta el Plan de

Clase incluyendo la

estructura y dinámica de

las actividades

programadas para el

laboratorio y el campo y

se discuten los principales

problemas ambientales

contemporáneos.

1 sesión (2 hs).

2da semana de

clases.

II.- Distribución

espacial

Análisis de respuestas ante gradientes

ambientales: Comportamiento.

Se estudia en equipo la

respuesta de un

organismo ante un

gradiente ambiental. Se

identifica el tipo de

respuesta encontrada, se

describe su variabilidad y

se discute sobre las

ventajas adaptativas

potenciales.

1 sesión (2 hs).

3ra semana de clases.

III.- Adaptaciones

Análisis de adaptaciones interespecíficas y

su variabilidad.

Organizados en equipos

de trabajo y respetando un

formato preestablecido,

los alumnos presentan

trabajos sobre los

diferentes tipos de

adaptaciones

morfológicas, fisiológicas

o del comportamiento que

permiten a los organismos

sobrevivir en distintos

tipos de ambientes.

2 sesiones (4 hs)

4ta, 5ta y 6ta semana

de clases.

IV.- Abundancia y

dispersión

Teoría del muestreo aplicada al análisis de

poblaciones sésiles.

Se comparan dos métodos

para la estimación del

tamaño mínimo de

muestra así como para la

determinación del tipo de

distribución espacial de

las poblaciones sésiles.

1 sesión (2 hs).

7ma semana de

clases.



V.- Crecimiento

poblacional

Modelos de crecimiento poblacional.

A partir de cifras

proporcionadas los

alumnos calculan los

parámetros de las

ecuaciones de crecimiento

geométrico y exponencial,

grafican, describen y

comparan los patrones

observados contra sus

hipótesis de trabajo y

discuten sus

implicaciones para la

conservación.

1 sesión (2 hs).

9na semana de clases

(posterior al primer

examen

correspondiente a la

8va semana).

VI.- Dinámica

poblacional

Construcción y uso de tablas de vida.

Se realiza un ejercicio con

una tabla de vida

dinámica para el cálculo

de parámetros

poblacionales y la

predicción del

crecimiento poblacional

basado en la Matriz de

Leslie.

1 sesión (2 hs).

10ma semana de

clases.

VII.- Interacciones

biológicas

El sistema depredador-presa.

Se simulan y analizan las

interacciones existentes

entre una población de

linces (depredadores) y

otra de conejos (presas).

Y se predicen los cambios

recíprocos en la

abundancia de ambas

poblaciones a lo largo de

25 generaciones.

1 sesión (2 hs).

12da semana de

clases (posterior al

segundo examen

correspondiente a la

11ra semana).

VIII.- Estructura de

la comunidad

Análisis de la diversidad y la similitud entre

comunidades.

Se analizan los cambios

espaciales de la

diversidad y en la

similitud de especies entre

los tres estratos del

intermareal rocoso

ubicados frente a la

Facultad de Ciencias

Marinas y se discute sobre

las posibles causas de las

diferencias espaciales

2 sesiones (4 hs)

13ra semana de

clases.



encontradas.

IX.- Impacto

ambiental

Diseño experimental y estudios tipo “BACI”.

Se compara la trayectoria

de las mediciones

obtenidas en ambientes

antes y después de haber

sido expuestos a algún

disturbio y se contrastan

con los registrados en

ambientes adyacentes

fuera del alcance del

disturbio analizado (áreas

control).

1 sesión (2 hs).

14ta semana de

clases y el tercer

examen se realiza en

la 15ta o 16ta

semana de clases.

* Duración en horas para cada práctica, y semana del semestre en la que se realizará.


HISTORIA NATURAL Y LA ECOLOGÍA DE LOS INDIVIDUOS

Propósito general: Identificar los problemas ambientales relacionados con

los cambios en la distribución y abundancia de los seres vivos en el planeta y

desarrollar una actitud respetuosa hacia el medio ambiente.

Manual de Prácticas de Laboratorio de [ECOLOGIA] [UNIDAD I] Página 9


.1. Introducción.- Problemas ambientales pasados, presentes y

futuros. “Es necesario aprender a navegar en un océano de incertidumbres a través de archipiélagos de

certezas”.

Edgar Morín

.1.1. Introducción

Desde sus orígenes, el planeta tierra ha estado sujeto a cambios graduales en los gases

atmosféricos, la ubicación de sus continentes y las formas de vida que lo habitan. Sin

embargo, es claro que la Humanidad se ha convertido en un agente transformador de

los ecosistemas al consumir energía, remover materiales renovables y no renovables y

arrojar desechos en cantidades y velocidades que alteran el funcionamiento natural de

los ecosistemas. Para identificar los principales problemas actuales relacionados con el

deterioro ambiental y reflexionar sobre sus posibles causas, es importante conocer la

historia de la influencia antropogénica.

.1.2. Competencias

Aprender a discutir y alcanzar un consenso trabajando en equipo sobre los principales

problemas ambientales y sus causas en contraste con los fenómenos amenazantes de

Ayres (1999).

.1.3. Material

.1.3.1. Materiales

Película

Proyector

Pizarrón

Manual

.1.4. Desarrollo

Presentación del profesor, revisión y confirmación de horarios para las distintas secciones del laboratorio y verificación de la lista de alumnos. Entrega de los temarios con la programación de las actividades de laboratorio y campo. Presentación de los objetivos del laboratorio, explicación de la dinámica a desarrollar y la forma de evaluación.

Proyección de la primera hora de la película “The 11th hour”.

Integración de los equipos de 3 personas.



Dinámica de grupo.- Primero en forma individual y después por equipos hacer una lista (por consenso) sobre los cuatro problemas ambientales (entendidos como ejemplos de deterioro ambiental) contemporáneos más importantes e identificar sus causas.

Sesión moderada por el profesor sobre la síntesis, discusión y contraste de las listas generadas comparadas con los cuatro tipos de fenómenos amenazantes de Ayres (1999): 1.- Crecimiento poblacional; 2.- Consumo acelerado; 3.- Incremento en CO2 y 4.- Extinciones biológicas. Finalizar concluyendo sobre la importancia que tiene el conocimiento ecológico para enfrentar los retos del deterioro ambiental presente y futuro.

Nombre _________________________ Fecha____________

Notas sobre la película:

Ejercicio individual:

Problemas Causas

1.-___________________ _____________________

2.-___________________ _____________________

3.-___________________ _____________________

4.-___________________ _____________________



Ejercicio en equipo:

Problemas Causas Tipo (Ayres, 1999)

1.-__________________ _____________________ ________

2.-__________________ _____________________ ________

3.-__________________ _____________________ ________

4.-__________________ _____________________ ________

Preguntas finales.-

Existe una clara diferenciación entre las causas y los problemas?

Es el conocimiento ecológico importante para la solución de los problemas identificados?

Que otro tipo de conocimiento es importante para la solución de los problemas

identificados?

.1.5. Método de Evaluación

Examen práctico de las sesiones de laboratorio.



.2. Distribución espacial.- Análisis de respuestas ante gradientes

ambientales: Comportamiento. "Hacer ciencia es buscar por patrones repetidos, no simplemente acumular hechos…."

MacArthur R.H. (1972)

.2.1. Introducción

La distribución espacial de la flora y fauna depende en gran medida de la historia previa

del sitio, la intervención humana, los factores abióticos y bióticos del hábitat así como

de las características fisiológicas, morfológicas y de comportamiento que condicionan la

sobrevivencia y reproducción de los individuos y la persistencia de sus poblaciones.

La sobrevivencia de los individuos es el resultado de la acción conjunta de factores

ambientales múltiples (multifactorial), sin embargo en ciertas ocasiones podemos

identificar algunos factores que resultan particularmente relevantes. Para poder

sobrevivir, los organismos deben ser capaces de explorar y obtener información del

medio que les rodea y de responder consecuentemente. Los organismos obtienen

información del medio utilizando diversos tipos de receptores químicos, mecánicos o

electromagnéticos y sus respuestas pueden ser de tipo fisiológico (como la adaptación

de las plantas a luz o sombra), morfológico (p. ej. raíces de plantas con longitud variable

en gradientes de humedad) o mecánico (ilustrado por el desplazamiento de animales).

.2.2. Competencias

Examinar las respuestas basadas en el comportamiento de los organismos ante la

presencia de gradientes ambientales y contrastar científicamente los resultados con las

hipótesis planteadas.

.2.3. Material

.2.3.1. Materiales

Tubos con mallas.

Fuentes de luz.

Artemia salina

Manual

.2.4. Desarrollo

Antes de iniciar el maestro describirá brevemente en qué consiste la práctica y el

alumno deberá escribir su hipótesis de trabajo.



Integrarse a un equipo de trabajo y distribuir las responsabilidades de los del equipo (por ejemplo uno lleva tiempo otro anota y otro cuenta y observa).

Añadir agua de mar al tubo de gradiente más 10-20 individuos de Artemia sp. en la sección no. 1 y taparlo sin atrapar burbujas (figura 1). Posicionar el tubo de gradiente en ángulo como se muestra en la figura inferior o paralelo a la fuente de luz si esta se encuentra con mallas que produzcan un gradiente de luz. Dejar reposar a los organismos por 5 minutos en completa obscuridad

e iniciar el experimento encendiendo la lámpara.

Figura 1.- Posición del tubo de gradiente y la fuente de luz (tomado de Darnell, 1971).

Registrar cada dos minutos el número de individuos contados en las distintas secciones del tubo de gradiente durante un total de 32 minutos de observación. En el caso ilustrado por la figura 1, la intensidad de la luz varía de acuerdo con: (I = 1/√d).

Graficar sus resultados utilizando barras para representar el cambio temporal en el número de individuos contados para las distintas intensidades de luz agrupando en tiempos de 8 minutos (4 conteos sucesivos).

Contrastar los resultados con su hipótesis, discutirlos y responder las preguntas finales.



Nombre ___________________ Fecha____________

Hipótesis de trabajo.-Los organismos de Artemia sp. prefieren

condiciones de luz…. .

Tabla I.- Número de individuos y ubicación por sección

min Sección

1 2 3

Inicio

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

Total



Tabla II.- Representación gráfica de los cambios en el nivel de exposición a la

luz en Artemia sp. (con ejemplo de un inicio de conteo de 10 individuos

(100%) en la sección 1). Cada cuadro representa 2 organismos.

Número de individuos

3

2

1

Inicio 8 16 24 32

TIEMPO (mins.)

Preguntas finales.-

1.-El resultado encontrado concuerda con su hipótesis planteada? En caso de haber encontrado una respuesta distinta existe alguna posible razón para explicar el comportamiento? (hipótesis alternativa).

2.-Presentó Artemia sp. fototactismo positivo o negativo?

3.-Que tan variable es la respuesta entre individuos y cuál puede ser la explicación de ello?

4.-Finalmente puede pensar en diseñar un experimento para poner a prueba la explicación a la pregunta 3 anterior?





.3. Adaptaciones: Análisis de adaptaciones interespecíficas y su

variabilidad. “No es la más fuerte de las especies la que sobrevive, tampoco la más inteligente la que sobrevive. Es

aquella que es más adaptable al cambio”

Charles Darwin

.3.1. Introducción

Como consecuencia de la selección natural, los seres vivos han evolucionado

desarrollando características que favorecen su sobrevivencia. Solo los individuos que

toleran las condiciones ambientales establecidas por los factores abióticos y que

sobreviven ante las presiones de competencia o depredación, pueden reproducirse y

transmitir sus características hacia las siguientes generaciones. Para poder lograrlo, las

plantas y animales han desarrollado múltiples adaptaciones fisiológicas, morfológicas o

en su comportamiento que les permiten tener éxito en la enorme diversidad de

ambientes existentes en el planeta. Es así como la vida se desarrolla eficientemente

desde las partes más altas de las frías montañas terrestres hasta las obscuras

profundidades de los ambientes marinos.

.3.2. Competencias

Aprender a buscar información ecológica específica, así como a su integración,

presentación en equipos y evaluación individual respetando tiempos y formatos

definidos.

.3.3. Material

.3.3.1. Materiales

Clase de adaptaciones. Manual.

.3.4. Desarrollo

En una primera sesión, el profesor hará una presentación general sobre la biodiversidad marina y terrestre así como de algunos ejemplos de adaptaciones que les han permitido a los individuos sobrevivir exitosamente en los ambientes que habitan.



Al final de la primera sesión de este laboratorio se conformaran equipos de trabajo y definirán los grupos biológicos con los cuales trabajarán. Los alumnos podrán elegir trabajar con alguna especie en particular (camello, tiburón, etc.) o elegir entre los grupos siguientes: .1. Plancton

.1.1. Fitoplancton

.1.2. Zooplancton .2. Necton

.2.1. Epipelágico

.2.2. Abisal .3. Bentos

.3.1. Fondos rocosos .3.1.1. Intermareal .3.1.2. Submareal

.3.2. Fondos blandos .3.2.1. Arenosos .3.2.2. Lodosos

Cada equipo de trabajo preparará una presentación sobre los diferentes tipos de adaptaciones de los individuos pertenecientes al grupo biológico que les haya tocado investigar. Estas presentaciones se realizarán durante la segunda sesión de este laboratorio siguiendo las indicaciones siguientes:

.1. Las presentaciones serán en equipo y con una duración máxima de 10 minutos.

.2. Serán abordadas preferentemente desde una perspectiva comparativa e ilustrando con diversos casos como ejemplos.

.3. Abarcarán diferentes tipos de adaptaciones para la sobrevivencia incluyendo las morfológicas, fisiológicas y/o de comportamiento.

.4. Además de las adaptaciones anteriores, se procurará ampliar la presentación exponiendo sobre las diferentes estrategias de defensa, para encontrar alimento, para encontrar pareja, para la reproducción y/o la regulación osmótica entre otras.

Los trabajos serán presentados durante la segunda sesión del laboratorio y serán evaluados por los alumnos y el maestro siguiendo los formatos siguientes:



Formato de evaluación. Presentación

Criterios Calificación

1 Exposición sin lectura

2 Claridad en la presentación

3 Abordó los aspectos solicitados

4 Utilizó diversas fuentes de información

5 Calidad de la presentación

6 Respondió preguntas

Evaluación

Excelente E 10

Muy Bien MB 9

Bien B 8

Suficiente S 7

Insuficiente I 5

Equipo evaluado__________________________ Nombre del evaluador_________________________

Adaptaciones Estrategias

Ejemplo Morfol. Fisiol. Comportamiento Alimentación Defensa Regulación osmótica

Encontrar pareja

Reproducción Ejemplos

Plancton

Fitoplancton (ejemplo)

OK OK OK NO NO OK OK NO OK OK

Zooplancton

Necton

Epipelágico

Abisal

Bentos

Fondos rocosos

Intermareal

Submareal

Fondos blandos

Arenosos/ lodosos

.3.5.Método de Evaluación

Promedio de las calificaciones de alumnos y maestro de las presentaciones.


ECOLOGIA DE LAS POBLACIONES

Propósito general: Utilizar diversos métodos para examinar la distribución espacial,

el tamaño y la dinámica poblacional interpretándolos bajo un marco histórico-

evolutivo. Aplicar los modelos del crecimiento y dinámica de poblaciones y las

simulaciones basadas en las historias vitales para la conservación de las poblaciones

y la restauración de ecosistemas.

Manual de Prácticas de Laboratorio de [ECOLOGIA] [UNIDAD II] Página 20


.4. Abundancia y dispersión: Teoría del muestreo aplicada al análisis

de poblaciones sésiles.

"El gran propósito de la vida no es el conocimiento, sino la acción"

Thomas Huxley

.4.1. Introducción

Recordemos que la Ecología es una ciencia cuyo objetivo es “El estudio de los patrones

espaciales y temporales de la distribución y abundancia de los organismos incluyendo

sus causas y consecuencias" (Scheiner y Willig 2008). Para lograr obtener información

confiable relacionada con los patrones de distribución y/o abundancia de los

organismos, el investigador frecuentemente necesita obtener muestras que le permitan

caracterizar a las poblaciones estudiadas.

Habiendo definido la pregunta con claridad y delimitado el sitio de muestreo, se busca

diseñar el tipo de muestreo que permita obtener información confiable sobre las

poblaciones estudiadas. En esta práctica buscaremos responder a dos de las preguntas

que frecuentemente se hace el ecólogo relacionadas con el muestreo: Cual es el tamaño

mínimo de muestra que debo obtener en campo? Y qué tipo de distribución espacial

presenta la población estudiada?

.4.2. Competencias

Diseñar un tipo de muestreo confiable e informativo para el estudio de los patrones de

distribución espacial de las poblaciones sésiles

.4.3. Material

.4.3.1. Materiales

Mapa con especies

Tabla nos. aleatorios

Cuadrantes

Manual



.4.4. Desarrollo

Antes de iniciar el maestro dará un repaso breve sobre el diseño de un muestreo con

énfasis en poblaciones sésiles o de lento movimiento y explicará en qué consiste la

práctica. La práctica será desarrollada por equipos siguiendo las recomendaciones

siguientes:

Observe el mapa con distintas especies de vegetación que le será entregado y plantee sus hipótesis de trabajo referidas al tamaño mínimo de muestra para una especie en particular y su patrón de distribución espacial (parte alta de tabla II).

Usando la tabla de números aleatorios (tabla I), obtener 50 pares de datos en coordenadas (X, Y) con valores para X entre 5 y 70 y valores para Y entre 5 y 95.

Efectuar 50 muestreos posicionando el cuadrante con el centro correspondiente a cada una de las coordenadas aleatorias.

Contar los individuos de la especie que le sea indicada a su equipo ubicados en el cuadrante siempre y cuando al menos la mitad del “cuerpo” se encuentre dentro.

Registrar los datos en la tabla proporcionada (tabla II) hasta acumular las 50 muestras, resumir los datos de frecuencias en la tabla III y graficar los resultados.

CÁLCULO DEL TAMAÑO MÍNIMO DE MUESTRA

Para la especie seleccionada, estimar el tamaño mínimo de muestra comparando los resultados de dos métodos:

1.- Utilizando la fórmula como estimación de la media +/- 40% del valor verdadero:

N = 25 s2 / media 2 =

2.- Graficando las medias acumulativas obtenidas cada 5 cuadrantes y verificando

cuando se alcanza una fluctuación de los valores en alrededor de un +/- 10% de la

media.



Medias

Acumulativas

Números de cuadrantes

GRÁFICA DEL NO. DE CUADRANTES (X) vs MEDIAS ACUMULATIVAS (Y)

DETERMINACIÓN DEL TIPO DE DISTRIBUCIÓN ESPACIAL

Continuar trabajando con la especie elegida verificando el valor de la media a partir de la fórmula simplificada basada en frecuencias (tabla III).

Con el valor de la media obtener el valor de e-m usando el apéndice 18.1 (Darnell 1971).

Utilizando la tabla IV, calcular las frecuencias teóricas para la distribución Poisson.

A partir de los datos de la tabla IV, comparar las frecuencias observadas y las teóricas (esperadas) utilizando una prueba de chi cuadrada para verificar si la distribución espacial es de tipo aleatorio. Realizar los cálculos utilizando la tabla V y consultar los valores de chi (o ji) cuadrada del apéndice 11.2 para P=0.05 (95% de confianza).

Si la diferencia es significativa (P< 0.05), se rechaza la hipótesis de distribución espacial aleatoria. De ser este el caso, analice las frecuencias y concluya si la desviación de los datos es hacia una distribución uniforme o contagiosa.

Finalmente pase a la computadora a verificar su resultado y conclusión calculando el valor del Índice de Dispersión de Morisita. Donde n=no. de cuadrantes; N=no. total de individuos; X2 es el cuadrado de los números de individuos por cuadrante. La dispersión es aleatoria cuando Id=1; cero para perfectamente uniforme y Id=n para una distribución totalmente agregada o contagiosa.



Id = n ∑X2 - N

N (N - 1)

PREGUNTAS FINALES

Los resultados de los tamaños mínimos de muestra fueron similares? Por cual optaría usted?

El patrón de distribución encontrado coincidió con su observación inicial e hipótesis de trabajo?

En el caso de no poder realizar un muestreo preliminar como determinaría usted el tamaño mínimo de muestreo en el campo?

Como podrían haber cambiado sus resultados de haber realizado un muestreo sin reemplazo (muestreo destructivo)?

Además de los aspectos técnicos relacionados con el diseño del muestreo, que otros aspectos son importantes para tomar en cuenta y tomar decisiones relacionadas con el método de muestreo a emplear?



Tabla I.- Números aleatorios

(RANDOM.ORG)

32 24 10 13 13 92 42 75 87 12

70 44 65 94 39 9 37 50 92 80

40 72 65 54 92 91 92 41 41 31

40 47 21 33 89 19 80 73 88 71

33 81 74 77 83 55 34 91 33 15

15 32 61 66 90 50 37 29 56 28

72 92 16 12 33 64 13 53 85 6

84 19 56 33 13 55 31 30 79 47

15 84 78 53 78 8 23 35 89 84

30 18 34 27 90 69 20 42 50 28

16 76 88 21 47 69 47 88 53 68

45 83 92 40 95 27 88 85 14 15

30 29 54 70 84 37 64 37 20 70

66 53 22 90 46 61 42 66 7 33

14 45 65 17 15 12 94 18 52 70

16 5 68 57 46 24 7 49 67 93

91 59 14 8 83 48 23 85 68 33

77 91 50 95 38 54 68 26 27 80

21 28 35 43 20 47 32 26 24 91

17 59 34 25 41 61 69 46 42 36

18 45 44 88 54 17 61 75 16 46

45 29 32 52 49 80 38 32 5 93

53 14 14 67 28 22 61 19 63 14

22 31 19 53 14 40 82 62 39 56

11 26 69 88 50 20 79 74 89 16

34 95 72 15 75 15 47 38 12 5

61 67 42 28 76 17 37 13 50 95

57 53 48 64 49 34 43 10 80 89

39 75 59 20 35 66 50 62 8 61

84 82 49 74 76 63 78 92 30 79

53 81 41 6 52 63 48 75 86 89

14 67 84 46 68 44 44 59 71 68

92 90 50 71 72 84 20 84 79 87

20 43 49 37 38 76 95 75 19 94

15 58 68 61 85 56 43 37 34 77

75 40 17 74 39 68 5 76 55 73

49 31 94 73 82 14 29 90 79 76

37 63 32 42 35 39 34 58 39 88

87 74 91 74 9 65 38 41 91 8



Hipótesis de trabajo: La especie ( ) requiere de un tamaño mínimo de

muestra de ( ) cuadrantes y su tipo de distribución es ( ).

Tabla II.- Datos originales.

Muestra No. de individuos por muestra Muestra No. de individuos por muestra

c d n o s t c d n o s t

1 26

2 27

3 28

4 29

5 30

6 31

7 32

8 33

9 34

10 35

11 36

12 37

13 38

14 39

15 40

16 41



17 42

18 43

19 44

20 45

21 46

22 47

23 48

24 49

25 50

Tabla III.- Resumen de datos

Especies Frecuencias observadas (f) con números distintos de individuos (x)

x= 0 x= 1 x= 2 x= 3 x= 4 x= 5 x= 6 x= 7

c f =

d

n

o

s

t

f * x



Media = m = ∑

f * x

; N = 50

N

Frecuencia (f)

Número de individuos (x)



GRAFICA DE FRECUENCIAS DEL NUMERO DE INDIVIDUOS POR

CUADRANTE

Tabla IV.- Calculo de frecuencias esperadas para una distribución

tipo Poisson.

Especie.- __________

No. de

individuos

(x)

Frecuencias

observadas

(f)

Probabilidad Poisson

(P.Pois.)

N Frecuencias

esperadas=

(P.Pois.)*(N)

0 e-m = 50

1 m (e-m) = 50

2 m2/2 (e-m) = 50

3 m3/6 (e-m) = 50

4 m4/24 (e-m) = 50

5 m5/120 (e-m) = 50

6 m6/720 (e-m) = 50

7 m7/5040 (e-m) = 50



Tabla V.- Prueba de chi cuadrada para la especie X.

Clase

(x)

Frecuencias

(o - e) 2

(o - e)2

e obs. esp.

0

1

2

3

4

5

6

7

x2 = ∑ (o - e)2 ÷ e =

*los grados de libertad de chi cuadrada para la tabla = No de clases – 1



.5. Crecimiento poblacional: Modelos de crecimiento poblacional. “La ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia”

Carl Sagan

.5.1. Introducción

Las poblaciones silvestres de plantas y animales experimentan cambios temporales en

sus tamaños dependiendo de loa balances positivos o negativos establecidos por la

natalidad, mortalidad, inmigración e inmigración. Cuando se presentan condiciones en

las cuales no existen factores limitantes como el espacio o el alimento, las poblaciones

pueden crecer rápidamente en forma geométrica o exponencial.

.5.1.1. [Crecimiento geométrico]

Las poblaciones que crecen en forma geométrica tienen eventos reproductivos discretos

(épocas reproductivas) y sus números cambian en pulsos escalonados (cambios de N vs

tiempo). Estos organismos (como algunos insectos o plantas anuales) mueren después de

reproducirse y si un número mayor de descendientes sobreviven para lograr reproducirse

también, entonces la población experimenta un cambio positivo (crecimiento) en el tiempo. El

cambio proporcional en el número de individuos entre cada evento es la tasa geométrica de

crecimiento poblacional . Si la población no está cambiando entonces = 1.0. Si > 1.0 la

población está creciendo; y si < 1.0 la población decrece.

(4) Ricklefs, p. 272

De la ecuación anterior: = N(t+1)/N(t)

.5.1.2. [Crecimiento exponencial]

A diferencia de las poblaciones que tienen épocas reproductivas discretas y cambios

escalonados en sus números, otras poblaciones experimentan cambios graduales debidos a

procesos continuos de natalidad y mortalidad. Dichas poblaciones producen nuevas

generaciones durante cualquier época del año debido a que los individuos del sexo femenino se

encuentran aptos para la reproducción durante todo el año. Los cambios continuos de los

tamaños poblacionales son descritos por el modelo de crecimiento poblacional exponencial

siguiente




La ecuación diferencial describe la tasa de crecimiento instantáneo para la población N y su

forma luce diferente a la del crecimiento geométrico. Este modelo es sencillo y valido para

describir los cambios poblacionales al menos en el corto plazo. Sin embargo también posee

limitaciones importantes como el suponer que todos los individuos son equivalentes

independientemente de su edad. Esta es una visión simplista debido a que sabemos que la

sobrevivencia y la fecundidad de individuos recién nacidos difieren a la de los adultos. Estas

variantes serán analizadas posteriormente en la práctica de laboratorio sobre el análisis de las

tablas de vida.

De acuerdo con esta ecuación la población no cambia de tamaño cuando la tasa intrínseca de

crecimiento r es = 0, cuando N es = 0, o cuando ambas son igual a cero.

(2)

Resolviendo la ecuación diferencial, podemos tener un modelo que permite estimar el tamaño

poblacional a través del tiempo. La solución de la ecuación es:


.5.2. Competencias

Aprender a calcular los parámetros requeridos por los modelos de crecimiento

geométrico y exponencial y utilizar los modelos para predecir los valores futuros de

poblaciones teóricas en contraste con los valores planteados en hipótesis de trabajo.

.5.3. Material

.5.3.1. Materiales

Calculadora Manual



.5.4. Desarrollo

.5.4.1. Crecimiento geométrico

PREGUNTA 1.- Si una población crece un 2% cada año, el valor de sería igual a________ .

entonces es equivalente a uno más el cambio proporcional.

PREGUNTA 2.- Supongamos que la población humana en Octubre 12 del año 1999 era de 6

mil millones y sabemos que 300 años antes había 300 millones de habitantes. Con estos

datos calcule el valor de igual a ___________ .

PREGUNTA 3.- Con base en su estimación de para la población humana calcule cual sería

el valor esperado para el año siguiente (año 2000) utilizando la ecuación 4. RESPUESTA

TAMAÑO POBLACIONAL EN AÑO 2000 = _________ . Es conguente su respuesta? En caso

de haber obtenido una sobreestimación, que puede estar sucediendo con su cálculo?

____________________________________________ .

Nota: El problema pudo haber sido debido a que el lapso de tiempo fueron 300 años por lo

cual su predicción sería válida para dentro de 300 años más, no para el año siguiente, por lo

cual la forma correcta de estimar la tasa de incremento anual es utilizando la fórmula

siguiente.


En donde el exponente (t) para es igual al número de pasos (años) hacia el futuro que

deseamos predecir y N(0) es el tamaño inicial de la población.

PREGUNTA 4.- A partir de la ecuación 10 obtenga una nueva estimación de , asumiendo

que Nt(1999) = 6 mil millones y No(1699) = 300 millones (recuerde calcular la raíz t de

ambos lados de la ecuación). El valor de es = __________ .

PREGUNTA 5.- Con el nuevo valor de y la población original del año 1999 estime el

tamaño de población para el año 2000 utilizando la ecuación 4. La población del 2000 sería

igual a ___________________. Lo cual debe ser ahora si una estimación razonable!!



PREGUNTA 6.- Utilizando como base los ejes x-tiempo y y-tamaño poblacional inferiores,

compare los patrones de crecimiento de tres poblaciones distintas durante 10 años (pasos)

iniciando con 100 individuos y con los valores de siguientes. Antes de obtener sus

graficas responda para cada caso cual sería el patrón esperado.

ALFAS PATRÓN ESPERADO (hipótesis) 0 2 4 6 8 10 (años)

= 1.0 __________________________ 100 ____ ___ ___ ___ ___

= 1.2 __________________________ 100 ____ ___ ___ ___ ___

= 0.8 __________________________ 100 ____ ___ ___ ___ ___

Por último compararemos sus gráficas con las descritas por un modelo de simulación.

Tamaño Pob.

(N)

Tiempo (años) 10



.5.4.2. Crecimiento exponencial

PREGUNTA 7.- Utilizando la ecuación 3, construya tres graficas de crecimiento para poblaciones

con r = 0; r = 0.5 y r = -0.5. Inicie con una población de 10 individuos y describa los cambios

durante 5 años. Al igual que en otros casos incluya como hipótesis de trabajo las tendencias

esperadas. Finalmente compararemos sus resultados con los del modelo de simulación.

HIPÓTESIS DE TRABAJO

Con r = 0 espero un patrón de crecimiento_______________________________

Con r = 0.5 espero un patrón de crecimiento_____________________________

Con r = - 0.5 espero un patrón de crecimiento____________________________

PROYECCIONES DEL TAMAÑO POBLACIONAL

r Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5

0

0.5

- 0.5

Tamaño pob.

(N)

Tiempo (t)





.6. Dinámica poblacional: Construcción y uso de tablas de vida. "El objetivo de la ciencia no es abrir la puerta de la sabiduría infinita sino establecer un límite para el

error infinito"

Bertolt Brecht (1939)

.6.1. Introducción

Las tablas de vida contienen información más detallada sobre una población que la analizada en los modelos de crecimiento geométrico y exponencial. Ya que estos últimos al simplificar el tamaño poblacional en un solo valor (N), pierden información valiosa relacionada con las edades, etapas reproductivas y sus aportaciones diferentes al crecimiento poblacional. Las tablas de vida incorporan información sobre la estructura de la población tomando en cuenta las diferencias existentes en la sobrevivencia y reproducción de los distintos grupos de edad.

.6.2. Competencias

Aprender a utilizar las tablas de vida como instrumentos detallados para el análisis de la

estructura y dinámica de las poblaciones y recomendar acciones para su manejo

sustentable.

.6.3. Material

.6.3.1. Materiales

Calculadora

Manual



.6.4. Desarrollo

Iniciaremos con un ejercicio de una población con tres grupos de edades (x) y su información sobre el número de individuos (Sx) y fecundidad (bx) para cada clase de edad (solo hembras). La tabla dinámica siguiente incluye datos para las tres clases (anuales) de edad: juveniles, sub-adultos y adultos (clases 0, 1 y 2 respectivamente).

Tabla de vida:

X S(x) b(x) l(x) g(x)

0 500 0

1 100 0.8

2 80 1.4

3 0 0

4 0 0

Paso 2: Calcule la sobrevivencia de una clase de edad a otra:

)(

)1()(

xS

xSxg

Paso 1: Calcule la sobrevivencia al principio del estadio x:

)0(

)()(

S

xSxl



Tabla de vida:

x S(x) b(x) l(x) g(x) l(x)b(x)

0 500 0

1 100 0.8

2 80 1.4

3 0 0

4 0 0 0 0 =

R0 =

Paso 3: Calcule la tasa neta de reproducción de

un individuo durante su vida:

)()(0 xbxlR

Tabla de vida:

x S(x) b(x) l(x) g(x) l(x)b(x) l(x)b(x)x

0 500 0

1 100 0.8

2 80 1.4

3 0 0

4 0 0 0 0 =

R0 =

G = años

Paso 4: Calcule el tiempo de generación:

)()(

)()(

xbxl

xxbxlG

=

Paso 5: Estime la tasa intrínseca de crecim.:

G

Rr

)ln( 0

r = años-1



Recuerde la utilidad de r en el modelo de crecimiento:

Para hacer predicciones sobre la dinámica poblacional las tablas de vida se basan en

álgebra lineal utilizando operaciones de matrices y vectores. A partir del

conocimiento del número de individuos de distintas edades así como sus respectivas

probabilidades de sobrevivencia y tasas de fecundidad podemos predecir los

cambios temporales en la estructura y el tamaño poblacional. Esta información se

combina en una Matriz de Leslie (L) que es multiplicada por un vector definido como

Este vector es una columna de números que representan la cantidad de individuos para

cada clase de edad. Si la población tiene tres clases de edad el vector es:

(1)

La matriz se multiplica por el vector para determinar cuántos individuos habrá en cada clase

de edad en un tiempo (paso) posterior.

(2)

El resultado de esta multiplicación es un nuevo vector conteniendo el número de individuos

para cada clase de edad en el tiempo siguiente (cuantos jóvenes, viejos, etc.). De nueva

cuenta podemos multiplicar el vector de la población resultante por la Matriz de Leslie para

obtener la estructura poblacional para el siguiente paso (t = 2). Si hacemos esto muchas

veces, dos cosas interesantes ocurrirán. La primera es que la estructura de la población se

estabiliza en una condición conocida como “distribución estable de edades”. La segunda es



que si la población está cambiando lo hace creciendo o decreciendo en forma geométrica

por lo cual podemos calcular su .

De nuestra población inicial anterior podemos observar que los juveniles no se

reproducen y tienen una baja probabilidad de sobrevivencia, los sub-adultos tienen bajas

fecundidades y altas probabilidades de sobrevivencia y los adultos tienen las más altas

fecundidades y cero probabilidad de sobrevivencia.

Con esta información construimos una Matriz de Leslie multiplicada por la población inicial

e iteramos el proceso durante varios pasos.

El vector poblacional para el tiempo inicial o cero (t=0) es:

(3)

La suma del número de individuos en cada clase de edad es igual al tamaño poblacional

inicial (N0) y los subíndices representan la clase de edad y el tiempo (paso) correspondiente

(ejem. N2,0 es el número de adultos en el tiempo cero). Supongamos que iniciamos con la

población siguiente:

(4)

Esta población total es de 300 individuos compuesta por 100 individuos en cada una de las

clases de edad y su Matriz de Leslie tiene la forma siguiente:

(5)



En donde F es la fecundidad específica para cada clase de edad y S la probabilidad de

sobrevivencia de cada clase de edad hacia la siguiente.

EJERCICIO:

1.- Para la población siguiente construya su Matriz de Leslie (3x3):

JUVENILES SUB-ADULTOS ADULTOS

L = [ ]

2.- Con base en esta información escriba su hipótesis de trabajo.

La población _____________ a través del tiempo.

3.- Utilizando la ecuación 2, multiplique el vector del tamaño poblacional

(diferentes clases de edad) por la Matriz de Leslie para calcular como estará

la población para el tiempo siguiente (Nt+1):

Nt+1 = [ ] X []= []

MATRIZ DE LESLIE VECTOR NUEVO VECTOR



Este proceso se puede repetir para varios pasos más pudiendo observarse que en un inicio

los cambios en las diferentes clases de edad no ocurren en la misma proporción y que se

requieren varios pasos para lograr una “distribución estable de edades”.

4.- Calcule los cambios poblacionales para un total de 10 años y grafique los cambios en el

número total de individuos.

Tamaño

Poblacional

Años

PREGUNTA: El resultado coincide con su hipótesis de trabajo?___________

5.- Calcule el valor de lambda hasta obtener un valor estable entre años sucesivos (por

razones de tiempo nos limitaremos a 10 años). = __________.

Año 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Lambda

Cuando la estructura de edades se ha estabilizado (normalmente estimado con programas

automatizados debido al número de cálculos requeridos) el valor de lambda puede ser

empleada como solución para sustituir como “eigenvalor” a la Matriz de Leslie.

Nota: esta ecuación es parecida a la anteriormente empleada





ECOLOGIA DE LA COMUNIDAD

Propósito general: Describir la estructura y la función de las comunidades terrestres

o marinas y podrá hacer recomendaciones para la conservación de la biodiversidad.

Manual de Prácticas de Laboratorio de [ECOLOGIA] [UNIDAD III] Página 45


.7. Interacciones biológicas: El sistema depredador-presa. "El descubrimiento consiste en ver lo que todos el mundo ha visto y pensar lo que nadie ha pensado"

Albert Szent-Györgyi

.7.1. Introducción

La dinámica de las poblaciones de especies con fuertes interacciones del tipo depredador-presa frecuentemente está asociada a cambios en su abundancia presentando desfases temporales y la aparición de ciclos. Cuando estas fluctuaciones no son independientes o causadas por otros factores como el ambiente físico, el número de individuos de los depredadores y presas se relacionan de manera tal que los cambios de la presa afectan a los del depredador y viceversa. Conociendo estos ciclos es posible predecir los cambios esperados en las poblaciones así como identificar sus límites para sustentar alternativas de manejo poblacional.

.7.2. Competencias

Aprender a simular datos en laboratorio referidos a una interacción depredador-presa,

contrastar con las hipótesis de trabajo y predecir los posibles cambios futuros basados

en el análisis de los patrones obtenidos.

.7.3. Material

.7.3.1. Materiales

Figuras de linces y

conejos.

Manual.

.7.4. Desarrollo

Integrarse a un equipo de trabajo y utilizar las figuras que representan a los conejos y los linces para los simulacros de interacción en los espacios proporcionados como hábitats.

Arrancar la simulación con 3 conejos y un lince y reiniciar con esta proporción en los casos en los que cualquiera de los dos llegue a una población de cero individuos.

Ubique en el hábitat 3 conejos distribuidos de manera uniforme y en cada generación hacer lo siguiente:

o Desde la orilla del hábitat arroje un lince pretendiendo cazar conejos. Una caza exitosa será aquella en la que cualquier parte del lince toque a



un conejo y todos los conejos tocados contarán como capturados. Solo en los casos en los que el lince capture al menos tres conejos podrá ser considerado también como sobreviviente y con posibilidades de reproducirse, en caso contrario se considera que muere por inanición.

o Después de cada simulación de ataques cuente los linces sobrevivientes, retire los conejos capturados y calcule los números de depredadores y presas para la generación siguiente duplicando el número de conejos y linces sobrevivientes (registre sus datos en la tabla correspondiente inferior).

GENERACIÓN No. conejos No. linces Conejos

sobrevivientes

Linces

sobrevivientes

1 3 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

o Al finalizar 10 generaciones, conteste la pregunta siguiente:



PREGUNTA.- Después de analizar los cambios en la abundancia del depredador y su presa cual es su hipótesis del patrón esperado durante las siguientes 15 generaciones?

__________________________________________________________________________________________________________________________

o Continúe las simulaciones hasta completar 25 generaciones. o Grafique los cambios en la abundancia del depredador y su presa

utilizando el reverso de esta página. o Responda a las preguntas finales siguientes:

PREGUNTAS.-

Los cambios observados fueron congruentes con su hipótesis? _____

Observando la gráfica y asumiendo que las fluctuaciones de ambas especies son debidas fundamentalmente a su interacción, como podría evitar los colapsos repentinos en las poblaciones de linces?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Los resultados obtenidos describen una relación densodependiente de la mortalidad de la presa? _____

Que resultado esperaría en caso de que se presentara una enfermedad que redujera la población de conejos en la generación 10?

__________________________________________________________________________________________________________________

Que resultado esperaría en caso de que se presentara una enfermedad que redujera la población de linces en la generación 10?

__________________________________________________________________________________________________________________





.8. Estructura de la comunidad: Análisis de la diversidad y similitud

entre comunidades. "El cerebro no es un vaso por llenar sino una lámpara por encender"

Plutarco

.8.1. Introducción

La diversidad de especies es una de las características más importantes de la estructura de las comunidades. Como lo hemos comentado en clase el concepto de diversidad incorpora conjuntamente al número de especies contenidas y su homogeneidad. Una comunidad es más diversa mientras mayor sea su número de especies (riqueza de especies) y menor la dominancia de una o pocas de las especies que la componen. Por ejemplo, si una comunidad tiene 100 individuos y 10 especies, su diversidad máxima posible ocurre cuando cada una de las 10 especies tiene 10 individuos (condición de mínima dominancia o máxima homogeneidad de especies). Una comunidad diversa es considerada más compleja en su estructura (composición de especies) y función (número de interacciones).

Los índices de diversidad adquieren mayor significado ecológico cuando los análisis incorporan comparaciones temporales de una misma comunidad (como en una sucesión) o comparaciones espaciales entre distintos ensamblajes de especies o comunidades. Durante estos análisis resulta útil no solo describir los cambios en la diversidad de especies sino además poder comparar su similitud ya que valores iguales de diversidad pueden ser obtenidos para comunidades con valores de similitud variables en espacio y/o tiempo.

Existe una amplia gama de índices ecológicos relacionados con la diversidad y similitud de comunidades. Durante esta práctica emplearemos algunos de los más comunes para analizar los datos que se obtuvieron en los muestreos realizados en la zona del intermareal rocoso.

.8.2. Competencias

Comprender y explicar las diferencias en la composición de especies de distintas

comunidades procedentes de ambientes con diferentes factores físicos y/o biológicos. Y

aplicar indicadores para el diagnostico del estado de salud de ecosistemas.

.8.3. Material

.8.3.1. Materiales

Datos de campo.

Calculadora.

Manual.



.8.4. Desarrollo

Antes de iniciar revise las clases anteriores relacionadas con la zonación del intermareal

rocoso y escriba sus hipótesis de trabajo relacionadas con los contrastes esperados de la

diversidad y similitud de especies.

HIPÓTESIS DE TRABAJO

1.- Comparando los tres estratos principales (superior, medio e inferior), la diversidad de

especies menor se presentará en el estrato _________.

2.- La menor similitud ocurrirá entre el estrato ________ y el estrato ________.

Responder la práctica individualmente.

a) Curvas especies-área.- Con base en los datos de la fauna registrada en campo (ver anexos), construya las curvas del número de cuadrantes o área (eje X) vs número acumulativo de especies (eje Y) para cada estrato y responda las preguntas indicadas.

ESTRATO SUPERIOR

S =

ESTRATO MEDIO

S =



ESTRATO INFERIOR

S =

Preguntas.-

1.- Fueron similares los patrones observados para las tres zonas?____

2.- De acuerdo con sus gráficas en cuál de los estratos sería recomendable obtener un tamaño

de muestra mayor? ___________________

3.- A que atribuye usted las diferencias en el comportamiento de las gráficas?

______________________________________________________________________________

_____________________________________________________

b) Riqueza de especies.- En las gráficas anteriores anote el valor del número de especies encontrado en cada estrato (s = riqueza de especies).

c) Dominancia.- Calcule lambda como índice de dominancia para cada estrato. Lambda es una medida de la probabilidad de que dos individuos elegidos al azar correspondan a la misma especie y su fórmula es :

λ = ∑ ni (ni – 1)

N(N – 1)

(ni es el número de individuos de cada especie y N el total de individuos)

d) Diversidad .- Calcule el valor del Índice de diversidad de Simpson (Ds) para cada estrato. Este índice considera además de la riqueza de especies y el número total de individuos, a la proporción del total que ocurre en cada especie.

Ds = 1 – λ



e) Equidad.- Calcule el índice de equitatividad (Es) en la distribución de especies para los tres estratos, utilizando una estimación previa de la diversidad máxima posible para la muestra (Dmax).

Dmax = (s – 1/ s ) (N/ N – 1) ; Es = Ds/ Dmax

f) Índice de similitud.- Calcule el coeficiente de similitud entre los diversos estratos utilizando el Coeficiente de Sorensen siguiente:

CCs = 2c x 100

s1 + s2

(s1 y s2 = riqueza de especies en comunidades C1 y C2

y c = el número de especies comunes en C1 y C2).

RESUMEN DE RESULTADOS

Análisis de diversidad

ESTRATOS

SUPERIOR MEDIO INFERIOR

Riqueza (s)

Dominancia (λ)

Diversidad (Ds)

Equidad (Es)



Análisis de similitud (CCs) %

ESTRATOS

SUPERIOR MEDIO INFERIOR

SUPERIOR

MEDIO

INFERIOR

Preguntas.-

Sus hipótesis de trabajo fueron rechazadas? _________

Como podría utilizar los índices anteriores para relacionar los cambios espaciales o temporales con la contaminación ambiental? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Recordando lo que observó en el campo, si hubiera usted incorporado en el análisis a las algas esperaría algún cambio en los cálculos de diversidad y/o similitud para los diferentes estratos? Explique.______________________________________________________________________________________________________________



Código INTERMAREAL SUPERIOR (01-mayo-2010)

Taxa 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 16.5 18 19.5 21 22.5 24 25.5 27 28.5 30 ni

01 Chtamalus 2700 1280 50 90 230 0 2 800 560 110 4820 0 3300 0 3600 800 10500 190000 112000 160 331002

04 Tegula 38 37 39 17 8 59 0 29 31 0 41 0 143 95 73 49 42 28 8 74 811

05 Littorina 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 38 0 0 0 0 0 0 0 0 39

09 Lapas 3 0 5 6 3 0 0 0 0 0 4 0 0 4 6 3 4 0 11 10 59

14 Anthopleura 2 0 0 0 3 5 0 2 1 0 0 0 2 0 7 0 2 0 0 0 24

45 Caracoles 0 0 0 0 0 2 14 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 17

26 Roperia 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 2 5

07 Lottia gigantea 0 0 0 0 0 0 0 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5

08 Lottia scabra 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 1 1 0 0 0 0 4

11 Pagurus 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 4

18 Quitones 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 2 5

15 Acanthina 0 2 0 0 1 7 0 2 4 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 32

06 Fissurella 0 2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 5

13 Cangrejos 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4

19 Mytilus 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Especies acum. 4 6 8

Clave sustrato RB RB RB RB RB RB RB RB RB RB RB RE RB RB RB RB RB RB RE RB



INTERMAREAL MEDIO

Código 0 – 15m 15 – 30m

Taxa 0 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 16.5 18 19.5 21 22.5 24 25.5 27 28.5 30 ni

01 Chtamalus 1365 3732 0 0 0 0 3185 0 0 1365 160 400 144 200 90 400 0 0 500 0

04 Tegula 7 0 1 0 3 2 0 1 0 22 25 17 3 0 3 3 5 40 9 2

09 Lapas 0 3 0 6 24 4 0 18 3 8 0 8 0 20 0 5 2 5 15 0

14 Anthopleura 2 10 8 7 53 4 40 6 1 1 2 3 0 0 1 3 1 0 3 0

08 Lottia scabra 10 15 11 0 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

18 Quitones 0 3 0 19 7 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0

15 Acanthina 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 0 1 1 1 1 1 1

19 Mytilus 0 40 0 0 0 0 28 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

17 Kelletia 2 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 Percebes 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

35 Ophiderma 0 0 0 0 1 8 0 4 0 0 5 0 1 0 0 0 0 0 0 0

36 Aplysia 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

12 Pugetia 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

02 Tetraclita 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0

40 Octopus 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Especies acum.

Clave sustrato C RE RB RE RB C RE C RB RB RB RB P RB P RE I RB RB P



Código 0 – 15m 15 – 30m

Taxa/Clave sust/ 0/RB 1.5/P 3/P 4.5/P 6/I 7.5/I 9/I 10.5/RB 12/I 13.5/I 16.5/I 18/I 19.5/I 21/I 22.5/I 24/I 25.5/I 27/I 28.5/I 30/I ni

01 Chtamalus 0 0 0 0 0 0 0 1050 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

04 Tegula 25 21 19 36 06 5 9 15 5 5 18 8 10 39 17 3 31 3 7 0

09 Lapas 321 4 1 11 0 0 0 12 0 11 1 0 12 4 2 10 0 7 0 0

14 Anthopleura 7 1 0 9 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0

26 Roperia 0 26 1 0 3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 0 0 0

11 Pagurus 0 0 0 0 0 4 7 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

15 Acanthina 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

06 Fissurella 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 3 3 2 3 0 1 0

19 Mytilus 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

17 Kelletia 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

35 Ophiderma 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

36 Aplysia 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

03 Balanus 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10 Pachygrapsus 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

24 Maxwellia 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 1 3 0 0 0 0

29 Conus 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

25 Norrisia 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

21 Astraea 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

Spp. acumulativas


ECOSISTEMAS: ECOLOGIA DEL PAISAJE Y CAMBIO

GLOBAL

Propósito general: Aplicar los principios generales de la Ecología del Paisaje para

identificar los principales efectos naturales y antropogénicos en escalas variables y

escenarios diversos y proyectar las alternativas de conservación y/o protección

ambiental congruentes con el desarrollo sustentable y minimizar el deterioro

ambiental mediante una actitud respetuosa hacia el medio ambiente.



.9. Análisis de impacto ambiental: Diseño BACI. "Al final, conservaremos solamente lo que amemos, amaremos solamente lo que conozcamos y

conoceremos solamente lo que aprendamos "

Baba Dioum

.9.1. Introducción

Con frecuencia los disturbios naturales o de origen antropogénico afectan a las poblaciones silvestres y producen cambios en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. Sin embargo el demostrar que los cambios registrados son estadísticamente significativos y que han sido efectivamente provocados por la fuente de perturbación identificada requiere de un tipo especial de diseño experimental. El diseño empleado comúnmente es el denominado BACI que por sus siglas en inglés significa el estudio del Antes y Después de un Impacto incluyendo un Control. En los estudios BACI se compara la trayectoria de las mediciones obtenidas en ambientes antes y después de haber sido expuestos a algún disturbio y se contrastan con los registrados en ambientes adyacentes fuera del alcance del disturbio analizado (áreas control). Este tipo de estudios son útiles para el análisis de impactos ambientales y en programas de monitoreo en ambientes terrestres o marinos.

.9.2. Competencias

Aprender a utilizar un diseño BACI para estimar el nivel de impacto provocado por una

fuente de perturbación y responder con una recomendación imparcial ante una

controversia ambiental.

.9.3. Material

.9.3.1. Materiales

Calculadora.

Manual.

Manual de Prácticas de Laboratorio de [ECOLOGIA] Anexos Página 59


.9.4. Desarrollo

La figura de la página siguiente representa un sitio en el cual se ha ubicado recientemente una planta termoeléctrica que utiliza agua de mar para el enfriamiento de sus turbinas y arroja agua caliente frente a sus instalaciones. Existe información sobre la abundancia de especies de alto valor comercial frente a esta costa antes y después de que la planta entrara en funcionamiento (tabla I). Los pescadores de la región han demandado una indemnización por los impactos económicos negativos registrados en la pesca. Usted ha sido contratado como un profesional imparcial para determinar si existe evidencia científica del impacto mencionado.

TERMOELÉCTRICA

= sitios de muestreo

1

2 3 4 5 6 7 8

área de influencia

Tabla I.- Variaciones espaciales y temporales en la densidad de abulones para las

áreas control e impactadas.

SITIO

TRATAMIENTO

MUESTREOS ANTES DEL IMPACTO (2008) MUESTREOS DESPUÉS DEL IMPACTO (2009)

MAYO JUNIO JULIO AGOSTO MAYO JUNIO JULIO AGOSTO

1 CONTROL 106 108 108 120 122 123 130 190

2 CONTROL 104 88 84 104 106 119 135 120

7 CONTROL 66 70 70 99 110 120 120 115

8 CONTROL 130 150 90 135 100 90 88 140

Media mensual 101.5 104 88 114.5

Media anual 102

Varianza “ 574

Error típico “ 5.98

Int. confianza “ +/- 12.7

3 IMPACTO 99 97 102 192 110 84 70 60

4 IMPACTO 120 122 98 120 90 110 85 80

5 IMPACTO 88 90 92 94 0 7 75 77

6 IMPACTO 100 120 129 82 2 3 66 130

Media mensual



Media anual

Varianza “

Error típico “

Int. confianza “

Tomando cada una de las zonas muestreadas como réplicas espaciales para los dos tipos de tratamientos, calcule y grafique los valores de la medias mensuales para visualizar los cambios temporales. Puede concluir algo con esta información y hacer su recomendación? ________________________________________

2008 2009

Para visualizar si existen diferencias significativas entre las áreas que se suponen impactadas y los controles calcule y grafique las medias anuales para ambos y sus intervalos de confianza utilizando las fórmulas proporcionadas (verifique sus cálculos comparándolos con los de las zonas control del año 2008).



Fórmulas

Media = ∑ xi ; Varianza S2 = ∑ (xi – media)

2

N N - 1

Error típico de la media (E) = √varianza / N ; Int. conf.= media +/- (E) x 2.13

Nota.- El valor de 2.13 corresponde al valor crítico de t de Student con n-1 grados de libertad (16-1) y un nivel de confianza del 0.95.

2008 2009

Con base en estos resultados, escriba su conclusión y si esta apoya la demanda de los pescadores ante la empresa termoeléctrica.



Suponiendo que cada abulón represente un ingreso promedio de 80 pesos, puede usted estimar el monto aproximado del impacto económico que pudiera servir como punto de partida para las negociaciones entre los pescadores y la empresa? ____________





Bibliografía

• Molles M.C. 2006. Ecología: Conceptos y aplicaciones. 3ª edición. Ed. Mac Graw-Hill. Barcelona.

• Begon, M., C. R. Townsend y J.L. Harper. 2006. Ecology: from individuals to ecosystems. Cuarta

Edición. Blackwell Publishing Ltd.

• Krebs C.J. 1994. Ecology: the experimental analysis of distribution and abundance. Harper

Collins, New York

• Odum E. P. y G.W. Barret. 2005. Fundamentals of Ecology. Thomas Brooks/Cole, Belmont, CA.

• Ricklefs R.E. 1997. The economy of nature. W. Freeman & Co., New York



Anexos

Normas Generales de Seguridad e Higiene 1. El uso de bata es obligatorio.

2. Antes de empezar el trabajo en el laboratorio tienes que familiarizarte con los elementos de

seguridad disponibles.

3. Es necesario localizar las salidas principales y de emergencia por si se diese el caso de una

evacuación por fuego o por cualquier otro incidente, así como conocer la localización exacta de

extintores, duchas de seguridad y duchas de ojos.

4. Es obligatorio usar gafas de seguridad siempre que se esté en el laboratorio.

5. No usar lentes de contacto en el laboratorio, ya que en caso de accidente las salpicaduras de

productos químicos o sus vapores pueden pasar detrás de las lentes y provocar lesiones en los ojos

antes de poder retirar las lentes. En estos casos es recomendable el uso de gafas graduadas o de

gafas de seguridad cerradas.

6. Sí un producto químico te salpica los ojos, utiliza inmediatamente una ducha de ojos y lava

completamente el ojo afectado durante 15 minutos sin interrupción. Actúa siempre con urgencia, en

menos de 10 segundos. No dirijas una corriente de alta presión de agua de un grifo directamente al

ojo porque podrías lesionarlo. Informa al encargado del laboratorio de lo que ha sucedido y si es

necesario pide asistencia médica.

7. 7. El uso de bata (preferentemente de algodón) es obligatorio, ya que por mucho cuidado que se

tenga al trabajar, las salpicaduras de productos químicos son inevitables.

8. 8. Así mismo se recomienda llevar zapatos cerrados y no sandalias.

9. 9. No comer ni beber en el laboratorio, ya que hay la posibilidad de que los alimentos o bebidas se

hayan contaminado con productos químicos.

10. Los recipientes del laboratorio nunca deben utilizarse para el consumo y conservación de alimentos

y bebidas; tampoco las neveras u otras instalaciones destinadas al empleo en los laboratorios.

11. Lavarse siempre las manos después de hacer cualquier análisis y antes de salir del laboratorio.

12. Procure quitarse la bata hasta que salga del laboratorio.

13. Está prohibido fumar en el laboratorio por razones higiénicas y de seguridad.

14. No inhales, pruebes o huelas productos químicos si no estás debidamente informado.

15. Cerrar herméticamente los frascos de productos químicos después de utilizarlos.

16. Para pipetear los líquidos utilice siempre una bombilla pipeteadora, no absorber directamente con

la boca.

17. Cuando caliente tubos de ensaye hágalo siempre en la parte superior del líquido y con agitación

suave, nunca por el fondo del tubo, y debe estar inclinado y no apuntar hacia ninguna persona.

18. No deben transportarse innecesariamente los reactivos de un sitio para otro del laboratorio. Sí

tuviese que hacerlo, tenga cuidado con las botellas, las cuales deben ser siempre transportadas

cogiéndolas por el fondo, nunca por la boca de la botella.

19. El área de trabajo tiene que mantenerse siempre limpia y ordenada, sin libros, abrigos, bolsas,

productos químicos vertidos.



20. La conducta en el laboratorio debe ser seria, sin bromas, sin correr, jugar, empujar, gritar, etc.

21. No se puede hacer ningún experimento no autorizado.

22. No utilices nunca un equipo o aparato sin conocer perfectamente su funcionamiento.

23. No utilices material de cristal en mal estado ya que aumenta el riesgo de accidentes.

24. El material y los aparatos utilizados tienen que dejarse siempre limpios y en perfecto estado de uso.

25. Todos los productos químicos tienen que ser manejados con mucho cuidado de acuerdo con las

Hojas de Seguridad de cada una de las sustancias.

26. No inhales los vapores de productos químicos y trabaja siempre en vitrinas extractoras,

especialmente cuando manipules productos tóxicos, irritantes, corrosivos o lacrimógenos.

Medidas Generales en Caso de Accidente

Plan general de emergencia

Dar la alarma.

Ponerse a salvo.

Ayudar a las personas.

Luchar contra el fuego.

Avisar al responsable del departamento.

Evacuación del edificio en caso necesario.

Avisar a ambulancias, bomberos.

Fuego en el laboratorio

Evacuar el laboratorio, por pequeño que sea el fuego, por la salida principal o por la salida de

emergencia, sí la principal está bloqueada.

Avisar a todos los compañeros de trabajo sin que se extienda el pánico y conservando siempre la

calma.

Sí el fuego es pequeño y localizado, apagarlo utilizando un extintor adecuado, arena cubriendo el

fuego con un recipiente de tamaño adecuado que lo ahogue.

Retirar los productos químicos inflamables que estén cerca del fuego. No utilices nunca agua para

extinguir un fuego provocado por la inflamación de un disolvente.

Para fuegos grandes aislar el fuego, utilizar los extintores adecuados, sí el fuego no se puede

controlar rápidamente accionar la alarma de fuego, avisar al servicio de extinción de incendios y

evacuar el edificio.

Fuego en el cuerpo

Sí se te incendia la ropa, pide inmediatamente ayuda.

Estírate en el suelo y rueda sobre ti mismo para apagar las llamas.

No corras ni intentes llegar a la ducha de seguridad si no es que está muy cerca de ti.



Es tu responsabilidad ayudar a alguien que se está quemando, cúbrele con una manta anti-fuego,

condúcele hasta la ducha de seguridad, si está cerca, hazle rodar por el suelo, no utilices nunca un

extintor sobre una persona.

Una vez apagado el fuego, mantén a la persona tendida, procurando que no coja frío y

proporciónale asistencia médica.

Quemaduras

Las pequeñas quemaduras producidas por material caliente, baños, placas, etc., se tratarán lavando

la zona afectada con agua fría durante 10-15 minutos.

Las quemaduras más graves requieren atención médica inmediata.

No utilices cremas y pomadas grasas en las quemaduras graves.

Cortes

Los cortes producidos por la rotura de material de cristal son un riesgo común en el laboratorio.

Las cortadas se tienen que lavar bien, con abundante agua corriente, durante 10 minutos como

mínimo.

Sí la cortada es pequeña y deja de sangrar en poco tiempo, lávala con agua y jabón y tápala con una

venda.

Sí la cortada es grande y no deja de sangrar, requiere de asistencia médica inmediata.

Derrame de productos químicos sobre la piel

Los productos químicos que se hayan vertido sobre la piel han de ser lavados inmediatamente con

agua corriente abundantemente, como mínimo durante 15 minutos.

Las duchas de seguridad instaladas en los laboratorios serán utilizadas en aquellos casos en que la

zona afectada del cuerpo sea grande y no sea suficiente el lavado en una pila.

Es necesario sacar toda la ropa contaminada de la persona afectada lo antes posible mientras esté

bajo la ducha.

Recuerda que la rapidez en el lavado es muy importante para reducir la gravedad y la extensión de

la herida.

Proporcionar asistencia médica a la persona afectada.

Corrosiones en la piel por ácidos y álcalis

Cuando ocurre una corrosión por ácidos, corta lo más rápidamente posible la ropa, lave con agua

abundantemente la zona afectada, neutralice la acidez con bicarbonato de sodio durante 15-20

minutos, sacar el exceso de pasta formada, seca y cubra la parte afectada con linimento óleo-

calcáreo o parecido.



Cuando se produce una corrosión por álcalis, lave la zona afectada abundantemente con agua

corriente y aclárala con una disolución de ácido acético al 1%, seca y cubre la zona afectada con una

pomada de ácido tánico.

Corrosiones en los ojos

En este caso el tiempo es esencial (menos de 10 segundos), cuanto antes se lave el ojo, menos grave

será el daño producido.

Lava los dos ojos con agua corriente abundantemente durante 15 minutos como mínimo en una

ducha de ojos, y, si no hay, con un frasco de lavar los ojos.

Es necesario mantener los ojos abiertos con la ayuda de los dedos para facilitar el lavado debajo de

los párpados.

Es necesario recibir asistencia médica, por pequeña que parezca la lesión.

Ingestión de productos químicos

Antes de cualquier actuación pide asistencia médica.

Sí el paciente está inconsciente, ponerlo en posición lateral de seguridad, con la cabeza de lado, y

estirarle la lengua hacia fuera.

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