sábado, 6 de febrero de 2010

Práctica de campo Relaciones en los ecosistemas

De acuerdo a cómo obtienen su energía los seres vivos, de cómo la transforman en materia orgánica, los organismos de un ecosistema se pueden clasificar en:


1- Productores: Estos son los organismos autótrofos, los cuales transforman la energía lumínica en energía química, por lo que producen su alimento ( auto + trophos ). Principalmente los organismos fotosintéticos como las plantas o las algas.


2- Consumidores: Los consumidores con los organismos heterótrofos, estos no pueden producir su alimento, los consumidores se clasifican en varios tipos y subtipos, los cuales pueden ser:

2a- Consumidores primarios: Se alimentan primariamente de los productores. Se conocen como herbívoros.

2b- Consumidores secundarios: Son aquellos organismos que alimentan de los herbívoros. Se conocen como carnívoros, y estos se dividen en varios órdenes. Existen adjetivos más específicos para referirse a animales que devoran clases específicas de presas, como en el caso de los animales que comen insectos, se llaman insectívoros o mejor entomófagos, pero dentro de éstos todavía se puede distinguir, por ejemplo, a los comedores de hormigas y termitas, llamándolos mirmecófagos. Los carnívoros se encuentran siempre en posiciones avanzadas de la cadena trófica.

Carnívoro primer orden:  Los carnívoros primarios don aquellos que se nutren principalmente de herbívoros, aunque los insectos se cuentan en este grupo aquellos organismos que comen insectos se consideran también carnívoros primarios. Entre ellos se cuentan los principales grupos de anfibios (ranas, sapos y salamandras), algunos pájaros, los arácnidos, ciertos peces y algunos mamíferos ( mustélidos, murciélagos ). 

Carnívoro segundo orden:  Entre los carnívoros de segundo orden se pueden encontrar aquellos que se pueden alimentar de algunos carnívoros primarios. Normalmente son depredadores de tamaño pequeño como algunas serpientes, algunas rapaces ( halcones, , búhos, lechuzas ), pequeños cánidos y pequeños félidos. Ocasionalmente devoran herbívoros e insectos. Por ejemplo, las lechuzas se alimentan de sapos, ranas, lagartijas, pájaros pequeños y escarabajos. 

Carnívoro tercer orden: En el caso de los grandes animales cazadores, que consumen incluso otros depredadores, les corresponde ser llamados superpredadores (o superdepredadores). En ambientes terrestres son, por ejemplo, las aves de presa y los grandes félidos y cánidos.

Se pueden presentar ( de acuerdo a la estructura de cada ecosistema hasta 5 o 6 eslabones en esta categoría.  

2c- Consumidores terciarios: Son consumidores primarios y secundarios a la vez. Se conocen como omnívoros. Son aquéllos cuyo sistema digestivo es capaz de digerir tanto carnes como vegetales. Son omnívoros los siguientes grupos de animales: Primates, algunos suinos ( cerdos, jabalíes, tayasus ), varias especies de cánidos, algunos roedores, como los ratones, las gaviotas, las gallinas), los Córvidos y los ictéridos muchas especies de Gruiformes ( como los rállidos y grúidos ). También son omnívoros algunos peces y algunos reptiles como tortugas y lagartos.

3-  Descomponedores:  Son organismos heterótrofos que descomponen la materia orgánica.  Son principalmente las bacterias y los hongos.   Se conocen correctamente con el nombre de detritívoros o saprófagos, obtienen su alimentación de detritos o materia orgánica en descomposición, la cual procesan con las enzimas de su metabolismo.   Los carroñeros no son considerados detritívoros ya que consumen porciones grandes de alimento ( la mayoría son carnívoros no depredadores o también omnívoros  ).  Igualmente los coprófagos (consumidores de materias fecales) tampoco son considerados detritívoros típicos. Los que consumen madera, ya sea viva o muerta son llamados xilófagos.

seta creciendo en el suelo de un Bosque Tropical de Premontano, San Carlos Alajuela, Costa Rica 

Estos organismos conforman los tres eslabones o niveles tróficos del ecosistema. Las cadenas alimentarias son procesos en los cuales los organismos se comen entre sí, aunque en la vida real esto se hace en forma de redes tróficas, no de cadenas. En el proceso de transformación de materia de un nivel inferior a uno superior siempre se pierde parte de la energía, pues alguna es utilizada por el ser vivo para sus funciones vitales, y alguna parte se pierde en forma de calor que se escapa al medio. El resultado de este proceso se puede representar en forma de una pirámide, siendo su base el punto donde hay mayor cantidad de energía y de materia: fay ( o PS s de materias fecales) tampoco son considerados detritívoros típicos. Los que consumen madera, ya sea viva o muerta son llamados xilófagos.

Cadenas alimentarias:   Comprenden una serie de seres vivos, cada uno de los cuales es el alimento del siguiente. Las plantas producen su alimento y son siempre el primer eslabón de esta, los descomponedores son siempre los últimos componentes de la misma. Aquí se presenta una relación de individuo a individuo ( 1:1 ) 


Red trófica:

Es una compleja cadena alimentaria donde cada organismo es presa potencial de diversos organismos. La relación entre los individuos de la red trófica ya no es 1:1, sino que puede variar.



En los ecosistemas esta es la forma en que fluye la energía, y el estudio de las mismas permite entender la estructura funcional de los ecosistemas en la naturaleza Los organismos que componen las redes tróficas se dividen en dos grupos principales: 

1- Especialistas: Son aquellos que se alimentan sólo de un tipo de organismo
2- Generalistas: Son aquellos que se alimentan de varios tipos de organismos.

Cada organismo vive dentro de un hábitat determinado, y la selección natural se ha encargado durante mucho tiempo de que cada organismo presente las mejores adaptaciones que le van a permitir vivir y explotar los recursos de ese hábitat con éxito relativo. En el hábitat los organismos encuentran el lugar en el que desarrollan sus funciones vitales, por tanto este debe de ofrecerles alimento, cobertura o refugio, agua y otra serie de factores. Este concepto de hábitat implica que cada organismo tiene un papel dinámico dentro del mismo, y esto a su vez conlleva a suponer que en el momento que dos organismos vivan dentro del mismo hábitat se deben presentar interacciones entre ellos. Entre este tipo de relaciones se pueden definir dos tipos principales:

Relaciones Intraespecíficas: Se presentan entre individuos de la misma especie.
Relaciones Interespecíficas: Se presentan entre individuos de diferentes especies.
Cuando el biólogo se encuentra con un organismo es importante que lo pueda ubicar taxonómicamente dentro de un grupo determinado, sin embargo es aún más importante poder entender qué está haciendo y todavía más importante entender el porqué lo hace. Es importante empezar por ubicar el organismo dentro de alguno de los tres niveles tróficos. Si esta además mantiene algún tipo de relación con otro ser vivo trate de determinar cuál es. En algunos casos es difícil de definir el tipo de relación o interacción que presentan dos organismos, sin embargo en la literatura se hace pueden encontrar varios ejemplos que se pueden clasificar dentro de varias categorías, como por ejemplo:

Relaciones Interespecíficas : 
Mutualismo, comensalismo, relaciones alelopáticas, competencia, parasitismo, hiperparasitismo, parasitoidismo, depredación, herbivoría entre otras. 

Un parasitoide sobre un áfido, , una hormiga Pseudomyrmex  en mutualismo con una Acacia, varios herbívoros compiten en la sabana africana por el alimento

Efecto alelopático de Pinus sobre otras plantas , comensalismo entre una rémora y un tiburón, herbivoría de una larva de lepidóptera

Relaciones Intraespecíficas :

Competencia, inhibición mutua, canibalismo, cortejo, asociaciones, formación de sociedades, formación de conglomerados, formación de colonias, leks y otras. 

La abeja reina produce una hormona que inhibe la formación de mas reinas en la colonia, conglomerado 
de briófitos, colonia de hormigas Atta

Canibalismo en mántidos, cortejo en mariposas, un lek de Urogallos de las Artemisas en norte américa

Procedimiento
:

Se realiza una salida al campo. El grupo se subdivide a criterio del profesor y cada subgrupo recorrerá diversos senderos y sitios. 
Cada grupo establecerá un sistema para la toma de datos ( que contemple, tiempos, repeticiones, definición de los sitios de muestreo p ej. ), el cual será discutido en primera instancia internamente y luego afinado con el profesor.
Se hará la mayor cantidad de anotaciones de cada ser vivo que se observe durante el recorrido de los grupos por el lugar. Al final deberá presentar un informe detallado al profesor de todas las especies reconocidas y aquellas posibles relaciones que se puedan haber observado a lo largo del período.
Deberá presentarse un reporte de campo formal para la comunicación de los resultados.

viernes, 5 de febrero de 2010

Determinación de la tasa fotosintética de una planta acuática

Materiales y equipo:

Frasco grande de vidrio o probeta 1000 mL, embudo de vidrio,  tubo de ensayo mediano o grande, lámpara de 100 watts, ramita de planta acuática ( Elodea densa  ), agua sin cloro ( dejar destapada dos días ), solución de ácido acético 5%, solución de bicarbonato de sodio 10%, termómetro, vinagre comercial. 

Elodea densa

Preparación de Acido acético 5%:   Pese 5 g de Acido acético y agregue 95 mL de agua destilada. Agite y disuelva.

Preparación de Bicarbonato de sodio 10%:  Pese 10 g de Bicarbonato de sodio y agregue 90 mL de agua destilada. Agite y disuelva.

Introducción


La ecuación general que describe el proceso de la fotosíntesis es la siguiente:



Esta ecuación sugiere que se puede medir experimentalmente la velocidad de la fotosíntesis en una planta, al medir la velocidad con que esta produce oxígeno. Puesto que el oxígeno es poco soluble en agua, la producción de este gas en una planta acuática es evidente porque el oxígeno sube a la superficie del agua en forma de burbujas.  

Procedimiento

Corte una ramita de la planta de unos 10 cm de longitud, en la base de la planta realice un corte en el tallo y agregue unas pocas gotas lentamente la solución de ácido acético ( vinagre comercial ) para activar la reacción.   Coloque la ramita en el interior de un tubo de ensayo invertido ( o bien en un embudo de vidrio ) y colóquela dentro del frasco de precipitados ( beaker ) vidrio que contenga la solución de bicarbonato de sodio 10%. 

Introduzca el termómetro en el frasco de vidrio a fin de controlar la temperatura.  En caso de que la temperatura aumente más de 2ºC agregue un poco de agua fría hasta que vuelva al valor original. 

Coloque inicialmente la lámpara a 20 cm del sistema y espere unos minutos a que el sistema se estabilice. Encienda la lámpara y anote el número de burbujas que se producen en intervalos de 2 minutos.   Realice 10 conteos de 2 minutos con la lámpara a 20 cm.  Anote los resultados en el cuadro 1.  

Repita el procedimiento pero coloque la lámpara ahora a 40 cm y 60 cm del sistema. Anote los resultados del número de burbujas en el cuadro 1. Haga un gráfico de barras que tenga la distancia de la fuente de luz en el eje X y el promedio de burbujas en el eje Y. Discuta los resultados con sus compañeros y su profesor.

Cuestionario

¿ Existen diferencias en la tasa de producción de oxígeno que indiquen diferencias en la tasa fotosintética ?

¿ Como se podría medir la tasa de fotosíntesis sin utilizar la producción de oxígeno ?

Cuadro 1. Promedio de producción de burbujas para Elodea densa bajo diferentes intensidades de luz



Videos

Chloroplasts in close-up


Photosynthesis


Photosynthesis Demonstration - Oxygen Production

Guía para la colecta de datos en el Campo


El Biólogo es un profesional que trabaja con organismos vivos, la gran mayoría de las veces esto implica trasladarse hacia el hábitat del organismo a estudiar, para medir las variables que este presenta en su ambiente natural.


Estudio de aves en un bosque secundario en Finca la Paz,
San Ramón de Alajuela, Costa Rica  Mayo 2003

En este caso es muy importante ser sistemático en la colecta de la información, ya que es prioritario tener definido el tipo de datos se deben tomar, colectar o medir, a fin de evitar procesar información no válida y la pérdida de tiempo.    Cuando se desarrolla un proyecto de investigación es de suma importancia tener pre-definido el tipo de variable o variables que se tienen que medir, así como la metodología para hacerlo, lo cual se plantea antes de hacer la medición. Una vez en el campo el Biólogo deberá discriminar aquella información útil para su trabajo de la no útil.


Muestreo de plantas en el Parque Nacional Braulio Carrillo, 
Costa Rica, Marzo 2005

Equipo Necesario



El equipo a utilizar en el campo varía dependiendo de la actividad que se desee realizar, la metodología, el horario, el organismo con el que se trabajo, los recursos, el presupuesto, entre otros, pero en general siempre es útil llevar lo siguiente:

Libro de campo

Es una libreta para tomar datos.  Se consiguen en las librerías y hay de varios tipos, muchas poseen hojas cuadriculadas, algunas presentan cubierta de pasta dura y hojas impermeables al agua.   Siempre es necesario tener una bolsa para guardarla en caso de que empiece a llover,  el agua afecta al papel y muchas veces si tomar este cuidado se pueden perder datos valiosos.  Se recomienda llevarla a lápiz a fin de borrar en caso necesario, y porque la mayoría de las tintas se pueden correr con el agua.


Regla

una regla, preferiblemente de metal para que dure más que una plástica.



A veces para medir también grandes distancias se ocupará una cinta métrica, sobre todo al colocar cuadrantes o transectos.


Lupas

Hay de muchos tipos, son deseables los microscopios de bolsillo, y las lupas preferiblemente metálicas.   Las lupas es recomendable atarlas al cuello con un cordón para evitar el extravío.  Es recomendable aquellas que poseen entre 5 a 20 aumentos.


Navaja

Las navajas son instrumentos muy útiles, con ellas se pueden cortar las muestras de las plantas y muchas  otras cosas más.  Las hay en muchos diseños y tamaños, desde una hoja simple, hasta las que tienen una gran cantidad de aditamentos.



Contador

Un contador es muy útil cuando de deben registrar muchas mediciones, se pueden conseguir en las ventas de armas y algunas librerías.

Compás

Lejos de ser una brújula permite trabajar siguiendo una dirección determinada, por ejemplo establecer transectos que se orienten de norte a sur.  El compás se puede utilizar como guía


Binoculares

muy utilizados para la observaciones de mamíferos, aves y mariposas, si va a adquirir unos lo mejor es averiguar sobre los diferentes tipos.  La clasificación se basa en el nivel de ampliación de imagen y el diámetro del objetivo, medido en milímetros; se indica con dos números separados por una X.  Para Observar la Fauna ( Mamíferos y Aves): se recomienda usar binoculares con 7 a 10 aumentos, preferentemente brillantes, alta nitidez, con un campo visual ancho para seguir el movimiento, ligeros y compactos para moverse ágilmente.   La resolución de la imagen es una función del diámetro del lente objetivo, la cual aparece luego de la X, no del aumento de los binoculares. Mayor poder da como resultado imágenes menos brillantes, y en un binocular que es más difícil de sostener firmemente en las manos del usuario.   Recomendables un binocular de 7x35 hasta los de 10x50.



Para la colecta de insectos pequeños o acuáticos, existe una gran variedad de trampas ( redes, mallas entomológicas, trampas húmedas, trampas malaise, entre otras ) pero es importante tener un juego de pinzas, algunos goteros ( cuentagotas ), y los frascos para guardar las muestras.



en el caso de insectos acuáticos también es importante utilizar un termómetro de mercurio o bien uno digital.


Datos principales para anotar en la libreta

Esta es una sugerencia que ayudará a llevar un registro ordenado de los datos de campo que permitiría utilizarlos en forma sistemática

Es prioridad anotar el sitio en el que se van a tomar los datos, esto porque brinda al investigador una base de datos a futuro de la posible localización del organismo, para esto se deberá anotar además la altitud del sitio. Hoy día se pueden utilizar los Instrumentos de Posicionamiento Global GPS, en la medida de lo posible es lo ideal para trabajar en el campo



Sin embargo es importante anotar en la libreta de campo datos mas concretos sobre la ubicación del sitio, se recomienda iniciar con las siglas del País, luego la Provincia o Departamento, y Localidad ( cantón, distrito, departamento, municipio, etc. ) e incluir de forma aproximada la altitud.

Ej.

C.R. Limón, Tortuguero. 50 m.s.n.m.

Además es menester anotar la fecha en que se toman los datos, para tener una idea sobre la temporada del año en que se pueden encontrar ciertos organismos o fenómenos relacionados a ellos, por ejemplo al anotar en febrero o marzo la floración de determinada especie de planta le permitirá al investigador en un futuro saber en que momento puede visitar un sitio para encontrar la especie en floración y no hacer un viaje en balde y encontrarse que en julio ( por ejemplo ) esa especie no presenta flores. Existe un formato estándar de la fecha a fin de evitar confusiones.

Forma correcta:     

a. Día - Mes ( números romanos ) - Año ( 4 dígitos )
b. Día - Mes ( 3 primeras letras ) - Año ( 4 dígitos )

Ej.

a. 10 - IX - 2009
b. 10 - Oct. - 2009

En general estos datos le permitirán en un futuro situar alguna especie en el plano espacial y temporal.   Además se deberán registrar,  datos referentes al hábitat del organismo y el tipo de relaciones que este presenta, a fin de tener información útil.

Muestreo con transectos en Tárcoles, Puntarenas, Costa Rica.  Abril 2003

Por ejemplo deberá hacerse una descripción física del lugar donde se observa un animal, como por ejemplo la cantidad de luz, humedad, tipo de suelo, número de estratos del bosque, tipo de zona de vida, grado de alteración de la zona, especies cercanas, actividad, competencia entre otros. Estos son los datos más importantes a tomar pues son los que le permitirán a futuro explicar la Biología de los organismos. Si se colecta un insecto, una planta o cualquier espécimen sin ningún dato se perderá la parte importante del trabajo de campo pues a lo más que se puede llegar es a clasificarle taxonómicamente, lo cual carece de valor científico.
Trabajando con plantas, Finca la Paz, San Ramón de Alajuela, Costa Rica.
Setiembre 2004

Es importante además anotar la hora en la que se tomó el dato, pues esto brinda información importante, por ejemplo si se quiere estudiar el comportamiento de oviposición de determinada mariposa debería hacerse de 9:30 a 11:30 cuando hay sol en zonas claras es mejor que hacerlo a medio día en el bosque con clima nublado. Este tipo de observaciones sólo se logran siendo ordenado y sistemático en la toma y colecta de datos.

En algunos casos es conveniente hacer un croquis del lugar y marcar los grupos de organismos más notables y los ambientes observados.


Croquis

Para colectar.

Además de todo lo anterior es importante a la hora de colectar anotar la mayor cantidad de aspectos que no van a ser visibles del organismos una vez que se haya colectado. Si se va a colectar un organismo siempre es importante describirlo lo más detallado posible, debido a que luego ( al preservarlo ) se pierden muchas características que son importantes para poder clasificarlo.

Trabajando con plantas, Finca la Paz, San Ramón de Alajuela, Costa Rica.
Junio 2003

En el caso de animales, es importante anotar datos de comportamiento observado, grado de agregación, temperatura, hora de colecta, tipo y altura de percha o sustrato, colores y cualquier otro aspecto que le llame la atención al colector.

Para cada grupo de seres vivos existen diferentes técnicas de colecta, todo depende del hábitat, y hábito del organismo. Lo mismo ocurre con las técnicas de preservación, estas varían de organismo a organismo y es imposible saberlas todas, de todos modos se recomienda al investigador familiarizarse con ellas antes de realizar la colecta de especímenes o la toma de datos a fin de evitar pérdidas de tiempo.