MÉTODOS EN CONSERVACIÓN Y BIODIVERSIDAD III. Ecología PROBLEMAS DE AUTOEVALUACIÓN Resolver estos problemas te servirá para saber si has adquirido los conocimientos y capacidades imprescindibles sobre "método científico" (temas 1-4). Intenta responderlos de forma clara y precisa. (El primer problema está resuelto para que tengas un ejemplo de respuesta). Si quieres comprobar si tu respuesta es correcta, o no encuentras la respuesta, solicita una tutoría con Pilar Castro. (Para pedir tutorías conviene que os organicéis en grupos de varias personas y que previamente contrastéis las respuestas entre distintos miembros del grupo). Para los problemas 1-5, responde a los siguientes apartados: a. Realizarías un muestreo de campo o un experimento? Por qué? b. Formula la hipótesis de forma clara y precisa c. Indica las variables dependientes e independientes de tu experimento, así como su naturaleza (cualitativa o cuantitativa). d. Explica cómo aplicas los tratamientos. e. Indica cuál es la unidad experimental elegida y, en su caso, cuál es la pseudo-réplica, así como el número de cada una que aplicarías. f. Señala cómo distribuirías las réplicas (y pseudo-réplicas) en el espacio, justificando tu respuesta. Haz un esquema de tu diseño. Problema 1 La manzanilla de Sierra Nevada es una especie endémica en peligro de extinción. Para proteger las poblaciones se quiere instalar vallas que eviten el ramoneo de herbívoros (salvajes y domésticos). Sin embargo, esta medida podría favorecer a unas pocas especies de crecimiento rápido que pueden reducir el éxito de la manzanilla por competencia. Diseña el experimento/ muestreo necesario para comprobar si el efecto del vallado favorece o perjudica a la manzanilla de Sierra Nevada. Considera que la zona de estudio es llana y homogénea. Respuesta a. Realizaría un estudio de campo, pero manipulando la variable que me interesa (mediante la construcción de vallados), por lo que se puede decir que es un "experimento de campo". Esto no podría hacerlo en el laboratorio, ya que sería muy difícil reproducir las condiciones exactas donde vive la manzanilla, y fuera de esas condiciones su comportamiento puede ser muy distinto. b. Hipótesis: el vallado favorece la expansión de la manzanilla Pilar Castro Díez. Dpto. Ecología 1
c. Variable independiente: vallado (cualitativa con dos categorías: sí o no). Variable dependiente: abundancia de la manzanilla (cuantitativa: medida como de superficie de la unidad de muestreo ocupada por la especie). d. Los tratamientos se aplican vallando superficies iguales, por ej. de 5 m de lado (tratamiento de exclusión) y delimitando superficies no valladas junto a cada una de las valladas (tratamiento de no exclusión). e. Unidad experimental: parcela de 5 m de lado (vallada o no vallada). Como mínimo utilizaría 5 réplicas de cada tratamiento. Dentro de cada una utilizaría un marco o cuadrícula de muestreo de 20 cm de lado para obtener el valor de cobertura de la manzanilla. Esta cuadrícula es la pseudo-réplica y utilizaría al menos 5 en cada unidad experimental. f. Si la zona de estudio es homogénea distribuiría las parcelas de muestreo de forma sistemática, por ej. dejando una distancia entre cada par de parcelas de 20 m. Las pseudoréplicas las distribuiría dentro de cada parcela también de forma sistemática (aunque también podría ser al azar). vallado no vallado Parcela ampliada 1 2... 5 pseudo-réplica (20 cm de lado) Parcelas de 5 m de lado Problema 2 Un agricultor observa que su cosecha de trigo es menor cada año, aunque su método de cultivo es el mismo. Su vecino le sugiere que duplique la dosis de nitrato que aplica como fertilizante, porque puede que éste disminuya tras la cosecha de cada año. Pero antes de gastarse el dinero quiere asegurarse de que esa medida sería eficaz. Diseña el experimento/ muestreo necesario para obtener esa información Problema 3 En los Monegros existe un sistema de lagunas temporales (que se secan en periodos de sequía y reaparecen en periodos de lluvias). Un muestreo previo ha revelado una elevada variabilidad de diversidad de especies invertebrados Pilar Castro Díez. Dpto. Ecología 2
entre lagunas. Queremos saber si esa variabilidad tiene que ver con la cantidad de fósforo que hay en el agua. Diseña el experimento/muestreo necesario. Problema 4 Se ha observado que la fecha de emergencia de las bellotas del mismo encinar varía entre unos años y otros hasta 20 días. En un artículo hemos leído que la temperatura afecta a la fecha de emergencia de las bellotas de otros robles emparentados con la encina. Queremos saber si esta misma explicación funciona en el caso de la encina. Diseña el experimento/muestreo necesario para ello. Problema 5 Una fábrica realiza un vertido en las aguas de un río. Los pescadores de la zona dicen que cada año hay menos truchas por culpa de ese vertido, pero los responsables de la empresa aseguran que el vertido es inocuo para las truchas y que la reducción de pesca se debe a otros factores, como el aumento de la temperatura. Diseña el experimento/muestreo necesario para saber quién tiene razón. Problema 6 Queremos realizar un experimento para saber cómo afecta la temperatura al porcentaje de germinación de semillas de Ailanthus altissima. Para ello contamos con tres cámaras de cultivo que pondremos a 10, 15 y 20ºC respectivamente. En cada cámara tenemos que poner un número suficiente de bandejas, con 50 semillas cada una, de manera que de cada bandeja obtendremos el de germinación. Para saber el número de réplicas que necesito poner en cada tratamiento para obtener datos fiables, utilizo los datos de la Tabla 1, procedentes de un experimento previo, donde se utilizaron 100 bandejas de germinación. Analiza la información de esta tabla y, a partir de ella, calcula el número de réplicas que habría que poner en cada temperatura. Pilar Castro Díez. Dpto. Ecología 3
Tabla 1. Porcentaje de germinación de semillas de Ailanthus altissima obtenido en un experimento previo en 100 bandejas de germinación. Bandeja germinación 1 73 21 43 41 71 61 89 81 78 2 37 22 12 42 98 62 95 82 40 3 47 23 4 43 19 63 13 83 32 4 75 24 54 44 58 64 21 84 67 5 59 25 97 45 41 65 24 85 54 6 18 26 97 46 33 66 77 86 42 7 4 27 79 47 65 67 44 87 82 8 14 28 35 48 86 68 5 88 59 9 3 29 21 49 16 69 65 89 46 10 44 30 45 50 91 70 69 90 31 11 46 31 52 51 48 71 32 91 97 12 60 32 13 52 9 72 67 92 12 13 5 33 57 53 32 73 17 93 27 14 67 34 62 54 79 74 90 94 14 15 37 35 89 55 69 75 45 95 53 16 62 36 46 56 61 76 80 96 37 17 28 37 67 57 43 77 78 97 51 18 52 38 10 58 20 78 32 98 35 19 84 39 32 59 95 79 53 99 93 20 56 40 25 60 90 80 94 100 31 Pilar Castro Díez. Dpto. Ecología 4
Problema 7 Un ayuntamiento encarga a un viverista que produzca en su vivero plántulas de fresno (Fraxinus angustifolia) para utilizar en una repoblación forestal de una ribera degradada. Después de recolectar semillas en el campo el viverista debe sembrarlas y esperar a que germinen. Sin embargo sabe que las semillas de algunos árboles presentan dormancias, es decir, que necesita algún tipo de tratamiento previo a la siembra para estimular la germinación. Después de una búsqueda bibliográfica, nuestro viverista encuentra información contradictoria: unos dicen que el de germinación del fresno aumenta si las semillas se sumergen en agua a 60ºC durante tres horas. Otros dicen que hay que someter las semillas a temperaturas de 2ºC durante una semana para que germinen. Otros dicen que no hace falta ningún tratamiento. Para ayudar a tomar una decisión al viverista, hemos de diseñar un experimento para el que disponemos de los siguientes recursos: 300 semillas de fresno, bandejas de germinación, sustrato para rellenar las bandejas, un invernadero con condiciones homogéneas y riego automático. Contesta a las siguientes preguntas: a. Cuáles son las variables dependientes e independientes de tu experimento? Cuál es su naturaleza (cualitativa o cuantitativa)?. b. Cuál es la unidad experimental? c. A cuántas unidades experimentales aplicarías cada tratamiento? (Nº de réplicas). d. Realiza un dibujo explicando cómo se disponen las unidades experimentales y los tratamientos. Con qué criterio se asignan los tratamientos a las unidades? Problema 8 Supongamos que el problema anterior se complica, porque el viverista dispone de dos poblaciones (A y B) para recolectar semillas, y quiere saber si las de una germinan mejor que las de otra. Rediseña el experimento anterior, contestando las mismas preguntas, con el fin de que el nuevo diseño pueda responder a las dos cuestiones que el viverista necesita saber: qué población germina mejor y qué tratamiento a las semillas maximiza la germinación. Problema 9 El mejillón cebra es una especie exótica invasora que está causando graves problemas ecológicos y económicos en la cuenca del Ebro. Queremos desarrollar un protocolo para evitar que las embarcaciones propaguen la especie entre ríos. En la bibliografía hemos leído que las altas temperaturas causan alta mortalidad en los individuos, pero no indica qué temperaturas ni si son igual de vulnerables las larvas y los adultos. A) Desarrolla un experimento para encontrar la temperatura que causa el 100 de mortalidad en larvas de mejillón cebra. B) Cómo modificarías el experimento para saber si los adultos son más o menos resistentes a la temperatura elevada? (Material disponible: 5 baños de agua que permiten mantener la temperatura elegida de forma constante; recipientes de vidrio; un elevado número de larvas y adultos de mejillón cebra). Problema 10 Pilar Castro Díez. Dpto. Ecología 5
Tenemos un cultivo con 5000 manzanos, todos del mismo tamaño y la misma edad. Queremos saber si la poda de las ramas más largas durante el invierno estimula la producción de frutos. Antes de realizar la poda en toda la plantación, queremos hacer un experimento que nos permita aceptar o rechazar esa hipótesis. Suponiendo que la mitad de la plantación está en una ladera orientada al este, y la otra mitad en una ladera orientada al oeste, explica cómo diseñarías el experimento. Pilar Castro Díez. Dpto. Ecología 6