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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS INSTITUTO DE BIOLOGÍA Ecología DIVERSIDAD Y FENOLOGÍA DE CARÁBIDOS (COLEOPTERA: CARABIDAE) EN UNA LOCALIDAD CON BOSQUE TROPICAL CADUCIFOLIO EN SONORA, MÉXICO TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS PRESENTA: ANA VALERIA GUZMÁN ROBLES TUTOR PRINCIPAL DE TESIS: DR.VÍCTOR MANUEL G. SÁNCHEZ CORDERO INSTITUTO DE BIOLOGÍA, UNAM COMITÉ TUTOR: DR. SANTIAGO ZARAGOZA CABALLERO INSTITUTO DE BIOLOGÍA, UNAM DRA. CLAUDIA MORENO ORTEGA CENTRO DE INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS, UAEH CD.MX. SEPTIEMBRE, 2017 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS INSTITUTO DE BIOLOGÍA Ecología DIVERSIDAD Y FENOLOGÍA DE CARÁBIDOS (COLEOPTERA: CARABIDAE) EN UNA LOCALIDAD CON BOSQUE TROPICAL CADUCIFOLIO EN SONORA, MÉXICO TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS PRESENTA: ANA VALERIA GUZMÁN ROBLES TUTOR PRINCIPAL DE TESIS: DR.VÍCTOR MANUEL G. SÁNCHEZ CORDERO INSTITUTO DE BIOLOGÍA, UNAM COMITÉ TUTOR: DR. SANTIAGO ZARAGOZA CABALLERO INSTITUTO DE BIOLOGÍA, UNAM DRA. CLAUDIA MORENO ORTEGA CENTRO DE INVESTIGACIONES BIOLÓGICAS, UAEH MÉXICO, CD.MX. SEPTIEMBRE, 2017 u~ POSGRJ?O ; Ciencias Biológicas Lic. Ivonne Ramirez Wence Directora General de Administración Escolar, UNAM Presente COORDINACIÓN Me permito informar a usted que en la reunión del Subcomité por Campo de Conocimiento de Ecologia y Manejo Integral de Ecosistemas del Posgrado en Ciencias Biológicas, celebrada el dia 29 de mayo de 2017, se aprobó el siguiente jurado para el examen de grado de MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS de la alumna GUZMÁN ROBLES ANA VALERIA con numero de cuenta 302043008 con la tesis titulada " Diversidad y fenologia de carábidos (Coleoptera: Carabidae) en una localidad con bosque tropical caducifolio en Sonora, México", realizada bajo la dirección del DR. VíCTOR MANUEL G. SÁNCHEZ CORDERO DÁVILA: Pres idente: Vocal: Secretario: Suplente: Suplente: DR ATILANO CONTRERAS RAMOS DR DAVID NAHUM ESPINOSA ORGANISTA DR SANTIAGO ZARAGOZA CABALLERO M. EN C. OSWALDO NÚÑEZ CASTILLO ORA CLAUDIA ELlZABETH MORENO ORTEGA Sin otro particu lar, me es grato enviarle un cord ial saludo. ATENTAMENTE " POR MI RAZA HABLARA EL ESPIRITU" Cd. Universitaria, Cd. Mx., a 25 de agosto de 2017. DR. ADOLFO GERARDO N VARRO SIGÜENZA COORDINADOR O PROGRAMA c.c.p. Expediente del (la) interesado (a). COORDINACiÓN Unidad de Posgrado' Coordinación del Posgrado en Ciencias Biológicas Edificio D, ler. Piso, Circuito de Posgrados Cd. Universitaria Delegación Coyoacán C.P. 04510 México, n.F. Tel. 5623 7002 http://pcbiol.posgrado.unam.rnx AGRADECIMIENTOS Al Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM por bríndame la posibilidad de tener los mejores profesores y educación para mi formación como profesionista. Al Consejo Nacional de ciencia y Tecnología (CONACYT) por el apoyo económico que me brindó para poder desarrollar mis estudios de posgrado y así promover el desarrollo de investigadores nacionales. Agradezco especialmente al Dr. Víctor Manuel G. Sánchez Cordero y a mi comité tutoral Dr. Santiago Zaragoza Caballero y Dra. Claudia Moreno Ortega por guiarme en esta investigación. AGRADECIMIENTOS A TÍTULO PERSONAL A mi tutor y asesores Dr.Víctor Manuel G. Sánchez Cordero, Dra. Claudia Moreno Ortega y Dr. Santiago Zaragoza Caballero ya que sin su apoyo y comprensión no hubiera sido posible la realización de esta tesis. A la UNAM, en particular al Instituto de Biología, ya que este Instituto brinda todas las posibilidades para la realización de investigaciones que generen información vital sobre la diversidad de flora y fauna mexicana. Al Dr. Atilano Contreras Ramos, Dr. Nahum Espinosa Organista y M. en C. Oswaldo Núñez Castillo por su apoyo como sinodales. A Francisco Botello y CONBIODES por su apoyo en las salidas de campo. A la Biól. Susana Guzmán responsable del Laboratorio de Microscopia y fotografía de la biodiversidad por su apoyo en la toma de fotografías de mis carábidos. A todos mis compañeros de laboratorio Viridiana, Nayeli, Cisteil, Sara, Paulina, Mireya, Enya, Giovanni, Martín, Edwin, Gerardo y Erick por su gran compañerismo y apoyo, me han hecho sentir muy contenta y confortada con su presencia durante mi estancia en el Laboratorio. Y una mención especial a Ishwari ya que sin su ayuda mi “salud entomología” no sería la misma. MUCHAS MUCHAS GRACIAS son unas grandes personas. DEDICATORIA Para mis queridos padres Mario y María por su cariño incondicional y darme la oportunidad de crecer personal y profesionalmente. Los amo mucho. A mis hermanos: Mario, Luis, Carlos, Luz, Ángeles y Gerardo, gracias por apoyarme en mis locuras, son los mejores. Para Antonio por ser mi eterno cómplice, por compartir tantas historias divertidas y aunque a veces soy gruñis, sabes que te quiero brujo mío. A Lili ya que sin su compañía no sería tan divertida mi vida, gracias madre de segunda. A Mariana, fue divertido ir contigo a la universidad, gracias por tu apoyo sabes que te quiero mucho. Para Manus que aunque él ya es una estrella en el cielo, sé que estaría orgulloso de mí. Al Ser Supremo por brindarme la oportunidad de conocer parte de su sabiduría. Cuando más aprendo, menos entiendo Hyperion, Dan Simmons El hombre del bosque me preguntó: “¿Cuántas fresas crecen en el mar?” Yo me apresuré a contestarle: “Tantas como arenques en el bosque” La voz del diablo, Anne Rice ÍNDICE I. RESUMEN…………………………………………………………………….……….……1 II. INTRODUCCIÓN…………………………………………………………....……..…..…..2 III. OBJETIVO GENERAL…………………………………………………..….…..…..…….3 IV. ANTECEDENTES………………………………………………………….…….....….….4 a. El Bosque Tropical Caducifolio de México…....……….…………….....…...………4 b. Coleoptera………………..………………………………………….……..…….……..6 c. Coleópteros en México……………………..…………………….…..….…..…….….7 d. Familia Carabidae ……………………………………………..……...……….…8 e. Carabidae en México……………..……………………………….…………..….….11 f. Los carábidos como indicadores biológicos……………………..………...…..…..12 g. Propiedades ecológicas………………………………………………….……..……14 V. MÉTODO……….………………………………………………………………….……...18 a. Área de estudio………………………………………………….…………….…..…..18 b. Sitios de muestreo ……………….……………………………….………….…...…..18 c. Tratamiento de datos……………………………………………………..……..…....20 1. Identificación taxonómica……………………………………………..………20 2. Fenología ……………………………………………………………...……….20 3. Diversidad alfa.………………………………………………………..……….20 4. Diversidad beta ……………………………………………………..…………21 VI. RESULTADOS………………………………………………..………………….……....221. Identificación taxonómica ………………………………………………….…22 2. Fenología…………………………………………………………….…………23 3. Diversidad alfa……………………………………………………….…………26 4. Diversidad beta…………………………………………………….…………..28 VII. DISCUSIÓN…………………………………………………………………………....….29 1. Identificación taxonómica………………………………………………….….30 2. Fenología………………………………………………………….……..……..31 3. Diversidad alfa……………………………………………………..…………..32 4. Diversidad beta……………………………………………………..…….……34 5. Carábidos como bioindicadores……………………………….………..……35 VIII. CONCLUSIONES……………………………………….………………………………..36 IX. CONSIDERACIONES……………………………………………………………...…….37 X. LITERATURA CITADA…………………………………………….…………..……….38 XI. ANEXO I……………………………………………………………….…..……………...48 XII. ANEXO II…………………………………………………………………..………..…….51 XIII. ANEXO III…………………………………………………………………………………53 XIV. ANEXO IV …………………………………………………………………….…………63 TABLA DE FIGURAS Figura 1. Extensión y distribución del bosque tropical caducifolio en México Conabio, 2017)…………………………………………………………………………………………....4 Figura 2. Distribución del bosque Tropical Caducifolio en México y las localidades en donde se trabaja el proyecto LINBOS………………………………………………...…….5 Figura 1. Morfología general de un Calleida sp. (vista dorsal) (Tomado de Martínez, 2005)…………………………………………………………………………….………...……9 Figura 2. Morfología general de un Calleida sp. (vista ventral) (Tomado de Martínez, 2005)…………………………………………………………………..………………..……..10 Figura 3. Morfología general de algunas larvas de Carabidae; a. Polpochila sp.; b. Megacephala sp.; c. Morion sp.; d. Rhysodiastes sp. (Tomado y modificado de Martínez, 2005)……………………………………………...……………………….….11 Figura 4. Estructura jerárquica de los procesos del ecosistema (modificado de Osmond et al., 1980 por Mass, 2013)…………………………………………………………………...14 Figura 5. Curva de acumulación de especies generadas por el programa iNEXT, la línea continua representa los datos observados, mientras que la línea punteada los datos extrapolados con un intervalo de confianza del 95%.........................................16 Figura 6. Mapa de localización de los sitios de muestreo y distancia entre sitios (Google, 2016)………………………………………………………………………………………….19 Figura 7.Trampa de luz tipo Pennsylvana-Minnesota modificada por Zaragoza Caballero, utilizada para el muestreo en San Javier, Sonora…………………...……………….….20 Figura 8. Relación entre abundancia, subfamilias y géneros por sitio de muestreo (en escala logarítmica base 10)…………………………………………………………….…22 Figura 9. Porcentaje de representatividad de las subfamilias encontradas en el muestreo……………………………………………………………………….…………....23 Figura 10. Relación entre la abundancia y temperatura promedio (en escala logarítmica base 10)…………………………………………………………………………………..…24 Figura 11. Relación entre abundancia, precipitación y evaporación (en escala logarítmica base 10)………………………………………………………………………….……….…24 Figura 12. Curva de acumulación total de morfoespecies en San Javier, Sonora; comparando los resultados extrapolados de cada uno de los sitios de muestreo……………………………………………………………………………….……27 Figura 13. Fotografía de CAR 18 Lebia (Lebiinae)………………………..…………………….. 30 LISTA DE CUADROS Cuadro 1. Subórdenes, número de subfamilias y familias actuales y extintas () de Coleóptera (Modificado de Slipinsk et al., 2011 y McGavin, 2002)…………………………………………………………………………….…………..…6 Cuadro 2. Número de publicaciones realizadas para las familias más destacadas de Coleópteros en México (Michán y Morrone, 2002)…………..…………………….…….7 Cuadro 3. Propiedades emergentes de los ecosistemas……..…………………………………...15 Cuadro 4. Ecuación para medir la diversidad verdadera (Jost, 2006). …...…..………………...15 Cuadro 5. Ecuaciones de los índices de similitud / disimilitud de Jaccard y Sôrensen para medir la diversidad beta (Moreno, 2001)……………………………………………...…16 Cuadro 6. Ecuaciones de los índices de disimilitud de Jaccard y Sôrensen para medir la diversidad beta y sus componentes (Baselga, 2010)……………………..………..…..17 Cuadro 7. Coordenadas geográficas de las localidades donde se realizó el muestreo…………………………………………………………………………...………..19 Cuadro 8. Subfamilias más abundantes y morfoespecies raras encontradas en la muestra a través del tiempo……………………………………………………………………….…25 Cuadro 9. Abundancia de las Morfoespecies raras distribuidas por los meses de colecta…………………………………………………………………………………….….25 Cuadro 10. Género y tribu de las morfoespecies más abundantes en el Muestreo………………………………………………………………………………...…26 Cuadro 11. Resultados del estimador ACE, calculado en SPADE (Chao, et al., 2016)……………………………………………………………………………………….27 Cuadro 12. Recambio de especies entre los sitios de muestreo…………....….……………..…28 Cuadro 13. Índice de disimilitud de especies en múltiples sitios, Jaccard……….….……….…28 Cuadro 14. Porcentaje de representatividad de subfamilias durante los meses de colecta………………………………………………………………………….……….…31 Cuadro 15. Resultados de estudios de diversidad alfa de carábidos…..……………………..….33 Cuadro 16. Resultados de distintos modelos de trampa utilizados para muestreo de Carabidae en distintos bosques tropicales caducifolios de México………………....34 1 I. RESUMEN El estudio de la diversidad y fenología de carábidos en el límite septentrional del bosque tropical caducifolio, en la Sierra de San Javier, Sonora, permitió la captura de individuos 10,135 individuos pertenecientes a 12 subfamilias, 19 tribus, 36 géneros y 59 morfoespecies, en cuatro sitios de muestreo utilizando trampas de luz tipo Pennsylvania-Minnesota modificadas, que trabajaron cuatro horas durante cinco días por mes entre noviembre de 2003 y octubre de 2004. Las 59 morfoespecies encontradas representan el 3.01% de morfoespecies, el 47.5% de tribus y el 20.93% de géneros del total que existen en México. Las sufamilias con mayor porcentaje de riqueza son: Lebiinae (40.68%), Harpalinae (13.56%) y Trechinae (11.86%). Para establecer la fenología se registró la abundancia de morfoespecies de manera mensual y se relacionan con valores de temperatura promedio mensual, precipitación y evaporación, datos obtenidos de la estación meteorológica de Tecoripa, Sonora, siendo el mes de julio, donde se encuentran los valores más altos de las tres variables. Estos resultados coinciden con la fenología de otros grupos como Cantharidae, Staphylinidae, Lampyridae, Tenebrionidae, Carabidae, Lycidae, Curculionidae, Meloidae, Scarabaeidae, Chrysomelidae, Elateridae y Nitidulidae. Con los datos totales y por sitio de muestreo, se determinó la diversidad alfa de carábidos se permitió la generación de una curva de acumulación de especies que alcanzó el 84.95% de cobertura de muestreo esperado por 69.45 morfoespecies. Palabras clave: Coleoptera, Carabidae, Sonora, bosque tropical caducifolio, fenología, bioindicador. ABSTRACT The study of the diversity and phenology of carabids in the northern limit of the tropical dry forest in Sierra San Javier, Sonora, allowe the capture of individuals10,135 individuals belonging to 12 subfamilies, 18 tribes, 35 genres and 59 morphospecies, in four sampling sites using modified Pennsylvania-Minnesota light traps that worked 4 hours per five days, each month between November 2003 and October 2004. The 59 morphospecies found represents 3.01% of the morphospecies, 45% of tribes and 20.93% of all total genres that exist in Mexico. The subfamilieswith the highest percentage of richness are: Lebiinae (40.68%), Harpalinae (13.56%) and Trechinae (11.86%). To establish the phenology the abundance and diversity of morfoespecies monthly and relate it to temperature, precipitation and evaporation from the metrology station at Tecoripa, Sonora, being the month of July where the most of the three characteristics. . This results match up with other phenology groups such as Cantharidae, Staphylinidae, Lampyridae, Tenebrionidae, Carabidae, Lycidae, Curculionidae, Meloidae, Scarabaeidae, Chrysomelidae, Elateridae and Nitidulidae. With the total results and sampling sites determine the alpha diversity of carabids allowed generate the species accumulation curve reach 84.95% sampling expected coverage 69.45 morphoespecies Key words: Coleoptera, Carabidae, Sonora, tropical dry forest, phenology, biomaker. 2 II. INTRODUCCIÓN La entomofauna de los bosques tropicales caducifolios de México está poco estudiada, solo algunas familias han podido monitorear de manera sistemática. Pero debido a que estos bosques son considerados de alta diversidad en flora y fauna (Rzedowski, 2006). Es importante realizar estudios para conocer la biología y distribución de este tipo de fauna con la finalidad de desarrollar estrategias de protección y aprovechamiento de su entorno. A pesar de que el porcentaje de cobertura del bosque tropical caducifolio en México solo ocupa el 8% de la superficie del país, se distribuye ampliamente dentro de la vertiente del Pacífico que va desde sur de Sonora hasta Chiapas, con un manchón en Baja California Sur y en la vertiente del Atlántico, desde el sur de Tamaulipas hasta la península de Yucatán y en zonas centrales del país como es el Valle Tehuacán-Cuicatlán (Rzedowski, 2006; Trejo, 1999). Una de las principales características de este tipo de vegetación es la marcada fenología que presenta con un periodo de seis a nueve meses de sequía con una precipitación anual promedio de 500 a 1200mm (González et.al., 2012), así que los eventos reproductivos, de crecimiento de las plantas y animales de la comunidad se ven forzados a sincronizar sus actividades, dependiendo de la disponibilidad de agua durante la temporada de lluvias (Meave et al., 2012; Murphy y Lugo, 1986) pero esta disponibilidad de agua afecta de manera local o regional la distribución de especies dando pie a la generación de microhábitats y a endemismos (Rzedowski, 2006). Desde 1995, la UNAM realiza investigaciones dentro del bosque tropical caducifolio mediante un proyecto llamado “Los Insectos del Bosque Seco” (LINBOS) que permite monitorear 8 sitios dentro de bosques tropicales caducifolios para conocer la diversidad y patrones de distribución de su entomofauna (UNAM, 2016). El orden Coleoptera es considerado un grupo más exitoso de insectos, y presenta gran diversidad y abundancia con 392,415 especies descritas alrededor del mundo (Zhang, 2013) y 13,195 especies descritas en México (Llorente y Ocegueda, 2008). Sin embargo, aún hace falta trabajos de investigación que aporten datos importantes desde distintos puntos de vista como descripción de taxones nuevos, fenología, desarrollo de claves de identificación, identificación de procesos ecológicos, etológicos y características moleculares, etc., que permitan conocer más sobre ellos. Una de las familias más destacadas dentro de Coleoptera es Carabidae; que es un grupo de fácil muestreo y con gran potencial para considerarse como bioindicadores (Rainio y Niemela, 2003); ya que por sus características (presencia o ausencia, densidad poblacional, dispersión, procesos reproductivos, etc) se utiliza como índice para reconocer los cambios ambientales, ecológicos y en la biodiversidad de una comunidad (Landres et al., 1988; McGeoch, 1998; Rainio y Niemela, 2003; Niemelä, 2000) El número de especies de carábidos de México representa únicamente el 5.77% del total de las especies a nivel mundial, pero el 60% de ellas son endémicas y el 40% restante son compartidas con otras áreas como las de Norteamérica y Sudamérica (Lorenz, 2005, Blackwelder, 1944 y Ball G. E., 2000). Conocer patrones de distribución de las especies que se encuentran en el país ayuda a identificar las características ambientales que determinan la presencia de ciertas 3 especies; conocer propiedades ecológicas de las especies como su diversidad y riqueza e identificar especies nuevas. Este estudio generará resultados importantes sobre el conocimiento de la diversidad de Carábidos del país, en especial del bosque tropical caducifolio de la Sierra de San Javier Sonora, donde se establecieron cuatro sitios de muestreo con trampas de luz que se trabajaron cinco días (cuatro horas diarias) cada mes durante el periodo de noviembre de 2003 a octubre de 2004. III. OBJETIVO GENERAL Describir la diversidad y fenología de Carabidae (Coleoptera) en una localidad de bosque tropical caducifolio en Sonora. OBJETIVO PARTICULAR Caracterizar las morfoespecies de Carabidae a nivel de género encontradas en los sitios de muestreo. Conocer la fenología de las morfoespecies. Describir la variación de la temperatura, precipitación y evaporación durante los meses de muestreo. Determinar la abundancia de morfoespecies y géneros, así como la diversidad de Carabidae encontrados en el bosque tropical caducifolio de San Javier, Sonora. Estimar la diversidad beta total entre los sitios de muestreo y determinar el porcentaje correspondiente a la disimilitud por recambio y a disimilitud por anidamiento. 4 IV. ANTECEDENTES a) El Bosque Tropical Caducifolio de México El bosque tropical caducifolio en México (BTC) ocupa aproximadamente el 8% de la superficie del país (Rzedowski, 2006) y se distribuye geográficamente en la vertiente del Pacífico de manera casi continua desde el sur de Sonora y suroeste de Chihuahua donde se restringe a la vertiente occidental inferior de la Sierra Madre Occidental sin penetrar a la Planicie costera, hasta Chiapas donde la vegetación tiene más contacto directo con el litoral y se extiende a serranías próximas (depresión central de Chiapas). En la vertiente del Atlántico existen manchones al sur de Tamaulipas, sureste de San Luis Potosí, noreste de Querétaro, norte y centro de Veracruz así como en la península de Yucatán y parte de Campeche (Rzedowski, 2006). También se puede encontrar en áreas menos secas como el Valle Tehuacán-Cuicatlán, la región del Bajío en la Altiplanicie Mexicana y también existe un manchón aislado en la parte sur de Baja California (Trejo, 1999) (Figura 1). Figura 1. Extensión y distribución del bosque tropical caducifolio en México (Conabio, 2017). 5 Este tipo de vegetación lo podemos encontrar desde los 0 a 1900m.s.n.m. (Rzedowski, 2006) y puede presentar climas cálidos o semisecos, con un temperatura media anual de >20°C, precipitación de 500 a 1200 mm y con un periodo de seis a nueve meses de sequía, generando estacionalidades marcadas que afectan directamente al ensamblaje de las comunidades (González et.al., 2012). Las especies predominantes son árboles de copas extendidas de una altura promedio de 7 a 8 m aunque pueden alcanzar hasta los 15 m, mientras que el estrato arbustivo es denso y se pueden encontrar suculentas, cactáceas columnares y candelabriformes (Trejo, 1999). La mayoría de las especies pierden sus hojas durante el periodo de sequía, aunque la caída de follaje no es simultánea (Rzedowski, 2006). Se estima que alberga más de 6 mil especies lo que representa el 20% de la riqueza florística total del país y una de sus características es su diversidad, con un alto grado de endemismo a nivel de especie (40%) (Rzedowski, 1991) y al mismo tiempo presenta recambio de especies alto entre sitios y regiones (Trejo y Dirzo, 2000). En México la UNAM realiza una investigación desde 1995 llamado “Los Insectos del Bosque Seco” (LINBOS) paramonitorear diversas zonas de bosques tropicales caducifolios en México y así conocer la diversidad y patrones de distribución de su entomofauna. En este programa tienen identificadas localidades dentro de bosques tropicales caducifolios al alrededor del país y donde se realizan trabajos de muestreo: San Javier, Sonora; el Cajón Nayarit; San Buena Aventura, Jalisco; Ixtlahuacán, Colima; Acahuizotla, Guerrero; Huautla, Morelos; Huatulco y Santiago Dominguillo en Oaxaca (UNAM, 2016) (Figura 2). Figura 2. Distribución del bosque Tropical Caducifolio en México y las localidades en donde se trabaja el proyecto LINBOS. 6 De estos estudios se ha logrado obtener información sobre los siguientes grupos de insectos: Coleoptera: Cerambycidae (McCarty, 2001; Noguera y Chemsak, 2001; Chemsak y Hovore, 2002; Chemsak y Noguera, 2003, 2005; Noguera et al., 2002, 2007, 2009, 2012; Noguera, 2005), Staphylinidae (Jiménez et al., 2009), Phengodidae (Zaragoza, 2003b, 2008a, 2008b; Zaragoza y Ramírez, 2009), Telegeusidae (Zaragoza, 2008c), Lampyridae (Zaragoza, 1996, 2005, 2007), Lycidae (Zaragoza, 1998, 1999; Zaragoza et.al., 2003a), Cantharidae (Zaragoza, 1998, 1999, 2000a, 2000b, 2001, 2002; Zaragoza et al., 2003a, 2003b; Pérez, 2012), Elateridae (Zurita, 2004) y Tenebrionidae (Cifuentes Ruiz, 2009). Odonata (González et al., 2008, 2009). Hymenoptera (Rodríguez, 1999; Rodríguez y Woolley, 2005; Rodríguez et al., 2009, 2010). b) Coleoptera El orden Coleoptera es considerado un grupo muy exitoso debido a su gran diversidad y abundancia. Se han descrito 392,415 especies alrededor del mundo, incluidas 2,928 especies extintas (Zhang, 2013). Se encuentra dividido actualmente en cuatro subórdenes: Polyphaga, Adephaga, Myxophaga y Archostemata y un suborden extinto Protocoleoptera (Slipinski et al., 2011), siendo los órdenes Polyphaga y Adephaga los que presentan mayor diversidad de familias y especies (Cuadro 1). Cuadro 1. Subórdenes, número de subfamilias y familias actuales y extintas () de Coleóptera (Modificado de Slipinsk et al., 2011 y McGavin, 2002) Subórdenes No. De superfamilias No. De familias No. De especies Hábitos Protocoleoptera 3 (7) Archostemata 5 (3) 30 Xilófagos y fungívoros Myxophaga 5 (2) 4 (6) 106 Acuáticos o asociados a hábitats húmedos y se alimentan de algas Adelphaga 14 11 (6) 46,000 Terrestres o acuáticos, depredadores Polyphaga 14 156 (9) 310,000 Herbívoros, saprófagos, xilófagos, fungívoros, depredadores, etc. Las características morfológicas que distinguen a este orden son: el cuerpo fuertemente esclerotizado sin membranas expuestas y con el primer par de alas esclerotizadas (élitros), tienen el segundo par de alas membranosas y con un plegamiento longitudinal y transversal (Ribera y Beutel, 2012). El tamaño de los élitros varia en algunas familias y en ocasiones puede dejar algunos segmentos abdominales expuestos (Archangelsky et al., 2009). Cabeza prognata en casi todas las especies y ventralmente cerrada por una gula (Archangelsky et al., 2009) con mandibulas masticadoras; ojos compuestos de tamaño y forma variable, ocelos presentes solo en algunos grupos (Jurodidae, Hydraenidae, Staphylinidae, Derodontidae y Dermestidae). Antenas con segmentos primarios de 11 segmentos, de forma variable filiforme, moniliforme, 7 pectinada, clavadas, capitadas, etc. Protórax bien desarrollado; mesotórax claramente reducido de tamaño y segmentos terminales invaginados (Beutel y Lawrence, 2016). La reproducción es sexual y las hembras depositan huevos, aunque en algunas especies los huevos eclosionan dentro del tracto reproductor de la hembra y posteriormente pare una larva. El desarrollo de coleóptera posterior a la eclosión del huevo presenta una metamorfosis holometábola o completa, que distingue por presentar estadios de larva pupa y adulto (Sermeño et al., 2004). La morfología de las larvas es muy variada, pero se caracterizan por tener la cápsula cefálica endurecida, con piezas bucales dirigidas hacia delante de carácter masticador y antenas de máximo cuatro artejos (McGavin, 2009). Presentan hábitos de herbivoría, carnivoría, xilófagas, fungívoras o saprófagas; aunque algunas familias llegan a ser parásitas o depredadoras como los Rhipiceridae, que parasitan ninfas de cigarra; Meloideos que depredan huevos de ortópteros o larvas de himenópteros y Rhipiphoridae que endoparasitan cucarachas, avispas y abejas (McGavin, 2009). Las pupas pueden ser adécticas (piezas bucales inmóviles) o exaratas (apéndices libres), algunas pupan en una cámara subterránea, de forma libre o llegan a construir un capullo. Presentan setas o protuberancia en la cabeza y cuerpo así como un apéndice similar a urogonfos (o cercos larvarios) en el extremo apical del abdomen (Archangelsky, et al. 2009). La distribución de los coleópteros es muy amplia; se pueden encontrar en todos los continentes excepto la Antártida, mar abierto y en regiones de clima extremo como los polos o altas montañas. Pero en general los patrones biogeográficos que presentan las familias está íntimamente relacionada con su antigüedad evolutiva y capacidad de distribución (Ribera y Beutel, 2012). c) Coleópteros en México Se han descrito 13,195 especies de Coleoptera en México (Llorente y Ocegueda, 2008), pero solo 54 familias han sido estudiadas por investigadores nacionales y extranjeros; ocho familias han sido las más destacadas en cuanto al número de publicaciones hechas. Los estados con mayor número de estudios son Morelos, Jalisco, Chiapas, Veracruz y Estado de México (Michán y Morrone, 2002) (Cuadro 2). Cuadro 2. Número de publicaciones realizadas para las familias más destacadas de Coleópteros en México (Michán y Morrone, 2002). Familia No. De publicaciones Scarabaeidade 74 trabajos Melolonthidae 58 trabajos Curculionidae 37 trabajos Carabidae 29 trabajos Passalidae 22 trabajos Phengonidae 15 trabajos Cerambycidae 12 trabajos Staphylinidae 11 trabajos 8 El 80% de estos estudios están enfocados principalmente a descripción de caracteres morfológicos como es la descripción de taxones y claves de identificación, 16.5% a procesos ecológicos y el 3.5% caracteres etológicos, cromosómicos, microscópicos y ontogenéticos (Michán y Morrone, 2002). d) Familia Carabidae La familia Carabidae es considera dentro de las diez familias más grandes de escarabajos y la familia más grande en el suborden Adephaga (Erwin et al., 2002). Actualmente cuenta con 33,890 especies descritas y clasificadas en 1905 géneros, 83 tribus y 17 subfamilias alrededor del mundo (Lorenz, 2005) y en la parte Neártica de Norteamérica se han encontrado 2,635 especies agrupadas en 189 géneros clasificados en 47 tribus y 14 subfamilias (Ball y Bousquet, 2000). Su distribución es cosmopolita, viven en todos los continentes excepto en la Antártida y se ha observado que tienen mayor diversidad en la parte de América Central y Sur (Erwin et al., 2002). Se pueden clasificar según su ambiente en hidrófilos, geófilos, arbolícolas y mirmecófilos (Ball, 2000); la mayoría de sus especies tienen hábitos nocturnos de depredación (Ribera, 1999), pero también pueden ser carroñeros, herbívoros o granívoros (Martínez, 2005). Hengeveld (1979) considera que el tipo de alimentación de los carábidos dependerá de sus características anatómicas, fisiológicas, morfológicas externas, ópticas y etológicas; y los distingue en dos grupos: harpalinos y carabinos. Los primeros son generalistas, mientras que los Carabinae son depredadores especialistas de colémbolos, caracoles y lombrices de tierra (Martínez, 2005). Una de las características taxonómicas más importantes para esta familia es que presentan patas corredoras, coxas posteriores grandes que irrumpen el primer segmento abdominal, no extendidas lateralmente hasta la epipleura del élitro, trocánter posterior grande y sutura metapleural, en su mayoría(Figura 3 y 4) (Borror et al., 1989). También poseen un par de glándulas internas en el abdomen que producen sustancias químicas defensivas (Erwin et al., 2002) principalmente en los linajes de Brachinini y Paussini también llamados “escarabajos bombarderos” y pueden descargar chorros explosivos de sustancias que llegan a temperaturas de 55 y 100°C (Moore, 1979). Su tamaño, forma y coloración es variable; pueden medir de 1 a 70 mm e incluso hasta 20 cm; su cuerpo puede ser plano o convexo; su coloración va del negro, amarillo, marrón, manchados o de colores metálicos (Reichardt H., 1973). Algunas especie son braquípteras ya que su segundo par de alas están reducidas, por lo que su capacidad de dispersión es limitado y por lo general están asociadas al suelo, hojarasca y corteza (Martínez, 2005). Las larvas son terrestres, con una forma campodeiforme (Figura 5), sub cilíndricas o ligeramente aplanadas, distintivamente segmentadas, parcial o completamente esclerotizadas en el dorso y menos en la zona ventral. Son de color amarillo, café rojizas o negras, con setas prominentes en las áreas esclerotizadas. Cabeza prominente, prognata o hiperprognata, pigmentada o no, presenta sutura epicraneal en la mayoría de los taxones que delimita el clípeo y labrum. Los márgenes cefálicos presentas formas serradas o profundamente dentadas y frecuentemente presentan bifurcación nasal. Las antenas son prominentes con tres o cuatro artejos. Presentan seis ocelos en cada lado de la cabeza. El tórax es largo con tres pares de patas y un par de espiráculos en el mesotórax y un par en cada uno de los segmentos abdominales (Ball y Bousquet, 2000). 9 Son depredadores de otros insectos o miriápodos juveniles, pero también se puede encontrar especies que se alimenten de frutos o semillas, cáscaras de huevo, comensales de hormigas e incluso ectoparásitos de pupas de otros coleópteros (Martínez, 2005). Mandíbulas Anrcoómero J = AJ fo I _~.l.:::::) __ .An(",:¡ ~y.;S.~-::-~~ /1 ;:;.-:?~ !.\ h ~~~ .::.:::::C':: Su<co ",.ndibula, - " -!~T ~.~1-\~~:- __ ~~ ~7':> Imp«si6n fmn .. 1 --< . -0; =, :/ .- .r> &~as supraorbi{ulCi Frente P Cuello sin constricción 1-<.' Á ' Vértex t F6vea ' I ngulo amerior 7!~- ,-~ \ \ Surco latéral ," -- "\ basal ~ I Sed, pronotal ,medo, ~- - --- - _ .• .• l-·_·------A/ ", I Ancho del pronoto ------- ,). I Ji ) ! Une'l m~¡C\ del pronolO Il t \ . , . /! -'---. -_{ .1 Anbrulo ¡XlrSfcrior 1 : . l . " •• / &:da prQnotal posterior ~ .¿ .- .~- 't~f------ Escucc lo • ( ~ .. j._ • • ~úrnero Seda paracscllrdar ~ -,- ' - :- ~ L 1- ' ""'- . ~ -~.- -~ . Fémur EStria ~~I:~::c~;i:~; =--- r.~- ' _.-.. : \~;II-·-=~·)~ I 1I .0'" \ \ Eotri, I = El ' I .\\"- \ \ q . .. "\ Enria 1 = El -~--r- \ E.mfa8=E8 t.. .\ ~ Ji • \ ~ '~ Intervalo 1 = 11 ---,I--,~ '.1" t, ¡i ~-" -----.... \ \ " .. ~ J \ ~ Sedas umbilic:llcs h ¡ ~_.-- íl,\ Inccn'alo 2 = 12 .. f' I \... I Ancho del élitro __ \-\II~ · · · _ · · · · · ______ ··.JI __ ·_·_···· ___ ~d ! ! '~(\ ~1h . . : I I ~ /. : ;J JI ~ ~.~ ... 1 I 1 1: ~ \~ &-.J. Jiscal ----\--l,----. . ¡' /i .; v" ". , /: / ,: ;:; " . I 'Ií I ! 5' Ulb ~'" ' . ~·· ~-f j..; " --.....:... A .... -- j \ • 1 T l o ..... ~ '.- -:7 ,.--. ~ ... .=.:..: =-- . l 1, b.·1Sit:¡rso Apicc J d élirro ~/ ~. Angulo I I • apical externo r\ T5 ti 0 .. 1 ' 1 Angul(\ '\ . -.x .. :t :l rIC:l . l ' 'uf QnlqlllO .poc. " U<rIIO ~ \ I\V l"~ e-V' 10 Figura 3. Morfología general de un Calleida sp. (vista dorsal) (Tomado de Martínez, 2005). Figura 4. Morfología general de un Calleida sp. (vista ventral) (Tomado de Martínez, 2005). A I I U~" SlIbment6n Zona !.uhorbhuJ Gula HipóRlNO Sutura nO(j)rl~'ur .. 1 Procrisrcmo PrOSf('rno ~s~~~~~~~::::::::::::::= PfI'lCpimcrn ~ r\'tc~tc:rno ';'-\=\-==~ ~'l c5cJlis{crno ) r\'tcscrÍnu:w , . \\--¡--- r ... lctcri.sc(:rIlo Eril,Ieura Mct:lSICnU t !\'Ittcp(mero ·-~-".i""~\\'t-- Sutu r'~ mClílrbuil) .1-'1 \-- E.slcmo J == EA I .~~,,:::;:::=-,":I.'\ -- O>X:l I"-lltttrior Estemo 2 = EA2 \-'='=~-- - - ---...; - , -t'--- Estema 3 = EAJ \------. --t I . 11' 1- Es'em" 4 = EA4 1-----_.- I1 '. I " . tAil " 5 EA5 -1- """",o = -- , Y---- Estcmn 6 = EA6 '-"'~ ~>--._--- Sedas apicales nbJominales 11 Figura 5. Morfología general de algunas larvas de Carabidae; a. Polpochila sp.; b. Megacephala sp.; c. Morion sp.; d. Rhysodiastes sp. (Tomado y modificado de Martínez, 2005). e) Carabidae en México En cuanto a los estudios realizados para la entomofauna de carábidos mexicanos se han registrado 11 subfamilias, 40 tribus, 172 géneros y 1957 especies, de las cuales el 60% (1191 especies) son endémicas y el 40% (466 especies) son especies migrantes (Ordoñez, 2006). Las especies de carábidos mexicanos representan el 5.77% de las especies a nivel mundial; el 54% de sus especies son compartidas con Norteamérica; pero a nivel genérico solo comparte el 20% de géneros con Norteamérica (35 géneros) y el 40% de géneros con Sudamérica (103 géneros) (Blackwelder, 1944 y Ball G. E., 2000). Se ha identificado ciertos rasgos de distribución altitudinal en carábidos mexicanos, la fauna que domina las bajas altitudes son taxones lebiomorfos (Tribu Lebiini), mientras que en grandes altitudes la dominancia es por platininos (Género Platynus), siendo esta última la que contribuye al incremento de la biodiversidad de especies (Ball G. E., 2000). Actualmente la UNAM está trabajando en un catálogo digital de Tipos de Insecta para poder consultar información sobre algunos ejemplares que se encuentran en la Colección Nacional de Insectos (CNIN) del Instituto de Biología (UNAM, 2013) y estará disponible en a mediados de 2017, y entre ellos se pueden encontrar ejemplares de Carabidae. 12 f) Los carábidos como indicadores biológicos Un indicador biológico es un organismo que por sus características (presencia o ausencia, densidad poblacional, dispersión, procesos reproductivos, etc) se utiliza como indicador para conocer condiciones ambientales de interés (Landres et al., 1988). Se clasifican en: indicadores ambientales, ecológicos y de diversidad. El indicador ambiental tiene por objetivo identificar y monitorear los cambios en el ambiente (McGeoch, 1998); el indicador ecológico mide el impacto del estrés de las variables ambientales sobre la biota. La respuesta dependerá de que nivel se esté observando a nivel individual se pueden ver cambios fisiológicos; a nivel especie (cambio en el número de especies y su abundancia) o a nivel comunidad (relación entre especies) (Rainio y Niemela, 2003). Mientras que el indicador de diversidad puede mostrar que a) la presencia o ausencia de la especie objeto o indicadora puede conducir a la presencia o ausencia de otras especies; b) la adición o pérdida de la especie indicadora conduce a cambios en la abundancia de otras especies donde la especie estudio sea considerada como una especie clave o c) la especies puede ser dominante que provea la mayor parte de la biomasa o del número de individuos del área (Lindenmayer et al., 2000). Para determinar si una especie o grupo es considerado como indicador biológico se deben de tomar en cuenta las siguientes características: la taxonomía y ecología de la especie o grupo debe estar bien conocida; distribuirse en un área geográfica amplia; determinar las características ambientales de su hábitat; la especie o grupo debe tener sensibilidad a los cambios ambientales; identificar si tienen alguna importancia económica; su colecta no debe ser costosa y el tamaño poblacional debe ser grande para (en algunos casos) reflejar la respuesta de otras especies; por ello es importante diferenciar la respuesta de los grupos según los ciclos naturales y los inducidos por el hombre (Rainio y Niemela, 2003). Se han realizado estudios utilizando distintos ordenes de insectos como Coleoptera, Odonata y Lepidoptera, etc. y algunasde sus especies son consideradas especies bioindicadoras. En el caso particular de Coleoptera, la familia Carabidae es considerada como un indicador biológico, ya que es uno de los grupos mejor estudiados debido a su gran diversidad, alto endemismo, larga historia evolutiva, amplia gama de comportamiento, facilidad de captura y de muestreo así como su presencia cosmopolita (Erwin, 1977, 1979; Moret, 2003; Lôvei, 2008), por lo que son considerados como un buen grupo de estudio para medir la sensibilidad ante los cambio ambientales , ecológicos y de la biodiversidad de la comunidad para la conservación de áreas (McGeoch, 1998; Rainio y Niemela, 2003; Niemelä, 2000). Algunos de los estudios realizados utilizando carábidos como indicadores biológicos son: Davies y Margules (1998) realizaron un estudio sobre la correlación de la abundancia de 45 especies de carábidos antes y después de la fragmentación de un bosque, la cual no se ve alterada significativamente, pero si se observa que algunos eventos de fragmentación o de efecto borde permite la aparición de 12 especies nuevas y se cree que se debe a la colonización de nuevos hábitats después de la fragmentación Estudios sobre la riqueza de especies de carábidos en pastizales, páramos y bosques (Blake, 1996); abundancia de especies en praderas y cultivos de cereales (Luff, 1996); comportamiento de la riqueza de especies frente a la intensidad de manejo y diferentes 13 tipos uso en praderas (Grandchamp et al., 2005); y sobre los efectos de disturbios (uso de pesticidas) en la densidad poblacional de carábidos y arañas (Rushton et al., 1989). Todos estos estudios coindicen en un que la composición de especies se vuelve específica según el tipo de hábitat o tratamiento que se le da, aunque algunas especies no presentan cambios en su abundancia. Es importante mencionar que existen más trabajos enfocados a esta área ya que algunos de los sitios que se muestrean son cultivos agrícolas y los carábidos son depredadores de plagas como los áfidos. En cuanto a los análisis de indicadores de biodiversidad encontramos algunos trabajos que utilizan a carábidos como grupos indicadores, sin embargo no ha encontrado una relación evidente con la diversidad de otros grupos. Duelli y Obrist (1998) realizan un análisis de datos sobre la diversidad de especies y su abundancia para determinar la dispersión de insectos, arañas, otros artrópodos y con 24 grupos de plantas. Se muestrearon 19 sitios con diferentes tipos de vegetación: humedal, praderas, pantanos, límite con un bosque mixto y un sitio agrícola, donde se encontró una correlación de diversidad de algunos grupos como: Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, Aculeata y Heteropera. En el caso de Carabidae se encuentra que existen sitios con una alta diversidad de especies pero que esta no está relacionada con la diversidad de otros grupos pero sí, se utiliza el total de familias de Coleoptera si se observa esta correlación. También existen trabajos sobre carábidos bioindicadores y su relación trófica, como la realizada por Pearson y Carroll (1998), quienes utilizan tres taxas que representan diferentes niveles tróficos para determinar si estos pueden considerarse como indicadores potenciales y predecir patrones de distribución espacial en Norte América, India y Australia. Los grupos funcionales que utilizan son depredadores (escarabajo tigre), herbívoros/nectivoros (mariposas), omnívoro (pájaros); para determinar el rango de vagilidad intercontinental (pájaros), dispersión local amplia (mariposas) y dispersión limitada (escarabajos tigre). Los resultados más relevantes obtenidos es que el número de escarabajos tigre es un indicador útil para determinar la diversidad de mariposas en Norte América y de aves en el subcontinente de India; mientras que el número de especies de mariposas es un indicador de diversidad de aves en Norte América y Australia, por lo que las relaciones entre estos posibles bioindicadores va a depender mucho del continente que se muestre. En otro estudio realizado en Argentina en la Reserva Natural Municipal Laguna de los Padres se investigó el comportamiento del humedal y su relación biótica y trófica, utilizando a los Carábidos como un grupo indicador. Se muestreó el comportamiento de los gremios tróficos en tres zonas: intangible (zona conservada sin acceso al público), de conservación (permitido el acceso peatonal) y de usos intensivos (desarrolla actividades deportivas, recreativas y contemplativas). Como resultado se encontró que a pesar de que las mayoría de las especies encontradas tienen hábitos depredadores, sí existe una cierta especialización trófica según el sitio de muestreo. Se evidencia que los cambios antropológicos disminuyen la riqueza específica, abundancia y estructura de los ensables, favoreciendo a especies más generalistas (Porrini et al., 2014). 14 Algunos autores proponen a la subfamilia Cicindelidae como un indicador biológico para identificar o monitorear áreas de alta diversidad (Bhardwaj et al., 2008; Pearson y Cassola, 1992). g) Propiedades ecológicas Los ecosistemas se integran de componentes bióticos y abióticos, los cuales interactúan mediante procesos que regulan al sistema en diferentes escalas espaciales y temporales (Maass, 2013) (Figura 6). Para conocer las características que determinan las condiciones o el estado de los elementos del ecosistema se utilizan indicadores o propiedades emergentes del ecosistema que se clasifican en instantáneas, las cuales se evaluan en un momento determinado y dinámicas las cuales podemos observar durante un periodo de tiempo dado (Cuadro 3). Una de las propiedades emergentes más estudiadas es la diversidad, ya que su monitoreo permite conocer las funciones de un ecosistema, como el flujo de energía, el ciclo de nutrientes y del agua, así como las interacciones entre las especies. Conocer cuántas especies están presentes en un ecosistema permitie elaborar herramientas que garanticen su conservación, manejo y aprovechamiento sustentable (Chediack, 2009). Para comprender los cambios presentes en la biodiversidad y la estructura del paisaje, se puede evaluar a la diversidad en distintos niveles: diversidad alfa, riqueza de especies que viven en un lugar; diversidad beta que es el grado de cambio o reemplazo en la composición de diferentes comunidades en un paisaje y la diversidad gamma que es la riqueza de especies del conjunto de comunidades que integran un paisaje, resultante de las diversidades alfa y beta (Moreno, 2001). Figura 6. Estructura jerárquica de los procesos del ecosistema (modificado de Osmond et al., 1980 por Mass, 2013). 15 Cuadro 3. Propiedades emergentes de los ecosistemas. Los principales elementos de la biodiversidad alfa son el número de especies (riqueza específica) y la distribución proporcional del número de individuos que tiene cada especie (abundancia relativa) (Chediack, 2009 y Moreno, 2001). Actualmente se proponen métodos para medir la diversidad de mejor manera utilizando los números de Hills o medidas de “diversidad verdadera”, ya que mide el número efectivo de las especies que hay en ella, en la que todas las especies son igualmente comunes y en la cual se conserva la abundancia relativa promedio de las especies de la comunidad real (Jost, 2006) (Cuadro 4). Sus resultados permiten comparar de forma clara y directa la magnitud de la diferenciación en la diversidad de dos o más comunidades (Pereyra y Moreno, 2013). Los índices utilizados que permiten resumir la información en un valor y hacer comparaciones rápidas y sujetas a aprobación estadística entre la diversidad de distintos hábitats o la diversidad de un mismo hábitat a través del tiempo, la elección del tipo de índice depende del método del modelo utilizado para realizar el muestreo (Moreno, 2001). Cuadro 4. Ecuación para medir la diversidad verdadera (Jost, 2006). 𝑞𝐷 = (∑𝑝𝑖 𝑞 𝑆 𝑖=1 ) pi = abundancia proporcional de la especie i S = número total de especies q = sensibilidad del índice de diversidad a la frecuencia relativa de las especies presentes en la comunidad Sin embargo, esta metodología fue modificada por Chao et al. 2014 ya que presentaba dos problemas. El problema de muestreo se presenta cuando hay una alta sensibilidad al tamaño de la muestra; ya que el muestreo se encuentra incompleto debido a que no todas las especies raras son registradas y el problema de abundancia, ya que ésta no incorpora datos sobre la abundancia relativas de las especies. Esto se solucionó con la integración de métodos de rarefacción y extrapolación que comparan de manera equitativa la riqueza de especies de la muestra, mediante los números de Hill o número efectivo de especies (Chao, et al., 2014; Chao et al., 2016). La interpolación es un proceso por el cual se define un valor en un punto cualquiera a partir de los valores conocidos, mientras que la extrapolación calcula el valor de una variable a partir de otros valores que tienen las mismas características observadas, permitiendo la construcción de una curva que une estos puntos conocidos y calculados. El resultado es una curva de acumulación de especies que permiten incorporar nuevas especies a un inventario y Instantáneas Dinámicas Estado fenológico Estructura espacial (horizontal y vertical) Estructura temporal Abundancia relativa Riqueza Diversidad Biomasa Comportamiento fenológico Tasa de recambio Sucesión 16 relacionarlo con el esfuerzo de muestreo requerido para estimar el total de especies que estarían en el sitio y que se relaciona con el esfuerzo de muestreo de la misma (Jiménez y Hortal, 2003). El programa computacional desarrollado por Chao en 2012 llamado iNEXT (iNterpolacion y EXTrapolación), permite integrar toda la metodología de manera más sencilla para calcular la curva de acumulación de una muestra (Chao et al., 2016) (Figura 7). Mientras que el programa SPADE (Species Prediction and Diversity Estimation in R) estima indicadores de riqueza de especies de uno o dos comunidades; siendo los principales el modelo homogéneo, Chao 1, Chao-bc, iChao1, ACE, ACE-1, Jacknife de 1er y 2do orden (Chao et al., 2016). Figura 7. Curva de acumulación de especies generadas por el programa iNEXT, la línea continua representa los datos observados, mientras que la línea punteada los datos extrapolados con un intervalo de confianza del 95%. La diversidad beta mide el recambio de las especies en dos o más puntos, comunidades o paisajes, y puede ocurrir en espacio y tiempo (Halffter y Moreno, 2001). Tradicionalmente la diversidad beta se mide mediante índices que permiten distinguir las similitudes/disimilitud entre las comunidades o muestras (Álvarez et al., 2006), los más utilizados es el coeficiente de similitud de Jaccard y coeficiente de similitud de Sôrensen (Cuadro 5), pero sus resultados solamente indican de manera general que existe el reemplazamiento de especies pero no explica por qué pasa esto. Cuadro 5. Ecuaciones de los índices de similitud / disimilitud de Jaccard y Sôrensen para medir la diversidad beta (Moreno, 2001). Coeficiente de similitud de Jaccard Coeficiente de similitud de Sôrensen 𝑰𝑱 = 𝒄 𝒂 + 𝒃 + 𝒄 𝑰𝑺 = 𝟐𝒄 𝒂 + 𝒃 a= número de especies presentes en el sitio A b= número de especies presentes en el sitio B c= Número de especies presentes en ambos sitios A y B Número de individuos D iv er si d ad d e es p ec ie s 17 Baselga en 2010, utilizando los índices de disimilitud de Jaccard y Sôrensen desarrolló un método matemático donde separa dos componentes de la diversidad beta (Cuadro 6), la originada solamente por el recambio de especies y la disimilitud derivada por anidación que ocurre cuando en un sitio existe un número muy bajo de especie en comparación de sitios más ricos, los resultados arrojan datos importantes para comprender procesos ecológicos biogeográficos y de conservación de especies. Para ello toma como base el paquete estadístico R, el cual es un software libre para el análisis estadístico de datos (EASP, 2017). Cuadro 6. Ecuaciones de los índices de disimilitud de Jaccard y Sôrensen para medir la diversidad beta y sus componentes (Baselga, 2010). Índice de disimilaridad de Jaccard 𝜷𝒋𝒂𝒄 = 𝜷𝒋𝒕𝒖 + 𝜷𝒋𝒏𝒆 = 𝒃 + 𝒄 𝒂 + 𝒃 + 𝒄 = 𝟐𝒃 𝟐𝒃 + 𝒂 + ( 𝒄 − 𝒃 𝒂 + 𝒃 + 𝒄 ) ( 𝒂 𝟐𝒃 + 𝒂 ) a= número de especies compartidos en dos sitios b= número de especies únicas en el sitio más pobre c= número de especies únicas en los sitios con mayor riqueza βjtu = componente de recambio βjne = componente de anidamiento Índice de disimilaridad de Sôrensen 𝜷𝒔𝒐𝒓 = 𝜷𝒔𝒊𝒎 + 𝜷𝒔𝒏𝒆 = 𝒃 + 𝒄 𝒂 + 𝒃 + 𝒄 = 𝒃 𝒃 + 𝒂 + ( 𝒄 − 𝒃 𝟐𝒂 + 𝒃 + 𝒄 ) ( 𝒂 𝒃 + 𝒂 ) a= número de especies compartidos en dos sitios b= número de especies únicas en el sitio más pobre c= número de especies únicas en los sitios con mayor riqueza βsim = componente de recambio βsne componente de anidamiento 18 V. MÉTODO a. Área de estudio El área de estudio se localizan en la sierra de San Javier, perteneciente al municipio del mismo nombre, al centro del Estado de Sonora y forma parte de la porción suroeste de la sierra de Aliso (Stewart y Roldán, 1991), considerada parte de la Región Terrestre Prioritaria No. 37 San Javier-Tepoca (Arriega, et al., 2008); tiene gran relevancia biogeográfica ya que es el límite septentrional de la BTC y su estructura orográfica es bastante accidentada con barrancas y quebradas (Arriega et al., 2008). El clima es semicálido húmedo (A)C(wo)(x)d, con temperatura máxima mensual de 25.6°C en los meses de junio y julio; una temperatura mínima mensual de 11.3°C de diciembre y enero. La época de lluvias se presenta en julio y agosto, con una precipitación media anual de 630.1 mm, con frecuentes heladas en febrero y marzo (INAFED, 2005). En la zona de Sonora, la vegetación del bosque tropical caducifolio presenta baja estatura y se observa un incremento de cactáceas, dándole un aspecto más xérico (Trejo, 1999), la composición florística mas representativas son: Bursera laxiflora, Bursera arborea, Guaiacum coulteri, Conzatiia multiflora (guayacán), Guazuma ulmifolia (guásimo), Lysiloma divaricatum (mauto), Lysiloma watsonii, Haematoxylum brasiletto (palo de brasl), Chloroleucon mangense var. Leucospermum, Senna atomaria, Erythrina sp., Ceiba acuminata, C. aesculifolia (el pochote o ceiba), Tabebuia impetiginosa (amapa rosa), Cochlospermum vitifolium (amapa amarilla), Pseudobombax palmeru, Ficus spp., Fouquiera sp., Croton fantzianus, Jatropha cordata, Jatropha cinerea, Wimmeria mexicana y cactáceas como: Opuntia thurberi, O. wilcoxii, Pachycereus pecten-aboriginum, Stenocereus montanus y S. thurberi (González et al., 2012 y Sánchez Mejía et al., 2007). b. Sitio de muestreo Se ubicaron cuatro sitios de muestreo (Figura 8, Cuadro 7), en cada sitio se estableció una trampa de luz permanente donde se utilizaron dos tipos de fuentes luminosas: una lámpara de vapor de mercurio y una lámpara de luz tipo Pennsylvania- Minnesota (Southwood, 1966), modificado por Zaragoza Caballero para el proyecto LINBOS (UNAM, 2016), esta última tenía dos bulbos de UV de 20 W (uno sin filtro) colocadas sobre un contenedor de 20 cm de diámetro lleno de alcohol al 70%. Ambas fuentes luminosas fueron instaladas contra una pantalla blanca vertical de 1.80m X 1.50m. (Figura 9) y se prendieron cada mes cinco días durante cuatro horas diarias. Las fechas de colecta se iniciaron dos días antes del día del cuarto menguante lunar (Zaragoza y Ramírez, 2009), durante el periodo de noviembre de 2003 a octubre de 2004. 19 Figura 8. Mapa de localización de los sitios de muestreo y distancia entre sitios (Google, 2016). Cuadro 7. Coordenadas geográficas de las localidadesdonde se realizó el muestreo. Sitio de muestreo Localidad Latitud Longitud m.s.n.m. TL1 México, Sonora 36.6km SE Tecoripa La Barranca 28°34´ 40.1´´ N 109° 39´ 54.3´´O 562 TL2 México, Sonora 29km SE Tecoripa y 4km S, "Las Peñitas" 28° 32´ 21.7´´ N 109° 41´ 31.5´´ O 562 TL3 México, Sonora 36 km SE Tecoripa Lo. de Campa " El Cajon" 28° 32´ 18.2´´ N 109° 44´ 37.7 ´´ O 483 TL4 México, Sonora 2 km S San Javier 28°32´ 53.0´´ N 109° 44´51.5´´ O 795 20 Figura 9.Trampa de luz tipo Pennsylvana-Minnesota modificada por Zaragoza Caballero, utilizada para el muestreo en San Javier, Sonora. c. Tratamiento de datos 1. Identificación taxonómica Para la identificación taxonómica a nivel de género de los individuos encontrados se utilizó la clave de identificación de Reichardt (1977), Martínez (2005), Ball y Bousquet (2000) y como apoyo visual de los ejemplares se consultó la página Carabidae of the World (Anichtchenko, 2016). 2. Fenología El análisis de la relación temporal de Carabidae permitió identificar la abundancia de morfoespecies de manera mensual y se relacionaron con la temperatura promedio mensual, precipitación y evaporación que se obtuvieron de la base de datos de la estación meteorológica 26201 Tecoripa, Sonora (CICESE, 2016). 3. Diversidad alfa Se construyó una curva de acumulación de especies mediante el programa online iNEXT (iNterpolación/ EXTrapolación) (Chao et al., 2016) apartir de la abundancia observada de las morfoespecies por mes de colecta. Se interpolaron y extrapolaron los datos totales de la muestra y de manera independiente cada una de los sitios de muestreo con la fnalidad de conocer cuál de éstos tiene mayor diversidad verdadera. 21 Se utilizó el programa online SPADE online (Species Prediction and Diversity Estimation) (Chao et al., 2016), para determinar el índice de diversidad ACE (Estimador de Cobertura basado en Abundancia) que utiliza datos de morfoespecies con diez o menos individuos en la muestra para estimar el número de especies no visibles (Coeficiente de Variación-CV) y determina el grado de heterogeneidad a cerca de las especies que tienen probabilidad de ser descubiertas (Chao y Lee, 1992). 4. Diversidad beta Para calcular la diversidad beta se utilizó el programa “betapart” (Baselga y Orme, 2012), en el paquete R para estimar el índice de disimilitud de múltiples sitios basado en Jaccard para estimar el total de la disimilitud de la muestra y cuál es el porcentaje representado por recambio o anidamiento (diversidad beta total - βJAC; recambio de especies - βJTU; anidamiento de especies - βJNE). 22 VI. RESULTADOS 1. Identificación taxonómica Los individuos de la familia Carabidae colectados en los sitios de muestreo se analizaron de manera taxonómica encontrando un total de 12 subfamilias, 19 tribus, 36 géneros y 10,135 individuos representados en la muestra (ANEXO I, II y III). En cada uno de los sitios de muestreo se encontró diferente cantidad de individuos, en TL1, 3,479 individuos; TL2, 82 individuos; TL3, 4,850 individuos y TL3, 1,724 individuos, teniendo un comportamiento muy parecido los sitios TL1 y TL3, en cuanto a la cantidad de géneros (Figura 10). Las tres subfamilias con mayor número de morfoespecies son: Lebiinae (40.68%), Harpalinae (13.56%) y Trechinae (11.86%) (Figura 11). Figura 10. Relación entre abundancia, subfamilias y géneros por sitio de muestreo (en escala logarítmica base 10). 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 TL1 TL2 TL3 TL4 Abundancia Género 23 Figura 11. Porcentaje de representatividad de las subfamilias encontradas en el muestreo. 2. Fenología Al analizar los datos de abundancia a través del tiempo, se encuentra que en el mes de julio se registraron el 91.52% de individuos colectados del total de la muestra, pero en relación con las subfamilias más abundantes, éstas varían según el mes de colecta, sin que alguna subfamilia o morfoespecie haya predominado durante todo el tiempo de colecta. Comparando la abundancia de las morfoespecies capturadas con los datos ambientales de temperatura promedio, precipitación promedio y evaporación promedio observada durante el tiempo de muestreo se estableció la fenología de la muestra. Existe una correlación entre la abundancia de carábidos, precipitación y temperatura. En el mes de julio donde se encontraron los valores más altos de las tres variables (Figura 12 y 13). Se observaron 31 morfoespecies que solamente se contaron con un registro, siendo el mes de julio donde se presenta el 74.19% de estas morfoespecies (Cuadro 8). Pero si se analizan con más cuidado su presencia durante los meses de colecta y sitio de colecta hay 18 morfoespecies que considerarían como raras ya que se presentan en un mes y sitios específicos (Cuadro 9 y ANEXO IV). Cicindelinae 5% Scaritinae 8% Lebiinae 41% Harpalinae 13% Trechinae 12% Platyninae 7% Otros 14% 24 Figura 12. Relación entre la abundancia y temperatura promedio (en escala logarítmica base 10). Figura 13. Relación entre abundancia, precipitación y evaporación (en escala logarítmica base 10). 0.00 1.00 2.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 °C °C A b u n d an ci a Abundancia Temperatura promedio 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 m m A b u n d an ci a Abundancia Precipitación promedio Evaporación promedio 25 Cuadro 8.Subfamilias más abundantes y morfoespecies raras encontradas en la muestra a través del tiempo. 2003 2004 Mes de captura Nov Abr Jun Jul Ago Sep Abundancia total 8 1 1 9,278 479 368 % de la subfamilia más abundante Pterostichinae 100 Brachininae 100 Scaritinae 100 Pterostichinae 35.54 Lebiinae 16.85 Scaritinae 13.16 Brachininae 34.86 Pterostichinae 17.12 Harpalinae 15.03 Harpalinae 59.78 Lebiinae 16.03 Dyptinae 10.05 Morfoespecies con un solo registro durante el mes CAR14 Cicindelina CAR15 Cicindelina CAR22 Cicindelina CAR30 Carabini CAR31 Pentagonicini CAR32 Chlaeniini CAR35 Pterostichini CAR39 Platynini CAR40 Odacanthini CAR41 Lebiini CAR43 Stenolophini CAR44 Odacanthini CAR45 Stenolophini CAR47 Odacanthini CAR48 Clivinini CAR50 Clivinini CAR51 Harpalini CAR57 Cyclosomini CAR63 Lebiini CAR65 Stenolophini CAR66 Lebiini CAR67 Odacanthini CAR69 Brachinini CAR55 Morionini CAR58 Pentagonicini CAR62 Helluonini CAR64 Bembidiini CAR68 Harpalini CAR70 Zuphiini CAR71 Trechini CAR72 Brachinini Cuadro 9. Abundancia de las Morfoespecies raras distribuidas por los meses de colecta. Morfoespecies TL1 TL2 TL3 TL4 Subfamilia Género Julio CAR32 1 Licininae Chlaenius CAR65 1 Harpalinae Stenolophus CAR69 1 Brachininae Brachinus CAR43 2 Harpalinae Pogonodaptus CAR66 2 Lebiinae Lebia CAR41 3 Lebiinae Lebia CAR40 4 Lebiinae Euphorticus CAR31 1 Lebiinae Pentagonica CAR47 1 Lebiinae Anchonoderus CAR63 1 Lebiinae Lebia Agosto CAR55 1 Pterostichinae Morion CAR62 1 Anthiinae Helluomorpha CAR58 1 Lebiinae Pentagonica CAR64 10 Trechinae Meotachys Septiembre CAR70 1 Dryptinae Pseudaptinus CAR71 1 Trechinae Cnides CAR72 1 Brachininae Brachinus CAR68 8 Harpalinae Discoderus 26 3. Diversidad alfa Se contabilizaron 10,135 individuos en 59 morfoespecies. Las 59 morfoespecies más abundantes de este muestreo y que representan el 75.29% de la muestra total son CAR 59 Elaphropus (Bembidiini), CAR 61 Lebia (Lebiini), CAR 16 Schizogenius (Clivinini). CAR 37 Lebia (Lebiini) y CAR 20 Lebia (Lebiini) (Cuadro 10), de las cuales la Tribu Lebiini representó el 34.90% del total de la muestra. Cuadro 10. Género y tribu de las morfoespecies más abundantes en el muestreo. MorfoespecieTotal % de representatividad CAR59 Elaphropus (Bembidiini) 2,887 28.48 CAR61 Lebia (Lebiini) 1,254 12.37 CAR16 Schizogenius (Clivinini) 1,209 11.93 CAR37 Lebia (Lebiini) 1,192 11.76 CAR20 Lebia (Lebiini) 1,091 10.76 27 Utilizando los datos de abundancia de la muestra se puede calcular la riqueza de morfoespecies. Para ello se utilizó el programa SPADE (Chao, et al., 2016) el cual determina mediante el estimador ACE, que se espera que el sitio posea 69.45 especies, por lo que este muestreo tiene una cobertura de 84.95% de las especies potencialmente presentes en San Javier, Sonora (Cuadro 11). Para conocer el inventario de diversidad biológica de carábidos presentes, se construyeron además curvas de acumulación de especies mediante el programa iNEXT, el cual generó gráficas de la curva de acumulación total de la muestra y para cada uno de los sitios de muestreo, tomando en este último caso, los datos observados y extrapolándolos para observar el comportamiento de las morfoespecies presentes en cada sitio de muestreo (Figura 14). Cuadro 11. Resultados del estimador ACE, calculado en SPADE (Chao, et al., 2016). Información básica Variable Valor Tamaño de la muestra n 10135 Número de especies observadas D 59 Cobertura estimada para el total de la base de datos C 0.999 Coeficiente de variación del total de la muestra CV 2.721 Estimador de riqueza de especies Estimado s.e. Intervalo de confianza al 95% Inferior Superior ACE (Chao & Lee, 1992) 69.45 6.4 62.4 90.8 Observadas en la muestra 59 Figura 14. Curva de acumulación total de morfoespecies en San Javier, Sonora; comparando los resultados extrapolados de cada uno de los sitios de muestreo. 0 10 20 30 40 50 60 70 1 2599 5198 7797 Total TL1 TL2 TL3 TL4 28 4. Diversidad beta El recambio de especies entre los sitios de muestreo indican que el 84.75% de la abundancia se comparte principalmente entre los cuatro sitios de muestreo y que la subfamilia Lebiinae es la que presenta una dominancia considerable (Anexo IV y Cuadro 12). Para poder entender cuál es la razón por la cual se comportan de esta forma las especies se realiza un análisis mediante el programa “betapart” que proporciona el índice de disimilitud de especies de múltiples sitios basado en Jaccard el cual indica que el 75% se debe al recambio de especies y el 25% restante por anidamiento de especies (o pérdida) (Cuadro 13). Cuadro 12. Recambio de especies entre los sitios de muestreo. Comparten 1 sitio Comparten 2 sitios Comparten 3 sitios Comparten 4 sitios No de individuos 59 631 855 8590 No. De Morfoespecies 20 14 15 10 Subfamilia más representativa Lebiinae 40% Harpalinae 15% Brachininae 10% Trechinae 10% Lebiinae 26.6% Cicindelinae 13.3% Harpalinae 13.3 % Lebiinae 53.33% Lebiinae 40% Observación La mayoría se encuentran en TL1 Mayor relación en TL1 y TL3 Mayor relación TL1,3,4 TL3 el que tiene la mayor abundancia (4398) Cuadro 13. Índice de disimilitud de especies en múltiples sitios, Jaccard. Jaccard beta.JTU beta.JNE beta.JAC 0.52 0.17 0.69 75% por recambio de especies 25% por anidamiento de especies 100% de disimilitud total de especies 29 VII. DISCUSIÓN 1. Identificación taxonómica Las especies de la familia Carabidae en México representan el 5.77% de las especies a nivel mundial pero el 74.26% del total de toda la entomofauna de Norteamérica (Lorenz, 2005 y Ball, 2000). Por ello es importante reconocer las especies presentes en México y determinar si existen patrones de distribución. Pocos han sido los estudios realizados y enfocados específicamente a conocer la abundancia y distribución de Carábidos en México. El presente estudio es el primero en realizar muestreo en la parte más norteña del bosque tropical caducifolio y del cual se identificaron 12 subfamilias, 19 tribus, 36 géneros, 59 morfoespecie de 10,135 individuos. Las tres subfamilias con mayor diversidad de especies fueron: Lebiinae (40.68%%), Harpalinae (113.56%) y Trechinae (11.86%). Mientras que las cinco morfoespecies más abundantes y que representan el 75.29% de la muestra total son CAR 59 Elaphropus (Bembidiini), CAR 61 Lebia (Lebiini), CAR 16 Schizogenius (Clivinini), CAR 37 Lebia (Lebiini) y CAR 20 Lebia (Lebiini). Debido a que son escasos los estudios de investigación sobre biodiversidad de carábidos que llegan a nivel taxonómico, no se pueden vislumbrar si existen subfamilias predominantes o patrones de distribución específicos sobre todo en ecosistemas como el BTC. El único trabajo que se logró identificar con análisis taxonómico a nivel de subfamilias se desarrolló en la Reserva Natural Río Manso (Colombia), y mide diversidad de Carabidae y Scarabaeidae en un bosque seco tropical con transición a húmedo y en él se encuentra que las subfamilias con mayor abundancia son Harpalinae (31.6%), Paussinae (20.9%) y Scaritinae (4.6%) (Uribe y Vallejo, 2013). Comparando los resultados de las investigaciones realizadas en San Javier Sonora y en la Reserva de Río Manso en Colombia, se identificó una relación entre una de las subfamilias más representativas, la subfamilia Harpalinae y el BTC. La abundancia de especies de Harpalinae dentro de bosques secos, se puede deber a que esta sufamilia es condiderada la más grande dentro de Carabidae y que muchas de estas especies tienen hábitos arbóreos y los bosques secos tienen predominio de árboles con copas extendidas con cerca de 7 a 8 m de altura, lo que facilita la aparición de especies con hábitos árboreos que les dan los recursos necesarios para desarrollarse (Martínez, 2005). Los Harpalinos son considerados como una de las subfamilia más diversas tanto morfológicamente como en su estilo de vida, ya que pueden presentar diferentes tipos de alimentación e incluso se han identificado simbiosis con hormigas y termitas, ectoparasitismo con otros insectos que facilitan el éxito poblacional dentro de un ecosistema arbóreo (Ober y Heider, 2010). Si se realizan más estudios de Carábidos en bosques secos y se encuentra la misma relación se estaría encontrando patrones de distribución más específica por tipos de vegetación, pero también se debería tomar en cuenta los valores altitudinales para reforzar este tipo de patrones en bosques secos. El caso de Lebinae que es la sufamilia más abundante de este estudio, no existe información clara sobre las características ecológicas que tienen estas especies en México por lo que no se puede identificar hasta este momento si existe una correlación entre las características del bosque tropical caducifolio que permita la presencia de ciertas especies. 30 La identificación taxonómica de las morfoespecies encontradas presentó algunas particularidades sobre todo en la morfoespecie CAR 18 Lebia (Lebiinae), ya que no se pudo identificar subgénero aun siguiendo las claves de subgéneros norteamericanos y sudamericanos ya que ésta presenta características que no se incluyen en las claves. Esto puede deberse a que México debido a su variedad orográfica y vegetal ha permitido la creación de microhabitats que facilitan la especiación y endemismo (Figura 15). Figura 15. Fotografía de CAR 18 Lebia (Lebiinae). E E LIl 31 2. Fenología La estacionalidad que presenta el BTC es muy marcada (lluvias y secas), lo que permite que los ciclos de vida de muchos organismos que viven dentro de este ecosistema se encuentren adaptados y sincronizados con los cambios ambientales (Martínez, 2008). Los principales factores ambientales que se evaluaron en este trabajo fueron la precipitación, temperatura y humedad, siendo la precipitación un factor que determina la productividad de las comunidades; al incrementarse la disponibilidad de alimento (por biomasa de la vegetacióny/o crecimiento de poblaciones) la cantidad de insectos se incrementa considerablemente. En el caso de Carábidos se observa que el mes de julio es el punto máximo de abundancia y riqueza de morfoespecies y a su vez es el mes que presenta la mayor cantidad de precipitación del año lo que podría ser un factor clave para la aparición de ciertas especies y su abundancia. La abundancia de especies varía según el mes, no existe una subfamilia que tenga mayor abundancia durante época de secas y son muy pocas las especies observadas, sin embargo se puede observar su presencia en otros meses. Durante julio de 2004 es el mes que presenta mayor abundancia con el 91.54% del total de individuos colectados de toda la muestra y en el cual se presentan la mayor cantidad de especies. A pesar de eso el mes de agosto y septiembre también son importantes por la cantidad de individuos, aunque no se observa que alguna subfamilia en particular sea la dominante ni se mantenga constante (Cuadro 14). El mes de julio también es importante ya que se encuentron 23 morfoespecies consideradas raras debido a que es el único mes en el que se presentan durante el muestreo, aunque el número de estas va disminuyendo en los siguientes meses con cuatro morfoespecies durante el mes agosto y septiembre respectivamente (Cuadro 8). Cuadro 14 . Porcentaje de representatividad de subfamilias durante los meses de colecta. Porcentaje de representatividad de subfamilias por mes de colecta 2004 Julio Agosto Septiembre Pterostichinae 35.54 Lebiinae 16.85 Scaritinae 13.16 Brachininae 34.86 Pterostichinae 17.12 Harpalinae 15.03 Harpalinae 59.78 Lebiinae 16.03 Dyptinae 10.05 La afinidad observada en la abundancia de especies con respecto a la mayor precipitación promedio registrada durante el muestreo en San Javier, Sonora, también se observa en otros resultados obtenidos dentro de otros BTC, donde las familias estudiadas son Cantharidae (Pérez, 2012), Staphylinidae, Lampyridae, Tenebrionidae, Carabidae, Lycidae, Curculionidae, Meloidae (González, 2014), Scarabaeidae (García, 2013), Chrysomelidae (Burgos y Anaya, 2004), Elateridae (Zurita, 2004) y Nitidulidae (Pedraza, 2008). No se pueden inferir alguna relación en particular entre dichas familias ya que sus hábitos alimenticios y de forma de vida son distintos, pero se podría pensar que los valores máximos de precipitación es uno de los factores que permite que sus poblaciones tengan un incremento considerable. 32 3. Diversidad Alfa Actualmente son pocas las publicaciones enfocadas a realizar investigación sobre diversidad de las familias o descipción de especies de Coleoptera dentro del BTC en México y se centran principalmente en las familias Cerambycidae, Staphylinidae, Phengodidae, Telegeusidae, Lycidae, Lampyridae, Cantharidae y Tenebrionidae. En el Cuadro 15 se muestran los resultados de trabajos realizados sobre diversidad alfa de carábidos a nivel nacional e internacional. Si comparamos estas referencias con el presente estudio, utilizando un método de colecta de las trampas de atracción luminosa, encontramos que San Javier Sonora la que registra mayor número de tribus reconocidas (19), un número considerable de morfoespecies registradas (59 morfoespecies) y la mayor cantidad de individuos capturados (10,135). Se considera este muestreo bastante completo ya que se obtiene el 84.95% de las morfoespecies estimadas para el sitio. Este número es muy parecido al obtenido en los estudios anteriores que también tienen en su mayoría un periodo de colecta anual, utilizando un método de colecta distinto (trampas de atracción luminosa). Pérez (2012) realizó una comparación de resultados entre distintos tipos de trampas utilizadas para captura de insectos asociados a BTC en la Reserva de la Biósfera Sierra de Huautla, México (REBIOSH) derivados de distintas investigaciones previas realizadas en el mismo sitio (Zaragoza et al, 2000c). Complementando esta información (Cuadro 16) con los datos proporcionados por esta investigación, se puede observar que la trampa de luz utilizada ha sido muy eficiente ya que se colectaron más del 80% de individuos en comparación con las trampas Malaise, pitfall y colecta directa. Las horas de trabajo se reducen considerablemente en comparasión con trampa Malaise (73.34%) y Pitfall (9.8%); y comparando el número de morfoespecies colectadas se incrementa un 64.4% con 160 horas más de trabajo de dicha trampa lo que permite conocer de más sobre la riqueza del sitio. 33 Cuadro 15. Resultados de estudios de diversidad alfa de carábidos. Autor/es Área o de estudio Tipo de vegetación Tipo de trampa Número de individuos colectados Taxonomía Porcentaje de colecta Pérez Hernández, 2009 Quilamula, Reserva de la Biósfera, Sierra de Huautla Morelos, México Bosque tropical caducifolio Pifall, colecta directa en corteza de troncos y sombrilla entomológica 212 9 tribus, 17 géneros, 3 especies y 22 morfoespecies, 75% Fierro et al. 2011 Rucamanque en Chile Bosque relicto de roble, olivillo y el ecotono Pitfall 1,101 12 especies --- Castro et al, 2012 Laguna Nahuel Rucá, Mar Chiquita en Argentina Humedal Pitfall 2,588 15 tribus, 34 géneros y 63 especies 84 y 93% Uribe y Vallejo, 2013 Reserva Natural Río Manso, Colombia Bosque tropical seco con transición a húmedo Pitfall, tarmpas de luz negra, red de intecepción, red entomológica y colecta manual 313 4 subfamilias, 8 tribus y 10 géneros 90 % Porrini et al., 2014 Reserva Natural Municipal Laguna de los Padres, Argentina -Humedal intangible y de conservación -Humedal de uso intensivo Pitfall 2,160 15 tribus, 31 géneros y 62 especies -Humedal intangible y conservación : 85% -Humedal de uso intensivo: 56% Somoano et al., 2014 Oviedo (Asturias), España Bosque de robles, arces y fresnos, bosques mixtos. Plantaciones de castaños, robles y eucaliptos. Comunidad de equisetos. Matorrales y prados de cultivo agrícola Pitfall 3,150 8 especies 76.8% de las especies colectadas son endémicas Guzmán Robles, 2007 San Javier, Sonora, México Bosque tropical caducifolio Trampa de luz 10,135 12 sufamilias, 19 tribus, 36 géneros, 59 morfoespecies 84.95% 34 Cuadro 16. Resultados de distintos modelos de trampa utilizados para muestreo de Carabidae en distintos bosques tropicales caducifolios de México. Sitios de muestreo Carabidae en REBIOSH (Zaragoza 2000c) Carabidae San Javier, Sonora (Guzmán Robles, 2007) Tipo de trampa Directa Malaise Pifall Luz Luz No. De trampas - 6 32 3 4 Meses 1 12 12 12 11 Días 5 5 7 5 5 Horas/días 6 24 24 4 4 Horas totales 60 8,640 64,542 720 880 Muestras obtenidas - 72 384 180 220 Total de ejemplares 88 6 124 8,393 10,135 Morfoespecies 20 4 10 35 59 A pesar de que el inventario de morfoespecies de San Javier, Sonora presenta datos robustos con un 84.85% del total de morfoespecies estimadas para este sitio, pero se recomienda realizar muestreos con trampas de caída, para identificar aquellas especies que tienen hábitos epigeos o que tienen bajo grado de movilidad o un microhábitat muy específico y que no han sido encontradas en el muestreo con la trampa de luz. 4. Diversidad beta Los estudios de diversidad beta con carábidos son escasos y se enfocan más en reconocer las disimilitudes entre distintos sitio (conservado vs. perturbado) (Somoano et al., 2014) y la estacionalidad (Porrini et al., 2014). En este estudio solo se visualiza un proceso de manera local en el cual se puede identificar que el proceso de mayor importancia entre la disimilitud de morfoespecies se debe en un 75% al recambio de las mismas en los sitios de muestreo y donde la subfamilia Lebiinae juega un papel
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