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FRUGIVORÍA Y DISPERSIÓN DE SEMILLAS POR LA GUACHARACA VARIABLE (Ortalis motmot, Aves: Cracidae) DIANA CAROLINA ACOSTA ROJAS UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS PROGRAMA ACADÉMICO DE BIOLOGÍA SANTIAGO DE CALI 2010 FRUGIVORÍA Y DISPERSIÓN DE SEMILLAS POR LA GUACHARACA VARIABLE (Ortalis motmot, Aves: Cracidae) DIANA CAROLINA ACOSTA ROJAS UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS PROGRAMA ACADÉMICO DE BIOLOGÍA SANTIAGO DE CALI 2010 FRUGIVORÍA Y DISPERSIÓN DE SEMILLAS POR LA GUACHARACA VARIABLE (Ortalis motmot, Aves: Cracidae) DIANA CAROLINA ACOSTA ROJAS Proyecto de Trabajo de Grado presentado como requisito parcial para optar al título de Bióloga Directora ALBA M. TORRES G. Bióloga, M.Sc., Ph.D. Codirector GERMÁN A. CORREDOR L. Biólogo, M.Sc. Codirectora MARCIA C. MUÑOZ N. Bióloga, M.Sc. UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS PROGRAMA ACADÉMICO DE BIOLOGÍA SANTIAGO DE CALI 2010 UNIVERSIDAD DEL VALLE FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS PROGRAMA ACADÉMICO DE BIOLOGÍA DIANA CAROLINA ACOSTA ROJAS, 1986 FRUGIVORÍA Y DISPERSIÓN DE SEMILLAS POR LA GUACHARACA VARIABLE (Ortalis motmot, Aves: Cracidae) MATERIAS O TEMAS: Ortalis motmot, Cracidae, aves frugívoras, dispersión de semillas, germinación, retención intestinal ii NOTA DE APROBACIÓN El trabajo de grado titulado “Frugivoría y dispersión de semillas por la guacharaca variable (Ortalis motmot, Aves: Cracidae)”, presentado por la estudiante DIANA CAROLINA ACOSTA ROJAS, para optar por el título de Bióloga, fue revisado por el jurado y calificado como: APROBADO _____________________________________ Alba Marina Torres Gonzáles M.Sc., Ph.D. Directora _____________________________________ Germán Corredor M.Sc. Codirector _____________________________________ Marcia Carolina Muñoz Neyra M.Sc. Codirectora ________________________________________ Jurado iii DEDICATORIA A mi familia por su invaluable apoyo. Y a César. iv AGRADECIMIENTOS A mis padres y hermana por su constante apoyo y motivación. A César por enriquecer esta investigación con sus oportunos comentarios y su ayuda incondicional. Los permisos para el trabajo de campo y las pruebas en cautiverio fueron gracias a los trámites hechos por la Fundación Zoológica de Cali en cabeza de María Clara Domínguez. La Junta Directiva del Club Campestre de Cali otorgó el permiso para trabajar en el bosque que se encuentra dentro de su institución. Sus socios me animaron durante las jornadas de campo y mostraron constante interés en los resultados de la investigación. La Fundación El Refugio me permitió hacer las pruebas ex situ en sus instalaciones y Santiago me brindó asistencia durante dicho proceso. Diego me colaboró en las pruebas de germinación con consejos y herramientas para su montaje. A la Universidad del Valle como institución. A Gustavo Kattán y Humberto Álvarez-López por su guía en el planteamiento de la investigación. A mis tutores Alba Marina, Germán y Marcia Carolina por su valiosa colaboración y compromiso con la planeación, desarrollo y consecución del proyecto. A Manuel Giraldo, Philip Silverstone-Sopkin y Fernando Zapata por su notable influencia en mi formación como bióloga. A Yuliana y Anyella por su asesoría en los análisis estadísticos. v TABLA DE CONTENIDO Página 1. RESUMEN .............................................................................................................. 1 2. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 2 3. MARCO TEÓRICO ............................................................................................... 5 3.1. Relación planta – ave.......................................................................................... 5 3.1.1. Frugivoría.................................................................................................... 5 3.1.2. Dispersión de semillas ................................................................................. 8 3.2. La familia Cracidae .......................................................................................... 14 3.3. Sobre el género Ortalis..................................................................................... 16 3.4. Sobre la especie de estudio: Ortalis motmot...................................................... 18 4. OBJETIVOS ......................................................................................................... 21 4.1. General............................................................................................................. 21 4.2. Específicos ....................................................................................................... 21 5. HIPÓTESIS........................................................................................................... 21 6. MÉTODOS............................................................................................................ 23 6.1. Área de Estudio ................................................................................................ 23 6.1.1. Localización y Clima ................................................................................. 23 6.1.2. Vegetación ................................................................................................ 24 6.2. Dieta ................................................................................................................ 25 6.3. Disponibilidad de frutos ................................................................................... 26 6.4. Pruebas de germinación.................................................................................... 27 6.5. Prueba de retención intestinal ........................................................................... 29 7. RESULTADOS ..................................................................................................... 31 7.1. Dieta ................................................................................................................ 31 7.2. Disponibilidad de frutos ................................................................................... 34 7.3. Pruebas de germinación.................................................................................... 37 7.4 Prueba de retención intestinal ............................................................................ 39 8. DISCUSIÓN .......................................................................................................... 41 8.1. Frugivoría ........................................................................................................ 41 8.2. Dispersión de semillas ...................................................................................... 44 9. CONCLUSIONES................................................................................................. 49 10. LITERATURA CITADA.................................................................................... 50 ANEXO A.................................................................................................................. 60 ANEXO B..................................................................................................................61 vi LISTA DE FIGURAS Página FIGURA 1. Ubicación del área de estudio: bosque seco tropical de un área suburbana de Cali, Colombia. ................................................................... 24 FIGURA 2. Composición mensual de la dieta de la guacharaca variable en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. La composición fue medida como porcentajes de eventos de consumo para cada categoría..................................................................... 31 FIGURA 3. Disponibilidad mensual de frutos en 0.1ha de un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. La disponibilidad fue medida con número de especies con frutos disponibles y número total de frutos disponibles. ........................................................................ 34 FIGURA4. Folivoría en la guacharaca variable comparada con la disponibilidad de frutos mensual de un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. La folivoría se expresa en porcentaje de eventos de consumo (barras), mientras que la disponibilidad se encuentra en número de especies con frutos disponibles (línea)................. 35 FIGURA 5. Relación entre el consumo y la disponibilidad de frutos en la dieta de la guacharaca variable entre diciembre de 2008 y abril de 2009 en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. Tanto el consumo como la disponibilidad se expresan en porcentajes. Se presenta el índice de similitud proporcional (ISP) que varía de cero a uno ................................................................................................. 36 FIGURA 6. Germinación de semillas de M. minutiflora, H. hispidula y Miconia sp. extraídas directamente de los frutos (Tratamiento control) y pasadas por el sistema digestivo de O. motmot (Tratamiento muestras fecales). Los porcentajes de germinación presentados no representan los valores transformados para el análisis estadístico..................................................................................... 38 FIGURA 7. Distribución de los porcentajes de germinación acumulada de (a) M. minutiflora, (b) H. hispidula y (c) Miconia sp. de los tratamientos control (línea continua) y muestras fecales (línea discontinua). ............................................................................................. 39 FIGURA 8. Tiempo de retención intestinal de las semillas de M. minutiflora en el sistema digestivo de dos individuos en cautiverio de O. motmot. Las líneas de tendencia muestran las regresiones logarítmicas de las muestras fecales de los dos individuos (individuo 1 representado por la línea discontinua e individuo 2 por la línea continua). ............................................................................... 40 vii ÍNDICE DE TABLAS Página TABLA 1. Especies consumidas por la guacharaca variable en un bosque seco tropical de un área suburbana, Cali - Colombia. Diciembre 2008 - abril 2009....................................................................................... 32 TABLA 2. Medidas de germinación de las semillas de M. minutiflora, H.hispidula y Miconia sp. de los tratamientos control y muestras fecales....................................................................................................... 38 1 1. RESUMEN La interacción entre plantas y animales que consumen frutos ha sido un tópico de gran interés en el estudio de los procesos ecológicos debido a su importancia en el mantenimiento de la diversidad. Las aves han sido reconocidas como primordiales agentes dispersores de semillas y responsables del proceso de reclutamiento de muchas especies de plantas. En este trabajo se estudió el consumo de frutos por Ortalis motmot (Aves: Cracidae) en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali, Colombia. Por medio de observaciones directas y análisis de muestras fecales de diciembre 2008 a abril 2009, se encontró que la guacharaca variable tuvo una dieta frugívora generalista que incluyó 26 especies de plantas distribuidas en frutos (77.2%), hojas (16.2%) y flores (3.6%), además de tierra, hojarasca y piedras (3%). En términos generales, O. motmot consumió frutos de acuerdo a su disponibilidad, sin embargo prefirió los de Henriettella hispidula y Cupania latifolia en los meses de enero y abril, respectivamente. En marzo, mes en el que se presentó la mas baja disponibilidad de frutos, O. motmot consumió la más alta proporción de follaje durante la época de estudio. Las pruebas de germinación con tres de las especies más importantes en la dieta del ave, mostraron un efecto en la germinación de dos especies. Las semillas defecadas por el ave tuvieron porcentajes de germinación mayores que los de las semillas directamente extraídas de los frutos de H. hispidula (51.5% > 19%) y Miconia sp. (27% > 1.5%). En el caso de M. minutiflora, no se encontraron diferencias en los porcentajes de germinación de los dos tratamientos. El tiempo de retención intestinal medido en este estudio fue en promedio de tres horas y 25 minutos, mínimo de una hora y 13 minutos, y máximo de siete horas y 11 minutos. En aves activas como O. motmot esto indica una posible deposición de las semillas lejos de la planta madre en sitios potencialmente adecuados para la germinación y crecimiento. 2 2. INTRODUCCIÓN La dispersión de semillas es un proceso ecológico que incide en el éxito reproductivo de las plantas y por lo tanto, en la estructura de poblaciones y comunidades vegetales (Restrepo 2002). Algunos animales que consumen frutos tienen la capacidad de mover semillas de la planta madre a sitios que puedan ser adecuados para el establecimiento de las plántulas y modificar los patrones de germinación mediante la variación en el número de semillas germinadas y en el tiempo que toma dicho proceso (Traveset 1998). El paso de las semillas a través del sistema digestivo de los frugívoros es clave en el proceso de germinación. En muchos casos la remoción de la pulpa de los frutos genera el nacimiento de plántulas, ya que se eliminan los compuestos inhibidores que presentan algunas especies y se modifica, por efecto de la escarificación, las testas impermeables de las semillas (Evenari 1949, Agami & Waisel 1988, Barnea et al. 1991). Los animales que consumen frutos producen más efectos positivos que negativos sobre la germinación (Traveset 1998), aunque algunas especies pueden llegar a ser depredadoras de semillas (Moermond & Denslow 1983). La retención del alimento dentro del tubo digestivo no está únicamente determinada por características morfológicas y fisiológicas intrínsecas de un animal en particular (Barnea et al. 1991). La velocidad con la cual el alimento se mueve por el intestino cambia con el tipo de alimento que el animal consume, afectando el tratamiento de las semillas dentro de su sistema digestivo (Traveset 1998). Las aves han sido reconocidas como importantes agentes dispersores de semillas y precursoras de procesos sucesionales en los bosques tropicales (Snow 1981, Herrera 1992, Traveset 1998, Goday & Jordano 2001). Muchos estudios demuestran que la germinación 3 es más exitosa después de que las semillas han pasado a través del tubo digestivo de las aves frugívoras (Traveset et al. 2001). Además, se ha comprobado que ningún otro grupo animal cubre distancias más extensas por unidad de tiempo que un ave (Howe 1990, Harms 2002). Por tanto, las aves cumplen una función ecológica determinante como dispersores de propágulos a grandes distancias (Hardesty 2007).Los crácidos son una familia de aves exclusivas del Neotrópico que se alimentan principalmente de frutos (Delacour & Amadon 1973, Hilty & Brown 2001). Muchas de las aves pertenecientes a esta familia, actúan como dispersores o depredadores de semillas, afectando la dinámica de los bosques que habitan (Denslow & Moermond 1982). Se ha sugerido que los crácidos arbóreos como pavas (Penelope spp., Aburria spp., Chamaepetes spp., Oreophasis spp., Penelopina spp.) y guacharacas (Ortalis spp.) con buches poco desarrollados y mollejas menos engrosadas que los pavones (Crax spp., Notocrax spp., Pauxi spp., Mitu spp.), pueden pasar enormes cantidades de semillas a través del tubo digestivo y depositarlas en buenas condiciones (Moermond & Denslow 1985). Sin embargo, el papel que desempeñan en dichos procesos no ha sido estudiado (Cancino & Brooks 2006). La guacharaca variable, Ortalis motmot L (1766), es una especie con una amplia distribución geográfica que comúnmente se observa en hábitats perturbados. Poco se conoce de los aspectos de la historia natural de esta especie, ya que sólo existen observaciones anecdóticas y no hay estudios hechos con continuidad temporal sobre la dieta de esta ave (Cancino & Brooks 2006, Muñoz & Kattán 2007). 4 En este orden de ideas, es importante conocer el papel de O. motmot en áreas suburbanas, ya que de esta manera se podrá dilucidar la importancia de esta especie en la dispersión de semillas y ésta información servirá de referencia para fundamentar el manejo y la conservación tanto de la especie como de las áreas en que se encuentra. El objetivo principal del este estudio es evaluar el consumo de frutos por O. motmot en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali - Colombia, teniendo en cuenta la oferta de frutos y el papel potencial de esta ave como dispersor de semillas. Se espera que O. motmot actúe como dispersor de semillas y que su presencia en hábitats perturbados sea clave en la regeneración natural de éstas áreas. 5 3. MARCO TEÓRICO 3.1. Relación planta – ave 3.1.1. Frugivoría La interacción entre plantas y animales que consumen frutos ha sido un tópico de gran interés en el estudio de los procesos ecológicos, debido a que se ha considerado que la dinámica de dicha relación compromete el mantenimiento de las especies que interactúan. Desde la década de 1970, se han llevado a cabo una gran cantidad de investigaciones bajo una perspectiva coevolutiva. Según este paradigma, se ha propuesto la existencia de ajustes morfológicos, fisiológicos y/o ecológicos entre la especie que consume frutos y la que los produce (Wheelwright & Orians 1982, Herrera 1992). Sin embargo, lo que en sus inicios se planteó como una “coevolución estricta” entre especies de animales y plantas, muchos investigadores la denotan ahora como una “coevolución difusa”, en la cual los cambios evolutivos en las características resultan de la interacción entre grupos de especies y no entre especies individuales (Janzen 1980, Stiles & Roselli 1993). De esta manera, la complejidad de la interacción planta-frugívoro se ha hecho evidente en los resultados de estudios a largo plazo. Herrera (1998) en un estudio llevado a cabo durante 12 años en bosques montanos del mediterráneo, mostró la gran asimetría que existe en dicha dinámica ya que el éxito de dispersión de las plantas pareció estar estrechamente relacionado con la abundancia de aves, mientras que ésta última no presentó relación con la composición y abundancia de frutos. Los animales frugívoros comúnmente se consideran como aquellos que incluyen en sus dietas una proporción substancial de frutos aunque no sea de manera exclusiva (Moermond & Denslow 1985). Por ejemplo, se conoce que casi todas las aves frugívoras además de 6 frutos consumen otro tipo de alimento como invertebrados, flores y follaje (Moermond & Denslow 1985). Los frutos son una fuente alimentaria fácil de obtener en comparación con recursos de origen animal. En términos generales, estos contienen bajas cantidades de proteínas, lípidos y fibra, pero altas proporciones de carbohidratos y agua, requiriendo poca reducción mecánica (Moermond & Denslow 1985). Pese a las ventajas que exhiben los frutos, los animales que se alimentan de éstos deben enfrentarse a una baja calidad nutricional, a cambios espacio-temporales en su disponibilidad (Fleming et al. 1987) y a un costo adicional que representa la ingestión de semillas al desplazar volumen intestinal que podría ser llenado con pulpa de frutos digerible (Sorensen 1984, Fukui 2003, Stanley & Lill 2002). Levey & Martínez del Río (2001) sugieren que la selección de determinado recurso está fuertemente relacionada con el beneficio neto que este brinde, y por tanto depende de los costos asociados a su obtención, manipulación y metabolismo. Las aves frugívoras presentan varios mecanismos que permiten reducir el costo de la ingestión de las semillas (Levey & Duke 1992, Fukui 2003). Por ejemplo, Levey (1987) identificó dos tipos de aves frugívoras en términos del procesamiento de los frutos: "masticadoras" y "engullidoras". Las primeras son aves que rompen los frutos, como algunos miembros de las familias Thraupidae y Embericidae, quienes separan la pulpa de las semillas con sus mandíbulas antes de ingerir únicamente la pulpa. Las engullidoras, como las especies de la familia Pipridae, consumen el fruto completo, separan la pulpa de las semillas en su sistema digestivo y eliminan las semillas por regurgitación o defecación. 7 Las diferencias en la manipulación de los frutos por parte de las aves traen consecuencias importantes tanto para las aves como para las plantas. Desde la perspectiva del ave, la manipulación de los frutos afecta el beneficio neto obtenido del consumo del fruto y la tasa de ingestión (Sorensen 1984). Desde la perspectiva de las plantas, las semillas que son ingeridas tienen mayor probabilidad de ser depositadas más lejos de la planta madre que las semillas que caen durante la manipulación del fruto (Moermond & Denslow 1985, Levey 1987). El consumo de frutos por aves frugívoras no es un proceso aleatorio. Los estudios con dichas especies han mostrado que éstas escogen frutos sistemáticamente y que sus elecciones dependen de factores tales como el tamaño, la madurez y el color de los frutos, la proporción pulpa-semilla, el tamaño y los tiempos de retención intestinal de las semillas, los contenidos nutricionales y metabolitos secundarios de la pulpa, y la abundancia y accesibilidad de los frutos (Herrera 1982, Denslow & Moermond 1982, Moermond & Denslow 1983, Sorensen 1984, Levey et al. 1984, Murray et al. 1994, Wahaj et al. 1998, Cipollini & Levey 1997). Sin embargo, la variación en la disponibilidad de frutos es quizás uno de los factores más importantes que afectan directamente los patrones de consumo de dicho recurso. Las aves que consumen frutos pueden ingerir los recursos que están disponibles en un momento dado, aumentando el número de especies que comprenden su dieta en un mes y hasta duplicándolo en meses con una diversidad diferente de frutos disponibles (Hilty 1994). Las aves frugívoras tienen pocos ajustes morfológicos para el consumo de frutos. Sólo algunas de ellas poseen gran apertura de pico y ausencia o poco desarrollo de mollejas o 8 buches. De hecho, son varios los investigadores que han considerado las modificaciones comportamentales y fisiológicas como componentes más importantes en la evolución de la frugivoría (Herrera 1984, Levey & Duke 1992, Karasov & Levey 1990). En este sentido y aunque no es una generalidad, se han documentado cortos tiempos de retención intestinal, almacenamiento de frutos en esófagos distensibles, absorción de azúcares en el recto (Levey y Duke 1992) y migraciones regionales o altitudinalescomo resultado de cambios estacionales en la disponibilidad de los frutos (Moermond & Denslow 1985). Stanley y Lill (2002) argumentan por otra parte, que la ausencia de adaptaciones morfológicas facilita la plasticidad en las dietas de aves frugívoras y el procesamiento de insectos cuando los frutos no están disponibles. 3.1.2. Dispersión de semillas La expresión “dispersión de semillas” ha sido usada de manera estricta para referirse a la salida o transporte de un propágulo (sea semilla o fruto) fuera de su planta madre (Howe & Smallwood 1982). Sin embargo, éste término adquirió una connotación adaptativa debido a la hipótesis del mantenimiento de la diversidad tropical planteada separadamente por Daniel Janzen (1970) y Joseph Connell (1971) (citado por Hyatt et al. 2003). Bajo su propuesta conocida como la “Hipótesis de mortalidad denso-dependiente”, el punto de mayor probabilidad de reclutamiento se produce a cierta distancia de la planta materna, donde se maximiza conjuntamente la probabilidad de llegada de la semilla y la probabilidad de supervivencia a depredadores tras la dispersión. En este sentido, se concibe la dispersión de semillas como el transporte de un propágulo de una planta madre a un sitio disponible para su establecimiento y crecimiento (Howe & Estabrook 1977, Howe y Smallwood 1982, Harms 2002). Howe y Smallwood (1982) mencionan que además del escape de la alta 9 mortalidad en la cercanía del árbol progenitor, la dispersión de semillas trae consigo beneficios como la colonización de ambientes no competitivos y la localización de microhábitats potencialmente aptos haciendo una dispersión lo más directa posible. La forma en que una semilla es transportada y depositada a un determinado sitio, varía. De hecho, Van der Pijil (1972) (citado por Willson & Traveset 2000) propone que las características de algunos frutos indican el medio principal por el cual la semilla es dispersada y denomina “síndromes de dispersión” a los mecanismos de transporte de semillas. Por ejemplo, las diásporas que comúnmente son llevadas por el viento presentan alas y plumas que incrementan su resistencia al aire y disminuyen la velocidad con la que caen, este tipo de dispersión es llamado anemocoria. Al transporte de diásporas por animales se le conoce como zoocoria y ésta puede ocurrir interna o externamente. Por un lado en la endozoocoria, las diásporas frecuentemente se encuentran cubiertas o con apéndices comestibles que son ingeridos por animales que luego expulsan las semillas (Willson & Traveset 2000). En algunos casos, hay mamíferos que almacenan las semillas y luego las abandonan, lo que resulta en reclutamiento de semillas (Sork 1983). En la exozoocoria, las diásporas tienen estructuras que se adhieren al exterior de los animales (Sorensen 1986). Aún así, en algunas especies de plantas los propágulos son dispersados balísticamente, por medio de la apertura explosiva de los frutos (Willson & Traveset 2000). No obstante, varios investigadores interesados en la dispersión de semillas (Howe & Smallwood 1982, Wheelwright & Orians 1982, Willson & Traveset 2000) han resaltado que los síndromes de dispersión son útiles como una primera aproximación para entender la potencial vía de dispersión de las plantas, pero no el proceso de dispersión implícito para cada especie. 10 A finales de la década de los 70s, Mckey (1975) (citado por Howe y Estrabrook 1977) propuso que algunas características de los frutos están relacionadas con los frugívoros que los consumen y en consecuencia con la dispersión de sus semillas. Así, frutos con altos contenidos nutricionales y semillas grandes son consumidos por aves cuya dieta se basa principalmente en frutos que suplen sus requerimientos proteicos y energéticos. Dichas aves de hábitos especialistas, con amplias aperturas de pico capaces de ingerir semillas grandes, proveen una dispersión de alta calidad ya que se alimentan preferiblemente de frutos grandes y dispersan sus semillas sin destruirlas lejos de la planta madre. De manera contraria, la mayoría de aves pequeñas que se alimentan de frutos son vistas como oportunistas – generalistas que no consumen de manera selectiva y se alimentan de frutos pequeños, jugosos con pocas recompensas alimenticias. Howe y Estrabrook (1977) complementaron la hipótesis de McKey (1975) proponiendo que los árboles de baja inversión (i.e. los que presentan bajas recompensas nutricionales) tienen picos de producción de frutos que atraen a los dispersores, mientras que los árboles de alta inversión (i.e. los que presentan altas recompensas nutricionales) extienden sus temporadas de fructificación que en consecuencia sacian un grupo limitado de especialistas, para así promover una remoción de semillas predecible por forrajeros eficientes. Wheelwright & Orians (1982) mencionan que no hay razón para esperar que los frugívoros especialistas provean una mayor calidad en la dispersión que los generalistas. Moermond & Denslow (1985) mostraron que en las dietas de aves especialistas y generalistas hay una gran cantidad de especies compartidas. Adicionalmente, Wenny (2000a) encontró muy pocas diferencias entre la supervivencia de plántulas de semillas que fueron dispersadas 11 aleatoriamente o por aves especialistas y las que simplemente no fueron dispersadas. Calviño-Cancela (2002) observó que Larus cachinans aunque fue una especie frugívora especialista, fue el dispersor más efectivo de la península ibérica en mover semillas de Corema Album (Empetraceae) a sitios adecuados para su establecimiento. En 1993, Schupp propuso una estructura conceptual jerárquica que permite evaluar la eficacia de un dispersor de semillas. Dicha eficacia se define como la contribución del dispersor al éxito reproductivo de las plantas y se mide con el número de plantas adultas que resultan reclutadas por la actividad misma de los dispersores. En la eficacia del dispersor se consideran dos componentes, (1) uno cualitativo (calidad de la dispersión), que se refiere a la probabilidad de que las semillas dispersadas sobrevivan y (2) otro cuantitativo (cantidad de la dispersión), que es igual a la cantidad de semillas que éstos dispersan. El componente cualitativo de la eficacia del dispersor está determinado tanto por el tipo de tratamiento que recibe la semilla oralmente o en el tubo digestivo de éste, como por el patrón espacial de deposición de la semilla. El tratamiento de las semillas puede afectar la calidad de la dispersión destruyéndolas, descartándolas (i.e. como en el caso de las aves masticadoras) o alterando los patrones de germinación (Schupp 1993). En 1998, Traveset revisó el efecto del paso a través del sistema digestivo de los vertebrados frugívoros sobre la germinación de 200 especies de plantas y encontró que en cerca del 50% de las plantas consumidas, las semillas potenciaban su germinación presentando un efecto en el porcentaje de semillas germinadas o en la velocidad de germinación. Una de las 12 conclusiones derivadas del trabajo de Traveset, es que los tiempos de retención en los sistemas digestivos de los dispersores son un factor que afecta la germinación y que ayuda a explicar la variación en las respuestas germinativas observadas entre especies de plantas e incluso dentro de una misma especie. La variación en la retención de semillas de diferentes tamaños en los sistemas digestivos de aves frugívoras puede influenciar la dispersión efectuada por éstas. Una muy rápida tasa de tránsito para las semillas largas o grandes puede resultar en un mayor consumo de frutos y por ende mayor movimiento de semillas y un mayor porcentaje de germinación en las semillas que pasan por el sistema digestivo (Levey & Grajal 1991, Murray et al. 1994). Sin embargo, las tasas más rápidas de tránsito pueden también resultar en distanciasde dispersión muy cortas y las semillas más grandes tener menos probabilidades de escapar a la mortalidad denso-dependiente (Stanley & Lill 2002). El lugar en el cual las semillas son depositadas es establecido por la selección y el uso de hábitat de los dispersores. Las características del ambiente físico que determinan la selección de hábitat del dispersor, también repercuten sobre la probabilidad de sobrevivencia, germinación y crecimiento de las nuevas plántulas (Murray 1988, Schupp & Frost 1989, Howe 1990). Una dieta variada de los dispersores añade complejidad al ambiente local en el cual las semillas caen juntas. La deposición de un conjunto de semillas de diferentes especies puede resultar en una competencia interespecífica entre plántulas y así afectar la calidad neta de la germinación (Fleming & Heithaus 1981, Loiselle & Blake 1990, Loiselle 1990). 13 De otro lado, en la eficacia del dispersor el componente cuantitativo está dado por el número de visitas que una población de dispersores hace a la planta para consumir frutos, y por el número promedio de semillas que éstos dispersan por visita. Así, la regularidad espacial y temporal de las visitas a la planta afecta la probabilidad de dispersión de las semillas ingeridas por el dispersor (Schupp 2002). Cabe resaltar que la calidad y cantidad de la eficacia de la dispersión se encuentran condicionada tanto por las características del dispersor como por las de la planta. Por ejemplo, durante muchos años se pensó que la distancia a la cual una semilla es dispersada era únicamente resultado de los patrones de movimiento y deposición de los dispersores. Pero, Murray y colaboradores (1994) presentaron evidencia experimental de la influencia de los metabolitos secundarios en la pulpa de los frutos sobre los tiempos de retención de las semillas. En consecuencia, la distancia de dispersión y la viabilidad de las semillas son afectadas por los metabolitos. En otras palabras, las plantas pueden influenciar la dispersión de sus semillas modificando el comportamiento y la fisiología de sus dispersores. Recientemente, los estudios de dispersión de semillas se han centrado en mejorar las formas de estimar las distancias de dispersión, incorporando patrones de movimiento de animales y tiempos de retención intestinal para evaluar “lluvia de semillas”. La modelación de los llamados “kernels de dispersión” ha jugado un papel importante además de las técnicas moleculares para determinar paternidad que permiten relacionar a las plantas madres con su descendencia ya se como semillas o plántulas (Harvestry 2007). Ahora muchos investigadores coinciden en que la combinación cuidadosa de experimentos ecológicos y análisis de laboratorio usando marcadores moleculares abre un futuro 14 promisorio a los estudios planta-frugívoro (Goday & Jordano 2001, Nathan 2006, Harvestry 2007). 3.2. La familia Cracidae La familia Cracidae constituye un grupo de alrededor de 50 especies de aves galliformes exclusivas del Neotrópico (Cancino & Brooks 2006, Delacour & Amadon 2004), que se originó hace aproximadamente 76 millones de años (Pereira et al. 2002). Los crácidos se catalogan como la familia de aves en mayor peligro de extinción de la región porque la mayoría de sus especies presentan grados significativos de amenaza debido a la alta presión de caza y la destrucción de su hábitat (Cancino & Brooks 2006, Delacour & Amadon 2004). Tradicionalmente, los Cracidae se han dividido en dos subfamilias que agrupan a tres grupos morfológicamente bien diferenciados (Delacour & Amadon 1973). La subfamilia Penelopinae con pavas (Penelope spp., Penelopina spp., Chamaepetes spp., Aburria spp., Oreophasis spp.) y guacharacas (Ortalis spp.) y la subfamilia Cracinae con pavones (Crax spp., Nothocrax spp., Pauxi spp. y Mitu spp.). Sin embargo, Pereira y colaboradores (2002) estudiaron recientemente las relaciones filogenéticas de los crácidos y encontraron evidencia molecular que soporta la clasificación antigua de las subfamilias pero con la variación de los géneros Ortalis y Oreophasis incluidos en la subfamilia Cracinae. Casi todas las especies de crácidos se encuentran en bosques tropicales y subtropicales densos, sólo unas pocas habitan áreas perturbadas (i.e. Ortalis spp.) con vegetación en crecimiento secundario y pasturas abandonadas (Hilty & Brown 2001, Del Hoyo 1994, 15 Delacour & Amadon 2004). Los frutos son la categoría de alimento más importante para los crácidos. En la revisión de la dieta de ésta familia, Muñoz y Kattán (2007) encontraron 672 especies de plantas con frutos consumidos por 36 especies. El follaje, las flores y material animal (vertebrados e invertebrados) también son comunes en la dieta de esta familia. Los pavones son forrajeros principalmente terrestres que se alimentan de lo que encuentran en estratos bajos del bosque. Debido a sus buches y mollejas bien desarrolladas, los pavones digieren la pulpa de los frutos junto a las semillas grandes, mientras sólo las semillas pequeñas pasan intactas por el sistema digestivo (Moermond & Denslow 1985). Crax alector en la Guyana Francesa digirió las semillas de una cantidad de plantas y excretó intactas las de Cecropia obtusa, Coussapoa latifolia, Coussapoa microcephala y Oreopanax capilatum, aparentemente más pequeñas que las semillas digeridas (Théry et al. 1994). Algo semejante ocurrió con Mitu salvini, quién dispersó las semillas pequeñas pero destruyó la mayoría de semillas consumidas (Yumoto 1999). No obstante en Venezuela, el 93% de las semillas presentes en las deposiciones de Crax daubentoni se encontraban en un rango de 1-10mm de largo y no presentaron daño alguno (Bertsch & Barreto 2008). Las pavas y las guacharacas son forrajeros arbóreos que se alimentan de frutos maduros (Delacour & Amadon 1973, Hilty & Brown 2001). Se reconocen como regeneradoras de bosques tropicales al dispersar las semillas de los frutos que consumen (Cancino & Brooks 2006). En este grupo, la molleja y buches son poco desarrollados, pero sus largas extremidades y cuellos elongados les permiten consumir frutos de difícil acceso (Moermond & Denslow 1985). Por ejemplo, la pava negra (Chamapaetes unicolor) en 16 Costa Rica, dispersó semillas tanto pequeñas como grandes lejos de la planta madre (Wenny 2000b). Las semillas presentes en los frutos que consume Penelope marail (Théry et al. 1994) mantienen su capacidad de germinación. Para P. perspicax se ha reportado el consumo de frutos de 91 especies de plantas, deposición de 65 065 semillas intactas durante un año, además de movimiento de dichos propágulos a distintos tipos de hábitats debido a la flexibilidad en su uso (Muñoz 2003). Ríos y colaboradores (2005) observaron que Aburria aburri en los andes de Colombia, defecó semillas sin aparente daño mecánico de Geissanthus francote (Myrsinaceae). Así mismo, Chamaepetes goudotii también defecó semillas intactas de 0.1 a 28.3mm (Londoño et al. 2007). 3.3. Sobre el género Ortalis El género Ortalis agrupa a las especies de crácidos más pequeñas (42–91cm de largo, y 385–2430g de masa corporal) cuya distribución abarca desde el suroeste de Estados Unidos hasta América del sur (Vaurie 1965, Delacour & Amadon 2004). Las especies pertenecientes a este género se conocen como guacharacas o chachalacas por sus potentes y ruidosas vocalizaciones (Delacour & Amadon 2004). Éstas se encuentran filogenéticamente emparentadas con los pavones (Subfamilia Cracinae) pero son ecológicamente similares a las pavas (Subfamilia Penelopinae) (Muñoz & Kattán 2007). Las guacharacas son los crácidos de coloración más opaca que carecen de tubérculos, carúnculas o golas en su garganta roja desnuda (Hilty & Brown 2001). Éstas, son de hábitos gregarios y se encuentran en grupos de dos hasta ocho individuos (Borges 1999 y Gurrola 2002).La taxonomía dentro del género no ha sido claramente establecida. De un total de nueve especies reconocidas por Delacour y Amadon (1973), las revisiones taxonómicas han 17 reducido y aumentado el número hasta llegar a 12 especies de Ortalis en la actualidad (Vaurie 1965, del Hoyo 1994, Delacour & Amadon 2004). Según la lista roja de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza - UICN, sólo O. erytroptera se encuentra catalogada bajo el grado de amenaza vulnerable, mientras que el resto de especies son consideradas en un grado de menor preocupación (BIRDLIFE INTERNATIONAL,<http://www.birdlife.org/datazone/species/index.html?action=SpcHT MFindResults.asp&hdnAction=SEARCH&hdnPageMode=0&cboFamily=8&txtGenus=ort alis&txtSpecies=&txtCommonName=&cboRegion=-2&cboCountry=-2> consulta: 12 enero 2010). Aún así, Schmitz-Ornés (1999) evaluó la densidad de O. ruficauda en Venezuela y encontró evidencia que indica que las guacharacas son afectadas por las actividades humanas y en este sentido, son vulnerables a cambios en sus hábitats causados por tales actividades. En general, el uso de bosques secundarios por especies del género Ortalis es bien conocido (Hilty & Brown 2001). En efecto, O. ruficauda se ha encontrado en Venezuela anidando en hábitats secundarios, cultivos (Borges 1999) y en áreas urbanas (Schmitz-Ornés 1999). O. erytroptera también ha sido vista en áreas muy pobladas y degradadas así como en campos de cultivo cerca a bosques (Isherwood & Willis 1999). Según Muñoz y Kattán (2007), no existen estudios metódicos ni con continuidad temporal para el género. Sólo cuatro especies cuentan con dietas documentadas a partir de la revisión de contenidos estomacales y hay algunos reportes esporádicos para otras tres más. Para todas las especies estudiadas (O. vetula, O. poliocephala, O. ruficauda y O. canicollis) el mayor porcentaje de consumo dado en frecuencia correspondió a frutos. Sin embargo, el 18 42% del volumen total de la dieta de O. vetula fueron hojas (Pence & Scott 1978). Todas las especies consumieron invertebrados y la mayoría, a excepción de O. ruficauda, incluyeron hojas y flores. Únicamente se ha encontrado material mineral como tierra y piedras en las muestras estomacales de O. vetula (Marion 1976). En los estudios que describen los hábitos alimentarios de las guacharacas ha sido frecuente la observación de semillas intactas. Por ejemplo, en el tubo digestivo de O. canicollis se encontraron semillas ilesas de Schinus poligamus (Anacardiaceae) y Jodina rhombifolia (Santalaceae), lo que sugiere una probable viabilidad en su dispersión (Caziani & Protomastro 1994). En el trabajo hecho con O. vetula, Rivas y colaboradores (2003) evaluaron la germinación de las semillas halladas en los intestinos y encontraron que siete de 23 especies germinaron. Los porcentajes de germinación fueron más altos en los tratamientos de las semillas directamente extraídas de los frutos aunque las semillas tanto del intestino como de los frutos germinaron relativamente rápido. Cabe resaltar que en esta investigación los autores sugieren sesgo en los resultados de germinación debido a la influencia de factores ambientales en el almacenamiento de las semillas previo a la germinación. 3.4. Sobre la especie de estudio: Ortalis motmot Ortalis motmot es conocida como guacharaca variable por la diversidad de razas que incluye. En 1973, Delacour y Amadon le atribuyeron cinco subespecies (colombiana, guttata, subafinis, araucuan, squamata) distribuidas en Ecuador, Perú, Bolivia, Brazil, Colombia y Venezuela. En la actualidad, las relaciones filogenéticas no están claramente definidas, y es así como no se le da el estatus pleno de especie y se ha sugerido una 19 superespecie O. motmot que agrupa a O. leucogastra, O. guttata, O. motmot y O. superciliaris (Del Hoyo 1994). En Colombia se encuentran las subespecies O. motmot colombiana y O. motmot guttata (Hilty & Brown 2001, Delacour & Amadon 1973). La primera habita en las vertientes del Valle del Cauca desde el norte de Antioquia hasta el sur de Cauca, y en el valle del Magdalena desde Cundinamarca hasta Huila. La segunda está en el este de los Andes desde el oeste de Casanare, noreste de Meta y región del Vaupés hacia el Sur de Venezuela (Hilty & Brown 2001). En la parte anterior del cuello y pecho, O. motmot columbiana se caracteriza por una coloración café escamada de blanco, mientras que O. motmot guttata tiene un punteado conspicuo (Hilty & Brown 2001). En esta especie ambos sexos tienen el mismo patrón de coloración de plumaje y no hay dimorfismo sexual aparente. Ortalis motmot se ha registrado en gran variedad de hábitats desde bordes de selva húmeda, bosque seco y bosque de galería hasta formaciones de sabana, claros con rastrojo y árboles dispersos (Álvarez-Cordero 1997, Rivera 2006). Esta especie logra con cierto éxito sobrevivir en ambientes urbanizados (Álvarez-Cordero 1997) y presenta densidades poblacionales altas. En la Amazonía Brasilera O. motmot fue la especie de crácido más común entre Crax alector y Penelope sp. con una frecuencia relativa del 26.3% en áreas dominadas por Vismia sp. (Borges 1999). En un área suburbana del suroccidente Colombiano, la guacharaca variable fue una de las especies más comunes con una densidad de 10.34% entre 114 especies registradas (Rivera 2006). 20 La dieta de la guacharaca variable no ha sido documentada hasta el momento en ningún país dentro de su distribución geográfica. Sólo se conocen datos casuales de Álvarez- Cordero (1997) en Venezuela quién observó el consumo de flores de Roupala complicata (Proteaceae). 21 4. OBJETIVOS 4.1. General Evaluar el consumo de frutos por O. motmot, teniendo en cuenta la oferta de frutos y su potencial papel como dispersor de semillas, en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali, Colombia. 4.2. Específicos 1. Describir la dieta de O. motmot en un bosque seco tropical de un área suburbana. 2. Establecer la relación entre el consumo de frutos de O. motmot y la oferta de este recurso. 3. Evaluar el efecto del paso de las semillas por el tubo digestivo de O. motmot en la germinación de las semillas de los frutos más consumidos en la dieta del ave. 4. Registrar el tiempo de retención intestinal en condiciones ex situ de las semillas de la especie más consumida por O. motmot. 5. HIPÓTESIS Hipótesis 1 El consumo de frutos por O. motmot en el bosque suburbano cambia con relación a la disponibilidad de dicho recurso. Predicción 1: Ortalis motmot consumirá con mayor frecuencia las especies de plantas con mayor disponibilidad de frutos. 22 Hipótesis 2 O. motmot actúa como dispersor de semillas de los frutos que consume en el bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. Predicción 2: Las velocidades medias, tiempos promedios y/o los porcentajes de germinación de las semillas defecadas por O. motmot serán superiores o iguales en comparación con los valores de dichas medidas de las semillas extraídas directamente de los frutos. Predicción 3: El tiempo de retención intestinal de las semillas ingeridas será prolongado, favoreciendo una deposición alejada de la planta madre. 23 6. MÉTODOS 6.1. Área de Estudio 6.1.1. Localización y Clima El estudio se llevó a cabo en un bosque de aproximadamente 12 hectáreas ubicado cerca de la margen norte del Río Meléndez, en el extremo bajo del Club Campestre de Cali del municipio de Santiago de Cali, departamento del Valle del Cauca (3°22’N, 76°33’W), Colombia (Figura 1). El área se encuentra a 1 015msnm y corresponde a la zona natural de vida bosque seco tropical (bs-T) según el sistema de clasificación de Holdridge (Espinal 1968). El bosque estáa tres kilómetros del perímetro urbano de Cali y según el Departamento Administrativo de Planeación Municipal de Santiago de Cali (2000) es uno de los ocho fragmentos de bosque que merece especial cuidado por varias razones, primero protege un reservorio de agua de la ciudad, segundo ofrece refugio a la fauna silvestre de la zona y por último alberga especies vegetales casi únicas de la región. De acuerdo con datos de la estación meteorológica ubicada en la Universidad del Valle, a unos cinco kilómetros del área de estudio, el promedio anual de precipitación entre 1965 y 2001 fue de 1471mm con dos picos de precipitación de marzo a mayo y de septiembre a noviembre. La temperatura promedio fue 24.1ºC y la humedad relativa 73%. En 2001 la temperatura promedio mensual fue 24.7°C y la precipitación fue 1054.6 mm, ligeramente inferior al promedio histórico. Se presentó un pico de precipitación en marzo y otro entre octubre y diciembre (Rivera 2006). 24 Figura 1. Ubicación del área de estudio: bosque seco tropical de un área suburbana de Cali, Colombia. 6.1.2. Vegetación La mayor parte del área de estudio está cubierta por bosque secundario de aproximadamente 30 años de edad con un dosel bastante discontinuo donde algunos árboles emergentes como Schefflera morototoni alcanzan 20m de altura. También hay gran cantidad de helechos en algunas zonas. Dentro de las especies presentes se encuentran plantas con diámetros a la altura del pecho (DAP) mayores a 1.5cm como Miconia minutiflora, Ocotea aurantiadora, Tabebuia chrysantha, T. rosea, Guarea guidonia, Cupania latifolia, Clusia minor, Schefflera morototoni, Cinnamomum cinnamomifolia, Guazuma ulmifolia, Jacaranda caucana, Swinglea glutinosa, Anacardium excelsum, 25 Calliandra pittieri, Leucaena leucocephala, Pithecellobium dulce, Ficus benjaminia, entre otros (Fundación Zoológica de Cali 2007). 6.2. Dieta Por medio de observación directa y recolección de muestras fecales se registraron las especies de plantas y/o animales que fueron consumidos por O. motmot entre diciembre de 2008 y abril de 2009. Los censos se efectuaron a lo largo de tres rutas lineales que atraviesan el área de estudio, cada una de 350m de largo. Se llevaron a cabo un total de 75 recorridos, 15 por mes, con una intensidad de seis horas cada uno (06:00 – 12:00 horas) para un total de 450 horas de muestreo. Se utilizaron binoculares 7X35 marca Bushnell. Las muestras fecales se recogieron sólo cuando se observó que la guacharaca variable defecándolas. Éstas muestras fueron almacenadas en recipientes plásticos para muestras coprológicas debidamente rotulados. Los contenidos encontrados en las muestras fecales, se lavaron con agua y posteriormente fueron dejados sobre papel absorbente a temperatura ambiente durante 24 horas. Los contenidos se clasificaron utilizando pinzas y estereoscopio. Para la determinación de las especies de plantas consumidas se hizo una colección de referencia de material en fruto del área de estudio y se consultó el herbario CUVC de la Universidad del Valle. La colección de referencia consistió en semillas extraídas de los frutos del área de estudio que fueron lavadas y secadas con el mismo procedimiento de las semillas encontradas en las muestras fecales del ave. Los alimentos ingeridos por O. motmot se clasificaron en: frutos, flores, hojas y otros. La dieta se expresó en porcentajes mensuales de las distintas categorías. Un evento de 26 consumo se consideró como la observación directa de una guacharaca o grupo de guacharacas alimentándose de un individuo de una especie de planta. La especie de planta presentó un evento de consumo si se registró en una muestra fecal. La dieta del ave pudo haberse subestimado debido a que sólo se registró un evento de consumo por la observación de incluso grandes grupos de individuos o por cantidades de semillas de una misma especie en una muestra fecal. Sin embargo, este método asegura la independencia de los datos sobre todo en aves del género Ortalis conocidas por su comportamiento gregario. 6.3. Disponibilidad de frutos La disponibilidad de frutos se cuantificó en 10 parcelas de 50m de largo y 2m de ancho para un total de 0.1ha. Dentro de cada una de las tres rutas de 350m en donde se hicieron las observaciones de consumo se eligieron tres parcelas aleatoriamente. La parcela restante se ubicó al azar en el área de estudio. Todos los árboles y arbustos presentes fueron marcados con placas metálicas y pintura de aceite. Se colectaron hojas, frutos y flores de las especies desconocidas para su determinación y posterior inclusión en el herbario CUVC de la Universidad del Valle. Se hizo un conteo de frutos al finalizar las jornadas de observación de cada mes. Se calculó el número de frutos maduros por cada árbol marcado, contando el número de frutos por rama y el número de ramas con frutos. Cuando alguna de las especies consumidas por las guacharacas no se encontró en las parcelas, se buscaron 10 individuos de la especie en el área de estudio para hacer el monitoreo mensual de disponibilidad de frutos y registrar sus características. Para establecer si existía una relación entre el consumo de frutos y la disponibilidad del recurso, se empleó 1) el índice de Czekanowski o de similitud proporcional (ISP) y 2) la 27 cantidad de especies en fructificación. El ISP mide la distribución de frecuencia del recurso usado por una población y la frecuencia de distribución del recurso disponible (Feisinger et al. 1981): donde pi es la proporción del recurso usado por la población (i.e. eventos de consumo) y qi es la proporción del recurso disponible en el ambiente (i.e. número de frutos muestreados de la especie consumida). Los valores del índice van de uno a cero. Cuando el IPS tiende a uno indica que la población usa los recursos según su disponibilidad; si el valor tiende a cero, indica que la población se especializa sobre ciertos recursos. Así, el índice permite obtener una medida estándar de disponibilidad que es comparable entre especies. El análisis de la cantidad de especies en fructificación se elaboró con una gráfica que muestra la disponibilidad de frutos a lo largo del período de estudio. 6.4. Pruebas de germinación Se colectaron 50 frutos maduros de las especies más consumidas por O. motmot cuya cosecha fue abundante durante el período de estudio. Así, los frutos provinieron de diferentes individuos de Miconia sp., M. minutiflora y Henriettella hispidula, todas pertenecientes a la familia Melastomataceae. Las pruebas de germinación se llevaron a cabo en el Laboratorio de Propagación de Semillas de la Universidad del Valle. De los frutos colectados, se escogió aleatoriamente una muestra de 200 semillas de cada especie manualmente extraídas y desprovistas de mesocarpo, que constituyeron los tratamientos controles de las pruebas de germinación. Para contrastar, se seleccionaron 200 semillas de cada especie escogidas de distintas muestras fecales del campo, las cuales fueron recogidas ii qpISP 5.01 28 en el área de estudio. La misma semana que se recogieron las muestras fecales se hicieron las pruebas, esto para no incluir el efecto del almacenamiento en la germinación. Tanto las semillas extraídas de los frutos como las seleccionadas de las muestras fecales, fueron lavadas y sumergidas en hipoclorito de sodio al 1% durante un minuto, para luego ser dejadas sobre papel absorbente a temperatura ambiente durante 24 horas. Posteriormente, las semillas se sembraron en cajas de petri sobre papel filtro y se pusieron en germinadoras Golink FY400 con un fotoperíodo de 16 horas en oscuridad y ocho en luz a una temperatura de 20°C y 30°C, respectivamente. Los cambios en temperatura y luz simularon las variaciones de día y noche que ocurren en el área de estudio. En total se pusieron seistratamientos, dos por especie, con ocho réplicas por muestra, para un total de 48 cajas de petri con 25 semillas cada una. Las semillas fueron humedecidas y revisadas día de por medio. Se registró la germinación de una semilla cuando emergió la radícula (Bewley & Black 1986). Se estimaron tres medidas de germinación: porcentajes, velocidades medias y tiempos promedios de germinación. El porcentaje de germinación (G) se refiere la frecuencia porcentual de germinación máxima (Bewley & Black 1986): 100 N n G g donde ng es el número de semillas germinadas al final de la prueba y N es el número de semillas sembradas. Las velocidades de germinación (V) se calcularon por el recíproco del tiempo promedio (T) que se toma la población para que la germinación sea completa (Bewley & Black 1986): 29 donde t es el tiempo en días desde la siembra hasta la germinación en el día i y n es el número de semillas que han germinado en el tiempo t. Para comparar las medidas de germinación entre los dos tipos de tratamiento de cada una de las especies, los valores obtenidos fueron sometidos a la transformación del arcoseno (Zar 1996). Tras validar los supuestos de distribución normal y homogeneidad de varianzas, fueron comparados mediante una prueba t-student. En los casos para los cuales no se cumplieron los supuestos se hizo una prueba no paramétrica de Mann-Whitney (Zar 1996). Para el análisis se utilizó el paquete estadístico Minitab (2003) 6.5. Prueba de retención intestinal Los tiempo de retención intestinal mínimo, máximo y promedio se cuantificaron en condiciones ex situ mediante el consumo de frutos maduros de M. minutiflora por dos individuos cautivos de O. motmot presentes en la Fundación El Refugio de la ciudad de Cali – Colombia. Los individuos se mantuvieron separados en jaulas de 200cm de largo, 200cm de ancho y 150cm de alto. Para facilitar el consumo de frutos maduros colectados en el área de estudio, días antes del experimento se mezclaron los frutos de la especie seleccionada con la dieta habitual dada en cautiverio a las guacharacas. El experimento inició a las 08:00 horas después de un ayuno de doce horas. Dentro de cada jaula se pusieron 100 frutos de la especie y agua disponible. El tiempo cero se registró desde el primer fruto consumido por cada ave (Wahaj et al. 1998). Cada vez que las aves defecaron, se anotó la hora y se recogió la muestra fecal para ser almacenada en recipientes plásticos i ii n nt T . ii i nt n V . 30 para muestras coprológicas. El experimento se llevó a cabo hasta que se observó que las aves ya habían defecado todas las semillas ingeridas y sólo orinaban. Este proceso duró aproximadamente ocho horas. En un horno para plantas a 60°C se secaron las muestras fecales de las aves y una muestra de 100 frutos de M. minutiflora tras ser empacadas individualmente en bolsas de papel. Después de transcurridas 24 horas, todas las muestras fueron pesadas en una balanza digital electrónica para hallar el peso seco de la cantidad ingerida y de la cantidad excretada. El tiempo de retención intestinal promedio (TPR) se calculó integrando la cantidad de tiempo entre la ingestión y la excreción de las semillas (Wahaj et al. 1998): donde fi es la proporción de material excretado (peso seco) del total de material ingerido (peso seco) en un intervalo de tiempo ti. El tiempo mínimo de retención intestinal (TMnR) fue el resultado de promediar los tiempos en que los individuos excretaron semillas por primera vez. El tiempo de retención intestinal máximo (TMxR) fue dado por la diferencia entre el tiempo en que las aves defecaron por primera y última vez. Para observar la tendencia de la acumulación de semillas defecadas a través del tiempo, se hizo una regresión que se ajustara a los datos obtenidos durante la prueba para cada individuo evaluado (Zar 1996). ii tfTPR 31 7. RESULTADOS 7.1. Dieta En total se registraron cuatro categorías de alimento principales, frutos, hojas, flores y otros, donde las primeras tres correspondieron a 26 especies de plantas ingeridas por la guacharaca variable (Tabla 1.). Ortalis motmot es un ave frugívora que tuvo una dieta compuesta en un 77.2% por frutos pertenecientes a 11 especies. El consumo de hojas representó el 16.2% de la dieta e incluyó una mayor cantidad de especies (14 spp.). Las flores y otros tipos de alimento como tierra, hojarasca y piedras fueron consumidos en menor proporción, 3.6% y 3.0% respectivamente. Durante el período de estudio, la guacharaca variable no incluyó animales en su dieta (Figura 2). 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Dic 2008 Ene 2009 Feb 2009 Mar 2009 Abr 2009 Meses E ve nt os d e co ns um o (% ) Frutos Hojas Flores Otros Figura 2. Composición mensual de la dieta de la guacharaca variable en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. La composición fue medida como porcentajes de eventos de consumo para cada categoría. 32 Tabla 1. Especies consumidas por la guacharaca variable en un bosque seco tropical de un área suburbana, Cali - Colombia. Diciembre 2008 - abril 2009. Familia Especie Dieta (%) Parte consumida Método Mes Araliaceae Schefflera morototoni 4.95 Hojas, hojas jóvenes, brotes foliares y flores Obs. directa Dic, Ene, Mar, Abr Aristolochiaceae Aristolochia ringens 0.33 Hojas Obs. directa Dic Asteraceae Indeterminada 0.33 Hojas Obs. directa Feb Emilia fosbergii 0.33 Hojas Obs. directa Abr Erythroxylaceae Erythroxylum citrifolium 0.66 Hojas, brotes foliares Obs. directa Ene, Mar Fabaceae Arachis pintoi 0.33 Hojas Obs. directa Dic Erythrina glauca 1.98 Botones florales Obs. directa Mar, Abr Lauraceae Ocotea auratiodora 5.28 Frutos Obs. directa Feb, Mar, Abr Indeterminada 0.33 Frutos Obs. directa Abr Melastomataceae Miconia minutiflora 17.82 Frutos Obs. directa, muestras fecales Dic, Ene, Mar, Abr Henriettella hispidula 17.16 Frutos Obs. directa, muestras fecales Dic, Ene, Feb, Abr Miconia sp. 7.92 Frutos Obs. directa, muestras fecales Ene, Feb, Mar Myrtaceae Eugenia florida 1.32 Frutos Obs. directa, muestras fecales Ene, Feb Psidium guajava 4.29 Frutos Obs. directa, muestras fecales Feb, Mar, Abr Syzygium malaccense 0.99 Frutos Obs. directa Feb, Abr Myrcia sp. 14.52 Frutos Obs. directa, muestras fecales Feb, Mar, Abr Rubiaceae Ladenbergia oblongifolia 2.64 Hojas, hojas jóvenes Obs. directa Feb, Mar, Abr Indeterminada 0.33 Flores Obs. directa Abr Sapindaceae Cupania latifolia 7.26 Frutos Obs. directa, muestras fecales Abr Verbenaceae Petrea pubescens 0.99 Hojas, brotes foliares Obs. directa Mar Indeterminada Indeterminada 1 0.66 Hojas y frutos Obs. directa Dic, Mar Indeterminada 2 0.33 Hojas Obs. directa Ene Indeterminada 3 1.65 Hojas Obs. directa Ene Indeterminada 4 3.96 Hojas Obs. directa Ene, Mar, Abr Indeterminada 5 0.33 Hojas Obs. directa Mar Indeterminada 6 0.33 Hojas Obs. directa Abr 33 Por censos visuales se registraron 303 eventos de consumo, mientras que por el procesamiento de las 39 muestras fecales colectadas fueron 39 eventos. En las muestras fecales no se hallaron especies de plantas diferentes a las observadas, ya que las semillas de las siete especies encontradas también fueron registradas en los censos visuales (Tabla 1). Las muestras fecales contuvieron 5 501 semillas intactas de todas las especies consumidas. Cada muestra fecal tuvo en promedio 183 semillas de máximo tres especies. Entre las especies más consumidas por la guacharaca variable, las muestras obtenidas diseminaron un total de 3 305 semillas de Henriettella hispidula, 1 895 semillas de Miconia sp. y 208 semillas de Miconia minutiflora. Cerca de la mitad de las muestras fecales (53%) tenían semillas de sólo unaespecie de planta. La familia Melastomataceae cuenta con la mayor representación en la dieta del ave con el 42.9% del consumo total. El 46.1% restante corresponde a las otras 10 familias registradas siendo Sapindaceae, Myrtaceae y Lauraceae los grupos con mayores porcentajes (7.26%, 6.66% y 5.61%, respectivamente). La especie más consumida por la guacharaca variable fue M. minutiflora con una oferta de frutos casi permanente durante todos los meses del estudio. Ésta fue seguida por H. hispidula y Myrcia sp. que fueron especies ampliamente consumidas aportando el 16.16% y 14.52% respectivamente, del total de la dieta del ave (Tabla 1). Las categorías de alimento fueron incluidas en la dieta en diferentes proporciones a lo largo de los meses estudiados. Por ejemplo, en febrero la guacharaca consumió la mayor cantidad de frutos, mientras que en marzo se presentó el mayor consumo de hojas. La guacharaca variable incluyó la mayor cantidad de hojas en su dieta cuando la disponibilidad de frutos 34 fue menor en la temporada de estudio, tanto en número de especies en fructificación como número total de frutos disponibles (Figura 3 y 4). Sólo a partir de marzo se registra consumo de flores y botones florales, siendo mayor en el mes de abril. Los alimentos en menor proporción como tierra, piedras y hojarasca (bajo la categoría otros) fueron consumidos de diciembre a febrero, presentando la mayor cantidad de registros durante el primer mes (Figura 2). 7.2. Disponibilidad de frutos El 96% de las especies consumidas por O. motmot estuvieron presentes en las parcelas donde se midió la disponibilidad de frutos mensual. De hecho sólo Syzygium malaccense, una especie exótica con un individuo registrado en el área de estudio no estuvo representada, pero aún así la disponibilidad de sus frutos fue medida. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Dic 2008 Ene 2009 Feb 2009 Mar 2009 Abr 2009 Meses N o. d e es pe ci es c on fr ut os d is po ni bl es 0 50000 100000 150000 200000 250000 D is po ni bi lid ad d e fr ut os Especies consumidas Especies no consumidas No. De frutos Figura 3. Disponibilidad mensual de frutos en 0.1ha de un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. La disponibilidad fue medida con número de especies con frutos disponibles y número total de frutos disponibles. 35 La oferta de frutos en cuanto al número de especies en época de fructificación fue relativamente constante, pero el número de frutos disponibles entre los meses que se llevó a cabo el estudio varió considerablemente (Figura 3). Esta dinámica en la disponibilidad es el resultado de la producción de frutos diferencial de las especies en fructificación. Por ejemplo, en marzo la disponibilidad de frutos declinó fuertemente debido a que las especies que habían exhibido una producción de frutos alta como M. minutiflora, H. hispidula y Miconia sp. con un número de frutos mensual en promedio de 190 333, 3 864 y 2 780 respectivamente, no estuvieron en fructificación. 0 50000 100000 150000 200000 250000 Dic 2008 Ene 2009 Feb 2009 Mar 2009 Abr 2009 Meses N o. d e fr ut os d is po ni bl es 0 5 10 15 20 25 30 35 C on su m o de h oj as (% ) Figura 4. Folivoría en la guacharaca variable comparada con la disponibilidad de frutos mensual de un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. La folivoría se expresa en porcentaje de eventos de consumo (barras), mientras que la disponibilidad se encuentra en número de especies con frutos disponibles (línea). El índice de similitud proporcional (ISP) varió de 0.44 a 0.84, con un promedio de 0.65, lo cual indica que en términos generales O. motmot consume frutos de acuerdo a su disponibilidad. En los meses de enero y abril, la guacharaca variable presentó preferencia 36 Figura 5. Relación entre el consumo y la disponibilidad de frutos en la dieta de la guacharaca variable entre diciembre de 2008 y abril de 2009 en un bosque seco tropical de un área suburbana de Cali. Tanto el consumo como la disponibilidad se expresan en porcentajes. Se presenta el índice de similitud proporcional (ISP) que varía de cero a uno. Diciembre 2008 0 20 40 60 80 100 Mic. Hen. Ind 1. Po rc en ta je ISP = 0.83 Enero 2009 0 20 40 60 80 100 Hen. Mic. Mic1. Eug. Po rc en ta je ISP = 0.50 Febrero 2009 0 20 40 60 80 100 Hen. Mic1. Myr. Psi. Syz. Oco. Po rc en ta je ISP = 0.75 Marzo 2009 0 20 40 60 80 100 Myr. Mic1. Mic. Oco. Psi. Po rc en ta je ISP = 0.71 Abril 2009 0 20 40 60 80 100 Cup. Myr. Lau. Hen. Mic. Psi. Syz. Oco. Especies consumidas Po rc en ta je Disponibilidad de frutos Consumo de frutos ISP = 0.44 1. Mic.: Miconia minutiflora, Hen.: Henriettella hispidula, Des1.: Desconocida 1, Mic1: Miconia sp. Eug.: Eugenia florida, Myr: Myrcia sp., Psi.: Psidium gujava., Syz: Syzygium malaccensis 2, Oco.: Ocotea aurantiodora, Cup.: Cupania latifolia, Lau.: Lauraceae. 37 por los frutos de H. hispidula y Cupania latifolia respectivamente, ya que su consumo fue mayor incluso cuando la oferta de frutos de estas especies no fue la más alta durante ambos meses (Figura 5). 7.3. Pruebas de germinación De las 26 especies consumidas por O. motmot se llevaron a cabo pruebas de germinación con las dos especies con las frecuencias de consumo más altas en la dieta del ave (M. minutiflora y H. hispidula). Debido a la baja cantidad de semillas disponibles excretadas por la guacharaca variable de Myrcia sp. y C. latifolia, se incluyó en estas pruebas a Miconia sp. Así, todas las especies evaluadas pertenecen a la familia Melastomatacea. Para M. minutiflora el porcentaje de germinación bajo el tratamiento muestras fecales fue mayor que el del tratamiento control aunque no se presentaron diferencias significativas (t = 1.76 p> 0.05) (Figura 6). La velocidad promedio con que germinaron las semillas que fueron directamente extraídas de los frutos fue más alta que la de las semillas defecadas por la guacharaca, pero dicha diferencia tampoco fue significativa (W = 61 p> 0.05). Los tiempos promedio de germinación con ambos tratamientos fueron muy semejantes y tampoco variaron estadísticamente (t = 1.81 p> 0.05) (Tabla 2). Las semillas de M. minutiflora comenzaron a germinar tras cinco días de siembra bajo ambos tratamientos (Figura 7). Para H. hispidula los porcentajes de germinación bajo el tratamiento muestras fecales fueron significativamente mayores que los obtenidos bajo el tratamiento control (t = 1.76 p> 0.05) (Figura 6). La velocidad y el tiempo de germinación bajo los dos tratamientos no 38 presentaron diferencias significativas (W = 63 p> 0.05) (t = 1.83 p> 0.05), aunque la velocidad de germinación fue mayor en el tratamiento control dado que el tiempo promedio de germinación fue más alto bajo el tratamiento muestras fecales (Tabla 2). H. hispidula tomó la menor cantidad de días en germinar con sólo tres días de siembra, seguida por M. minutiflora y finalmente Miconia sp. (Figura 7). 28 19* 1.5* 40.5 51.5* 27* 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Miconia minutiflora Henriettella hispidula Miconia sp. Especies G er m in ac ió n (% ) Control Muestras fecales *Medidas significativamente diferentes con una p< 0.05 Figura 6. Germinación de semillas de M. minutiflora, H. hispidula y Miconia sp. extraídas directamente de los frutos (Tratamiento control) y pasadas por el sistema digestivo de O. motmot (Tratamiento muestras fecales). Los porcentajes de germinación presentados no representan los valores transformados para el análisis estadístico. Tabla 2. Medidas de germinación de las semillas de M. minutiflora, H.hispidula y Miconia sp. de los tratamientos control y muestras fecales. Tratamiento Medidas de Miconia minutiflora Henriettella hispidula Miconia sp. Germinación ControlMuestras fecales Control Muestras fecales Control Muestras fecales Tiempo promedio de germinación 18.723 ± 2.503 18.634 ± 2.426 8.832 ± 0.503 11.442 ± 3.705 18.553 ± 3.118 23.304 ± 5.320 Velocidad media de germinación 0.057 ± 0.07 0.055 ± 0.007 0.114 ± 0.07 0.096 ± 0.022 0.056 ± 0.010 0.045 ± 0.09 39 Para Miconia sp. (t = 1.81 p> 0.05) las semillas que fueron defecadas por la guacharaca presentaron porcentajes de germinación significativamente mayores que los de las semillas directamente extraídas de los frutos (Figura 6). La velocidad y el tiempo de germinación bajo los dos tratamientos no presentaron diferencias significativas (W = 55 p> 0.05) (t = 1.83 p> 0.05), aunque la velocidad de germinación fue mayor el tiempo promedio de germinación fue más alto bajo el tratamiento muestras fecales (Tabla 2). En ambos tratamientos, las semillas de Miconia sp. a partir del séptimo día de siembra empezaron a germinar (Figura 7). Figura 7. Distribución de los porcentajes de germinación acumulada de (a) M. minutiflora, (b) H. hispidula y (c) Miconia sp. de los tratamientos control (línea continua) y muestras fecales (línea discontinua). 7.4 Prueba de retención intestinal El tiempo de retención intestinal promedio del paso de los frutos de M. minutiflora por el sistema digestivo de O. motmot fue de tres horas y 25 minutos. El tiempo de retención 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Tiempo (días) G er m in ac ió n ac um ul ad a (% ) 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Tiempo (días) G er m in ac ió n ac um ul ad a (% ) 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Tiempo (días) G er m in ac ió n ac um ul ad a (% ) (a) (c) (b) 40 intestinal mínimo fue de una hora y 13 minutos, mientras que el máximo fue de siete horas y 11 minutos. El lapso en que las semillas empezaron a aparecer en las muestras fecales de las guacharacas difiere en ambos individuos, aunque las últimas semillas son defecadas con escasa diferencia de tiempo (Figura 8). Figura 8. Tiempo de retención intestinal de las semillas de M. minutiflora en el sistema digestivo de dos individuos en cautiverio de O. motmot. Las líneas de tendencia muestran las regresiones logarítmicas de las muestras fecales de los dos individuos (individuo 1 representado por la línea discontinua e individuo 2 por la línea continua). y = 49.643Ln(x) - 25.39 y = 34.324Ln(x) + 12.811 20 30 40 50 60 70 80 90 100 11 83 116 177 208 230 345 391 398 419 476 525 Tiempo (min) Pe so se co d e se m ill as d ef ec ad as (% ) Individuo 2 Individuo 1 41 8. DISCUSIÓN 8.1. Frugivoría La guacharaca variable tiene una dieta frugívora generalista que se basa principalmente en frutos, pero también consume hojas y flores, además de otros alimentos como tierra, hojarasca y piedras. En términos generales, O. motmot consumió frutos de acuerdo a su disponibilidad comprobando la hipótesis planteada. Sin embargo, en ciertas épocas del año como en enero y abril, la guacharaca variable prefirió los frutos de H. hispidula y C. latifolia, respectivamente. En los crácidos ya se ha documentado que estas especies tienen dietas amplias, es decir que incluyen una variedad de alimentos alternos a los frutos (Munoz et al. 2007). Estas aves se pueden considerar generalistas porque consumen la oferta de recursos disponibles, aunque algunas especies pueden ser especializadas en determinado tipo de alimento o tener dietas restringidas debido a condiciones locales o en respuesta a la disponibilidad estacional del recurso (Muñoz & Kattán 2007). En el caso del género Ortalis ya se ha documentado el consumo de frutos y hojas. Por ejemplo, en O. poliocephala se observó que casi el 75% de su dieta se concentra en frutos de cuatro especies de plantas (Gurrola 2002). Para O. vetula en el sur de Texas, el mayor consumo de hojas y brotes foliares ocurrió en las estaciones de invierno y verano (61% y 50%, respectivamente) donde la disponibilidad de frutos fue la más baja (Marion 1976). En la presente investigación, el consumo de frutos y hojas por O. motmot fue constante aunque las cantidades ingeridas variaron durante el período de estudio. Según el modelo propuesto por Emlen (1968), los animales en condiciones de escasez de alimento consumen todos los recursos encontrados en su hábitat, mientras que en extrema 42 abundancia se especializan en su dieta. Los resultados de este estudio, muestran que el consumo selectivo de C. latifolia en el mes de abril se relaciona con la abundancia de frutos mensual y en consecuencia con la hipótesis planteada por Emlen (1968). No obstante, la preferencia por H. hispidula en enero no concuerda con el período de mayor cantidad de especies en fructificación. El consumo selectivo de la guacharaca variable durante este mes puede ser el resultado de la baja calidad nutricional de los frutos de las especies en temporada de fructificación. Los procesos por los cuales los nutrientes de los alimentos consumidos son asimilados y metabolizados, pueden ser tan importantes en la elección del alimento como los factores que intervienen antes de la ingestión (Bozinovic & Martínez del Río 1996, Karasov 1990, Karasov & Diamond 1988). En este sentido, la energía neta ganada como resultado de la alimentación del ave incluye desde los procesos involucrados en la elección del recurso, hasta los mecanismos que intervienen en la deposición final del material ingerido. Así, podríamos hablar de una relación costo –beneficio positiva cuando la disponibilidad del recurso es menor pero la ganancia neta en términos de nutrición para el ave es alta. El caso contrario se presenta cuando el animal se encuentra ante una alta oferta de frutos sumado a una baja calidad nutricional. Es más costosa para el ave la inclusión de otros frutos abundantes agrupados en el espacio con un valor nutritivo poco significativo, que la obtención de frutos en menor cantidad, pero con altos contenidos nutricionales. Ahora bien, se hacen necesarios datos comparativos de dichos contenidos nutricionales de las especies disponibles para dilucidar si la preferencia fue debida a la baja disponibilidad en términos alimenticios o a un requerimiento específico de algún tipo de nutriente. 43 En el mes de menor disponibilidad de frutos (tanto en número de frutos totales como en número de especies en fructificación) O. motmot consumió la mayor cantidad de follaje registrada. La inclusión regular de hojas es poco común en las dietas de aves, pero ha sido ampliamente documentada en crácidos (Muñoz & Kattán 2007). De los 36 estudios de dietas registrados para la familia Cracidae por Muñoz y Kattán (2007), el 47% de ellos reporta consumo de hojas aunque no sea en gran proporción. En un bosque de los andes de Colombia, grandes grupos de pavas caucanas (Penelope perspicax) se congregaron durante la época de menor disponibilidad de frutos en la plantación de Urapán (Fraxinus chilensis) donde ingirieron una alta cantidad de hojas jóvenes (Muñoz et al. 2007). En la misma área de estudio, se ha reportado el consumo de hojas de Urapán por parte de otros crácidos como Aburria aburri (Ríos et al. 2006) y Chamaepetes goudotii (Londoño et al. 2007). En este orden de ideas, el consumo de follaje por parte de crácidos ha sugerido que estas aves pueden requerir algunos nutrientes presentes en las hojas (Morton 1978) que les permiten además sobrevivir ante la escasez de frutos ya que la calidad nutricional de este recurso es limitada y de difícil digestión en términos de la cantidad de carbohidratos estructurales y compuestos tóxicos que contiene (Lambert 1998, Milton 1998). Las flores y el material adicional como tierra, hojarasca
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