Herramientas para la descripción de ecosistemas

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE BIOLOGÍA
Herramientas para la descripción de ecosistemas
MANUAL DE MÉTODOS PARA EL TRABAJO DE CAMPO
Docentes:
Caro Vera, Claudia Cecilia
Castañeda Córdova, Liz Zaida
Quinteros Carlos, Diana Zulema
Grupo: Z*
Custodio Jaimes, Rosa María 20181002
Rojas Espinoza, José Miguel 20181022
Choy Pravatiner, Manuel 20181000
Morales Chavez, Melanie Viviana 20181018
Isidro Gadea, Katherine Nashia 20150104
Manual de métodos para el trabajo de campo
1. Descripción del paisaje
1.1. Generación de mapas.
Usando el software libre QGIS podemos realizar diversos mapas de utilidad para
conocer el estado de un ecosistema, ya sea que tengamos o no nociones previas
sobre la vegetación y el tipo de suelo que posee. La clasificación no supervisada
atiende la necesidad del investigador cuando no puede acceder al espacio
evaluado, ya sea por falta de logística o recursos, aunque también se usa como un
punto de partida para la clasificación supervisada.
La creación de un mapa de clasificación no supervisada requiere del ingreso de
imágenes ráster con una resolución determinada. La resolución espacial hace
referencia a la medida que representa cada pixel, a mayor dimensión del lugar
estudiado, mayor será la resolución de imágenes requerida.
Una vez ubicado el campus de la UNALM se cortó un polígono superpuesto para
trabajar solo con esa parte de la imagen. Posteriormente se generaron cuatro
mapas de clasificación no supervisada, con el fin de elegir luego el más óptimo a la
hora conocer de cerca el terreno de estudio. Se usaron primero las imágenes
originales del set de bandas 1 y luego las imágenes de los componentes PC1, PC2,
PC3 y PC4 del set de bandas 2. Para cada set de bandas se usaron 2 algoritmos
(k-medias e ISODATA). El algoritmo ISODATA es similar al algoritmo k-medias con
la clara diferencia de que el algoritmo ISODATA permite una cantidad diferente de
grupos, mientras que k-means supone que el número de grupos se conoce a priori.
Fig. 1. Clasificación no supervisada del campus de la UNALM con k-medias
usando las imágenes originales de las bandas 2, 3, 4 y 8 (R10m).
Adicionalmente, se calculó el índice de vegetación de diferencia normalizada
(NDVI), el cual cuantifica la vegetación midiendo la diferencia entre el infrarrojo
cercano (que la vegetación refleja fuertemente) y la luz roja (que la vegetación
absorbe), utilizando la calculadora de rásters.
𝑁𝐷𝑉𝐼 = (𝐼𝑛𝑓𝑟𝑎𝑟𝑟𝑜𝑗𝑜 − 𝑅𝑜𝑗𝑜)/(𝐼𝑛𝑓𝑟𝑎𝑟𝑟𝑜𝑗𝑜 + 𝑅𝑜𝑗𝑜)
𝑁𝐷𝑉𝐼 = (𝐵𝑎𝑛𝑑𝑎 8 − 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑎 4)/(𝐵𝑎𝑛𝑑𝑎 8 + 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑎 4)
Fig. 2. Índice NDVI del campus de la UNALM (R10m).
Fig. 3. Mapa de polígonos del jardín botánico de la UNALM.
Fig. 4. Mapa del Perú por departamentos.
2. Descripción de plantas
2.1. Métodos de colecta, preservación y almacenamiento de muestras.
Para evaluar un transecto, se coloca una cuerda de determinada medida en un
espacio elegido, sea recto o aleatorio, y posteriormente se registran las especies
que cruzan la cuerda. Dependiendo del objetivo del estudio y del lugar
seleccionado se puede ajustar el ancho del transecto. Las especies son registradas
por orden de aparición desde una punta de la cuerda hacia la otra, midiendo su
extensión. Para plantas de mediana altura que crucen el transecto, es necesario
utilizar una cinta métrica a lo alto de la cuerda para reconocer el número de partes
de la cinta que toca la planta. Si, por el contrario, se planea registrar árboles, se
mide la proyección que este origina.
Conforme las especies son anotadas en la libreta de campo, se procede a tomar
muestras de los individuos, procurando tener la mayor cantidad de estructuras
vegetativas y reproductivas en ellos. Luego, son encerrados en papel periódico que
se asegura por fuera con cinta masking tape sobre la cual se rotula el ejemplar
(nombre común o la denominación genérica por orden de aparición: sp1, sp2, sp3,
etc), el colector y la fecha. Al finalizar la evaluación del transecto, se prensan las
muestras colocándolas en medio de dos cartones corrugados que se ajustan con
un hilo largo. El lugar elegido para preservar la muestra debe mantenerse a una
temperatura baja constante, seco y suficientemente ventilado.
Fig. 5. Proceso de toma de datos en un transecto recto.
Llegado el momento de la identificación de especies, se retiran las muestras de las
prensas y se observan sus estructuras representativas al microscopio. Si es
necesario para el estudio o se desean conservar los ejemplares, se vuelven a
colocar bajo las condiciones antes expuestas.
3. Descripción de artrópodos
3.1 Métodos de colecta: la colecta de artrópodos de en la UNALM se realizó con
trampas pitfall y red entomológica.
3.1.1 Trampas pitfall: es uno de los métodos de colecta indirecta más utilizados en
el muestreo de poblaciones de artrópodos terrestres de la superficie del suelo. Es
simple y a la vez efectiva, estas trampas se elaboran con los siguientes elementos:
táperes de plástico (8 onzas), fluido como alcohol, formol, agua y detergente
(opcional) . Luego de fijar los dos transectos, se hace un pequeño orificio con ayuda
de una pala y se colocan las trampas (5 por transecto, separadas cada 2m), se
miden las coordenadas, temperatura, humedad relativa, entre otras variables según
lo que se desea determinar, se mantiene por una semana y luego de ello, se
procede a retirar las trampas. Después se hace el lavado, montaje y rotulado.
3.1.2 Red aérea entomológica: a menudo se usa para capturar insectos de vuelo
rápido tales como mariposas, libélulas, abejas, etc. Es necesario practicar un
tiempo con la red para aumentar la eficiencia de captura de estos insectos, la forma
general es mover con la mayor velocidad posible la red hacia el insecto, ya sea que
éste se localice posado en la vegetación, alimentándose de flores, frutos, etc., o en
vuelo; inmediatamente se gira la red para evitar que salga (Luna, 2005). El tamaño
de la red puede variar según el grupo de insectos que se desea colectar.
Fig. 10. Red entomológica.
3.2 Preservación en seco: Se preservan los organismos en sobres de papel glassine o en
frascos, se suele usar para preservar la muestra antes del montaje.
Fig. 11. Triángulo de papel glassine
3.3 Identificación y montaje: Luego de identificar las muestras con la ayuda del
estereoscopio, se hace una ficha de registro, donde se guardan los datos
necesarios que servirán para el estudio deseado.
El montaje consiste en pinchar el ejemplar con un alfiler en la región del tórax. Para
insectos de cuerpo delgado, por ejemplo insectos palo, dípteros, mantis, entre
otros, el alfiler debe quedar vertical en el centro del tórax, y debe salir ventralmente
entre el segundo y tercer par de patas. En los insectos de cuerpo ancho o robusto,
el alfiler debe quedar vertical en el lado derecho del tórax, saliendo también entre el
segundo y tercer par de patas (Luna, 2005). Las mariposas se pueden montar con
la ayuda de un tablero de montaje, donde en la ranura se ubica el cuerpo y en las
tablas se ubican las alas extendidas.
Se procede a colocar alfileres para sostener a las muestras. Se lleva a la estufa
para que sequen. Se verifica que las muestras se encuentren secas para así no
dañarlas y se quitan los demás alfileres. Luego, se realiza el rotulado de las
muestras, el cual incluye información valiosa de estas, como por ejemplo: lugar,
fecha, coordenadas, recolector, identificador, además de la identificación de la
especie. Al final, se procede a guardar las muestras en cajas entomológicas según
el grupo que lo conforma.
4. Descripción de los microorganismos
4.1 Importancia de los microorganismos en la estructura y dinámica de los
ecosistemas
Los microorganismos son parte fundamental de las redes tróficas en todo tipo de
ecosistemas, esto quiere decir que están muy implicados en su dinámica. Los
microorganismos son los que se encargan de reciclar la materia orgánica y de la
fijación de gases.
4.2 Técnicas para la estimación de laabundancia y la diversidad de la comunidad
Conocer la cantidad y tipo de microorganismos nos dará una mejor vista del
ecosistema que estemos estudiando por lo que podemos usar las siguientes
técnicas:
● Tinción diferencial de gram
● Tinción diferencial ácido-resistente
● Aislamiento de hongos del medio ambiente: Agar sabouraud, cultivo en
cámara húmeda, etc.
4.3 Microorganismos y biorremediación
El término biorremediación hace referencia al uso de sistemas biológicos vivos para
restaurar un medio ambiente (Guzman, 2017). El microorganismo debe ser
resistente al medio que se quiere restaurar, es por eso que para la selección
adecuada de estos, se deben aislar del mismo medio que se quiere tratar de
“recuperar”.
5. Descripción de la diversidad genética
La diversidad genética está relacionada con el número de características génicas
en una población. La pérdida de la diversidad genética puede ser afectada por la
caza indiscriminada, epidemias, domesticación, deriva génica, selección natural,
consanguinidad ya que esto provoca un cuello de botella en las especies.
La importancia en la existencia de una gran diversidad genética es que a las
especies permite la respuesta ante nuevas amenazas y así sobrevivir en el tiempo.
Genotipo + ambiente = fenotipo, la epigenética es la ciencia que estudia cómo el
ambiente influye en la expresión de genes.
Para estudiar y evaluar la diversidad genética se utilizan marcadores moleculares,
estos son fragmentos de ADN lo que permite ubicar genes en específico. Los
marcadores moleculares deben ser distribuidos en todo el genoma, no estar sujetos
a influencias ambientales y ser de bajo costo.
Su aplicación radica en realizar índices de diversidad genética entre 2 poblaciones.
Estadísticamente nos da una idea de la diversidad en estas poblaciones. Índices
cercanos a 1 es que hay más diversidad entre las poblaciones mientras que más
cercano a cero es que no hay diversidad entre las poblaciones.
6. Descripción de los vertebrados
6.1. Métodos de colecta.
6.1.1 Mamíferos.
● Micromamíferos: Se colectan de dos maneras dependiendo si poseen
capacidad de vuelo o no. De esta forma, si son voladores se emplean
trampas red de niebla; por el contrario, si son roedores o similares no
voladores se emplean trampas Tomahawk o Victor.
● Mesomamíferos: Para estos se pueden emplear trampas Tomahawk de
mayor tamaño en las que quepen.
● Macromamíferos: Se emplean por lo general métodos de rastreo como
cámaras trampa y microchips gps.
6.1.2 Reptiles y anfibios.
● Saurios pequeños: Para estos se emplea en su mayoría la colecta directa
manual.
● Saurios grandes: Se emplea colecta directa manual, pero con guantes de
cuero para evitar las lesiones por mordidas.
● Cocodrilianos: Se deben atrapar de manera manual y grupal, de forma que
se controle la boca del individuo con cinta de embalaje.
● Ofidios no venenosos: Captura manual directa.
● Ofidios venenosos: No se manipula de ninguna manera manualmente, se
deben usar tubos transparentes de plástico especiales para ofidios y
ganchos especiales.
● Anfibios: los anfibios se deben capturar con redes de agua suaves, y
tomados con guantes de látex para evitar toxinas y hongos propios de estos
animales.
6.1.3 Aves
Se capturan mediante redes de niebla de determinadas medidas, mismas que
deben monitorearse permanentemente a fin de evitar que los individuos atrapados
se hagan daño.
6.2. Métodos de transporte.
● Mamíferos: Se transportan en sus jaulas y caniles, acorde al tamaño de los
individuos.
● Reptiles: Su transporte se realiza en bolsas de tela.
● Anfibios: Se movilizan en bolsas de plástico con agua.
● Aves: En bolsas de tela o en jaulas.
6.3. Datos que se deben tomar en general.
Peso, medidas básicas de cada grupo, coordenadas de encuentro, coordenadas de
liberación, hora de avistamiento, hora de captura, hora de liberación, información
taxonómica, estado etario, sexo, actividad, microhabitat, tipo de luz, temperatura,
humedad, altitud y observaciones especiales (del lugar y del individuo, si las
tuviese)
7. Descripción etnobiológica
La etnobotánica es el estudio de las relaciones entre los seres humanos y las
plantas. Su objetivo principal es obtener conocimientos sobre las utilidades de estas
en la cultura popular tradicional (Pardo y Gómez, 2003). Dentro de la disciplina, se
puede distinguir una corriente cognitiva y una utilitaria (Berlin, 1992), siendo esta
última vista como de valor primordial, por ello los trabajos etnobotánicos abundan
en este campo, orientados mayoritariamente a los usos medicinales.
7.1. Métodos etnográficos
7.1.1. Entrevistas y encuestas.
En la investigación etnobotánica son esenciales las fuentes orales. Los testimonios
de las personas que comparten el saber etnobotánico colectivo deben recopilarse a
través de registros audiovisuales, cuadernos y otros instrumentos. La metodología
para obtener los datos son las entrevistas y encuestas, que pueden ser abiertas o
estructuradas e individuales o colectivas. Estas deben ser breves y con un lenguaje
que entienda el investigado, las preguntas deben ser claras y concisas, además, la
información obtenida debe en última instancia estar sujeta a experimentación y
comprobación.
Antes del estudio propio, se sugiere recorrer el lugar donde se trabajará para
familiarizarnos con las personas y conocer sus características antropológicas.
Luego debemos presentarnos ante ellos, explicar el motivo de la investigación y el
por qué seleccionamos la comunidad. Ya en una primera etapa del estudio, es
necesario emplear entrevistas abiertas para iniciar la relación con los pobladores,
para después poco a poco ir agregando temas y preguntas que nos ayuden a
delimitar nuestro marco teórico.
Después, en una segunda etapa, tras conocer mejor la comunidad y haber
fortalecido las relaciones, podemos pasar a entrevistas estructuradas con
preguntas y observaciones más específicas, intentando identificar las familias que
poseen mayor saber. Finalmente, en la última etapa, que demanda más trabajo de
campo, realizaremos observaciones participativas entre las personas y el
investigador, ya sea vía caminatas botánicas o zoológicas, colecciones fotográficas,
investigación botánica, zoológica y de ecología especializada sobre el tema de
interés (Martínez, 2012).
7.2. Ética en los procedimientos
Es importante tener en cuenta ciertos puntos a la hora de realizar estas
investigaciones. Primero, que el trabajo etnobotánico implica, en la mayoría de los
casos, entender a un sector social y cultural diferente al que pertenece el
investigador. Esto, para cierto sector de la comunidad científica, plantea un conflicto
ético, puesto que consideran no válido el acondicionar al entrevistado u observado
a nuestra perspectiva, dado que ellos poseen la propia. Además, no puede pasarse
por alto que la comunidad dadora del conocimiento debe ser la primera beneficiada
en caso existan formas de aprovechar económicamente los recursos estudiados.
7.3. Algunos testimonios trabajados para el curso
Testimonio 1 - Luis Felipe Rojas Gutiérrez
“Cuando voy al río a pescar camarones los mosquitos molestan mucho, para eso
agarro las hojas del molle, las froto en mis manos y luego me froto las piernas y los
brazos, el olor y sabor hacen que haga la función de repelente. Recuerdo que
cuando tenía problemas para respirar, mi abuela cortó con un machete la planta de
plátano de la casa y en el medio le hizo un hueco, todos los días me hacía tomar el
líquido que se acumulaba ahí y poco a poco fui mejorando. También hervía
eucalipto y matico e inhalaba el vapor, me decía que eso mataba los virus del
pulmón, pero que en infusión esas hierbas son muy fuertes. La corteza del plátano
la usábamos para hacer sogas, igual que el maguey”.
Testimonio 2 - José Antonio Rojas Álvaro
“Recuerdo que cada vez que me dolían las muelas, mi abuela chancaba un poco de
romero y lo colocaba en mi boca, funcionaba como anestésico. El agua de paico
alivia los dolores de estómago, igual que el ajenjo. Las hojas de lamoringa las
usamos para infusión, quema grasas, es bueno para las defensas y para el sistema
respiratorio. También recuerdo el airampo, es un fruto parecido a la tuna, pero más
pequeño, es ácido y lo usábamos mucho para hacer refrescos, tiene bastante
vitamina C. Cada vez que alguien tenía un moretón, mi mamá ponía hojas de
yantén en agua caliente y luego las colocaba sobre el hematoma, bajaba la
inflamación. Ah, y la baba de las pencas de tuna nos servían como shampoo”.
Testimonio 3 - Magali Marlene Espinoza Ampuero
“La sábila la uso bastante como tratamiento para cabello y en mascarillas para el
rostro, también desinflama heridas. Cuando quiero desparasitarme uso una infusión
de hierbabuena y le agrego leche, el clavo de olor me sirve de anestesia para el
dolor de muela. Para la tos, preparo té de kion. La cáscara de granada la hierves y
te ayuda a controlar la diarrea. Si tienes la garganta inflamada, las gárgaras de tara
te desinflama rápido”.
Testimonio 4 - Giovanna Leiva Neyra
“Uso el jugo de papaya con pepa incluida, es un muy buen purgante. Hiervo también
la pepa de la palta con canela, el líquido lo aplico a mi cabello y me ayuda al
crecimiento. Recuerdo que una vez me salió una verruga en el dedo, fui al médico,
me la cauterizaron y a los días volvió a salir y más grande, para esto mi abuela
agarró la cáscara de un plátano y me la frotó sobre la verruga, desapareció por
completo en pocos días. La casa de mi abuelo estaba hecha completamente de
carrizo y barro. Mi mamá me daba té de muña cada vez que me dolía el estómago
y mi papá colocaba hojas de coca debajo de su lengua para no dormirse cuando
manejaba por rutas largas”.
Referencias bibliográficas
● Pardo, M. y Gómez, E. (2003). Etnobotánica: aprovechamiento tradicional de
plantas y patrimonio cultural. Anales Jard. Bot. Madrid 60 (1): 171-182.
● Berlin, B. (1992). Ethnobiological classification. Principles of categorization of
plants and animals in traditional societies. New Jersey.
● Luna, J. (2005). Técnicas de colecta y preservación de insectos. Boletín
sociedad entomológica Aragonesa, 37, 385-408.
● Martínez, M. (2012) La etnobotánica: metodología, desarrollo y orientaciones
en México. Etnobiología 10, Suplemento 1: 98-101.
● Guzmán, S. (2017). Los microbios y la ecología. México. Ciencia 68 (2):
50-59.