Prácticas - Biblioteca UPIBI

Manual de Prácticas de Laboratorio de Ecología
UPIBI-IPN
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PRÁCTICA N° 1
INTRODUCCIÓN A LAS TÉCNICAS DE MUESTREO
EN LOS SISTEMAS ECOLÓGICOS
1. INTRODUCCIÓN
A través de los estudios ecológicos en el campo podemos obtener información sobre la
estructura y composición de una comunidad, la interacción de ésta con diversos factores,
bióticos y abióticos, así como el impacto de diversas actividades humanas sobre la flora y la
fauna.
El estudio cuantitativo de una comunidad debe tomar en cuenta las siguientes
consideraciones:
1. La información que se desea obtener.
2. El tipo de comunidad que se desea estudiar.
3. La temporalidad o secuencia del estudio.
El estudio de una comunidad debe partir de una serie de muestras lo más representativas
posible, para lo cual se requiere: determinar el tipo de muestreo a desarrollar, elegir un lugar
apropiado para el muestreo y, la toma de datos, su ordenación y su análisis.
Cuando la población es pequeña resulta fácil estudiar a todos los individuos que la integran,
sin embargo, cuando las poblaciones son muy grandes, por ejemplo, el plancton marino o la
población humana, se hace muy difícil poder estudiarla, por lo que se integra sólo una
muestra.
Una muestra es un pequeño grupo o subconjunto de individuos sacados de una población. El
tamaño de la muestra depende de la magnitud de la población cuando ésta es finita, así
como de la variabilidad y de la naturaleza de dicha población. Cuanto más grande sea la
muestra, más confiable será el resultado y menor será la probabilidad de error.
Con los datos obtenidos en el muestreo se pueden analizar, entre otros, los siguientes
parámetros:
Densidad es el número de individuos expresado por unidad de área o volumen. La densidad
relativa se refiere al número de individuos de una especie expresado como una proporción
de la densidad total de todas las especies. Algunas veces se presentan problemas en la
determinación de los individuos, sobre todo en el estrato herbáceo, en donde algunos
individuos crecen en agrupaciones (clon) o se reproducen vegetativamente en forma de
rizomas o estolones, y el concepto de individuo causa dudas, entonces, se procede a contar
los retoños (ápices) o los tallos individuales; si los vegetales crecen en forma de clones,
contamos todo el clon como una unidad y es tratado como un individuo. La densidad también
puede ser representada en términos de biomasa.
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Densidad de una especie = Número de individuos de una especie
Área muestreada
Densidad relativa =
Densidad de una especie
x 100
Densidad total de las especies
La frecuencia es el número de veces que una especie ocurre en las distintas muestras. La
frecuencia relativa se refiere a la aparición de una especie, expresada como una proporción
de la frecuencia total de todas las especies.
Frecuencia = Número de ocurrencia de una especie
Número total de sitios muestreados
Frecuencia relativa =
Frecuencia de una especie x 100
Frecuencia total de las especies
La dominancia es la proporción de terreno ocupado por una proyección vertical del contorno
de las partes aéreas del vegetal hacia el suelo, otra forma de expresarla, es también por el
área cubierta por la extensión foliar del vegetal (cobertura). La dominancia relativa es la
proporción de la dominancia de una especie comparada con la dominancia total de todas las
especies.
Dominancia = Cobertura de una especie
Área muestreada
Dominancia relativa =
Dominancia de una especie x 100
Dominancia total de las especies
El valor de importancia es un índice que expresa la suma de las mediciones relativas de
una especie, tiene un rango de 0 a 300%, este valor da una estimación de la influencia o la
importancia de las especies vegetales en la comunidad.
Valor de Importancia = Densidad relativa + Frecuencia relativa + Dominancia relativa
Debido a la complejidad del ambiente, ningún método o técnica por sí sólo nos proporcionará
toda la información necesaria de la población o comunidad que nos interesa. Por esta razón
se hace necesaria la aplicación de diversas técnicas de muestreo.
MÉTODOS DE MUESTREO
Existen diversos métodos, que dependen del tipo de comunidad que se desee estudiar,
dentro de los más empleados tenemos:
Método de cuadros empotrados. Este método es el más empleado para el análisis
cuantitativo de la vegetación, consiste en la utilización de cuadros de tamaño estándar que
varía de acuerdo al tipo de estrato a muestrear, el tipo de comunidad y el objetivo del
estudio.
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Los cuadrantes deben ser lo suficientemente grandes para contener un número significativo
de especies, pero lo suficientemente pequeños para que los individuos puedan ser
separados, contados y medidos sin confusión.
La bibliografía sugiere un área determinada dependiendo del tipo de estrato:
Herbáceo ....1 m2
Arbustivo.....10 m2 a 20 m2
Arbóreo .......100 m2
La colocación y el número de sitios que se van a muestrear se puede hacer en forma
sistemática o al azar. En el muestreo sistemático los puntos de muestreo deben quedar
equidistantes uno del otro, la distancia se determina dependiendo del tipo de comunidad a
muestrear. El muestreo al azar toma en cuenta que todos los individuos tienen la misma
posibilidad de aparecer en la muestra.
Cuadrantes con punto central. Consiste en trazar un punto en el sitio seleccionado y,
sobre de él, trazar dos líneas en forma de cruz, con ayuda de un cordel, para que queden
cuatro cuadros en direcciones definidas. En cada cuadro se registran las especies arbóreas
y arbustivas más cercanas al punto de cruce, se miden las distancias de estas especies al
punto de cruce y se mide la altura, cobertura y diámetro de cada especie. Con este método
se obtiene buena información con pocos puntos de muestreo; la exactitud de este método
aumenta con el número de puntos muestreados, se propone un mínimo de 20 puntos para
que el muestreo sea representativo.
Con los datos obtenidos se pueden analizar los siguientes parámetros: área media, densidad
absoluta y relativa, dominancia absoluta y relativa, frecuencia absoluta y relativa, y valor de
importancia e índice de diversidad.
Método de transectos. Este método se aplica cuando la vegetación ó la composición
florística se distribuye a lo largo de un gradiente medioambiental, es decir, donde se observe
una transición clara de la vegetación, y consiste en tender una línea en la zona de estudio.
Se debe tener mucho cuidado en la elección de la línea, es mejor empezar donde hay
muchos cambios evidentes en la vegetación. La línea se señala en el suelo con un cordón o
con una cinta de plástico. El estudio de campo de plantas y animales deberá
complementarse con un estudio de factores ambientales.
Existen varios tipos de transectos, entre ellos:
En banda. Es una larga banda de terreno, donde se lleva a cabo un conteo y medición de
todos los individuos que se encuentran en su interior, esta franja puede ser dividida y
trabajada como cuadrantes.
Línea-intercepción. Es una línea que se traza a través de la comunidad, interceptando
diversos individuos debajo de la línea o junto a ésta, los datos que podemos obtener son:
número de individuos, frecuencia de aparición y extensión linear.
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Los parámetros que se pueden evaluar con este método son: densidad relativa, dominancia,
dominancia relativa, frecuencia absoluta y relativa, valor de importancia y porcentaje total de
cobertura.
2. OBJETIVOS
2.1. Conocer las características de los principales métodos de muestreo de vegetación.
2.2. Aplicar en el campo, el método de los cuadrantes, para la obtención de datos que
permitan describir la estructura y composición de la comunidad.
3. MATERIAL Y EQUIPO
1 bote o lata de 500 mL
Masking tape
1 brújula
Prensa botánica
1 cinta métrica
Cartón para la prensa
1 flexómetro
Papel periódico
16 Estacas de madera
Lazo para amarrar la prensa
2 cuerdas de 20 m (con marcas cada 4 m.)
Cuaderno de notas
12 cuerdas de 4 m.
2 Lápices
20 m. de cordel
Marcador indeleble
6 bolsas de plástico de 30 x 25 cm.
Tijeras para jardín
1 sobre de etiquetas adheribles
Zapapico o pala de jardín
4. PROCEDIMIENTO
Esta práctica se realizará en dos ocasiones: Primero, en los campos de la UPIBI, para
practicar la aplicación del método de los cuadrantes, y después, en algún Parque Nacional.
4.1
Efectúa una investigación bibliográfica sobre la zona donde se realizará la práctica de
campo, la cual debe contener: ubicación geográfica, clima, hidrografía, orografía, flora y
fauna, e impacto de las actividades humanas.
4.2. Muestreo de la vegetación
4.2.1. Se seleccionan dos zonas de muestreo, una lo suficientemente conservada, y otra
que tenga signos de perturbación. Se trabajarán parcelas rectangulares de 20 x 4 m,
el tamaño y número de muestreos dependerá de las características del terreno. Del
total de los equipos del grupo, una mitad trabajará en una zona conservada y la otra
mitad trabajará en una zona perturbada.
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4.2.2. Delimitación del área de muestreo. La parcela se delimitará con un cordel que se
fijará con estacas de la siguiente forma:
a) Extiende, en línea recta, un cordel de 20 m, marcado cada 4 m, y fíjalo con
estacas.
b) En cada marca, traza un ángulo recto con una cuerda de 4 m, como se muestra
en la siguiente figura:
c) Tiende una cuerda en las perpendiculares obtenidas y cierra los cuadros con otro
cordel de 20m
4.2.3. En los 4 primeros cuadros, se hace el censo del número de individuos por especie y
se mide la cobertura de árboles y arbustos. Para obtener la cobertura de árboles, se
mide la sombra que proyecta la copa de los árboles sobre el suelo. Para los arbustos,
se toma la longitud en forma de cruz del follaje y se registra el promedio de esas dos
medidas.
4.2.4. Se colectan y colocan en la prensa tres ejemplares de cada especie, tanto arbóreas
como arbustivas, procurando que las muestras, preferentemente, tengan flor y fruto.
Anota en una etiqueta: la fecha de colecta, la localidad, el número de cuadrante
donde se colectó y el número del equipo colector.
4.2.5
El último cuadro se subdivide en cuadrados de 1 m2, auxiliándose con cordeles de 4
m (ver figura siguiente), se numeran, y en estos se hace el censo de las especies
herbáceas (número de individuos diferentes). Se mide la cobertura, calculando el
porcentaje de la superficie del suelo que cubre cada especie.
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4.2.6. Colecta y coloca en la prensa tres ejemplares de las especies encontradas, de
preferencia con flor y fruto. Prepara etiquetas como se indica en el punto 4.2.4.
4.3. Muestreo de fauna edáfica
4.3.1. Elige, al azar, un punto dentro de los cuadros de muestreo, cuidando que éste no
haya sido alterado durante el muestreo de la vegetación. Con la lata o el bote de 500
mL toma dos muestras de hojarasca y colócalas en una bolsa de plástico. Cierra la
bolsa y pégale una etiqueta que contenga los siguientes datos: localidad, fecha de
colecta, características de la vegetación y número del equipo colector.
4.3.2. Con el bote o la lata de 500 mL, toma una muestra de suelo, de la siguiente manera:
haz penetrar completamente la lata invertida en el suelo y excava para poder sacarla,
auxiliándote con una pala de jardín o un zapapico, vacía la muestra en una bolsa de
plástico, cierra la bolsa y pégale una etiqueta que contenga los datos ya citados en el
punto 4.3.1, además de la capacidad de la lata.
5. RESULTADOS
A partir de la investigación documental realizada, elabora un diagnóstico de la zona de
estudio.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Discute, con base en el diagnóstico elaborado, sobre la importancia de los métodos de
muestreo en el conocimiento de las comunidades vegetales y animales.
7. CONCLUSIONES
Concluye sobre la importancia ecológica de la zona de estudio y los efectos de las
actividades humanas sobre ese ecosistema.
8. BIBLIOGRAFÍA
Bennet, D. P. y D. A. Humpries. Ecología de Campo. Editorial Blume. 1981.
Franco López Jonathan. Ecología de Campo. Editorial Trillas. México.
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PRÁCTICA N° 2
ANÁLISIS DE POBLACIONES TERRESTRES
1. INTRODUCCIÓN
Una población natural es un grupo de organismos de una misma especie que habitan en una
región determinada, compartiendo una serie de características inherentes a la misma, como
son: una poza génica común con libre entrecruzamiento entre ellos y la producción de
descendientes viables, siendo sus características fenotípicas similares.
Las poblaciones varían en tamaño y grado de aislamiento, dependiendo de los efectos
combinados de la variabilidad genética, producida por la recombinación genética y las
mutaciones, y las diferencias medioambientales, constituyendo una unidad, de tal manera
que se establecen diferencias fenotípicas entre los miembros de una población y de una
población a otra.
Aún cuando dentro de la población los individuos presentan diferencias fenotípicas entre sí,
es característico que exista cierto grado de similitud, dado que su microhábitat y su poza
génica son compartidas, de tal manera que el fenotipo de los miembros de la población
puede ser reflejado de acuerdo a varios atributos, incluyendo su morfología, la fisiología, las
rutas metabólicas, su etología, etc.
En cambio, las diferencias son mayores entre los miembros de dos poblaciones distintas
puesto que no hay dos poblaciones que tengan exactamente el mismo microhábitat, además
de que sus pozas génicas no son compartidas.
Se puede describir a la población a través de una serie de mediciones (morfometría), para lo
cual debemos considerar los siguientes puntos:
1. Un valor característico, que convenientemente se expresa como la media aritmética de la
medida tomada.
2. Los valores que se distribuyen alrededor de la media, es decir, el grado de dispersión.
Al analizar dos poblaciones, lo interesante es realizar la comparación de determinado
atributo morfométrico, destacando las diferencias existentes entre el valor medio y la
dispersión de cada una de las poblaciones. Para este tipo de análisis se utiliza una prueba
estadística conocida como “t-Student”, que establece fundamentalmente la comparación
estadística de un atributo de la población, es decir, define si las diferencias que existen entre
los valores de dicho atributo entre ambas poblaciones son significativas o pueden sólo
deberse al azar.
Es importante recordar que, independientemente del tamaño, sexo, edad, estación del año,
etc., en los individuos de una población existe una proporcionalidad entre determinadas
partes del cuerpo, por ejemplo: la longitud patrón y la longitud cefálica en peces, el tamaño
de las antenas y el tamaño del cuerpo en los insectos, la longitud de las extremidades y la
longitud del cuerpo en los vertebrados terrestres, etc.
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Esta proporcionalidad entre las diferentes partes del cuerpo en los integrantes de la
población se puede cuantificar mediante una regresión, que establece la relación existente
entre algunas medidas morfométricas, y de acuerdo a esta relación se obtiene la ecuación
que define el grado de proporcionalidad. Este grado de proporcionalidad, obtenido para
todos los individuos, en promedio, nos permite caracterizar a la población en su conjunto.
2. OBJETIVOS
Describir, cuantificar y analizar la proporcionalidad de algunas de las características
morfométricas presentes en los individuos de una población dada.
3. MATERIAL Y EQUIPO
Cinta métrica, Regla o Vernier
Charola de disección
Compás de dos puntas
Dos grupos de hojas o insectos.
4. PROCEDIMIENTO
4.1
Cuantifica las distintas medidas morfométricas seleccionadas, tanto en los organismos
del primer grupo como en los del segundo.
4.2
Para cada grupo de organismos, calcula los valores de la media aritmética, la varianza,
la desviación estándar y el error de la media.
5. RESULTADOS
5.1
Anota todos los datos obtenidos y los valores calculados en las siguientes tablas:
X
∑X=
X2
Y
∑Y=
∑X2=
Y2
∑Y2=
X*Y
∑(X * Y)=
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5.2
Realiza los cálculos necesarios para obtener la regresión para cada grupo de
organismos, de tal manera que se pueda establecer la relación existente entre las
variables consideradas, tanto analítica como gráficamente.
Variables
5.3
X
S2
S
E(X)
t-Teórico
t-Tablas
Por medio de una prueba de “t-Student” compara las características consideradas para
los dos grupos de organismos.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Analiza y discute los resultados obtenidos, contrastándolos con los objetivos planteados.
7. CONCLUSIONES
Concluye sobre la importancia y las aplicaciones que tienen en Ecología este tipo de
estudios, así como los posibles errores que se pueden cometer al realizarlos.
8. BIBLIOGRAFÍA
Bennet, D. P. y D. A. Humpries. Ecología de Campo. Editorial Blume. 1981.
Franco López, Jonathan. Ecología de Campo. Editorial Trillas. México.
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PRÁCTICA N° 3
ANÁLISIS DE POBLACIONES ACUÁTICAS
1. INTRODUCCIÓN
En la dinámica de poblaciones, la unidad de estudio es la población, la cual puede ser
definida como la entidad viviente formada por los grupos de organismos de una misma
especie que ocupan un espacio o lugar común. Además, para definir a cada población como
una unidad independiente de otras poblaciones o de otros grupos de organismos, se puede
agregar que cada población tiene un nivel de organización y una estructura propia, y que
cada población se renueva y se reproduce aisladamente de otras poblaciones.
Separadamente o como integrantes de una población, cada organismo se caracteriza por
que nace de otro ser semejante a sí mismo, porque se alimenta, crece, se reproduce, y
finalmente muere. Absolutamente todos los seres vivos muestran estos atributos y los
cumplen a medida que desarrollan las fases de su ciclo biológico, el cual debe cumplirse y
repetirse con cierta frecuencia en el espacio y en el tiempo para garantizar la continuidad de
cada población y de cada especie.
Como es lógico, a nivel de la población este ciclo se repite infinidad de veces, con cada
individuo y generación tras generación. Individualmente no todos los individuos que nacen y
se integran a la población llegan a completar este ciclo. Muchos mueren sin haber llegado a
reproducirse y sin haber llegado siquiera a completar su crecimiento. Sin embargo los que
llegan a reproducirse generan normalmente una descendencia que pueda garantizar la
continuidad de la población y la perpetuidad de la especie.
Es conveniente señalar que, en principio, el término población incluye a todos los individuos,
desde que nacen hasta que mueren. Lo que en el sentido más amplio incluiría a todos los
individuos vivos existentes, sean estos adultos, juveniles o inclusive estadíos larvarios.
Dinámica de poblaciones
La dinámica de poblaciones es el estudio de la vida del ente o unidad viviente que se
denomina población. Es una rama de la biología que, con el auxilio de otras ciencias,
principalmente de las matemáticas, trata de describir y cuantificar los cambios que
continuamente ocurren en la población. Conocer la dinámica de una población implica pues
conocer no solo el tamaño y la estructura de la misma, sino, lo que es más importante,
implica conocer la forma y la intensidad en que esta cambia y se renueva.
Toda población está constantemente bajo el efecto de factores contrapuestos, y que al
mismo tiempo tienden a hacerla aumentar y hacerla disminuir, y el tamaño y la estructura de
la población depende en todo momento del balance existente entre estos dos tipos de
factores. Si se toma cualquier población de organismos y la seguimos a través del tiempo
encontraremos que, a consecuencia de factores descendentes, parte de sus integrantes irán
muriendo, pero a consecuencia de los factores ascendentes, los organismos que sobrevivan
seguirán alimentándose, creciendo y podrán reproducirse.
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Debido a esto es que los integrantes de cada población cambian con el tiempo, cambiando
también la estructura y composición de la población. La población tenderá entonces a
aumentar o a disminuir, o podrá mantenerse estable y en equilibrio, pero siempre será como
resultado del balance existente entre los factores contrapuestos que ocasionan su activa y
constante renovación.
Para la dinámica de poblaciones, el medio (el cual incluye una variedad grande de
elementos, tales como la temperatura, salinidad, oxígeno, disponibilidad del alimento,
espacio, etc.) es el que alberga a la población, brindándole lo necesario para su existencia y
desarrollo, pero al llegar a cierto punto es el mismo medio el que actúa como un factor
limitante que evita que la población crezca indefinidamente. Haciendo que cada población
pueda alcanzar, como máximo, un tamaño que está en estrecha relación con lo que el medio
puede soportar, y para evitar que este máximo sea sobrepasado se producen diversos
fenómenos compensatorios que, en definitiva, se reflejan en una disminución del crecimiento
o del reclutamiento o en un aumento de la mortalidad natural, por lo que se hace necesario
realizar estudios ecológicos sobre la dinámica de poblaciones acuáticas, ya que estos nos
ayudarán a comprender y racionalizar la explotación de los recursos que ofrece este medio.
Para lograr un manejo sustentable de los recursos acuáticos (poblaciones) es indispensable
el conocimiento de aspectos biológicos básicos (parámetros morfométricos, conductuales y
ambientales) de las especies involucradas. Para este fin se han propuesto numerosos
métodos para analizar la información proveniente de sistemas acuáticos, que van desde los
relativamente simples (papel y lápiz) hasta los más complejos que hacen uso de sistemas de
cómputo.
Pruebas estadísticas e índices a utilizar:
Índice de Shannon-Wiener:
Este es el índice más utilizado en ecología acuática para comparar y describir la diversidad
de comunidades, así como para denotar cambios sucesionales.
El índice postula que si tenemos un conjunto de eventos o probabilidades p1, p2, p3… pn, se
puede estimar cuánto azar interviene en la selección del evento px, lo cual sería una medida
de información, incertidumbre, desorganización o entropía. En términos biológicos, la
incertidumbre asociada con el evento de que un individuo, seleccionado al azar, de una
comunidad pertenezca a la especie X1 es calculable y constituye una medida de información.
Si en esa comunidad varias especies son poco frecuentes, es difícil predecir a cuál de ellas
pertenecerá probablemente un individuo elegido al azar (lo cual implica que hay más
incertidumbre y mayor diversidad). Pero si hay otra comunidad con una especie muy común
y varias muy raras, entonces la predicción de la entidad de ese individuo es muy alta (baja
incertidumbre y baja diversidad). Si el número de especies aumenta, también aumenta la
incertidumbre, es decir, la diversidad.
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La fórmula a utilizar es:
ns
H´=
∑ p log p
i =1
i
i
Donde:
H´= Calcula el promedio reincertidumbre por individuo
pi = Sumatoria del total de especies
log pi = logaritmo natural del total de especies encontradas
Factor de condición de Fulton:
La condición del organismo es un reflejo de su estado fisiológico, resultado de las
actividades biológicas de la especie, tales como reproducción, alimentación, acumulación de
energía y otros que, en última instancia, son el reflejo de las condiciones ecológicas.
Para estudiar la condición de los organismos se utilizan varios factores de condición, uno de
estos es el que deriva de la relación talla-peso, el cual se define como índice de condición,
factor ponderal o factor K, expresado por:
K=
W
L3
Donde:
K = Factor de condición de Fulton
W = Peso eviscerado del organismo
L = Longitud total del organismo
Los análisis poblacionales en los que el uso de K se muestra útil y efectivo son:
a) Cuando se comparan dos o más poblaciones que viven en condiciones ambientales
similares o diferentes (densidad, disponibilidad del alimento, etc.).
b) Para determinar el ritmo y la duración de la maduración gonadal.
c) Para seguir la ritmicidad de la actividad trófica durante largos periodos de tiempo, o de
cambios poblacionales posiblemente atribuibles a variaciones en el suministro de
alimentos. Variaciones en el factor de condición pueden reflejar cambios en la proporción
de proteínas y lípidos.
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Índice Hepatosomático (IHS):
Otro índice que describe la condición del organismo es el índice hepatosomático, el cual
determina la relación que existe entre el peso del hígado y el peso del organismo. Esta
relación suele ser específica para las hembras, ya que el hígado segrega vitelogeninas
durante la vitelogénesis exógena, que van a ser captadas por el óvulo en desarrollo. Por lo
tanto, es directamente proporcional al ciclo reproductivo y decae justo antes del desove,
siendo así un indicador de la puesta. Además, dicho índice también refleja los procesos de
almacenamiento y transferencia de proteínas y lípidos, por lo que es importante su
evaluación en general en los organismos, asociándose con la variación del tejido somático.
El índice hepatosomático (IHS), está dado por las siguientes expresiones:
IHS = 100HW
-1
Ó
H
x100
IHS = W
Donde:
H = Peso del hígado
W = Peso del organismo eviscerado.
Índice del tracto digestivo (ITD)
El estudio de las relaciones tróficas de los organismos que integran un ecosistema
determinado, es fundamental para el conocimiento del papel (nicho) que estos juegan en la
dinámica de la comunidad.
El llenado del estómago puede influir en forma directa en la condición de un organismo. Por
otra parte, el grado de llenado de los estómagos es un indicador indirecto de la cantidad o
disponibilidad de alimento. Por lo que resulta de interés analizar de forma indirecta la
disponibilidad del alimento, utilizando el presente índice.
PT
ITD = PE x 100
Donde:
ITD =Índice del tracto digestivo.
PT = Peso del tracto digestivo (peso del estómago más peso del intestino).
PE = Peso eviscerado de los organismos.
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Índice Gonadosomático (IGS)
El estudio de la reproducción es un tema fundamental en la ciencia biológica. El peso
gonadal supone estar relacionado a los procesos fisiológicos que conllevan a la reproducción
y supervivencia, los cuales al igual que en cualquier otro organismo, están influidos por el
ambiente, la calidad y disponibilidad de alimento, temperatura, foto-periodo, etc., parámetros
que deben ser considerados para establecer los índices respectivos por especie y sexo,
edad, etc.
Aunque hay patrones reproductivos por especie, se observan variantes poblacionales con
relación a la zona geográfica, causa que obliga a evaluar el ciclo reproductivo de los
organismos en diferentes localidades.
La evaluación gonádica de hembras y machos tiene implicaciones, tanto desde el punto de
vista ecológico como de cultivo, ya que se utiliza para establecer parámetros tales como
proporción de hembras y machos que garanticen la unión de productos sexuales durante la
fecundación, la primera edad en la que alcanzan la madurez sexual, el establecimiento de
época reproductiva, condición del organismo, etc.
Por lo anterior, una forma de evaluar indirectamente el desarrollo y el esfuerzo reproductivo
es a través del índice gonadosomático, ya que esta fórmula se basa en una relación directa
entre el peso de la gónada y el peso del organismo, esta relación nos dice que el valor
máximo se alcanza inmediatamente antes del desove, de tal manera que, por ejemplo, al
evaluar una población durante un ciclo anual, el valor máximo se alcanza antes de la
reproducción, y los “picos” indicarán el número de desoves posibles al año y una mayor
cantidad de recurso energético destinado a la reproducción.
La fórmula, de acuerdo con Rossenblum et al. (1987), es la siguiente:
Pg
IGS = W
x
100
Donde:
IGS = Índice gonadosomático
Pg = Peso de las gónadas.
W= Peso del organismo eviscerado.
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Distribución t-Student:
Esta prueba nos permite hacer inferencias sobre la media poblacional (µ) basada en la
media de la muestra (x) al desconocer la varianza.
Propiedades de t-Student.
1) t está distribuida con una media de 0
2) t está distribuida simétricamente alrededor de su media
3) t está distribuida de modo que forma una familia de distribuciones, una distribución por
separado para cada número diferente de grados de libertad
4) La distribución t se aproxima a la normal estándar a medida que aumenta el número de
grados de libertad
5) t está distribuida con una varianza mayor que 1, pero a medida que aumenta el número
de grados de libertad, la varianza se aproxima a 1
6) t está distribuida de modo que es menos puntiaguda en la media y más ancha en las
colas que la distribución normal
La fórmula para calcular t es:
t=
x−µ
S
x
Donde:
x = Media de la muestra
µ = Media poblacional
S
x
= Error estándar de la media
Fórmula de la media muestral:
x=
∑x
i
n
Donde:
x
i
= Sumatoria del parámetro a analizar por especie
n = Tamaño de la muestra por especie
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Fórmula de la media poblacional:
n
µ=
∑X
i =1
i
n
Donde:
X
i
= Sumatoria total del parámetro a analizar (“población”)
n = Tamaño de la muestra total (“población”)
Fórmula del error estándar de la media:
s
x
S
=
n
Donde:
S = Desviación estándar
n = Tamaño de la muestra
Fórmula de la desviación estándar:
S=
∑X
2
i
−nX
2
n −1
Donde:
X
2
i
= Sumatoria total del parámetro a analizar al cuadrado (“población”)
n = Tamaño de la muestra total
2
X
= Media al cuadrado del total de la muestra (“población”)
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2. OBJETIVOS
2.1. Hacer una descripción de la dinámica poblacional en sistemas acuáticos, a partir de la
interpretación de datos numéricos.
2.2. Hacer inferencias del comportamiento poblacional a partir del análisis de una muestra.
3. MATERIAL
Muestra
de
vegetación
(acuática
y
circundante)
Tijeras de cirugía
Bisturí del 12 con navaja
Muestra de bentos (previamente tratada)
Regla de 30 cm
Muestra
Charola de disección
de
plancton
(previamente
tratada)
Balanza analítica
Muestra de necton (previamente tratada)
Calculadora
4. PROCEDIMIENTO
4.1. Para el bentos y plancton realizar únicamente análisis de Shannon-Wiener
4.2. Para la vegetación hacer análisis de Shannon-Wiener y t-Student
4.3. Para el necton aplicar todas las pruebas e índices descritos con anterioridad.
5. RESULTADOS
5.1. Anota todos los datos obtenidos y los valores calculados en las siguientes tablas:
Especie
Tabla de datos para bentos y plancton
No. de
pi
Organismos
∑ No =
∑ p=
i
log pi
∑ log p =
i
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Tabla de datos para vegetación
Esp.
No.
Esp
LT
∑
AN
LT2
AN2
LT*AN
∑
∑
∑
∑
S
S
x
tteórico
t-tablas
Nota: Esp.= especie, No. Esp = Número de especies, LT= Longitud total, AN = Ancho, S =
desviación estándar,
S
x=
error estándar de la media, t = t-Student
Tabla de datos para necton
Esp.
No.
LT LP AN PT PE PH PTD PG LT2 AN2 LT*AN S
Esp
S
x
ttteórico tablas
Nota: Esp.= Especie, No. Esp = Número de especies, LT= Longitud total, LP = Longitud
patrón, AN = Ancho, PT = Peso total, PE = Peso eviscerado, PH = Peso del hígado, PTD =
Peso del tracto digestivo, PG = Peso de las gónadas, S = Desviación estándar,
estándar de la media, t = t-Student.
S
x=
Error
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6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Analiza y discute los resultados obtenidos con la finalidad de comprender y explicar la
dinámica poblacional de un sistema acuático.
7. CONCLUSIONES
Concluye sobre la importancia de este tipo de estudios para comprender la dinámica
poblacional como un instrumento de aprovechamiento sustentable de recursos naturales, así
como para conservar y evitar impactos sobre estos sistemas.
8. BIBLIOGRAFÍA
Csirke B. J. (1989). Introducción a la dinámica de poblaciones de peces. FAO. México: 172p.
De la Lanza Espino G. (2002). Algunos conceptos sobre hidrobiología y calidad del agua.
UNAM, México: 181-199p
Departamento de Biología. (1984). Manual de técnicas básicas para el análisis de ambientes
acuáticos. UNAM, México: 1-103P
Lara Villa M. A., Moreno Ruiz J. L., Amaro Mauricio E. J. (1996). Fitoplancton Conceptos
básicos y técnicas de laboratorio. UAM. México D. F. 15- 191p
Pacheco Marin R. y Chirino González A. (2004). Algunos aspectos biológicos y ecológicos de
la Corvina bairdiella chrysoura (Pisces: Sciaenidae), como especie dominante del
Sistema Lagunar Tampamachoco Veracruz, en el periodo (mayo 1990-junio 1991).
Facultad de Estudios Superiores Zaragoza UNAM. México: 1-150p
Salgado Ugarte I. H. (2005). Métodos Actualizados para Análisis de Datos BiológicoPesqueros. UNAM. México D. F. 1-233p
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PRÁCTICA N° 4
ANÁLISIS DE COMUNIDADES TERRESTRES
1. INTRODUCCIÓN
Una comunidad está constituida por diferentes especies vegetales y animales (poblaciones)
que habitan en un área específica, en asociación o interacción mutua con otros individuos y
con el ambiente.
La comunidad posee una serie de atributos, dentro de los que se encuentran los siguientes:
1. La diversidad de especies. Es el número de especies que componen a una comunidad.
2. Estructura y formas de crecimiento. Se puede describir a la comunidad de acuerdo a
las siguientes categorías de formas de crecimiento: árboles, arbustos, hierbas y musgos,
estas formas determinan la distribución vertical o estratificación de la comunidad.
3. Predominio. No todas las especies de la comunidad revisten la misma importancia. De
los cientos de especies que existen en la comunidad, unas cuantas ejercen el control, en
función de su tamaño, su número de individuos o sus actividades. Las especies
dominantes son las que tienen mayor éxito ecológico y determinan, a su vez, las
condiciones bajo las cuales crecen las especies con ellas vinculadas.
4. Abundancia relativa. Se pueden medir las proporciones relativas de diferentes especies
en la comunidad.
5. Estructura trófica. Las relaciones alimenticias de las especies de una comunidad
determinan el flujo de energía y materia, de plantas a herbívoros y de estos a los
carnívoros.
Las relaciones que se establecen entre animales, plantas y factores abióticos tienden a
organizarse de modo jerárquico, de manera que los factores abióticos (luz, humedad,
factores edáficos) afectan, sobre todo, a las comunidades vegetales, las cuales a su vez
influyen sobre las comunidades animales que dependen de ellas como fuente de alimento y
protección (animales fitófagos, insectos polinizadores, etc.).
No obstante, existen también relaciones más directas entre factores abióticos y grupos de
animales (por ejemplo, relaciones entre la humedad y la abundancia de invertebrados en el
suelo), así como relaciones de influencia de los organismos vivos sobre los factores abióticos
(por ejemplo, amortiguación de las variaciones de temperatura y humedad bajo la cobertura
vegetal o aumento del contenido de nutrientes en el suelo debido al aporte y descomposición
de restos orgánicos).
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Estudio de la Vegetación
Cada paisaje vegetal es fruto de una serie de circunstancias particulares. La diferencia entre
unos y otros radica, básicamente, en la distinta flora que compone cada uno de ellos. Las
comunidades posibles de un territorio dado, componen paisajes diferentes, según
predominen unas especies sobre otras, y esa composición florística va a estar determinada
por múltiples factores: climáticos, edáficos, antrópicos e históricos.
Estudio de la Fauna del Suelo
El suelo es una entidad natural compleja (ecosistema) en cuya formación intervienen
factores abióticos (roca madre, temperatura, humedad, etc.) y factores bióticos (plantas y
animales) que se influyen mutuamente en un equilibrio dinámico. Con el paso del tiempo
dicho equilibrio va cambiando (sucesión) y, por tanto, también lo hace el suelo.
Los animales, junto con otros organismos del suelo, forman un sistema biológico de
regulación, mediante la descomposición de la materia orgánica por sus actividades
digestivas, la producción de metabolitos, excreciones y heces, que influyen en las
propiedades físicas y químicas del suelo. La fauna del suelo (fauna edáfica), tanto en
superficie como en profundidad, está formada, en su mayor parte, por los INVERTEBRADOS
(No Artrópodos y Artrópodos). Esta fauna podemos dividirla en EPIEDÁFICA cuando vive
sobre la superficie del suelo y EUEDÁFICA cuando lo hace en alguno de los estratos
(horizontes) del suelo, distinguiéndose dentro de ella las siguientes categorías:
Macrofauna: 4-80 mm. (Anélidos, Moluscos, Arácnidos, Crustáceos, Miriápodos,
Insectos).
Mesofauna: 0.2-4 mm. (Colémbolos, Ácaros, Proturos, Insectos).
Microfauna: < 0.2 mm. (Protozoarios, Nemátodos, Rotíferos, Tardígrados, Gastrotricos).
La fauna edáfica es la responsable de la acumulación y descomposición de la materia
orgánica de los suelos, afectando a todas las transformaciones de dicha materia orgánica
(nutrientes) y de algunas de las fracciones minerales (sales, arcillas, etc.) de los mismos.
La fauna edáfica realiza varias funciones; por un lado acelera la transformación e
incorporación de los residuos vegetales y animales al suelo, aumentando la superficie de
contacto sobre la que actuarán los microorganismos (microflora y microfauna) de dicho
suelo. Por otro lado, la fauna edáfica (macro y mesofauna especialmente) forma cavidades y
galerías de distintos calibres que mejoran la circulación del aire y del agua en el suelo y
ayudan en el transporte de la materia orgánica desde la superficie hacia los horizontes más
profundos del suelo y, también, del material mineral en sentido inverso.
Todo ello nos indica la importancia del conocimiento de la fauna del suelo (junto a otros
organismos) como componente de los ecosistemas edáficos cuya utilidad podemos observar
en el aspecto agrícola, forestal y de conservación de nuestros paisajes naturales.
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2. OBJETIVOS
2.1.
Describir, analizar y ordenar las muestras colectadas.
2.2.
Realizar el análisis estadístico correspondiente, para determinar la estructura y
composición de la comunidad (plantas y animales) de la zona muestreada.
3. MATERIAL POR EQUIPO
1 Caja de Petri
1 Pinzas para soporte
2 Cartulinas negras
1 Probeta de 100 mL.
1 Masking tape
1 Soporte con anillo
1 Colador
1 Tijeras
1 Foco de 60 W con extensión
2 Agujas de disección
1 Microscopio estereoscópico
2 Frascos con alcohol al 70%
1 Microscopio óptico
Portaobjetos y cubreobjetos
4. PROCEDIMIENTO
4.1. Material vegetal
4.1.1. Compara entre sí las plantas prensadas, y asígnales el mismo número a todos los
ejemplares de la misma especie.
4.1.2. Con la ayuda de los profesores y de los libros, trata de identificar la familia a la que
pertenece cada ejemplar de arbustos y herbáceas. En el caso de los árboles, trata de
identificarlos hasta género.
4.1.3. Con el material ordenado e identificado, determina los valores relativos de densidad
(dr), dominancia (Dr), frecuencia (fr) y valor de importancia (V.I.) para las especies del
estrato arbóreo y de las familias del estrato arbustivo y herbáceo (ver Práctica N° 2).
4.1.4. Para el estrato arbóreo y arbustivo determina la media, la desviación estándar y la
varianza.
4.2. Fauna edáfica
4.2.1. La recolección de los organismos, para su posterior identificación, se realizará
mediante el uso de un embudo de Berlese, aprovechando la tendencia de los
organismos del suelo a alejarse de la luz.
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4.2.2. En el laboratorio, coloca las muestras de hojarasca y de suelo, por separado, en
embudos de Berlese.
4.2.3. Coloca, en la base del embudo, un frasco de vidrio con alcohol al 70%.
4.2.4. Instala sobre los embudos una extensión con un foco de 60 watts, y mantenlo
encendido durante tres días, para hacer caer los animales de las muestras sobre el
frasco de alcohol.
4.2.5. Una vez colectadas las muestras, tapa el frasco y desinstala el sistema.
4.2.6
Observa estas muestras con ayuda del microscopio estereoscópico y, con el apoyo
de claves y esquemas, cuenta el número de organismos por especie y regístralos en
la Tabla N° 2, anotando el grupo taxonómico al cual pertenecen (Por ejemplo:
anélidos, arácnidos, insectos, moluscos, etc.), así como el número de individuos
encontrados por cada grupo.
4.2.7
Calcula la densidad (dr), dominancia (Dr), frecuencia (fr) y valor de importancia (V.I.)
para cada grupo y el índice de diversidad.
INDICE DE DIVERSIDAD “SHANNON WEAVER”
H = Pn * Log Pn
Donde:
H = Índice de diversidad
Pn = Probabilidad de que los individuos de una comunidad, extraídos al
azar, pertenezcan a la misma especie.
5.
RESULTADOS
5.1.
Describe las características geográficas, climáticas y de la biodiversidad de la zona
de estudio.
5.2.
Registra los datos obtenidos en el muestreo de la vegetación en la Tabla N° 1
5.3.
Registra la existencia, en la zona de estudio, de problemas de erosión, deforestación,
actividades recreativas, agropecuarias o asentamientos humanos.
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5.4.
Anota, en las tablas correspondientes, los resultados obtenidos en el manejo de las
muestras de flora y fauna, y calcula la dominancia para la especie arbórea. Anota los
resultados de los demás equipos.
5.5.
Para las especies herbáceas determina la densidad, la frecuencia, la media y la
desviación estándar (ver Práctica N° 2)
5.6
Elabora un catálogo con los ejemplares vegetales colectados.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Con base en tus resultados y los objetivos planteados, analiza y discute la situación que
guardan las comunidades vegetales y animales estudiadas, de acuerdo con lo observado en
el campo.
7. CONCLUSIONES
Elabora tus conclusiones de acuerdo a lo observado en campo y a los objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Krebs, J. Charles. Ecología. Estudio de la Distribución y la Abundancia. 2ª Edición. Ed. Harla.
México. 1985. 752 pp.
Odum Eugene. Ecología. Editorial Interamericana. México. 1998.
Rzedowski y Rzedowski. Vegetación de México. Editorial Limusa. México. 1981.
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PRÁCTICA N° 5
ANÁLISIS DE COMUNIDADES ACUÁTICAS
1. INTRODUCCIÓN
Muchos de los principios básicos y conceptos que conciernen a los hábitats terrestres tienen
paralelismo con los hábitats acuáticos. La limnología se encarga de estudiar las aguas
dulces, incluyendo los aspectos físicos y biológicos. La oceanografía considera los
componentes físicos y biológicos de los medios marinos y estuarinos.
El hábitat acuático puede ser dividido en ciertas dimensiones básicas tales como tiempo,
espacio y componentes físicos y químicos; el ecólogo acuático generalmente enfatiza los
factores físicos y químicos, más que los factores biológicos, cuando describe el hábitat. En
sistemas acuáticos estos factores son a menudo más complejos que en medios terrestres.
Dentro de los tipos de hábitats de agua dulce encontramos dos fundamentales: lénticos
(estancados) y lóticos (corrientes). Como representantes del tipo de los lénticos tenemos a
los lagos y estanques. Los lagos son profundos, generalmente estratificados con respecto a
la temperatura, oxígeno y nutrientes; en cambio, los estanques son cuerpos de agua poco
profundos, sin estratificación estacional y donde las aguas se mezclan regularmente desde la
superficie hasta el fondo.
En un cuerpo de agua léntico se presenta una zonación distintiva, cuya clasificación nos
ayuda a estudiar los diferentes hábitats que se presentan en ellos: la zona litoral es la
porción poco profunda a lo largo de la costa, en la cual la luz penetra con suficiente
intensidad para sustentar una tasa fotosintética significativa hasta el fondo; generalmente se
encuentra vegetación enraizada en esta región. La profundidad de compensación la
encontramos después de la zona litoral y es la profundidad a la cual la penetración de la luz
es pobre, por lo que la tasa fotosintética es igual a la tasa de respiración; la masa de agua
superior es conocida como epilimnio y la inferior como hipolimnio.
Las corrientes descritas como lóticas, están caracterizadas por una zonación
preponderantemente horizontal. Los arroyos son pequeñas corrientes, estrechas, poco
profundas y pueden formarse áreas rápidas poco profundas sobre grava y rocas (rizos) y
áreas de flujos profundos (canales). Los ríos son anchos y de corrientes profundas y pueden
tener más rápidos violentos que rizos. Algunas corrientes profundas fluyen solamente en
forma estacional ó solo intermitentemente durante el período de lluvia.
El substrato del cuerpo del agua provee de hábitat para una agregación distintiva de los
organismos que habitan los fondos llamados bentos. Registrar el tipo de sedimentos del
fondo, como arcilla, cieno, arena, grava o roca, junto con sus características estructurales y
químicas (oxígeno, materia orgánica, etc.), ya que son importantes para tratar de explicar la
distribución y abundancia del bentos.
Para un análisis general de un hábitat acuático, el registro de campo contiene las mediciones
básicas de temperatura del agua, velocidad de corriente, turbidez y conductividad. Para un
examen químico, contiene: dureza, oxígeno disuelto, alcalinidad, pH y nutrientes.
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Los componentes bióticos principales en los ecosistemas acuáticos son:
Vegetación circundante
La mayoría de las lagunas mexicanas están, en su exterior, rodeadas de mangles y en una
minoría por bosque de coníferas y vegetación de arbustos (matorrales). La vegetación
sumergida es de tipo fanerógama.
En México existen 8 géneros de fanerógamas marinas a las que se les llama “ceibadales”,
en su mayoría son monoespecíficas y se distribuyen ampliamente en ambos litorales.
Fitoplancton
Son organismos fotosintéticos que integran la base de la trama trófica en los ecosistemas
acuáticos, ya que la materia orgánica proviene del proceso de la fotosíntesis.
El fitoplancton está constituido por varias divisiones de algas microscópicas, siendo las
principales las diatomeas, dinoflagelados, clorofitas, criptofitas y algunos microflagelados.
Zooplancton
Las lagunas representan áreas de refugio, reproducción y crianza para muchas especies y
en ellas el zooplancton es más abundante que en el mar abierto. Por esto el meroplancton
(formado en su mayoría por larvas de organismos bentónicos que pasan esta etapa de su
vida en el plancton) destaca sobre el holoplancton (organismos que ejecutan totalmente su
ciclo de forma planctónica).
La variación estacional del zooplancton es consecuencia del patrón que establece el
fitoplancton, en términos de abundancia.
El zooplancton es un importante eslabón en la trama trófica de las lagunas pues utiliza
múltiples estrategias en su alimentación: existen herbívoros, carnívoros, omnívoros,
filtradores, detritófagos y saprófagos.
Bentos
Son aquellos organismos que viven estrechamente relacionados con el fondo. Se dividen por
su tamaño en:
-
Macrobentos, organismos mayores de 0.5 mm.
Merobentos, de 0.1 a 0.4 mm.
Microbentos menores de 0.1 mm. (bacterias y hongos)
Su función principal es contribuir a la descomposición de materia orgánica y a la degradación
de los tejidos vegetales.
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Necton
Se forma principalmente de peces y se clasifica como:
1)
2)
3)
4)
5)
Peces dulceacuícolas que ocasionalmente penetran en aguas salobres.
Peces anádromos y catádromos.
Peces verdaderamente estuarinos.
Peces marinos que utilizan la laguna costera como área de crianza o para desovar.
Peces marinos que efectúan visitas al sistema lagunar, generalmente como adultos y
para alimentarse.
6) Visitantes marinos ocasionales.
Redes tróficas
En los sistemas lagunares las redes tróficas son cortas, con pocos pasos energéticos, desde
los productores primarios hasta los carnívoros.
Las cortas redes tróficas aprovechan al máximo la energía disponible y, en ocasiones,
principalmente en lagunas costeras, esta energía se exporta al mar.
Las categorías ictiotróficas son:
•
•
•
Consumidores primarios: peces planctófagos, detritívoros y omnívoros.
Consumidores de segundo orden: peces predominantes carnívoros, pero que pueden
incorporar a su dieta algunos vegetales y detritus.
Consumidores de tercer orden: peces exclusivamente carnívoros.
Las comunidades varían en su composición y su abundancia relativa de especies, de
acuerdo con:
a) Las condiciones hidrológicas del sistema.
b) La estación del año.
c) La localidad de la laguna y su gradiente de salinidad.
2. OBJETIVOS
2.1. Conocer y aplicar las técnicas de muestreo para comunidades acuáticas, con la
finalidad de comprender la complejidad de estos recursos y adquirir una conciencia
para mejorar el aprovechamiento sustentable de dicho ambiente.
2.2. Identificar los organismos comunes que habitan los cuerpos de agua dulce.
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3. MATERIAL
1 L de alcohol al 70%
Lápices y plumones indelebles
1 L de formol al 40%
Libreta de campo
Bolsas de plástico con cierre hermético
Mapa topográfico e hidrológico
Brújula de campo
Papel albanene grueso
Calculadora
Prensa botánica
4. PROCEDIMIENTO
4.1. Fase de escritorio:
4.1.1. Buscar información bibliográfica sobre la zona de muestreo.
4.1.2. Conseguir mapa topográfico e hidrológico del lugar de muestreo.
4.1.3. Revisar el método de muestreo por cuadrantes y establecer las estaciones de
muestreo.
4.1.4. Preparar etiquetas de marcaje para material biológico. Estas deben de contener:
nombre del colector, fecha y hora, lugar donde se colectó la muestra, color del
material biológico antes de fijar, nombre científico o nombre común (en dado caso
que no se conozca ninguno establecer una numeración ascendente). Las etiquetas
deben de estar por pares, una con tinta indeleble y otra a lápiz, es recomendable usar
papel albanene grueso para hacerla.
4.2. Fase de campo:
4.2.1. Establecer estaciones de muestreo en cuadrantes de 4 x 4 m, de forma aleatoria,
tratando de abarcar vegetación circundante y acuática.
4.2.2
Observar y anotar los aspectos ambientales (nubosidad, dirección y fuerza del
viento, temperatura ambiental, profundidad de la estación, así como temperatura,
turbidez, color y olor del agua).
4.2.3. Colectar ejemplares de la vegetación circundante, preferentemente con ramas,
hojas, flores y semillas, almacenándolas en una prensa botánica (siempre y cuando
se encuentren en el cuadrante).
4.2.4. Colectar vegetación acuática, almacenando sedimento, hojas, ramas, flores y
semillas. En el caso de las flotantes, colectar todo el organismo en bolsas plásticas
con cierre hermético, fijando el contenido con formol al 40%, para su posterior
determinación.
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4.2.5. Obtener una muestra planctónica, de aproximadamente 8 g, con una red de malla
cerrada (red de acuario), colocándola en una bolsa plástica con cierre hermético y
fijándola con formol al 5%, para su posterior determinación.
4.2.6. Colectar una muestra de sedimento (aproximadamente 100 g) con la finalidad de
obtener una muestra de organismos bentónicos, fijándola con formol al 40% en una
bolsa plástica con cierre hermético.
4.2.7. Obtener una muestra de necton, para ello utilizar cuatro botellas plásticas de 2 L,
con la boca recortada y en el fondo un orificio del diámetro del cordón que se hará
pasar por éste. Dentro de estas botellas se depositará desperdicio de camarón. Las
muestras de necton obtenidas se fijan en formol al 40% para su transportación y
posterior identificación.
4.3. Fase de laboratorio:
4.3.1. Lavar todo el material biológico (excepto la vegetación circundante) con agua hasta
haber retirado en su totalidad el formol.
4.3.2. Conservar en frascos de vidrio las muestras con alcohol al 70%.
4.3.3. Determinar, si es posible hasta género, en los organismos colectados, con ayuda de
claves taxonómicas.
4.3.4. Agruparlos por taxa y cuantificar las poblaciones obtenidas.
4.3.5. Observar al microscopio el plancton y separarlo en fitoplancton y zooplancton.
4.3.6. Cuantificar los organismos de la muestra de plancton, para lo cual se tomará una
pipeta Pasteur y mediante un volumen conocido (1 mL), determinar el número de
gotas que presenta, realizando esta operación 15 veces como mínimo, para obtener
un promedio de número de gotas/mL, cuando ya se obtuvo el promedio, calcular el
volumen de 1 gota. Hecho lo anterior, se procede a tomar una pequeña cantidad de
la muestra, previamente homogeneizada, y se colocan una o dos gotas en un
portaobjetos y, mediante la observación al microscopio, se cuantifican los organismos
presentes. La cuantificación se tendrá que realizar cuando menos en 10 gotas para
que sea considerada válida.
4.3.7. En el caso del necton, separarlo por fenotipo y, si es posible, determinar hasta
género. Se tomarán parámetros morfométricos (longitud total, longitud patrón,
longitud cefálica, altura, peso total, peso eviscerado, peso del hígado, peso del tracto
digestivo [estómago e intestino] y peso de las gónadas), con el fin de determinar el
estado de salud de estos organismos.
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5. RESULTADOS
5.1. Presenta en cuadros o tablas los datos recolectados en el campo.
5.2. Incluye fotografías del trabajo de campo y de las características del cuerpo de agua y
de los ejemplares colectados.
5.3. Prepara una colección de ejemplares con los organismos encontrados, debidamente
etiquetados y conservados.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Describe qué tanto se corresponde la información bibliográfica con lo observado en el
trabajo de campo.
6.2. Comenta sobre la posible dinámica de la red trófica en esta comunidad acuática.
7. CONCLUSIONES
7.1. De acuerdo con el análisis de los resultados y la discusión, propón algunas posibles
acciones que se requieran para mantener en buen estado la zona de estudio.
8. BIBLIOGRAFÍA
Bennet D. P. y D. A. Humpries. Ecología de campo. H. Blume Ediciones, España, 1981,
pp.326.
De la Cruz A. V. et. al., Manual de prácticas de Ecología. UNAM-ENEP-Iztacala, 1979. pp
221.
Mellaamby K. Biología de la población. Ed. Omega. España, 1977. pp. 73.
Soriano S. y V. Oons M., Prácticas de Edafología y Climatología. Ed. Alfaomega, España,
2005. pp. 284.
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PRÁCTICA Nº 6
ECOSISTEMAS
1. INTRODUCCIÓN
Los organismos vivos y su ambiente inerte, abiótico, están inseparablemente ligados y
actúan recíprocamente entre sí. Cualquier unidad que incluya la totalidad de los organismos
que actúan en reciprocidad con el medio, de manera que una corriente de energía conduzca
a una estructura trófica, a una diversidad biótica y a ciclos materiales claramente definidos se
denomina un sistema ecológico o ecosistema.
Aunque es conveniente dividir el mundo vivo en ecosistemas diferentes, cualquier
investigación revela pronto que rara vez hay límites definidos entre éstos y que nunca están
del todo aislados. Muchas especies ocupan y son parte de dos o más ecosistemas al mismo
tiempo, o se trasladan de uno a otro en diferentes épocas, como ocurre con las aves
migratorias.
Al pasar de un ecosistema a otro, se observa una gradual disminución de las poblaciones de
la comunidad biótica del primero y un aumento en las de las que sigue. Así, los ecosistemas
se superponen gradualmente en una región de transición conocida como ecotono, que
comparte muchas de las especies y de las características de los ecosistemas adyacentes.
El ecosistema es la máxima unidad funcional de la naturaleza en la Tierra, es un sistema que
tiene circulación de materia y energía. Es funcional, y esta funcionalidad está dada sobre la
base de su biodiversidad, guarda en él las estructuras de cadenas alimenticias básicas para
el desarrollo de la vida en la Tierra.
Considerado entre los diez países más ricos del mundo en especies animales y vegetales,
México pertenece a las naciones llamadas megadiversas. Una de las condiciones que más
destacan de esta biodiversidad es que, del 30 al 50% de esas especies son endémicas, y
aunque México ocupa el decimocuarto lugar mundial en cuanto a superficie, posee más
especies que muchos países de Europa y Norteamérica juntos.
La biota mexicana es una de las más variadas y se estima que tiene cerca del 10% de todas
las especies de plantas y vertebrados terrestres del planeta.
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México está dividido en dos partes por las zonas biogeográficas Neártica y Neotropical cerca
de su centro, donde se conjuntan flora y fauna boreal, propia de las regiones montañosas, de
clima templado y frío, con especies tropicales, de climas cálidos, secos y húmedos.
Esta diversidad biológica también resulta de los variados ambientes, constituidos por
planicies, cañadas, costas, desiertos, sierras y cumbres con más de 3,000 m de altitud a
todo lo largo del país.
Los diversos Ecosistemas que se pueden encontrar en nuestro país son los siguientes:
•
•
•
•
•
•
Bosque de coníferas
Bosque de encino
Bosque espinoso
Bosque mesófilo de montaña
Matorral xerófilo
Pastizal
•
•
•
•
•
Pradera
Sabana
Selva alta perennifolia
Selva baja
Selva mediana
En esta práctica, abordaremos la gran variedad de ecosistemas que hay en nuestro país, su
significado, así como su estructura y las distintas regiones en donde se encuentra esta gran
diversidad. Se trata de un contenido de gran importancia y actualidad, cuyo estudio permitirá
comprender de forma integral todas las regiones que nos rodean, así como muchos de los
problemas de las sociedades modernas relacionados con la calidad de vida y el medio
ambiente.
2. OBJETIVOS
2.1. Abordar el estudio del ecosistema, su significado, así como su estructura y los factores
ambientales que lo determinan, mediante la construcción de un microecosistema
acuático.
2.2. Analizar, de forma global, las relaciones de materia y energía en los ecosistemas
accediendo a la comprensión de nuestro entorno, demostrando aprecio por el ambiente
y la conservación del equilibrio de los ecosistemas, con el fin de elevar la calidad de
vida comunitaria.
3. MATERIAL
1 Bolsa de Artemia salina
1 Bolsa grande de plástico negro
1 Botella de plástico de 3 L.
1 Bureta de 50 o 100 mL.
1 Masking tape
1 Pinzas para bureta
1 Pipeta de 5 mL.
1 Pipeta Pasteur con bulbo
1 Pizeta con agua destilada
1 Planta acuática viva
1 Probeta de 100 mL.
1 Soporte universal
1 Termómetro
1 Tijeras o Cutter
1 Varilla de vidrio
1 Vaso de precipitados de 250 mL.
1 Frasco ámbar (o forrado con papel
aluminio) de 200 mL con tapón
esmerilado
2 Matraces Erlenmeyer de 250 mL.
3 Caracoles de agua dulce
300 g de arena
300 g de grava
*3 L de agua común (del grifo)
*3 L de agua de drenaje (canal “Río de los
Remedios”)
*3 L de agua embotellada
* La fuente de agua para cada equipo será señalada por el profesor.
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SOLUCIONES (POR GRUPO)
30 mL de MnSO4 al 50%
30 mL de ioduro alcalino
30 mL de H2SO4 concentrado
30 mL de H2SO4 0.02N
150 mL de tiosulfato de sodio 0.025M
(indicador)
100 mL de indicador de almidón
100 mL Fenolftaleína (indicador)
50 mL de anaranjado de metilo
4. PROCEDIMIENTO
4.1. Construcción de un microecosistema acuático
4.1.1. Corta la parte superior del cuello de la botella.
4.1.2. Coloca 2 cm de tierra en el fondo de la botella y a continuación 2 cm de grava.
4.1.3. Vierte lentamente el agua que le haya correspondido a tu equipo (*) en la botella.
4.1.4. Agrega 20-30 unidades de Artemia salina y deja reposar 24 h.
4.1.5. Después coloca las plantas y los caracoles.
4.1.6. Seis días después del inicio del experimento, coloca el microecosistema en la
oscuridad por 3 días.
4.2. Análisis fisicoquímico del agua
4.2.1. Temperatura y Concentración de Oxígeno disuelto
NOTA: El método siguiente se debe realizar evitando en lo posible la luz directa del sol.
4.2.1.1. La colecta de la muestra se realiza sifoneando dentro de la botella de tapón
esmerilado, dejando escurrir un volumen igual al de la botella, con el fin de evitar
errores en la determinación al entrar la muestra en contacto con el aire.
4.2.1.2. Toma la temperatura de la muestra.
4.2.1.3. Agrega 1 mL de sulfato de manganeso al 50% a la muestra, goteándolo por el
cuello de la botella.
4.2.1.4. Agrega 1 mL de ioduro alcalino en la superficie. Inclina la botella, coloca el tapón
cuidadosamente, evitando la inclusión de burbujas de aire, y agita fuertemente
durante 10 segundos, deja reposar. Cuando el precipitado se ha sedimentado,
vuelve a agitar fuertemente hasta lograr un sobrenadante claro.
4.2.1.5. Añade 1 mL de ácido sulfúrico concentrado, tapa y agita por rotación (una burbuja
puede formarse en este estado, pero no es importante), normalmente el precipitado
se disuelve; de no ser así, deja reposar por unos minutos y vuelve a agitar, de
cualquier forma, mezcla el contenido de la botella inmediatamente antes de medir.
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4.2.1.6. Toma una alícuota de 100 mL y ponla en el matraz.
4.2.1.7. Agrega de 3 a 5 gotas de indicador de almidón hasta obtener un color azul oscuro.
4.2.1.8. Titula la muestra con tiosulfato de sodio 0.025M. Anota los mililitros gastados en
este paso.
4.2.2. Alcalinidad (pH)
4.2.2.1. Toma una alícuota de agua de 50 mL y ponla en el matraz.
4.2.2.2. Adiciona 3 gotas de indicador fenolftaleína (La solución se tornará color rosado).
Deduce el pH.
4.2.2.3. Con ayuda de una bureta, adiciona H2SO4 0.02N hasta que la solución se torne
incolora.
4.2.2.4. Agrega 2 a 3 gotas de indicador anaranjado de metilo (La solución tomará un tono
ligeramente amarillo).
4.2.2.5. Titula con ácido sulfúrico 0.02N hasta que la solución adquiera un color canela.
Anota los mililitros gastados en este paso.
5. RESULTADOS Y OBSERVACIONES
5.1. Elabora un diagrama que represente las relaciones entre los diferentes componentes
del ecosistema.
5.2. De presentarse cambios visuales en el microecosistema antes, durante y después del
periodo de oscuridad, indica ¿Cuáles fueron y menciona los mecanismos?
5.3. Calcula la concentración de oxígeno disuelto en la muestra.
Tratamiento de datos para calcular concentración de oxígeno disuelto:
[O2] mg/l =
(8.0) (Cb) (Vb)
Va (Vf - 2.0) / Vf
Donde:
Cb = concentración del tiosulfato de sodio en mM.
Vb = volumen gastado de tiosulfato de sodio en mL.
Va = volumen de la alícuota tomada para la titulación en mL.
Vf = volumen de la botella con tapón en mL.
5.4. Entre equipos, intercambien resultados, y realiza una gráfica donde se muestre el
efecto de la temperatura sobre la concentración de oxígeno disuelto.
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5.5. Calcula el grado de alcalinidad de la muestra.
Tratamiento de datos para calcular la alcalinidad:
CaCO3 mg/L= (Vb) (Cb) (50.000)
Va
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Analiza ¿por qué este modelo representa un ecosistema?
6.2. Con base en tus resultados, analiza la importancia de los parámetros evaluados sobre
el ecosistema y la relación entre factores bióticos y abióticos que componen el
microecosistema.
6.3. Traslada este aprendizaje a un ecosistema natural e indica el impacto que podrían
causar fluctuaciones constantes, o bien, drásticas, de los parámetros físicos y químicos
(temperatura, pH, salinidad, humedad, presión, etc.) relacionado a la parte biológica
(improvisa una problemática e intenta dar solución a esta).
7. CONCLUSIONES
Concluye de acuerdo a tu análisis de resultados y los objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Brower, J. E., J. H. Zar, C. V. Ende. 1997. Field and Laboratory Methods for General
Ecology. 4th edition. McGraw-Hill.
Canales M. M., Hernández D. T., Meraz M. S., Peñalosa C. I. 2000. Fisicoquímica:
Laboratorio V. III. UNAM. FES-Iztacala.
Cox, G. W. 2001. General Ecology Laboratory Manual. 8th edition. McGraw-Hill.
Odum E. P. (1986). Fundamentos de ecología. McGraw-Hill.
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PRÁCTICA N° 7
ESTUDIO DE UN TRANSECTO ALTITUDINAL
1. INTRODUCCIÓN
La presencia y distribución de las poblaciones y comunidades corresponden a la interacción
de variables físicas, tales como la luz solar, la temperatura y la precipitación pluvial. Las
rocas responden a estos factores y van contribuyendo a la formación del suelo.
La altitud y latitud, por ejemplo, desarrollan propiedades climáticas a niveles Macro, Meso y
Micro. Particularmente la altitud de una localidad es un buen punto de referencia para definir
la presencia de los diferentes tipos de comunidades vegetales.
La ubicación y descripción de diferentes tipos de vegetación a lo largo de un recorrido que
presenta variaciones en cuanto a la altitud con respecto al nivel del mar, permiten construir
una gráfica que resume los cambios de las comunidades, esto también se conoce como
transecto altitudinal.
Nuestro país, por poseer una geografía física accidentada, ha favorecido el desarrollo de un
mosaico en cuanto a la muy variada gama de comunidades vegetales.
2. OBJETIVOS
2.1. Identificar los principios físicos que influyen en el desarrollo de una comunidad.
2.2. Aplicar los procedimientos para describir una comunidad en función de la altitud.
2.3. Identificar a los organismos característicos de cada comunidad a trabajar
3. MATERIAL
Por grupo:
Garrocha de 3 m (pintada alternativamente
con blanco y negro cada 20 cm.)
Tablas de humedad
Mapa de curvas de nivel
Altímetro
Mapa climático
Termómetro de temperatura máxima y
Mapa de uso de suelo
mínima (o bulbo seco o húmedo)
Mapa de vegetación
Por equipo:
Clave de identificación vegetal
Cámara fotográfica
Individual:
Bitácora
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4. PROCEDIMIENTO
Es importante que antes de la salida de trabajo en campo se estudien los mapas de
vegetación, curvas de nivel, climático y uso del suelo de cada localidad a describir. Una vez
saliendo de la ciudad se darán las indicaciones del recorrido que se hará en cada estación
de trabajo. En cada estación se realizará el siguiente trabajo:
4.1. Toma la altitud, la temperatura (bulbo húmedo y bulbo seco), y la humedad relativa.
4.2. Descripción visual de la zona y toma de fotografías.
4.3. Uso de la clave para la identificación de la vegetación.
5. RESULTADOS
5.1. Presenta en tablas, la relación entre: altitud, temperatura y humedad relativa.
5.2. Construye una gráfica de altitud contra tipo de vegetación.
5.3. Presenta las fotografías de paisaje y de vegetación predominante, e indica las
características de cada vegetación identificada (obtenida de las claves).
6. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
6.1. Plantea si es evidente el cambio de vegetación según la altitud, y analiza si existe algún
patrón entre la variación de altitud, temperatura, humedad y el tipo de vegetación.
6.2. Comenta la importancia del Meso y Microclima en el desarrollo de las comunidades, y
discute cómo la actividad humana puede modificar la dinámica de estas comunidades.
6.3. Comenta el grado de correspondencia entre los mapas y lo observado en el campo.
7. CONCLUSIONES
Redacta tus conclusiones con base en los resultados obtenidos y los objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Bennet D.P. y D.A. Humpries. Ecología de campo. H. Blume Ediciones, España, 1981,
pp.326.
De la Cruz A. V. et. al., Manual de prácticas de Ecología. UNAM-ENEP-Iztacala, 1979. pp
221.
Miranda F. y E. H. X., Los tipos de vegetación de México y su clasificación. Ed. UACH,
México, 1980, pp. 346.
Rzedowsky J., La vegetación de México. Ed. Limusa, México, 1985, pp. 346.
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PRÁCTICA N° 8
ESTUDIO DE UN CUERPO DE AGUA
1. INTRODUCCIÓN
Los cuerpos de agua son reservorios permanentes o estacionales de este líquido vital.
Pueden ser naturales o artificiales, varían en extensión, profundidad. Oscilan en sus niveles
de agua en función de los afluentes o vías de captación de la misma, la época del año y las
funciones a las que estén destinados. Se les ubica en cuencas propias de la orografía o se
construyen en planicies rodeadas por cerros o montañas. Su construcción y mantenimiento
es muy importante ya que se les destina para funciones como: centros de acuacultura, pesca
deportiva, zonas turísticas de recreo, abastecedoras de agua para la población humana,
zonas de asentamientos urbanos o para la industria hidro y termoeléctrica, entre otras.
Con el crecimiento desmedido y arbitrario de las zonas urbanas ha aumentado la demanda
de agua y el uso de estos espacios, y se les ha visto como lugares que podrían recibir
desechos orgánicos e inorgánicos, dando como resultado el detrimento de ese ambiente con
la consecuente disminución del servicio para el cual está destinado.
De aquí se deduce la importancia que representa el estudio de estos lugares para prevenir
su alteración y mejorar su mantenimiento.
Cuando se pretende estudiar un hábitat acuático el primer paso es reconocer las
características del área y sus problemas. El reconocimiento del área debe incluir la
topografía general, los patrones de drenaje, la influencia de las actividades humanas (recreo,
industria, agricultura), vegetación circundante y acuática. Para la identificación de los
hábitats acuáticos se incluye la localidad específica, topografía y características de drenaje.
Y para los muestreos se toma la fecha, hora del día y nombre de los observadores.
La descripción topográfica del área a estudiar, puede incluir el tipo de cuerpo del aguador,
por ejemplo, arroyos, ríos, estanques, lagos o reservorios. El registro de las características
superficiales, tales como la pendiente y la forma del terreno circundante y la línea de costa,
forma del canal de corriente y la formación de rizos, rápidos, caídas o islas. Registro del
tamaño de agua, substrato, incluyendo además la distancia a la costa y la distribución de la
profundidad.
Para lagos, el área puede estimarse a partir de un mapa topográfico o de una foto aérea,
también debe considerarse el volumen.
Una descripción de los factores físicos que afectan el medio acuático incluye la información
sobre las condiciones atmosféricas y el substrato, así como del agua. Las condiciones
atmosféricas controladas por el clima, las estaciones y las condiciones diarias, las cuales, de
hecho, afectan la cantidad de luz incidente en la superficie, la evaporación, la temperatura,
las corrientes de agua y, consecuentemente, la distribución de los organismos en el cuerpo
de agua; debido a esto, las características biológicas pueden variar en términos cortos
dependiendo de los cambios en las condiciones del tiempo; por esto es importante
registrar las características atmosféricas, temperatura del aire, velocidad y dirección del
viento, condiciones de luminosidad y tipo, intensidad y frecuencia de la precipitación.
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Los componentes biológicos de un ecosistema acuático son tan importantes como los
factores físicos y químicos para una descripción concreta y objetiva del cuerpo de agua
debido a que el efecto de los organismos sobre el medio es más o menos conspicuo, al igual
que en el caso de los hábitats terrestres. El efecto principal que se observa es sobre la
concentración de nutrientes y gases disueltos.
2. OBJETIVOS
2.1. Conocer los criterios que permitan discutir las características fisiográficas y biológicas
de un cuerpo de agua.
2.2. Aplicar las técnicas de muestreo adecuadas para la obtención de muestras acuáticas.
3. MATERIAL
Por grupo:
Mapa de vegetación de la zona de estudio
Mapa de relieve
Garrocha de 3 m (pintada a blanco y
negro, alternativamente, cada 20 cm.)
Mapa de uso del suelo
3 microscopios ópticos
Tablas de humedad
10 cajas Petri
Altímetro
Termómetro de temperatura máxima y
mínima (o bulbo seco o húmedo)
Por equipo:
Binoculares
4 Frascos de vidrio de ½ L de boca
Cámara fotográfica
mediana-angosta
Disco Sechi
2
redes
2 L de formol al 15 %
de
arrastre
(con
tela
mosquitero mediana)
de
1 par de agujas de disección
2 pipetas Pasteur
Individual:
Clave de identificación de vegetación
Bitácora
4. PROCEDIMIENTO
Es conveniente que, previo a la salida de trabajo en campo, se revisen los mapas: climático,
de vegetación y uso del suelo, y de curvas de nivel de la zona de estudio.
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4.1. Descripción fisiográfica del cuerpo de agua:
Localización: Indicar el Estado y Municipio donde se ubica, así como las coordenadas y
la altitud del lugar.
Límites: Poblados y/o lugares conocidos o de importancia cercanos.
Forma geométrica aproximada.
Dimensiones: Extensión y profundidad.
Fuente de abastecimiento de agua: lluvia, escurrimiento, manantiales.
Vías de desagüe.
4.2. Descripción fisiográfica del entorno del cuerpo de agua:
Relieve: accidentes geográficos, inclinaciones.
Tipo de roca: Volcánica, metamórfica, sedimentación.
Tipo de suelo: color, textura, agregación.
Tipo de vegetación: Arbolado, arbustos, herbáceas.
4.3. Elementos ribereños del cuerpo de agua:
Restos sólidos: orgánicos e inorgánicos.
Poblado: tipo de poblado.
Turismo: tipo de actividad.
4.4. Características visuales del cuerpo de agua:
Color predominante.
Presencia de Objetos flotantes.
Presencia de Objetos sumergidos.
Transparencia del agua (con el disco de Sechi).
4.5. Características biológicas del cuerpo de agua:
Obtener una muestra de vegetación acuática y fijar con formol.
Obtener una muestra de suelo del cuerpo de agua y fijar con formol.
Obtener una muestra de agua y fijar con formol.
4.6. Tomar impresiones fotográficas y realizar observaciones de muestras, tomadas en el
campo, con el microscopio. La revisión completa se efectuará en el laboratorio.
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5. RESULTADOS
5.1. Presenta en cuadros o tablas los datos recolectados en el campo.
5.2. Incluye fotografías del trabajo de campo y de las características del cuerpo de agua.
5.3. Ilustra el tipo de organismos encontrados, mediante dibujos y esquemas.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Describe qué tanto se corresponde la información de los mapas con lo observado en el
campo.
6.2. Comenta cómo tiene lugar la dinámica del funcionamiento del Cuerpo de Agua.
6.3. Discute las posibles influencias que tiene la actividad humana en el equilibrio del
Cuerpo de Agua visitado.
7. CONCLUSIONES
7.1. Comenta si la zona de estudio se encuentra en uso adecuado o no, basándote en la
información teórico-práctica.
7.2. Sugiere algunas recomendaciones que sirvan para mejorar las condiciones del lugar
estudiado.
7.3. Concluye de acuerdo a los resultados obtenidos y a los objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Bennet D. P. y D. A. Humpries. Ecología de campo. H. Blume Ediciones, España, 1981,
pp.326.
Contreras E. F., Ecosistemas Costeros Mexicanos. Ed. CONABIO-UAM-Iztacala, México,
1993, pp.415.
De la Cruz A. V. et. al., Manual de prácticas de Ecología. UNAM-ENEP-Iztacala, 1979. pp
221.
Mellaamby K. Biología de la población. Ed. Omega. España, 1977. pp. 73.
Soriano S. y V. Oons M., Prácticas de Edafología y Climatología. Ed. Alfaomega, España,
2005. pp. 284.
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PRÁCTICA N° 9
SISTEMAS DE PRODUCCIÓN PISCÍCOLA
1. INTRODUCCION
Peces
Los peces son animales vertebrados, de sangre fría, cuyo cuerpo está cubierto por escamas;
su respiración es branquial, presentan aletas pélvicas, pectorales, dorsales, anales y una
caudal, que les permite avanzar en el medio acuático y dirigir sus movimientos.
Estos organismos son un elemento muy importante en los ecosistemas acuáticos ya que se
encargan de transformar la energía contenida en los organismos de niveles tróficos inferiores
en energía capaz de ser aprovechada por el ser humano, por lo que se vuelve de interés
estudiarlos y comprenderlos para su explotación controlada y racional. Por ello existen una
serie técnicas diseñadas y propuestas para este fin por parte de la acuacultura.
Concepto y uso de la acuacultura
La acuacultura es el desarrollo de especies acuáticas en medios naturales y artificiales
manejados por el hombre con la finalidad de sustento o comercial.
La acuacultura actualmente es la mejor opción para abastecer las demandas presentes y
futuras en materia de alimentos de origen acuático, dado que el 70% de las pesquerías se
encuentran en su límite sostenible de explotación.
Beneficios de la Acuacultura
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
Generación de empleos
Producción de alimentos
Generación de divisas
Sustitución de la pesca intensiva de especies disminuidas
Una rama de la acuacultura es la Piscicultura, la cual tiene sus orígenes a mediados del
siglo XVIII, precisamente con el logro de la fecundación artificial en los peces, aunque se
tiene conocimiento de que, en tiempos más remotos, pueblos como los egipcios, chinos,
romanos, hindúes, persas y hebreos, ya conocían técnicas muy avanzadas para el cultivo de
peces.
La piscicultura moderna se puede dividir en tres tipos principales:
-
-
Piscicultura agrícola industrial: Se dedica principalmente a la cría de especies ícticas
con valor comercial y nutricional, y fisiológicamente conocidas, partiendo de huevos o
alevines para llegar a peces de peso y tamaño adecuado para su venta. En esta
categoría están la truticultura, la carpicultura, la ictaluricultura y la tilapicultura.
Piscicultura de repoblación: Se ocupa de la fecundación artificial y de la incubación de
los huevos para producir ejemplares que, posteriormente, serán sembrados en aguas
públicas o privadas.
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-
Piscicultura ornamental: Debido al interés que han despertado los acuarios domésticos
se ha hecho necesaria la producción controlada de especies tropicales de aguas
marinas, salobres y dulces para evitar su explotación natural.
Para llevar a cabo este tipo de cultivo se deben tomar en cuenta, los siguientes parámetros:
Lugares de cultivo
Los cultivos se pueden realizar en cuerpos de agua natural y artificial. En ambos casos será
fundamental contar con una fuente de agua en suficiente cantidad y de buena calidad
durante todo el año.
Uso de cuerpos naturales: ríos, arroyos, lagunas y embalses en los que se pueden utilizar
distintas estructuras según los organismos a cultivar. Estas estructuras pueden ser: jaulas y
cercos.
a
b
Fig.1. Jaula flotante (a) y Jaula fija al fondo (b).
Uso de cuerpos artificiales: tajamares y represas (construidos para otros fines) y piletas y
estanques (diseñados para cultivo de organismos acuáticos). En este último caso es
deseable, a fin de realizar un buen manejo, que la superficie no sea superior a 1 Hectárea,
con sistemas que permitan regular la entrada y salida de agua.
Fig. 2. Estanques de cultivo
En caso de la producción de especies exóticas, esta deberá ser exclusivamente en cuerpos
de agua cerrados, es decir, que no tengan comunicación con cuerpos de agua naturales, con
el fin de proteger la fauna autóctona de los ambientes naturales.
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Piscicultura en estanques
Etapas de preparación de un estanque previas al llenado:
Cuando contamos con un estanque diseñado para piscicultura o que se pueda vaciar
totalmente, se recomienda cumplir con las siguientes etapas de preparación, a fin de lograr
una buena maduración del sistema y aumento de la productividad. Estas etapas son válidas
tanto para un estanque recién diseñado como para aquellos que ya están en actividad, en
este último caso se realizará después de la cosecha.
•
•
•
•
•
Carpir y emparejar el terreno del fondo.
Limpiar la vegetación y taludes del estanque.
Encalar con hidróxido de calcio. Este procedimiento permite mejorar la productividad,
nivelar el pH y la desinfección del estanque.
Fertilizar con abono orgánico (generalmente se usa el excremento de ganado vacuno) e
inorgánico, usualmente se utiliza el NPK (15:15:15). Los fertilizantes se utilizan con la
finalidad de aumentar la producción de alimento natural en el agua, son tan importantes
en piscicultura como en la agricultura.
Si el estanque ya ha sido utilizado para piscicultura, retirar el sedimento formado por
residuos de alimento, fertilizantes y excrementos de peces.
Condiciones del cuerpo de agua:
Para ser sembrado, un cuerpo de agua debe de cumplir ciertas exigencias:
• Tipo de terreno: es conveniente que sea poco permeable (con alto contenido de
arcillas), con un pH no muy ácido y que presente una leve pendiente (menor al 4%).
• Profundidad: puede ser variable según el cuerpo de agua, no es un factor limitante
durante el período de cultivo aunque en lugares que no tengan sistema para el vaciado y
presenten mucha profundidad, se dificulta la cosecha. Existe una profundidad mínima de
1.5 m a ser considerada.
• Calidad del agua. Existen básicamente 4 parámetros a tener en cuenta:
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Temperatura, siendo el más importante y más difícil de controlar. Cada especie tiene su
rango óptimo para crecer y desarrollarse.
Oxígeno disuelto en el agua, es fundamental para la respiración, no debiendo estar en
valores inferiores a 5 mg/L. La oxigenación del agua está en estrecha relación con la
temperatura: cuanto más elevada es ésta, menos oxígeno hay en el agua, existiendo
también la pérdida de oxígeno por evaporación. De igual forma, el contenido de oxígeno
puede disminuir si la cantidad de materia orgánica y vegetación acuática sumergida son
muy abundantes.
Transparencia, nos indica la cantidad de partículas suspendidas no debiendo superar los
45 cm de visión; el color nos indica la calidad del material en suspensión, si es verde
corresponde a la presencia de algas productoras de oxígeno, no debe ser transparente,
marrón ni amarillenta.
pH (grado de acidez o alcalinidad del agua), el rango adecuado debe oscilar entre 6.5 y
8.5.
•
Nutrientes: A fin de conformar un cuerpo de agua productivo, lo que implica la existencia
de diversas comunidades de fauna y flora, que aportan al sistema diferentes elementos,
es fundamental contar con suficiente cantidad de nutrientes. Los nutrientes limitan o
permiten el buen crecimiento del fitoplancton (algas de pequeño tamaño). Los principales
nutrientes limitantes son el Nitrógeno y el Fósforo por lo que es importante utilizar
fertilizantes que los contengan en gran medida.
Controles
Hay ciertos tipos de controles que se deben realizar en el cuerpo de agua. Se deben
mantener los parámetros físico-químicos en los niveles adecuados para un óptimo
crecimiento de los ejemplares.
Agua:
Nivel
Coloración
Oxígeno
Temperatura
pH
Transparencia
Aplicación de fertilizantes
Estanque:
Canales de suministro y desagüe
Paredes y taludes
Posibles filtraciones
Presencia de predadores
Vegetación flotante y sumergida
El éxito de la producción dependerá del manejo que brindemos al cuerpo de agua. Éste
implica:
•
•
•
calidad adecuada y cantidad necesaria de agua
densidad de siembra apropiada
suministro de alimento de buena calidad y cantidad suficiente
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Tipo de alimentación
Debe tenerse en cuenta que, a pesar de emprender un cultivo extensivo, si se desea
acelerar y mejorar el crecimiento de los animales, se puede complementar la alimentación
natural con alimento artificial.
La productividad del medio será de suma importancia ya que el alimento disponible actuará
en forma directa sobre el crecimiento en peso de los peces sembrados. Dicha producción, a
su vez, estará determinada por una buena fertilización inicial que permitirá un aumento de
aquellos organismos que servirán de alimento.
El alimento incorporado debe ser de buena calidad y suministrado sólo en cantidad
necesaria.
Los requerimientos nutritivos de los peces han sido bien estudiados, estableciéndose que el
porcentaje de proteínas debiera estar comprendido entre un 28% y 45%. Por tanto, una
ración bien balanceada tendrá los porcentajes mencionados de proteína, más fibra,
vitaminas y minerales. De todas formas, si no se dispone de una ración específica para
peces, se puede suplementar con raciones de composición similar a la establecida. En
cuanto a la cantidad de alimento, ésta deberá ser ajustada a medida que los peces se
desarrollan. En general se estima proporcionar el 1.5% del peso vivo de los peces, que
variará según el crecimiento de los mismos.
Piscicultura: Generalidades del Ciclo Reproductivo
Siembra
Debido a las condiciones climáticas de nuestro país, con cuatro estaciones definidas
básicamente por la temperatura y pluviosidad, la mayoría de las especies autóctonas poseen
un ciclo reproductivo restringido a la primavera y comienzo del verano. Existen en nuestro
medio, a nivel público y privado, centros de producción de larvas de peces que,
acompañando el ritmo natural de las especies, pueden disponer de importantes volúmenes
de larvas en dicha época. Luego de acondicionado el cuerpo de agua (limpio, libre de
vegetación sumergida y fertilizado), éste se encuentra en condiciones de sembrar. Las larvas
de peces generalmente se reciben en bolsas plásticas que contienen 1/3 del volumen total
de la bolsa (agua + larvas), completándose el resto con oxígeno puro, cerradas
herméticamente. A efecto de evitar cambios bruscos de temperatura, estas bolsas se
colocan en cajas de espuma-plástica para su traslado.
Previo a la liberación de las larvas, las bolsas deben mantenerse cerradas y en superficie, a
fin de igualar ambas temperaturas (agua que contiene las larvas y el ambiente de siembra)
evitando de esta forma que se produzca un shock térmico y provocar la muerte de las
mismas. Posteriormente se efectúa la liberación, dejando que las larvas salgan de la bolsa
lentamente.
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Cosecha
Esta actividad representa la etapa final de producción. Se realiza
alcanzado el tamaño y peso esperado por el productor, según
mercado. No obstante, en muchos países lo que comúnmente
comercial es el “tamaño plato”, refiriéndonos, gastronómicamente, a
entero.
cuando los peces han
los requerimientos del
se conoce como talla
la presentación del pez
Tipos de cosecha:
De acuerdo a las perspectivas de producción y colocación del producto se pueden realizar
dos tipos de cosecha: total y parcial.
Total: consiste en extraer todos los peces del estanque. Estos se vacían totalmente o se baja
el nivel de agua y se extraen con una red de arrastre. El vaciado debe ser lento y se
aconseja utilizar aireador para aportar oxígeno a los peces.
Parcial: se extraen únicamente los peces deseados en calidad y cantidad. También se utiliza
la red de arrastre procurando que el tamaño de malla sea lo suficientemente grande como
para no capturar los peces pequeños.
Escala productiva
Ésta dependerá de la inversión que se esté dispuesto a realizar, así como en otras
actividades, la producción puede encararse de forma Extensiva, Semi-intensiva e Intensiva.
Extensiva: la cantidad de peces sembrados por unidad de superficie es baja, no se efectúa
aporte de alimento suplementario, por lo tanto, la cantidad de producto obtenido es bajo, la
inversión es baja.
Semi–intensiva: se siembra mayor cantidad de peces, con aporte de alimento suplementario.
Se obtiene, con mayor inversión, un rendimiento más elevado por unidad de superficie.
Intensiva: la densidad de peces por unidad de superficie es alta y la alimentación depende
en su totalidad del aporte externo. Se obtiene la mayor producción posible en condiciones
controladas, la inversión es la más alta y se obtienen los mayores beneficios.
2. OBJETIVOS
2.1. Identificar y describir el diseño y distribución de las secciones de administración, cultivo
y producción piscícola.
2.2. Conocer los procedimientos técnicos del cultivo, producción y comercialización
piscícola.
2.3. Adquirir la capacidad de establecer, en su medida, la participación de la Ingeniería
Ambiental en el manejo correcto de recursos para estaciones acuícolas.
3. MATERIAL
Bitácora y Cámara Fotográfica.
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4. PROCEDIMIENTO
4.1. Trabajo de gabinete:
4.1.1. Buscar información sobre técnicas de cultivo (mono y policultivo) íctico, así como de
los diferentes sistemas hidrológicos utilizados para el cultivo.
4.1.2. Conseguir información sobre la piscicultura en México y las principales especies que
se cultivan.
4.2. Trabajo de campo:
4.2.1. Visitar una granja piscícola.
4.2.2. Observar la distribución de las distintas secciones de la estación.
4.2.3. Hacer un organigrama.
4.2.4. Distinguir el arreglo de las piletas acuícolas.
4.2.5. Tomar fotografías.
5. RESULTADOS
5.1. Haz un catalogo fotográfico de la planta piscícola visitada, ordenado de acuerdo a las
secciones de la estación.
5.2. Presenta el organigrama realizado.
5.3. Ilustra las distintas etapas del cultivo.
5.4. Describe:
•
•
•
•
•
•
•
•
El manejo de recursos.
El tipo de producción.
La tecnología aplicada.
Los costos.
Los usos del recurso.
El tipo de investigación que se hace para el funcionamiento de estos sitios.
El tipo de capacitación que se necesita para la formación y mantenimiento de estos
sitios.
Las técnicas de redeo.
5.5. Establece y diseña un tipo de estación piscícola.
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6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Discute las ventajas y desventajas que representa el formato de la acuacultura.
6.2. Comenta los pros y los contras de las técnicas del cultivo piscícola.
6.3. Discute las dificultades administrativas de un centro acuícola, así como la
comercialización del recurso.
6.4. Establece propuestas para mejorar la producción íctica.
7. CONCLUSIONES
Plantea tus conclusiones de acuerdo al análisis de los resultados obtenidos, la discusión y
los objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Aguilera P. y Noriega P. (1986). ¿Qué es la acuacultura? Fondepesva, Secretaria de Pesca.
México.
Alfour-Hepher del Pruginin. (1989). Cultivo de peces comerciales basados en los
experiencias de las granjas piscícolas en Israel. 2º edición. Edit. Limusa. México. p. 5773
García-Badell, J. J. (1985). Tecnología de las explotaciones piscícolas. Ediciones
Mundiprensa, Madrid.
Juárez Palacios R. y Palomo G. (1985). Acuicultura. Compañía Editorial Continental. México
Navarrete-Salgado N. A. (2004). Piscicultura y ecología en estanques dulceacuícolas. Edit.
AGT S. A. México. p.122-141
Palomo G. y Arriaga R. (1988). Atlas de ubicación de productos agropecuarios utilizados en
la planificación y desarrollo de la acuacultura en México.
Pérez-Salmerón L. A. (1982). Piscicultura, ecología, explotación, higiene. Edit. El manual
moderno S. A. de C. V. México D. F. p. 37-81
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PRÁCTICA N° 10
PRODUCCIÓN DE COMPOSTA PARA EL CULTIVO DE HORTALIZAS
1. INTRODUCCIÓN
Todos los seres vivos necesitan de determinados elementos químicos para poder sobrevivir,
estos pueden ser requeridos en grandes cantidades (macronutrientes), como es el caso del
Carbono, Oxígeno, Hidrógeno, Nitrógeno, Fósforo, Potasio, Azufre y Magnesio, entre otros, y
aquellos que se necesitan en pequeñas cantidades (micronutrientes), como es el caso del
Cobre, Manganeso, Zinc, Cloro, Sodio, etc.
Estos nutrientes son proporcionados por los organismos autótrofos, por ejemplo, las plantas,
que son organismos capaces de transformar la energía solar y el dióxido de carbono de la
atmósfera en compuestos orgánicos, tales como los carbohidratos, las proteínas y los
lípidos, los cuales son consumidos por los organismos heterótrofos para realizar todas sus
funciones vitales.
En los ecosistemas existe una recirculación de los nutrientes en el suelo, aire y agua, los
organismos vivos o parte de sus estructuras, al morir, son atacadas por microorganismos o
por organismos comedores de detritos, entrando a una fase de descomposición o
mineralización. Es decir, la materia orgánica depositada en el ambiente sufre una serie de
transformaciones químicas, con la ayuda de los microorganismos, para transformarse en
sustancias minerales que pueden regresar a los organismos autótrofos para continuar el
ciclo de la materia, también conocido como Ciclo Biogeoquímico.
El Nitrógeno en el suelo se puede encontrar en forma orgánica e inorgánica: el orgánico
resulta de la descomposición de los organismos muertos, el nitrógeno inorgánico resulta de
la mineralización de los componentes orgánicos, por ejemplo, los iones amonio, iones nitrato
y nitritos, que son solubles en el agua lo cual facilita la absorción por las raíces de las
plantas, también pueden ser utilizados por las bacterias del suelo para dar continuidad a los
procesos de descomposición o para formar parte de sus tejidos.
El Fósforo es otro nutriente de gran importancia en el desarrollo de las plantas y los
animales, por su alta capacidad de transferir energía. En el suelo, el fósforo está presente
también en forma orgánica e inorgánica, las plantas sólo pueden asimilarlo en formas
inorgánicas solubles. Desafortunadamente, la mayoría de las formas inorgánicas en el suelo
son insolubles lo que limita su disponibilidad para las plantas, una de las alternativas para el
mejor aprovechamiento del fósforo insoluble en el suelo es mediante el uso de micorrizas,
que son hongos simbióticos de las raíces de la mayoría de las plantas, los cuales absorben
carbohidratos de las raíces de las plantas, y nutrientes del medio hacia las plantas, como N,
P o Ca, entre otros.
Otro elemento importante es el Potasio, que interviene en la regulación osmótica, entre otras
funciones biológicas. Este elemento es abundante en la mayoría de los suelos, sin embargo,
la mayor parte se encuentra en compuestos insolubles de los minerales o en algunas
arcillas. Las formas solubles del potasio se pueden perder por lixiviación, sobre todo en
zonas sometidas a fuertes lluvias y en suelos con baja capacidad de retención de agua.
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La disponibilidad de nutrientes dependerá de las formas inorgánicas solubles presentes en el
suelo para que puedan ser absorbidas por las raíces de las plantas, lo cual está en función
del pH y de la naturaleza del suelo, y de las condiciones ambientales.
Los microorganismos, como los hongos y las bacterias, juegan un papel importante en la
descomposición de la materia orgánica. Sin embargo, existen otros organismos, como los
invertebrados, que intervienen en el proceso de descomposición, tal es el caso de las
lombrices de tierra, microartrópodos (como los ácaros y colémbolos) y artrópodos (como
miriápodos, escarabajos y tijerillas), entre otros.
Una forma de retribuir al suelo los nutrientes eliminados por la extracción de las cosechas, o
por cualquier otra alteración que provoque la pérdida de nutrientes, es a través de la
aplicación de composta que es una mezcla de materia orgánica, mineralizada por la acción
de microorganismos, mediante un proceso en el que ocurren reacciones químicas bajo
ciertas condiciones de temperatura y humedad.
El compostaje es una técnica que se asemeja a la descomposición natural, pero bajo
condiciones controladas, que pueden acelerar los procesos de descomposición de la materia
orgánica, los factores determinantes en este proceso son: la temperatura, la humedad, el pH,
la relación C:N, y el oxígeno, pues se trata de un proceso aerobio.
2. OBJETIVOS
2.1. Elaborar composta a partir de residuos orgánicos
2.2. Evaluar su calidad nutritiva, frente a un fertilizante químico en la propagación de
hortalizas de ciclo corto.
3. MATERIAL
¼ Kg de cal
½ Costal de tierra negra
1 Bieldo
1 Cubeta
1 Flexómetro
1 frasco de vidrio
1 Kg de levadura en polvo
1 Paca de paja de avena o aserrín
1 Pala recta o de jardín
1 Pico
1 termómetro de suelo
2 Lonas de plástico o costales oscuros, de
3 metros, para cubierta
2 Kg de salvado de trigo
3 Costales de estiércol de ave, conejo,
bovino o caballo
4 Estacas de madera, de
aproximadamente 20 cm.
5 Costales de residuos de frutas y
verduras (de consistencia blanda y no
fibrosa)
8 Piloncillos disueltos en agua
Cápsula de porcelana
Estufa
Guantes de plástico
Tiras de papel pH
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4. PROCEDIMIENTO
4.1
Fragmentar o picar previamente los residuos de frutas y verduras recolectados, con el
fin de acelerar el proceso de descomposición de la materia orgánica.
4.2
Elegir un sitio en un lugar con abastecimiento de agua, preferentemente protegido del
sol y la lluvia, trazar un rectángulo de 1.0 m de ancho por 1.50 m de largo, sobre el
terreno.
4.3
Eliminar el pasto del sitio, si lo hubiera, y aflojar ligeramente el suelo con un pico y una
pala.
4.4
Colocar un plástico en la base, y sobre él los materiales solicitados en el siguiente
orden: paja o aserrín, verdura, tierra, estiércol, salvado, y un cuarto de cal.
BOCASHI
Agregar:
Mezcla de
Agua,
Levadura y
Piloncillo.
Cal
Salvado
Estiércol
Tierra
Verdura y fruta
Paja o Aserrín
Mezclar
EXTENDER
4.5
4.6
Disolver el piloncillo en agua tibia, una vez disuelto, agregar la levadura, agitar para
homogeneizar la mezcla, y aplicarla para humedecer los residuos orgánicos.
Mezclar todos los residuos, adicionando con cuidado, para que la humedad sea
homogénea, procede a extender la masa en el piso de tal manera que la altura del
montículo tenga como máximo 50 cm. (Ver figura).
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4.7
Cubrir el material con los costales o la lona, para protegerlo del sol. Realizar pequeñas
perforaciones a lo largo y ancho de la cubierta, para que tenga flujo de aire.
4.8
Se deberá llevar un registro diario de la temperatura para evitar que ésta ascienda más
de 50°C, ya que puede llegar hasta los 80°C. Para evitar que esto suceda, se
recomienda realizar volteos diarios de la pila durante las primeras dos semanas.
4.9
A partir de la tercer semana, realizar los volteos de la pila, dos veces por semana. La
maduración se espera entre 20 y 30 días, la temperatura en esta etapa debe alcanzar
la temperatura ambiente, su coloración debe ser gris claro, con aspecto de polvo
arenoso.
4.10 El pH debe oscilar entre 6.0 y 7.5, y la humedad óptima, para lograr la máxima
eficiencia en el proceso, debe estar entre 50 y 60%, para tener control de estos
parámetros se deberá llevar un registro del pH, dos veces por semana, y de la
humedad, una vez por semana.
PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR HUMEDAD RELATIVA
Material:
Balanza analítica
Caja de Petri
Estufa
Suelo fresco
Desarrollo:
1. Pesar 10 g de suelo y colocarlos en una caja de Petri, previamente pesada.
2. Colocar la caja de Petri con la muestra de composta, en la estufa a 100ºC, durante 24
horas.
3. Pesar y colocar de nuevo en la estufa hasta obtener peso constante.
4. Calcular el contenido de humedad como el porcentaje del suelo secado en la estufa.
% de Humedad (H) = (peso del suelo húmedo) – (peso del suelo seco) X 100
peso del suelo húmedo
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VALORACIÓN DE LA COMPOSTA EN Spinacia oleracea L.
La composta producida se aplicará en macetas conteniendo semillas de espinaca, para
evaluar su calidad nutritiva y comparándola con Sulfato de Amonio, que es un fertilizante
inorgánico.
Los parámetros a evaluar serán los siguientes:
•
•
•
Número de plantas que emerjan
Longitud del tallo
Longitud de la raíz
El experimento se realizará en macetas de 2 Kilogramos de capacidad. Se aplicará un
sustrato base, compuesto de 50% de turba y 50% de arena pasada por un tamiz.
El diseño experimental consistirá en:
20 semillas por maceta más 500 g de mezcla de sustrato, y los siguientes tratamientos:
Composta: 40 Ton/Ha, 60 Ton/Ha y 80 Ton/Ha.
Sulfato de Amonio: 40 Ton/Ha, 60 Ton/Ha y 80 Ton/Ha.
Se harán cuatro repeticiones: tres tratamientos y un testigo que solo llevará el sustrato base,
turba más arena (Ver esquemas en la siguiente página).
1. Las semillas se pondrán en el refrigerador durante 24 horas, para estimular la
germinación.
2. Antes de colocar las semillas en el sustrato, éste se humedece con 100 mL. de agua
destilada.
3. Se colocan 20 semillas por maceta, de manera equidistante, a una profundidad de 1.5 o
2.0 cm.
4. Cada maceta se regará con 100 mL. de agua destilada, cada tercer día.
5. Transcurridos 30 días, se sacan las plántulas para contarlas y medir el tamaño del tallo y
de las raíces.
6. Se calculan las medias aritméticas, desviación estándar y el coeficiente de variación de las
características cuantificadas.
7. Para verificar si las diferencias obtenidas se deben a los tratamientos aplicados o se
deben al azar, se aplicarán pruebas estadísticas como la de Tukey o Fisher, con el fin de
proporcionar mayor confiabilidad a los resultados.
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El Diseño Experimental
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
S
C
T
B
A
S= Sulfato de amonio
C
C= Composta
El Testigo consistirá en una mezcla de sustrato, SIN composta o fertilizante, se prepararán
tres testigos, cada uno con 20 semillas.
Tratamientos:
A= Sulfato de amonio al 40%+ sustrato; Composta al 40% + sustrato
B= Sulfato de amonio al 60%+ sustrato; Composta al 60% + sustrato
C= Sulfato de amonio al 80%+ sustrato; Composta al 80% + sustrato
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5. RESULTADOS
5.1
Registra tus datos del proceso de Composteo en la siguiente tabla:
Fecha
Temperatura Media
pH Medio
Humedad
5.2 Con los datos obtenidos, elabora gráficas de temperatura, pH y humedad contra el
tiempo.
5.3 Registra los datos de la Valoración de la Calidad en la siguiente tabla:
Tratamiento
Número de plantas
Tallo (cm)
Raíz (cm)
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1 Explica el comportamiento de los parámetros medidos en la elaboración de la composta
y cuál es la causa más probable de dicho comportamiento.
6.2 Indica si la totalidad de la materia orgánica inicial se transformó en composta, y si no es
así, qué tipo de residuos no se degradaron y por qué.
6.3 Explica los resultados de la valoración del efecto de la composta con base en las
pruebas estadísticas aplicadas.
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7. CONCLUSIONES
Concluye de acuerdo al análisis de los resultados obtenidos y a los objetivos planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Chongrak Polprasert. Organic Waste Recycling Technology and Management. 2ª Edición.
John Wiley & Sons. England.1996.
Noriega Altamirano G., Vidal B., Aguilar B. y Cruz H. Compostaje, una opción de la utilización
de residuos urbanos. UACh. México.1998.
Powers E. Laura y Robert Mc Sorley. Principios ecológicos en agricultura. Editorial
Paraninfo- Thomson Learning. España 2001. pags. 57-74.
SIMAS. El arte de fabricar abonos orgánicos fermentados. Managua, Nicaragua, 1998.
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PRÁCTICA N° 11
ECOINDUSTRIA
1. INTRODUCCIÓN
Los seres vivos están en permanente contacto entre sí y con el ambiente físico en el que
viven. La Ecología comprende el estudio de la distribución y abundancia de los seres vivos, y
cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su medio
ambiente. Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones
que existen en un ecosistema toma conocimientos de la botánica, la zoología, la fisiología, la
genética y otras disciplinas como la física, la química y la geología.
En el período Neolítico, diez mil años atrás, los hombres talaban bosques para obtener
madera y abrir claros donde sembrar los granos de los que se alimentaban. Así resultaron
alterados los ecosistemas en los que esas comunidades vivían. En Grecia, Platón dejó
testimonio escrito de la deforestación de ciertas montañas del Ática, que habían quedado
como "el esqueleto de un cuerpo enflaquecido por la enfermedad".
Desde luego, el problema no afectó sólo en la Antigüedad: a lo largo de la historia diversas
áreas terrestres se han visto modificadas por la acción del hombre. Por ejemplo, a partir de
la década de los 50’s, la agricultura experimentó un gran crecimiento, favorecido por los
adelantos en ingeniería genética de semillas y desarrollo de agroquímicos. Esta
intensificación del uso de las tierras ocasionó la degradación de las mismas y la necesidad
de explotar nuevas áreas. Al talar los bosques para generar nuevas áreas de cultivo, no sólo
se pierde la capacidad de renovación del oxígeno en la atmósfera, sino que también se
reduce la fertilidad del suelo y se incrementa su erosión.
Desde la fase de la industrialización, en el siglo XVIII a la fecha, se ha producido una
profunda destrucción de nuestros ecosistemas y entornos humanos de existencia. La gran
cantidad de desechos que genera el hombre, suelen quemarse o utilizarse en rellenos
sanitarios para atenuar el impacto que esto produce. Los derrames de petróleo provocan la
muerte de numerosos organismos.
En México, la deforestación, la pérdida de áreas hidráulicas (como las lagunas y cuencas), y
la fertilización de la tierra en áreas de cultivos con el uso de agroquímicos, provocan
problemas de aguda acidez y aridez del suelo. Todas las cuencas hidrológicas del país se
encuentran muy contaminadas. El aumento de las manchas urbanas y el cambio en el uso
del suelo, que crecientemente se han convertido en mapas de asfalto, con el tipo de política,
cultura y comportamientos cotidianos que actualmente practicamos los mexicanos sobre la
naturaleza, hacen que estemos perdiendo aceleradamente suelos, atmósfera, ríos, mares,
biodiversidad (especies animales, especies vegetales y "germoplasma"), etcétera.
Cuando la actividad humana carece de controles y reglamentaciones, pueden producirse
grandes catástrofes. De esta forma, paralelamente a la expansión del confort de la vida
moderna, hoy experimentamos la existencia de una acentuada mentalidad ecocida, que se
concretiza en la presencia de masivos comportamientos humanos rapaces sobre la
naturaleza que no tienen límites, ni proporción para destruir.
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Conscientes de la gravedad de la situación, los países miembros de las Naciones Unidas se
reunieron en 1992, en la Conferencia sobre Medio Ambiente y Desarrollo, reunión conocida
como la Cumbre de Río de Janeiro. Allí, gobernantes, científicos y periodistas de todo el
mundo, informaron y alertaron sobre los problemas del desarrollo industrial y tecnológico.
Atendiendo a este problema ambiental, la ecología industrial se encarga de estudiar y
resolver problemas ambientales, desarrolla estrategias y herramientas para reducir las
emisiones y la utilización de recursos, basándose en comprender la conexión entre la
naturaleza y los sistemas de producción y consumo.
La ecología industrial se encarga de reducir y recuperar los residuos, producidos
principalmente por las industrias, para que sirvan como materia prima entre ellas mismas. El
ciclo de producción debe ser cerrado, lo que se logra promoviendo el reciclaje, los recursos
no deben desecharse sino buscar el mayor aprovechamiento posible mediante su uso y
reuso, y cuando las compañías empiezan a aplicar este sistema, ven que el recurso o
desperdicio de una le sirve a otra. Estos principios se pueden aplicar en los hogares,
pequeños comercios, escuelas, iglesias, etcétera.
La ecología industrial también se encarga del monitoreo, tratamiento, control y gestión de la
contaminación industrial y doméstica. Esto se desarrolló rápidamente en los años ochenta y
noventa, en respuesta a las reglamentaciones ambientales. Gracias a la aplicación
relativamente temprana de estas reglamentaciones en los Estados Unidos, Europa y Japón,
estas regiones entraron en competencia como productores y exportadores de productos y
servicios ambientales.
A medida que se desarrollaba el sector industrial, aumentó la sensibilidad ambiental y
expandió la competencia y el comercio internacionales en la ecoindustria. Hay ahora una
clara dimensión Norte/Sur en los patrones internacionales de desarrollo de la industria y su
comercio. En representación del Norte se examina el medio ambiente Europeo y las
industrias con tecnología menos contaminante a fin de establecer su competitividad y la
evolución entre los dos criterios de gestión ambiental: el paliativo, aplicado por las
ecoindustria, y el preventivo, que aboga por el empleo de tecnologías menos contaminantes
en los procesos de producción. En representación del Sur, se analiza lo ocurrido en América
Latina. Se cuestiona la naturaleza de la expansión del sector encargado de la gestión
ambiental de la industria, sobre todo su composición y cómo se interpreta en distintos
países.
La ecoindustria se desarrolló para ocuparse de la reducción y posible eliminación de los
desechos, pero también ha impulsado la producción menos contaminante. La ecoindustria
es un servicio que ofrece el aprovechar todos los residuos generados (como en la
naturaleza, que los residuos siempre son utilizados).
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Utilización de residuos de la industria atunera
NOTA: Este es un ejemplo de Ecoindustria, la información se buscó en Internet y se fue formando
esta posible simbiosis.
El atún es un pez que habita en las costas de nuestro país, este pez se comercializa en el
mercado nacional e internacional, ya sea congelado o enlatado en diferentes presentaciones.
Durante el proceso de producción de atún enlatado, se le despoja de sus vísceras, ojos, piel
y huesos. Estos residuos pueden ser aprovechados para ser transformados en productos
con un valor agregado. Por ejemplo, la Industria Alimentaria puede aprovechar la piel para
producir gelatina, del hígado se puede extraer aceite del tipo omega 3, y de los intestinos se
pueden extraer proteasas y peptonas para elaborar medios de cultivo, para su uso en
microbiología.
Sin embargo, un residuo importantísimo es el humor vítreo de los ojos de pescado, que es
rico en ácido hialurónico. La industria farmacéutica puede aprovechar ese residuo para
extraerlo, ya que se utiliza en la cirugía estética y para combatir la osteoartritis. Esta
sustancia normalmente se extrae del ganado vacuno, pero con el problema de las vacas
locas se ha restringido su uso a partir de esa fuente.
Con los huesos y aletas se puede elaborar harina de pescado, la cual puede servir como
alimento en las granjas de pollo. Algunos de los residuos de las granjas son: los cascarones
de huevo y la gallinaza. El cascarón de huevo es rico en enzimas como las lisozimas y la
beta-N-acetilglucosaminidasa, compuestos que tienen un gran poder bactericida ya que
pueden destruir bacterias patógenas como Salmonella, E. coli y Listeria monocytogenes.
La industria farmacéutica puede extraer esas enzimas para producir antibióticos.
Uno de los residuos de la industria farmacéutica es el agua utilizada en el proceso de
producción y en otras actividades dentro de la industria, la cual pasa a una planta de
tratamiento para eliminar la carga orgánica. Esta agua puede ser reusada para el riego de un
parque o para el riego de áreas de cultivo de plantas de interés comercial.
Por otra parte, la gallinaza puede ser utilizada como fertilizante orgánico de manera directa o
también se puede compostear para aumentar su riqueza microbiana y nutrimental, y ser
vendida como biofertilizante, útil en la propagación de especies vegetales de interés
comercial, como son las plantas medicinales.
Este es un breve ejemplo de cómo se puede establecer una simbiosis industrial donde los
residuos de una empresa, pueden ser utilizados por otras. Sin embargo, para que se pueda
dar esta conexión es necesaria la sensibilización del empresario, acerca de la necesidad de
desarrollar procesos industriales que reduzcan al mínimo sus residuos, ya que esto les
puede traer beneficios económicos al intercambiar o vender sus residuos para convertirlos
en materia prima de otros procesos industriales u otras actividades económicas o de
servicios.
De igual forma es necesario que el Estado promueva incentivos económicos para aquellas
actividades económicas que reduzcan sus residuos. El remedio nunca debe ser más costoso
que la enfermedad.
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2. OBJETIVOS
2.1. Seleccionar una industria en México e identificar los desechos que produce y en dónde
son utilizados.
2.2. Seleccionar una industria cercana a la UPIBI e identificar los desechos que produce y
la posible utilización de sus residuos.
2.3. Identificar en la UPIBI qué desechos se generan e indicar en dónde se utilizan.
3. MATERIAL
Computadora con Internet
Cuaderno de notas
4. PROCEDIMIENTO
4.1. Busca en Internet, con una semana de anticipación a la realización de la práctica, una
Industria en México y consigue los siguientes datos: Nombre, ubicación, qué produce,
materia prima que utiliza para su proceso, diagrama de flujo, qué residuos genera y si
son utilizados como materia prima de otras industrias.
4.2. Busca la misma información para una industria cercana a la UPIBI.
4.3. Identifica los residuos que genera la UPIBI, ya sea en alguna de las oficinas o de los
laboratorios (electroquímica, química, microbiología, ecología, bioseparaciones, etc.), y
establece una posible simbiosis para la reutilización de los desechos generados.
Nota: un lugar por equipo.
5. RESULTADOS
5.1. Registra tus datos en la siguiente tabla:
Nombre de la industria
en México
Materia prima
Desechos generados
Propuestas de
Solución
Industria cercana a la UPIBI
Oficina o Laboratorio de la UPIBI
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5.2. Con la información recolectada realiza un diagrama de flujo de cómo se puede
establecer una simbiosis, para que los residuos de esa industria sean materia prima de
otra, o bien, proponer cómo se pueden disminuir o evitar estos residuos.
6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Explica qué tipo de problemática ambiental han producido los residuos generados por
la industria.
6.2. Analiza y discute si la UPIBI tiene o tendrá algún problema ecológico-ambiental a causa
de los residuos que genera.
6.3. Argumenta sobre el valor económico que pueden tener los residuos generados por una
industria, considerando su posible venta a otra industria.
7. CONCLUSIONES
Concluye de acuerdo al análisis y discusión de los resultados obtenidos y a los objetivos
planteados.
8. BIBLIOGRAFÍA
Powers E. Laura y Robert Mc Sorley. Principios ecológicos en agricultura. Editorial
Paraninfo-Thomson Learning. España 2001. Págs. 57-74.
Vázquez Torre Guadalupe Ana María. Ecología y Formación Ambiental. Editorial Mc Graw
Hill. 2ª Edición. México 2003.
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PRÁCTICA Nº 12
DESCRIPCIÓN DE AMBIENTES CONTAMINADOS
1. INTRODUCCIÓN
El planeta ha cambiado drásticamente conforme el ser humano ha añadido nuevos
materiales a los ecosistemas o ha liberado sustancias, naturales o artificiales, en tales
cantidades, que ahora inundan el aire, el agua, el suelo y los ambientes subterráneos, los
cuales afectan la vida de millones de organismos.
Los problemas de contaminación son cada vez mayores, y sus consecuencias aun más, y tal
parece que son pocas las personas interesadas en el tema. Gran parte de este deterioro se
ha debido a la falta de una planeación adecuada en el uso de los recursos naturales y la
aplicación de tecnologías y de políticas inapropiadas. Este deterioro puede verse en la
pérdida de biodiversidad que han sufrido muchas regiones del planeta, así como en la
erosión y salinización de suelos, la disminución de la disponibilidad de agua dulce, el
asolvamiento de los ríos y la contaminación del aire, agua y suelo.
Debido a esta situación, desde hace varias décadas ha surgido la preocupación por utilizar
los recursos naturales de manera sostenible, es decir, que exista un desarrollo cuya
característica esencial sea no agotar estos recursos. Sin embargo, la mayoría de la gente
aun no toma conciencia de la gravedad de la situación actual, pues parece que no se da
cuenta que los recursos naturales de nuestro planeta tienen un límite.
Aunque se ha dicho ya mucho de los problemas y las soluciones posibles, es claro que los
esfuerzos realizados hasta el momento han sido insuficientes, pues podemos notar
claramente que los problemas de contaminación son cada vez más alarmantes.
Debido a lo anterior se hace indispensable efectuar, en primer término, estudios descriptivos
de los ambientes contaminados y su comparación con los ambientes libres de
contaminación, para luego continuar con los estudios de tipo cuantitativo y así estar en
posibilidad de ofrecer alternativas de solución para la problemática ambiental que estamos
viviendo.
2. OBJETIVOS
2.1. Describir, de manera concisa, las consecuencias de la contaminación causada en el
agua, el suelo y el aire.
2.2. Comparar las características de los ambientes libres de contaminación con las de los
ambientes contaminados.
3. MATERIAL
Bitácora de campo
Cámara fotográfica
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Ecología
UPIBI-IPN
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4. PROCEDIMIENTO
Esta práctica se realizará en dos sitios:
a) Como sitio contaminado, el Río de los Remedios, a la altura de la Planta de Tratamiento de
Agua de San Juan Ixhuatepec, en la Delegación Gustavo A. Madero.
b) Como sitio libre de contaminación, el Río Contreras, en la zona conocida como Los
Dínamos, en la Delegación Magdalena Contreras.
4.1. Busca información sobre la situación actual de ambos sitios, y si es posible, qué tipo de
contaminación existe en las zonas de estudio.
En ambos sitios se harán las siguientes observaciones:
4.2. Para la descripción del agua, se considerará el color, el olor y la apariencia en general,
además de reportar la existencia de plantas acuáticas o peces.
4.3. Para la descripción del suelo, se considerará el color, la textura y la existencia de
vegetación, reportando en caso de que sí exista, el tipo de plantas, arbustos ó árboles y
su cercanía al cauce del río.
4.4. Para la descripción del aire, se considerará el aspecto general del aire de la zona de
estudio, reportando, en su caso, la existencia de la capa de contaminación o de aves.
5. RESULTADOS Y OBSERVACIONES
5.1. Con las observaciones realizadas, completa lo correspondiente en la siguiente tabla:
AGUA
1
SUELO
2
1
AIRE
2
1
2
Apariencia
General
Color
Olor
Textura
Vegetación
Acuática
Fauna
Acuática
Vegetación
Terrestre
Presencia de
Aves
Capa de
Contaminación
1 = Río de los Remedios, 2 = Río Contreras
5.2
Presenta las fotografías o esquemas de todas las características observadas en ambos
sitios de estudio.
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UPIBI-IPN
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6. ANALISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.1. Compara las características observadas y reportadas, tanto en agua, suelo y aire.
6.2. Con los datos obtenidos de la comparación realizada, explica el impacto ambiental que
ha causado la actividad antropogénica en las diferentes características de la zona
contaminada.
7. CONCLUSIONES
Explica la importancia que reviste la realización de este tipo de estudios y, considerando el
concepto de Desarrollo Sostenible, propón algunas medidas para disminuir o contrarrestar
los efectos de las actividades humanas en la zona de estudio.
8. BIBLIOGRAFIA
Nebel, J., Wright, B. Ciencias Ambientales. Ecología y desarrollo sostenible. 6ª edición.
Editorial Pearson Educación. México. 1999.
Tyler, A., Miller, G. Ciencia Ambiental. Preservemos la Tierra. Editorial Thomson. México.
2002.
Tyler, A., Millar, G. Ecología y Medio Ambiente. Grupo Editorial Iberoamericano. México.
1994.
Vázquez Torre Guadalupe Ana María. Ecología y Formación Ambiental. Editorial Mc Graw
Hill. 2ª Edición. México, 2003.
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