Botánica

Alelopatía. Producción primaria. Dinámica de poblaciones. Variabilidad. Distribución de especies. Vegetación de duna costera

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  • País: España España
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ÍNDICE

Práctica Página

1. Alelopatía: competencia entre plantas.............................................................................2-5

2. Producción primaria en algas..............................................................................................6

3. Simulación de un ecosistema...........................................................................................7-8

4. Dinámica de poblaciones...............................................................................................9-10

5. Variabilidad ecotípica y ecofénica..............................................................................11-13

6. Densidad y distribución de especies sésiles................................................................14-15

7. Vegetación de duna costera.........................................................................................16-17

ALELOPATÍA: COMPETENCIA ENTRE PLANTAS

Cálculo de 2 para detectar si existen diferencias en el grado de germinación de las semillas

1. Tabla de datos

Tratamientos ( a = 3)

Longitud de semillas

Control

A (0´1 g)

B (0´05 g.)

11

4

3

20

3

3

9

3

2

8

2

2

10

2

1

12

2

2

12

2

2´5

11

4

2

3

6

2´5

13

3

2´5

3

3

3

1

2

5

3

2´5

2

4

3

2´5

3

10

3

2

3

3

1

3

4

2

3

2

2

2

3

3

4

2

0

2

2

0

1´5

6

0

0

3

0

0

3

0

0

0

0

0

0

Cálculo de frecuencias

Germinadas

20

22

24

No germinadas

20

18

16

Cálculo de longitudes

" L

133

70

66

n

20

22

24

" L2

1419

292´5

207

2. Tabla de contingencia

Tratamientos

Control

A (0´1 g.)

B (0´05 g.)

Totales

Germinadas

20

22

24

66

22

22

22

No germinadas

20

18

16

54

18

18

18

Totales

40

40

40

120

Las frecuencias esperadas están en cursiva y las observadas en letra normal.

3. Cálculo de Chi cuadrado

2 = 0´81

4. Calculo de los grados de libertad

g.i.= (3-1) " (2-1) = 2

5. Significación del valor calculado de 2

20´05 (2) = 5´991 > 2

El valor del Chi cuadrado de la tabla es superior al valor calculado, por lo tanto no existen diferencias significativas en el grado de germinación de los tratamientos comparados.

Cálculo del Análisis de la Varianza

Test de Cochran o Test de la C

 L2 _ ( L)2

S2 = n _

n - 1

Tratamiento Control (C): SC2 = 1419 - 737´04 = 29´65

23

Tratamiento de 0´1 gr. (A): SA2 = 292´5 - 204´17 = 3´84

23

Tratamiento de 0´05 gr. (B): SB2 = 207 - 181´5 = 1´11

23

C = Smayor2

 Si2

C = 29´65______ = 0´86 > C0´95 (3 , 23-1) = 0´55

29´65+3´84+1´11

El valor de C calculado es mayor que el que nos da la tabla, por lo tanto no podríamos realizar el ANOVA, aunque nosotros haremos caso omiso de esto y realizaremos igualmente el ANOVA.

Cálculo del ANOVA

1. Total de las observaciones

" ( " L) = 133 + 70 + 66 = 269

2. Suma de cuadrados de las observaciones

" ( " L2 ) = 1419 + 292.5 + 207 = 1918´5

3. Suma de los cuadrados de los totales de los grupos, cada uno dividido por el tamaño de muestra

" ( " L )2 = 1332 + 702 + 662 = 1288´68

n 20 22 24

4. Cuadrado Total

CT = (" ( " L ))2 = 2692 = 1096´38

" n 66

5. SStotal = " ( " L2 ) - CT = 1918´5 - 1096´38 = 822´12

6. SSgrupos =" ( " L )2 _ CT = 1288´68 - 1096´38 = 192´3

n

7. SSdentro = SStotal - SSgrupos = 822´12-192´3 = 629´82

Tabla del ANOVA

a = nº tratamientos

n = nº germ. Totales

Fuente de Variación

g. l.

SS

MS

F

Entre grupos

a - 1

cant. 6

cant. 6 / (g. l.)

MSgrupos/MSdentro

3 - 1 = 2

192´3

192´3 / 2 = 96´15

96´5 / 10 = 9´61

Dentro de grupos (error)

"n - a

cant. 7

cant. 7 / (g. l.)

66 - 3 = 63

629´82

629´82 / 63 = 10

Total

"n - 1

cant. 5

66 - 1 = 65

822´12

F0´05 (2 , 60) = 3´15 < F = 9´61 ! existen diferencias significativas. En este caso, nuestra F es mayor que la F de la tabla, entonces observamos que si existen diferencias significativas entre las medias de las distintas placas con tratamiento y la placa control.

Representación gráfica

Material

-Mimosa: Planta sospechosa de acción alelopática

-Semillas de Lechuga: Especie receptora

-Placas Petri

-Papel de filtro

-Lápiz

-Pesa

-Agua destilada

PRODUCCIÓN PRIMARIA EN ALGAS

Expresión como Oxígeno

OI - OO = actividad respiratoria por unidad de peso e intervalo de tiempo, en mg. O2 g-1 h-1

8.2 - 5.5 = 2.7 mg. O2 g-1 h-1

OC - OI = actividad fotosintética neta por unidad de peso e intervalo de tiempo, en mg. O2 g-1 h-1

9.4 - 8.2 = 1.2 mg. O2 g-1 h-1

(OC - OI) + (OI - OO) = OC - OO = actividad fotosintética bruta, en mg. O2 g-1 h-1

(9.4 - 8.2) + (8.2 - 5.5) = (9.4 - 5.5)= 3.9 mg. O2 g-1 h-1

Expresión como Carbono

1. Valores de producción y respiración

Producción bruta (mg. C g-1 h-1) = (OC - OO) * (0.375) / (PQ)

PB = 9.4 - 5.5 * 0.375 = 1.46 mg. C g-1 h-1

1.0

Producción neta (mg. C g-1 h-1) = (OC - OI) * (0.375) / (PQ)

PN = 9.4 - 8.2 * 0.375 = 0.45 mg. C g-1 h-1

1.0

Respiración (mg. C g-1 h-1) = (OI - OO) * (0.375) / (RQ)

R = (8.2 - 5.5) * 0.375 * 1.0 = 1.01 mg. C g-1 h-1

2. Convertir los valores obtenidos a peso seco de biomasa de alga incubada y hora

PB = 1.46 * 5 = 7.3 mg. C g-1 h-1

PN = 0.45 * 5 = 2.25 mg. C g-1 h-1

R = 1.01 * 5 = 5.05 mg. C g-1 h-1

Expresión como biomasa

PB = 7.3 * 2 = 14.6 mg. biomasa algal / g Peso Seco / hora

PN = 2.25 * 2 = 4.5 mg. biomasa algal / g Peso Seco / hora

R = 5.05 * 2 = 10.1 mg. biomasa algal / g Peso Seco / hora

Expresión como energía

PB = 14.6 * 4.5 = 65.7 calorías biomasa algal / g Peso Seco / Hora

PN = 4.5 * 4.5 = 20.25 calorías biomasa algal / g Peso Seco / Hora

R = 10.1 * 4.5 = 45.45 calorías biomasa algal / g Peso Seco / Hora

SIMULACIÓN DE UN ECOSISTEMA

Realización de la simulación

Valores iniciales del modelo y valores de biomasa que alcanza cada variable de estado:

Tiempo

Plantas

Herbívoros

Carnívoros

Carn. Super.

Descomp.

15 años

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

25 años

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

Conclusiones: Los valores son los mismos, el sistema está en equilibrio, no hay nada que lo perturbe.

Podríamos dibujar una pirámide trófica, cada peldaño sustentado en uno más ancho.

Manipulación y predicciones del modelo

Supuesto 1:

¿Qué ocurrirá en el ecosistema? La biomasa se reducirá.

¿Se reducirá la biomasa en el equilibrio de todos los organismo un 20%? No, en herbívoros y descomponedores la biomasa se reduce un 19.23% y un 17.81% respectivamente.

¿Qué ocurre y como lo explicarías? Las plantas, herbívoros y descomponedores son los que se adaptan mejor a las nuevas condiciones ambientales. Se produce el efecto cascada a lo largo de la cadena trófica.

Tiempo

Plantas

Herbívoros

Carnívoros

Carn. Super.

Descomp.

Antes de manipular

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

Después de manipular

2731

134.4

0

0

18.0

Supuesto 2:

¿Qué ocurrirá? Al respirar menos habrá una mayor energía para crecer, produciéndose un aumento de la biomasa en todos los casos.

¿Aumentará la biomasa de herbívoros? Si, aumenta en un 27.40% más.

¿Y la de carnívoros? También aumenta su biomasa, en un 23.35% más.

Tiempo

Plantas

Herbívoros

Carnívoros

Carn. Super.

Descomp.

Antes de manipular

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

Después de manipular

3100.41

212

61.8

41.8

23.3

Supuesto 3:

¿Qué ocurrirá con el resto de los organismos del ecosistema? Aumentan las biomasas de plantas y carnívoros las de herbívoros y descomponedores disminuyen.

Al desaparecer los carnívoros superiores, aumenta la biomasa de carnívoros, de no sufrir depredación, por los anteriores. Descienden los herbívoros y por lo tanto aumenta la biomasa de plantas.

Tiempo

Plantas

Herbívoros

Carnívoros

Carn. Super.

Descomp.

Antes de manipular

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

Después de manipular

3266.90

157.4

58.7

0

21.7

Supuesto 4:

¿Cómo afectará esto a su biomasa? La biomasa en general desciende en todos los niveles, la repercusión es más acusada cuanto más arriba de la pirámide trófica, siendo la más significativa la excesiva bajada en el número de carnívoros y la desaparición de los carnívoros superiores.

Tiempo

Plantas

Herbívoros

Carnívoros

Carn. Super.

Descomp.

Antes de manipular

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

Después de manipular

3063.76

166

2

0

20.6

Supuesto 5:

¿Qué crees que ocurrirá? El ecosistema se alteró de manera puntual, es decir, cuando se introduce a los herbívoros, pero al cabo del tiempo este aumento es disipado y contrarrestado a lo largo de la comunidad.

Tiempo

Plantas

Herbívoros

Carnívoros

Carn. Super.

Descomp.

Antes de manipular

3238.23

160.4

50.1

7.1

21.9

Después de manipular

3238.23

166.4

50.1

7.3

21.9

DINÁMICA DE POBLACIONES

Crecimiento de la población estructurado por edades (tablas de vida) (Modelo: Population Growth > Age-structured population growth)

x

lx

mx

0

1.0

0

1

0.8

2

2

0.4

3

3

0.1

1

4

0

0

1. R0 = 2.17

2. El intervalo de tiempo se alcanza cuando  no varíe, a partir de 5.

3. Los individuos que serían recomendables pescar, serian los adultos de la clase de edad 3, porque no tienen valor reproductivo alguno para la población, al contrario que los individuos más jóvenes de otras clases de edad inferior, que tienen un valor reproductivo muy alto y por tanto son importantes para el mantenimiento de la población.

4. La velocidad de crecimiento cambio de r = -0.0399 a r = 0.251.

5. El valor reproductivo cambio de 3.5 a 4.6. La clase de edad 5 y 6 tienen valor reproductivo de 3 a 3.5. La clase de edad 4 tiene un valor reproductivo por encima del 5, con esto hemos saneado la clase de ardillas.

Cambió sustancialmente, aunque para las primeras clases no cambio, para las últimas si.

6. Si queremos recolonizar una zona usaremos los individuos que pertenecen a la clase de edad con el valor reproductivo más alto (4), porque son la clase que rápidamente repoblarán.

7. El tamaño de la población tras cinco años será de 70 individuos (r = 0.251).

Suponiendo que las condiciones siguen iguales se alcanzará la estructura estable de edades en 9 años, la estructura de edad se podría considerar la misma, las diferencias son muy pequeñas.

-60% de la clase 0

-20% de la clase 1

-12% de la clase 2

Competencia (Modelo: Multi-species interactions > Lotka-Volterra Competition)

8. Al final de la simulación es la especie 2 (oligoqueto) la que acaba excluyendo competitivamente a la uno, y lo hará si le damos el tiempo necesario para ello.

9. No, este resultado no coincide con nuestro modelo.

10. El problema reside en suponer que las capacidades de carga para ambas especies no fluctúen, cuando en realidad si lo hacen.

11. a) 1/ < K1/K2 > 

1/0.754 < K1/50 > 1.408 ! 1.326 < K1 > 70.4 ! K1 > 70.4

b) 1.326 < K1/K2 > 1.408 ! no es posible la coexistencia en este caso

c) 1.326 < K1/K2 < 1.408 ! 66.3 < K1 < 70.4 ! el valor de K1 está entre 67 y 70.

VARIABILIDAD ECOTÍPICA Y ECOFÉNICA

Cálculo del valor de la t de Student

Dos poblaciones de Plantago lanceolata, una alterada (población 1) y otra no alterada (población 2).

1. Anchura basal (mm.)

S12= 0.0274

S22= 0.0564

F = 0.0564 = 2.06 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

0.0274

S1-2 = 0.0747

t = 1.43 < t0.05;28 = 2.048 ! no existen diferencias significativas

2. Longitud (mm.)

S12= 13.42

S22= 8.52

F = 1.58 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 1.21

t = 4.70 > t0.05;28 = 2.048 ! existen diferencias significativas

3. Anchura máxima (mm.)

S12= 0.1641

S22= 0.248

F = 1.51 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 0.1658

t = 2.33 > t0.05;28 = 2.048 ! existen diferencias significativas

4. Longitud del punto más ancho a la punta (mm.)

S12= 18.20

S22= 1.319

F = 13.80 > F0.05 (14,14) = 2.46 ! existen diferencias significativas

S1-2 = 1.14

t = 1.29 < t0.05;28 = 2.048 ! no existen diferencias significativas

5. Longitud / anchura máxima (mm.)

S12= 3.31

S22= 2.59

F = 1.28 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 0.6272

t = 2.19 > t0.05;28 = 2.048 ! existen diferencias significativas

6. Longitud / anchura basal (mm.)

S12= 435.73

S22= 298.32

F = 1.46 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 7

t = 0.854 < t0.05;28 = 2.048 ! no existen diferencias significativas

7. Anchura máxima / anchura basal (mm.)

S12= 3.74

S22= 2.60

F = 0.044 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 0.65

t = 0.0492 < t0.05;28 = 2.048 ! no existen diferencias significativas

8. Longitud del punto más ancho a la punta / longitud total (mm.)

S12= 3.02.10-3

S22= 0.015

F = 4.97 > F0.05 (14,14) = 2.46 ! existen diferencias significativas

S1-2 = 0.0347

t = 2.86 > t0.05;28 = 2.048 ! existen diferencias significativas

9. Número de venas foliares (mm.)

S12= 0.809

S22= 1.07

F = 1.32 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 0.3539

t = 1.13 < t0.05;28 = 2.048 ! no existen diferencias significativas

10. Distancia entre dientes en punto más ancho (mm.)

S12= 0.131

S22= 0.130

F = 1.01 < F0.05 (14,14) = 2.46 ! no existen diferencias significativas

S1-2 = 0.1319

t = 1.36 < t0.05;28 = 2.048 ! no existen diferencias significativas

DENSIDAD Y DISTRIBUCIÓN DE ESPECIES SÉSILES

Cuadrados

Para cada taxón en cada área seleccionada estimaremos:

Plantago lanceolata

Área (m2)

0.25

1

2



6.0

9.32

8.93

S

16.54

64.9

127.67

SE

3.01

11.85

23.31

n

45

279

533

n2

333

6669

25344

±IC95%

6.0±6.2

9.32±24.23

8.93±47.68

Idm

4.36

2.47

2.62

Precisión N=121

2.97

11.68

22.98

Taraxacum sp.

Área (m2)

0.25

1

2



5.72

5.93

5.75

S

12.54

42.39

76.79

SE

2.29

7.74

14.02

n

43

178

345

n2

215

2794

9675

±IC95%

5.72±4.70

5.93±15.83

5.75±28.67

Idm

2.85

2.49

2.35

Precisión N=121

2.25

7.63

13.82

En nuestro caso como son 30 puntos:

c = 30 (nº de cuadrados muestreados) t0.05,29=2.045

La precisión obtenida si muestreásemos 121 puntos:

c=121 t0.05,120=1.98

Como Idm > 1 todas las distribuciones son agregadas.

Cuadrantes

Plantago lanceolata

Cuadrantes

1

2

3

4

Distan.media(mm.)

0.372

0.324

0.506

0.568

Área media (m2)

0.138

0.104

0.256

0.322

Densidad (m2)

7.24

9.61

3.91

3.11

r2

8.99

7.36

26.04

34.41

r4

17.78

13.32

252.7

545.66

ID

2.90

5.62

9.55

12.28

Taraxacum sp.

Cuadrantes

1

2

3

4

r

0.372

0.324

0.506

0.568

A

0.138

0.104

0.256

0.322



7.24

9.61

3.91

3.11

r2

8.99

7.36

26.04

34.41

r4

17.78

13.32

252.7

545.66

ID

2.90

5.62

9.55

12.28

Los valores de Idjz son mayores que cero, por lo tanto las distribuciones son agregadas.

ANÁLISIS DE GRADIENTES: MUESTREO DE VEGETACIÓN EN DUNA DE PLAYA

Tras estudiar la vegetación encontrada en la dunas de Baldayo estos son algunos de los resultados, plasmados en dos representaciones gráficas:

Viendo los resultados:

1. En principio, dadas las distintas condiciones ambientales a lo largo del trayecto, se ve que algunas especies están distribuidas en cinturas claras, pero otras no tanto.

Hay algunas especies que aparecen mayoritariamente en la zona cercana a la playa y luego casi no se encuentra su presencia a lo largo del transepto.

2. Existen casos en los que si se observa cierta discontinuidad, por ejemplo Ammophila arenaria, fluctúa su distribución conforme nos alejamos de la playa y desaparece a partir de los 120 m.

El caso de Leontodon taraxacoides es más evidente porque es abundante en todos los sitios excepto en la franja de 110 a 150 m.

También es destacable el caso de Elymus farctus, porque a partir de los 100 m. No existe ningún representante.

3. La representación gráfica lo que permite es una estimación aproximada de la distribución de las especies. La representación será tanto más fiable cuantos más transeptos se tengan en cuentan.

Pero se pueden cometer errores en cuanto a la estimación visual de la cobertura utilizando la escala de Braun-Blanquet.

Por lo tanto la representación gráfica de este tipo no es la más fiable, pero si la más práctica para obtener resultados a nivel global.

9