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IMPORTANTE: Su trabajo escrito DEBE tener como máximo 18 carillas (tamaño carta, espaciado simple y en letra Arial, tamaño 11). Recuerde completar TODA la información solicitada.

1. PORTADA. Debe contener los siguientes datos (no modificar, seguir el orden

establecido en este formato). Título (breve enunciado que identifique el tema del proyecto de investigación).

Nombre de los estudiantes que integran el equipo de trabajo (máximo 3)

Nombre completo: Curso:

1. Máriom Adriana Carvajal Morales 3º año medio

2.

3.

Asesor(a)

Nombre: Hilda Carrera Figueroa

RUT: 12978759-7

Especialidad: Profesora de biología y química

Establecimiento Educacional: Liceo María Auxiliadora

Dirección Particular:

Teléfono Particular:

Celular: 93491524 E-mail personal:

ilycarrera@gmail.com

Director del establecimiento educacional que respalda la propuesta

Nombre: Rosa Cremaschi Ojeda

RUT: 8509760-1

Firma:

Nombre del establecimiento educacional:

Liceo María Auxiliadora Dependencia: Subvencionado

Dirección: Av. Colón 763

Ciudad/Región: Punta Arenas/Región de Magallanes y la Antártica chilena

Teléfono: 292700 Fax: 292707 E-mail: lmaparenas@hma.cl Si el equipo contó con la colaboración de un científico(a) asesor(a) o institución en el desarrollo del trabajo, completar lo siguiente:

Científico (a) asesor (a)

Nombre: Eduardo I. Faúndez

Especialidad: Entomólogo, Bach. en Cs. Mención Biología y Química Institución: Centro de Estudios en Biodiversidad CEBCh// Laboratorio de

Entomología, Instituto de la Patagonia. Teléfono: 269599 E-mail: ed.faundez@gmail.com

Informe si se ha desarrollado parte o toda la investigación en otras instituciones que no haya sido su establecimiento educacional.

Jardín botánico del Instituto de la Patagonia, y Laboratorio de Entomología, Instituto de la Patagonia, Fuerte Bulnes, Reserva Forestal Magallanes.

Feria Antártica Escolar 2011

FORMULARIO DE TRABAJOS EXPERIMENTALES

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2. ÍNDICE. Orden de los temas, indicando las páginas.

Portada……………………………………………………………………………………..Página 1

Índice………………………………………………………………………………………..Página 2

Resumen de la investigación…………………………………...……………………..Página 2-3

Introducción………………………………………………………………………………..Página 3

Pregunta, hipótesis y objetivos…………………………………………………………..Página 4

Materiales y metodología de la investigación……….……………………………....Página 4-5

Resultados obtenidos…………………………...……………………………………...Página 6-8

Análisis y discusión de los resultados……………..……………………………………Página 9

Conclusiones……………………………………………………………………………..Página 10

Referencias bibliográficas…………………………………………………………..Página 11-12

Participación……………………………………………………………………………...Página 12

Agradecimientos………………………...……………………………………………….Página 12

3. RESUMEN DE LA INVESTIGACIÓN. En una (1) página expliquen de qué se trata la investigación, cuál es su hipótesis, cómo se realizó y cuáles fueron sus resultados y conclusiones. Usen oraciones concretas y concisas. Máximo una (1) página.

Idiostolidae es una familia de hemípteros que presenta distribución gondwanica, cuya biología es casi desconocida, sólo se sabe de su asociación a bosques de Nothofagus, y se cree que son habitantes del suelo y la hojarasca. Pensando en que el centro de origen de esta familia seria la Antártica y que esto incidiría en su biología, bajo la hipótesis: La Antártica es el centro de origen de la familia Idiostolidae y el ecosistema antártico terrestre antiguo, dominado por bosques de Nothofagus ha sido el factor trófico que explica la distribución, dispersión y evolución del grupo; se realizó una amplia recolección bibliográfica acerca de la familia, se realizaron observaciones de ejemplares de Idiostolus insularis Berg en bosques de Nothofagus y se examinó material adicional en colecciones. En observaciones de campo se registró que I. insularis es un habitante de la parte alta de los árboles del subgénero Nothofagus (N. antarctica y N. betuloides) y se alimenta de los frutos, además presenta colores amarillos y rojizos que le permiten camuflarse con los brotes y frutos de los árboles, permitiéndole pasar largos periodos de tiempo alimentándose protegidos. Por otro lado nuevos datos distribucionales y biológicos obtenidos en colecciones (colonización en lugares extremos como Isla Bayly, y haber sido colectado en glaciares rodeados por Nothofagus antárctica), nos indican que la desaparición de la Antártica de Idiostolidae no se debe al frío sino a la desaparición de sus hospedantes. Se concluyó que los idiostólidos se originaron en la Antártica, asociados al subgénero

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Nothofagus, siendo este el condicionante para su expansión y evolución, aceptando la hipótesis propuesta; a su vez estos datos permiten explicar lo propuesto por otros autores – que Idiostolus es el género más primitivo de Idiostolidae- esto se debería que este se alimentaba del subgénero Nothofagus, donde se originó la familia y siguió alimentándose de este en Sudamérica; mientras que por otro lado los géneros de Australasia, al extinguirse hace 53 millones de años el subgénero Nothofagus, tuvieron que adaptarse a vivir en otros subgéneros de este grupo, por tanto tomando otros rumbos evolutivos y debiendo presentar mayores cambios; por lo que está investigación termina siendo la pieza faltante para comprender la evolución y distribución actual de esta familia y sugiere la separación de esta en dos subfamilias, una para albergar a Idiostolus y la otra para los restantes géneros.

4. INTRODUCCIÓN. ¿Qué les motivó a investigar? Señalen la situación o problema sobre el cual se desarrolla esta investigación, considerando todos los antecedentes. Deben entregar el “marco teórico” que sustenta su hipótesis y la investigación

experimental. Mencionen la información obtenida de fuentes bibliográficas. No

olviden citar los textos de otros autores. Máximo dos (2) página.

El Reino Austral posee varios grupos de especies tanto animales como vegetales, emparentados por su origen gondwánico (Morrone, 2001). La Región Andina integra al Reino Austral, junto con las regiones Australiano Templada, Neocelandesa, Neoguineana y del Cabo (Morrone, 1999). La relación más estrecha que presenta es con las regiones Australiana Templada y Neocelandesa (Morrone, 2001), debido a esto, actualmente se estudian las relaciones de estos lugares y su biodiversidad con la Antártica.

Idiostolidae es una familia de hemípteros heterópteros que tienen distribución gondwánica (Schaefer & Wilcox, 1969). Este grupo se compone de 3 géneros, Trisecus Bergroth y Monteihocoris Woodward, distribuidos en Australasia e Idiostolus Berg en Sudamérica. Los Hemípteros constituyen el mayor orden de insectos con metamorfosis incompleta (Brambila & Hodges, 2004), esto quiere decir que pasan por una fase juvenil llamada ninfa y no pasan por una pupa o crisálida. Popularmente conocidos como chinches, el suborden de los Heterópteros se caracteriza por poseer un aparato picador chupador por lo que pueden alimentarse de sangre, predar sobre otros insectos o succionar el jugo de las plantas, por lo que muchos son de importancia médica y económica (Schaefer & Panizzi, 2000). La biología de Idiostolidae es casi desconocida, sólo se sabe que están asociados a bosques de Nothofagus (Scudder, 1962; Schaefer & Wilcox, 1969), y se cree que son habitantes del musgo y la hojarasca de ellos (Schuh & Slater, 1995). En este trabajo profundizaremos acerca de la biología de este grupo, entregando nuevos datos acerca de su relación con Nothofagus.

Nothofagus Bl. es un género de árboles del orden de las fagales, que se compone de 4 subgéneros: Brassospora, Nothofagus, Fuscospora y Lophozonia, los que albergan unas 40 especies que se distribuyen en Sudamérica y Australasia, con un 25% y 75% respectivamente (Ramirez, 1987). Todas estas piezas forman un antiguo puzle que con la nueva información obtenida se completará en el presente trabajo.

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5. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. Pregunta, Hipótesis y Objetivos. Delimiten en

forma clara y precisa la pregunta de investigación, hipótesis (o respuesta tentativa a la pregunta de investigación, con claridad respecto a sus variables independientes y dependientes) y establezcan a partir de ella los objetivos del trabajo. Máximo una (1) página.

Pregunta:

- ¿Cómo influyó la Antártica en el origen y evolución de Idiostolidae?

Hipótesis:

- La Antártica es el centro de origen de la familia Idiostolidae y el ecosistema antártico

terrestre antiguo, dominado por bosques de Nothofagus ha sido el factor trófico que

explica la distribución, dispersión y evolución del grupo.

Objetivos:

- Establecer la relación entre la Antártica y la familia Idiostolidae

- Conocer la biología de la familia Idiostolidae y relacionarla con el ecosistema

antártico antiguo y su influencia en su distribución actual y evolución

6. MATERIALES Y METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN. Realicen una descripción

detallada (paso a paso) de cómo fue realizada la investigación. Dentro de esta descripción consideren: (a) Presentar el área de estudio. (b) Indicar los materiales utilizados para obtener la información; los métodos y/o técnicas de recolección de datos, muestreo y análisis de los mismos; cronograma de las actividades del trabajo. Si la metodología fue utilizada por otros investigadores, deben citarla. Máximo tres (3) páginas.

Importante: Sólo se acepta el nuevo conocimiento, cuando el investigador indica claramente el camino recorrido para obtener su descubrimiento, de modo que otros puedan reproducir y verificar las observaciones y evidencias obtenidas.

Para iniciar la investigación se realizó una amplia recolección de datos bibliográficos acerca de los temas que son tratados en el presente trabajo. Los autores que se siguieron durante la realización de este proyecto se presentan en el siguiente esquema:

1

Después de la recolección bibliográfica, se visitaron distintos bosques de Nothofagus en la región de Magallanes correspondientes a: Fuerte Bulnes (53º37’S 70º55’O), Jardín Botánico Carl Skotssberg, Instituto de la Patagonia (53º07’S 70º52’O) y Reserva Forestal de Magallanes (53º13’S 71º04’O), lugares en los cuales una vez encontrados y localizados los insectos se observó su comportamiento. Se utilizaron paraguas y red entomológicos para la captura de algunos de ellos, y se conservaron en alcohol para su posterior examinación en el laboratorio. Se examinaron ejemplares de la colección del Instituto de la Patagonia para obtener datos adicionales. Finalmente, se analizaron los datos extraídos de la bibliografía, las salidas a terreno y la examinación de los ejemplares de colecciones. Para la confección del mapa en la figura 1 se utilizó el programa “Panmap” Pagaea ®. Para un desarrollo más organizado de la realización de las etapas de la investigación, se siguió el siguiente cronograma:

Cronograma de Actividades

Actividad Mes de Inicio Mes de Término

Recolección de Datos bibliográficos

Agosto (2010) Octubre (2010)

Visita a Colecciones Septiembre (2010)

Trabajo en terreno Octubre (2010) Febrero (2011)

Análisis de los datos Marzo (2011) Junio (2011)

Confección de Formulario Julio (2011) Agosto (2011)

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7. RESULTADOS OBTENIDOS. Presente los resultados (valores) obtenidos y los

análisis derivados de su investigación. Usen tablas, gráficos u otra representación (2 como máximo, por el espacio disponible) que muestren de manera resumida sus resultados para una mejor comprensión. Como máximo use tres (3) páginas.

La biología de los idiostólidos prácticamente se desconoce, solo han sido asociados al Nothofagus, sin embargo, nunca se ha sabido con exactitud de que se alimentan ni en qué sector viven. A continuación se presenta un mapa que resume la distribución actual de las especies de la familia Idiostolidae y los subgéneros de Nothofagus:

Figura 1. Distribución actual de los subgéneros de Nothofagus y las especies de

Idiostolidae

1

1

En colecciones, hemos recolectado los siguientes datos de I. insularis: Material Examinado: Parque Nacional Torres del Paine, Cañadón Doña Rosa, Glaciar Tyndall, 17-I-2003, Leg. A. Zúñiga: 2♂ 1♀ sobre Nothofagus antarctica 3♀2♂ 2♀ 1♂ sobre hielo Magallanes, Península Brunswick, I- 1989 2♂ 3♀ Sobre N. betuloides. Magallanes, Isla Bayly, 25-II-80, Leg. D. Lanfranco, 1♀. A través de la observación en terreno de Idiostolus insularis, pudimos notar que este heteróptero se alimenta en Nothofagus antarctica (G. Forst) Oerst. y Nothofagus betuloides (Mirb.) Oerst., específicamente de sus frutos y brotes cercanos a estos, y que además su coloración coincide con la de las ramas y frutos de los árboles anteriormente mencionados, presentando colores amarillentos y rojizos, y manchas blancas que simulan las lenticelas de los árboles, logrando camuflarse imitando las ramas, tanto como a los mismos frutos (Figs. 2, 3, 4, 5, 6), los ejemplares muestran poca movilidad durante el día, manteniéndose siempre quietos entre ramas y frutos.

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Lámina I; Figuras 2-6.

Ejemplares camuflados de

Idiostolus insularis,

alimentándose de frutos y

brotes de Nothofagus

antarctica.

2 3

4

5 6

1

8. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS. A partir de los gráficos y tablas, interprete los resultados. Dentro de este análisis considere: qué dicen los resultados, logro de objetivos, validación o refutación de la hipótesis, limitaciones o problemas durante el desarrollo de la investigación. Considere también la comparación de sus resultados con la bibliografía consultada (¿se contradicen, se refuerzan, hay nuevos hallazgos?). No olvidar citar sus referencias. A su vez, haga una proyección de su investigación. Tres (3) páginas como máximo.

Hasta el momento la biología de los idiostólidos era prácticamente desconocida, solo se sabía que estaban asociados a Nothofagus y se creía que eran habitantes del suelo; la nueva información obtenida en el presente trabajo permite clarificar algunos aspectos del origen y la evolución de esta familia. I. insularis se alimenta de brotes y frutos de especies del subgénero Nothofagus (N. antarctica y N. betuloides); al ser los heterópteros insectos succionadores, estos deben pasar mucho rato inmóviles en estas partes de los árboles, por lo cual requieren una protección; siendo la cripsis un recurso habitual usado por estos insectos, incluso adaptando sus ciclos vitales a los cambios estacionales de sus hospedantes (Faúndez 2007); de este modo la coloración críptica de los idiostólidos condiciona su ecología y evolución, creando fuertes relaciones con sus plantas hospedadoras. Por otro lado según el material examinado en nuestros resultados el género Idiostolus ha sido colectado en glaciares, habitando bosques periféricos de estos a muy bajas temperaturas, y hemos encontrado un nuevo registro en un lugar tan meridional y desfavorable climáticamente para insectos como es la Isla Bayly, por lo tanto el frío no fue lo que marcó su desaparición de la Antártica, sino que la causa fue la desaparición del subgénero Nothofagus. Por todo lo anterior creemos que la familia Idiostolidae se originó en la Antártica asociada al subgénero Nothofagus, colonizando junto con este Sudamérica y Australasia. Posteriormente hace 53 millones de años atrás el subgénero Nothofagus desaparece tanto de la Antártica como de Australasia (Moreira, 2004), por lo tanto los Idiostólidos de Australasia debieron adaptarse a alimentarse de otros subgéneros de Nothofagus tomando otro rumbo evolutivo; mientras que Idiostolus se mantuvo en Sudamérica asociado al mismo subgénero Nothofagus por lo cual no ha debido realizar cambios adaptacionales, lo cual explica que este género sea considerado como el más primitivo de Idiostolidae (Schaefer & Wilcox, 1969). De este modo los datos biológicos explicarían la incógnita existente respecto de la evolución de la familia y porque el único género Sudamericano es más primitivo que los géneros de Australasia; por lo tanto la evidencia morfológica, junto con la evidencia biológica aquí entregada soporta la idea de separar Idiostolidae en dos subfamilias, una para albergar a Idiostolus, mientras que la segunda para los géneros Trisecus y Monteithocoris. Finalmente los nuevos datos entregados confirman el origen gondawánico de Idiostólidae y dejan en evidencia la influencia de la Antártica en el origen y evolución de este grupo. Como proyección para esta investigación, quisiéramos con los nuevos datos biológicos, recolectar abundante material de los otros géneros ahora que ya se sabe donde colectarlos, y de esta manera obtener mayor información biológica (estados juveniles, etc.), para poder describir las dos subfamilias que debiesen haber dentro de Idiostolidae. Como el género Nothofagus alberga especies de interés forestal, estudiar el impacto de los idiostólidos sobre estas, para estimar así su importancia económica.

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9. CONCLUSIONES. Describan en 3 ó 5 oraciones lo más relevante de su investigación. Consideren si se comprueba o rechaza la hipótesis (cómo responden los resultados a los objetivos planteados) y qué otra experiencia y hallazgos obtenidos de esta investigación pueden servir a otros científicos. Una (1) página como máximo.

Los idiostólidos se originan en la Antártica, se alimentan de frutos y brotes de Nothofagus y se camuflan, siendo habitantes de la parte alta de los árboles, contrario a lo que se pensaba, que eran habitantes del suelo; Idiostolus es considerado el género más ancestral de Idiostolidae, esto se explicaría ya que se asocia al subgénero Nothofagus, en el cual se originó Idiostolidae en la Antártica y luego con este colonizó lo que actualmente corresponde a Sudamérica y Australasia; mientras que los idiostólidos al extinguirse el subgénero Nothofagus en la Australasia tuvieron que adaptarse a otros subgéneros, tomando otro rumbo evolutivo. Por otro lado Idiostolus no se vio en la necesidad de hacerlo. Por todo lo anterior se acepta nuestra hipótesis y se soporta además la idea de separar Idiostolidae en dos subfamilias. Asimismo, es necesario evaluar el impacto de los idiostólidos sobre los Nothofagus.

10. BIBLIOGRAFÍA. Deben mencionar detalladamente todos los libros, revistas y

páginas web consultadas para realizar su investigación. Recomendamos respetar las normas de citación bibliográfica establecidas en el documento “Guía de citas bibliográficas”. Este documento se puede encontrar en el sitio http://www.cybertesis.uchile.cl/documentos/referencias-bibliograficas.pdf.

Ejemplos: Libro con 1 autor: ALEXANDER, Caroline. Atrapados en el hielo. 3ª. ed. Barcelona: Planeta, 2004. 306 p. Libro con más de 3 autores: ATLAS oceanográfico para la educación por Ximena Jara U. “et al.”. Valparaíso, Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile, 1994. 129 p. Libro con editores: AUSUBEL,J.H., TREW C.,D. y WAGGONER,P.(eds.). First census of marine life 2010: highlights of a decade of discovery. New York, USA, Census of Marine Life, 2010. 64 p. Artículo de revista: LEPPE C., Marcelo. Cambios climáticos en el pasado de la Antártica: clima y vida en pugna por millones de años. Boletín Antártico Chileno 26(2):7-8, 2007. Sitio Web:

FALCON-LANG, Howard. Los bosques secretos de la Antártica [en línea]. BBC

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EL AGUA subglacial antártica, más activa de lo que se había observado [en línea] Solo

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Ciencia: el portal de la ciencia y la tecnología en español. <http://www.solociencia.com/ecologia/07040104.htm> [Consulta: 25 Abril 2010].

BRAMBILA, J. & HODGES, G. S. Bugs (Hemiptera), p. 354- 371. En: J. L Capinera (ed).

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MOREIRA-MUÑOZ, A. Nothofagus Bl., pieza clave en la reconstrucción biogeográfica del

hemisferio Austral. Rev. Chagual (Jardín Bot. Santiago) 2: 48-56, 2004. MORRONE, J. J. Presentación preliminar de un nuevo esquema biogeográfico de América

del Sur. Biogeographica 75(1): 1-16, 1999. MORRONE, J. J. Biogeografía de America Latina y el Caribe. M&T- Manuales y Tesis SEA.

vol 3. Zaragoza, 2001. 148 pp. MORRONE, J. J. Presentación sintética de un nuevo esquema biogeográfico de América

Latina y el Caribe. pp.: 267–275. En: Costa, S. A. Vanin, J.M Lobo y A. Melic (eds), Proyecto de Red Iberoamericana de Biogeografía y Entomología Sistemática PrIBES 2002. m3m Monografías 3er Milenio vol. 2, Sociedad Entomológica Aragonesa, CYTED, Zaragoza, Julio-2002.

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RAMÍREZ, C. El género Nothofagus y su importancia en Chile. Bosque. 8 (2): 71-76, 1987. SCHAEFER, C. W. The Morphology and Higher Systematics of the Idiostolinae (Hemiptera:

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SCHAEFER, C. W. & D. WILCOX. Notes on the morphology, taxonomy and distribution of the Idiostolinae (Hemiptera: Heteroptera). Ann. Entomol. Soc. Am. 62: 485-502, 1969. SCHAEFER, C. W. & D. WILCOX. Extension of the Range of Idiostolus insularis

(Hemiptera: Idiostolidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 68(2): 337-337,1975. SHAEFER, C. W. & PANIZZI, A.R. Economic Importance of Heteroptera: general view.

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SCHUH, R.T. & SLATER, J.A. True bugs of the World (Hemiptera: Heteroptera):

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WOODWARD, T. E. A new Subfamily of Lygaeidae (Hemiptera: Heteroptera) from

Australia. Proc. R. Entomol. Soc. (B) 37: 125-132, 1968.

11. PARTICIPACIÓN. Precisar la participación de los integrantes en el trabajo (media página como máximo).

Todo fue realizado por la única integrante.

12. AGRADECIMIENTOS. Brevemente, en caso de ser necesario (media página

como máximo).

Deseo agradecer a Eduardo I. Faúndez (Centro de Estudios en Biodiversidad CEBCh e Instituto de la Patagonia, Punta Arenas) por la asesoría brindada en este proyecto y su constante apoyo durante la realización de este; a Carl Schaefer (Universidad de Connecticut, USA) y Petr Kment (Museo Nacional de Historia Natural, Praga, República Checa), por atender nuestras consultas y por su colaboración en la obtención de material bibliográfico.