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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CIIDIR-IPN UNIDAD DURANGO
PROYECTO MULTIDISCIPLINARIO
CLAVE 1345
BIODIVERSIDAD DE ARTRÓPODOS Y SU RELACIÓN CON LA BIODIVERSIDAD DE
LAS ESPECIES VEGETALES EN LOS VALLES DE DURANGO
COORDINADOR: ISAIAS CHAIREZ HERNÁNDEZ
DIRECTORES DE MODULOS
Dr. J. NATIVIDAD GURROLA REYES Modulo 1
Dr. GERARDO PÉREZ SANTIAGO Módulo 2
M. EN C. MARIA P. CASTILLO GONZÁLEZ Modulo 3
Dr. ISAIAS CHAIREZ HERNANDEZ Modulo 4
RESUMEN
México es un país con una gran diversidad biológica aún no conocida ni estudiada en su
totalidad, razón por la cual se creó en 1992 la Comisión Nacional para el Conocimiento y
Uso de la Biodiversidad. De acuerdo con la Comisión sostiene que en nuestro país existe
un gran número de especies de animales y vegetales que aún no se conocen y que no
han sido inventariadas, que son únicas en el planeta y que muchas de ellas se presentan
en peligro de extinción, por lo que su conocimiento y conservación son acciones de orden
prioritario en nuestro país. El estado de Durango se ubica en la región Norte-Centro del
país y se ubica dentro de las regiones biogeográficas Neártica y Neotropical, con una gran
riqueza biológica. La diversidad biológica, de las especies de artrópodos (insectos y
ácaros) es de interés para el conocimiento y manejo de los recursos, para mantener el
equilibrio de los ecosistemas. Los principales tipos de vegetación presentes en estas
zonas son: pastizal, matorral xerófilo, bosque de encino y cultivos agrícolas.
1.0 El presente proyecto multidisciplinario pretende realizar la
descripción de los valles del estado de Durango, con énfasis en el conocimiento de la
biodiversidad de artrópodos y especies vegetales. Las áreas de estudio se destacan
por presentar actividades de tipo agrícola y pecuario, además de ser zonas de
transición entre pastizales y vegetación arbórea. Durango dispone de áreas de
producción primaria y secundaria, para beneficio de la población, sin embargo, se
requiere manejar los recursos naturales sin comprometer el capital natural disponible,
y mantener y rehabilitar los ecosistemas productivos y asegurar el futuro de la misma
población duranguense.
La determinación taxonómica de especies así como genética en donde exista duda
de las especies, tanto de vegetales como de artrópodos, se hará a través de los
integrantes de los módulos correspondientes, dentro de este proyecto. La corroboración
taxonómica a nivel de especie, se realizará mediante taxónomos especialistas a nivel
nacional e internacional. El material de los artrópodos será cotejado en la colección
entomológica de la UNAM, de la ENCB (IPN), del Colegio de Postgraduados, INIFAP, de
la Universidad Autónoma de Chapingo, del Museo de Historia Natural, del Centro de
referencia de la Dirección de Sanidad Vegetal y de la colección Entomológica CIIDIR,
sede en el CIIDIR-IPN Unidad Durango.. El material botánico será cotejado en el
Herbario CIIDIR, De la información biológica derivada de los muestreos se realizará
análisis de biodiversidad alfa y beta de Artrópodos y de las comunidades para obtener
mapas y correlaciones entre ellas para clasificar regiones de alta y baja biodiversidad e
identificar regiones de riesgo.
JUSTIFICACIÓN
La biodiversidad refleja el número, la variedad y la variabilidad de los organismos
vivos. Incluye la diversidad dentro de las especies, entre especies y entre, El concepto
también abarca la manera en que esta diversidad cambia de un lugar a otro y con el paso
del tiempo. Indicadores como el número de especies de un área determinada pueden
ayudar a realizar un seguimiento de determinados aspectos de la biodiversidad.
La biodiversidad se encuentra en todas partes, tanto en tierra como en el agua. Incluye a
todos los organismos, desde las bacterias microscópicas hasta las más complejas
plantas y animales. Los inventarios actuales de especies, aunque son útiles, siguen
estando incompletos y no bastan para formarse una idea precisa de la amplitud y la
distribución de todos los componentes de la biodiversidad. Se pueden hacer cálculos
aproximados del ritmo de extinción de las especies, basados en el conocimiento actual
sobre la evolución de la biodiversidad en el tiempo
Por otro lado, la diversidad biológica silvestre o nativa de un área, se ve
grandemente reducida día a día, más que por la pérdida de especies determinadas por su
explotación por ser útiles comercialmente (aunque sí ocurre e importa) o por ser
perjudiciales para alguna actividad humana (como es el caso de las llamadas plagas),
debido a la pérdida de grandes áreas de diversos ecosistemas por diferentes motivos
(caso de la selva amazónica, por la deforestación para obtención de madera, o el
crecimiento de la frontera agropecuaria, etc.). A la par de este proceso, en busca de
“nuevas” especies útiles para la medicina, producción de alimentos, etc., se está llevando
a cabo por múltiples empresas privadas y organismos gubernamentales en diversas
partes del mundo, una tarea de recolección y análisis de la biodiversidad, sobre todo a
nivel específico, llamada "bioprospección", que nos enfrenta a nivel internacional con
complejos mecanismos jurídicos de regulación, control y aprovechamiento de sus
beneficios. Esta actividad, hoy día, encierra un gran potencial (de orden económico o
biológico) en cifras enormes. Su regulación normativa a nivel internacional y sus
repercusiones económicas, sociales y culturales, y algunos de los conflictos planteados
en cuanto a la misma, son parte del propósito de la propuesta de proyecto que se plantea.
Los servicios de los ecosistemas son los beneficios que las personas obtienen de
los ecosistemas. La biodiversidad desempeña un papel importante en el funcionamiento
de los ecosistemas y en los numerosos servicios que proporcionan. Entre estos, se
encuentran el ciclo de nutrientes y el ciclo del agua, la formación y retención del suelo, la
resistencia a las, la polinización de las plantas, la regulación del clima, el control de las
plagas y la contaminación. En el caso de los servicios de los ecosistemas, lo que importa
es no sólo el número.
De manera tangible los existen muchos productos que los ecosistemas nos
proporcionan como son cultivos; algodón arroz frijol maíz trigo etc., productos del mar,
plantas medicinales así que la pérdida de biodiversidad afecta de manera directa a loa
humanos. Estudios de la biodiversidad desde diferentes aristas ayudarán a:
Proteger las áreas de particular importancia para la diversidad biológica
Promover la conservación de la diversidad de las especies
Restaurar y mantener determinados grupos taxonómicos
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL CIIDIR-IPN UNIDAD DURANGO
INFORME PARCIAL ANÁLISIS DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA Y PERFIL MICROBIANO DE INSECTOS-
PLAGA DEL ESTADO DE DURANGO
PROYECTO MULTIDISCIPLINARIO SIP: 20113788 COORDINADOR MÓDULO: DR. J. NATIVIDAD GURROLA REYES
RESUMEN
Las principales causas que mitigan a los pastizales y áreas agrícolas, son el
sobrepastoreo, los incendios y el daño ocasionado por roedores e insectos herbívoros.
Por lo que para estos últimos, se realizó el estudio de la variabilidad genética y carga
microbial de especies consideradas plaga, para el desarrollo de estrategias de control
biológico. Con el uso de nueve microsatelites polimórficos aislados de una especie
relacionada Odealus decorus en diez muestras de Boopedon nubilum y Melanoplus
lakinus, y la técnica de Hibridación in situ con fluorescencia para la detección directa e
identificación de microorganismos mediante microscopía. Los estudios realizados con
larvas de coleópteros y lepidópteros, muestran que hay un alto número de especies de
bacterias y levaduras presentes en su tracto digestivo, representando un potencial muy
importante para la biotecnología. Mientras que en los acrídidos son los hongos los
dominantes.
Palabras clave: Microsatelites, chapulín y variabilidad.
Meta : 1 Caracterización de áreas de estudio Introducción En Durango, los recursos naturales se han manejado de acuerdo a intereses
particulares, sin darle importancia a la conservación y/o al mejoramiento de los mismos,
alterando procesos ecológicos que han desplazado especies vegetales deseables o de
gran interés para el hábitat de la fauna silvestre (Miranda y Alcalá, 1985). Los principales
problemas que aquejan a los pastizales del estado de Durango, son el sobrepastoreo, los
incendios y el daño ocasionado por roedores e insectos herbívoros.
Área de estudio El estudio se realizó en la Región árida y semiárida y Región de los Valles del Estado de
Durango, México, que es donde se localizan al menos ocho tipos de pastizal, (pastizal
mediano abierto, pastizal mediano arborescente, pastizal mediano arbosufrutescente,
pastizal amacollado abierto, pastizal amacollado arborescente, pastizal amacollado
arbosufrutescente, pastizal halófito abierto y pastizal halófito arbosufrutescente) así como
mesas y pequeñas serranías que integran parte del desierto Chihuahuense e importantes
zonas agrícolas tanto de riego como de temporal y que forman parte del Altiplano
Mexicano. Para la ubicación de los puntos de muestreo se utilizaron las cartas
topográficas F13 2, F 13 3, G 13 4, G 13 5, G 13 8, G 13 9, G 13 11, G 13 12, escala 1:
250 000; se cuadriculo tanto el área agrícola como el de pastizales en cuadros de 5 km
por lado y se establecieron 100 sitios de muestreo al azar, los cuales fueron geo-
referenciados usando un GPS marca (etrex- GARMIN©), con precisión a 5 m.
Captura/identificación de insectos En cada sitio seleccionado, se realizó un muestreo tanto visual como con red
entomológica a partir del mes de julio y hasta noviembre del 2011. En cada uno de los
sitios de muestreo (Cuadro 1) se realizaron 80 barridos a paso lento con red
entomológica con un diámetro de 50 cm., los insectos colectados se confinaron en
frascos de plástico de 250 ml con un contenido de alcohol al 70% para su análisis e
identificación posterior. Los ejemplares capturados se identificaron utilizando las claves
correspondientes entre estas la de Capinera y Sechrist (1982) y Richman et al. (1993).
Cuadro 1. Sitios de colecta de insectos Localidad Coordenadas decimales Altitud
(msnm) Tipo de Vegetación
Yerbaniz -103.860 24.699 1937 Pastizal Natural
Cuencame
-103.699 24.881
1606
Agricultura de Temporal
La Constancia
-104.258 23.884 1794 Agricultura de Riego
La Ermita
-104.315 23.886
1901
Pastizal Natural
San Juan del Rio
-104.478 24.759
1734
Pastizal Natural
Villa Unión
-104.055 23.959
1906
Agricultura de Riego
Carlos Real
-104.481 24.329 1932
Agricultura de Temporal
Características abióticas de los sitios de estudio Las condiciones ecológicas predominantes para los siete sitios en estudio, se muestran
en el Cuadro 2. En cinco sitios en estudio predominó un clima seco templado con verano
cálido, BS1K, con una temperatura media anual entre 15 a 18 oC, y precipitación de 400 a
500 mm/año (CNA, 2008). Con relación al tipo de suelo, existe una variación en el pH de
6.5 a 8.5, y en cuanto a la textura, ésta es variable y va desde franca hasta arcillosa
(INEGI, 2009). Las especies vegetales encontradas son típicas de zonas áridas y semi
áridas. Los sitios que mostraron mejor composición botánica, tuvieron de dos a tres
especies de gramíneas que dominan en la composición, entre las que destacan: Chloris
virgata, Bouteloua gracilis, Bouteloua curtipendula, Rhynchelytrum roseum y Aristida
adscencionis entre otras.
Cuadro 2. Condiciones abióticas para cada sitio de estudio.
Sitio
* Clima
** Temperatur
a Media anual
(ºC)
** Precipitació
n pluvial anual (mm)
* Topografí
a
*** Suelo
*** Textura
*** Escurrimient
o
* pH
Carlos Real
Seco templado con verano cálido. BS1K
16 a 18
400 - 500
Lomeríos suaves de baja altura con pendientes de 2 a 15%
Gleyzol vértico. In-situ, derivado de roca ígnea
Arenosa a franca con poca grava
Superficial moderada- mente lento
6.5 a 7.2
Cuencame
Seco templado con verano cálido. BS1K
16 a 18 400 - 500 Cerriles y lomeríos altos con pendiente de 15-20%
Feozem háplico. In-situ coluvial derivado de roca ígnea
franco -arcillo-arenosa
Superficial muy rápido
7.4 a 8
S Juan Del Rio
Seco templado con verano cálido. BS1K
15 a 18 400 - 500 Planos de relieve cóncavo con pendientes de 0 a 4%
Vertisol pélico orig. aluvial profundo
Franco-arcillo-arenosa
Superficial lento
7.9 a 8.7
La Ermita Seco templado con verano cálido. BS1K
16 a 18 400 - 500 Lomeríos suaves de baja altura con pendientes de 2 a 15%
Feozem háplico In-situ derivado de roca ígnea
Arenosa a franca con poca grava
Superficial moderada- mente lento
6.5 a 7.2
Lauro Del Villar
Seco templado con verano cálido. BS1K
15 a 18 400 - 500 Planos de relieve cóncavo con pendientes de 0 a 4 %
Solonetz órtico
Franco- arcillo-arenosa
Superficial lento
7.9 a 8.7
* COTECOCA 1979: ** CNA 2008: *** INEGI 2009
META 2. Caracterización del perfil microbiano Introducción En la última década la técnica de Hibridación in situ con fluorescencia ha sido utilizada para la detección directa e identificación de microorganismos mediante microscopía. Dicha técnica hace uso de sondas de ADN marcadas con un fluoróforo el cual suele manifestarse una vez que es llevada a cabo la hibridación de la sonda con la región con homología específica (Xufre et al., 2006). La técnica FISH es usada para identificar y localizar la presencia o ausencia de secuencias específicas de DNA sobre células y tejidos. Los cromosomas que son usualmente utilizados con FISH son los 13, 18, 21, X e Y; sin embargo, como son posibles marcados adicionales del cromosoma, otros cromosomas pueden ser visualizados con esta técnica. FISH usa segmentos de una única hebra de ADN que son tintados, o etiquetados, con una sustancia fluorescente que puede ligarse a un cromosoma específico; estos segmentos de ADN son llamados sondas. El primer paso de la técnica consiste en la desnaturalización del DNA para separar la doble hélice. A la muestra desnaturalizada se le añade entonces la sonda de interés (fragmento de ADN marcado fluorescentemente). Primero, las sondas hibridan a regiones específicas. Después, se tiñen los núcleos con un color de contraste inespecífico (generalmente DAPI). Las sondas de DNA pueden marcarse con moléculas fluorescentes (método directo) o no fluorescentes que se detectan con anticuerpos fluorescentes (método indirecto). La técnica FISH puede realizarse a los cromosomas en metafase o en interfase. Estudios realizados con larvas de coleópteros han demostrado que hay un alto número de especies de bacterias y levaduras presentes en su tracto digestivo, representando un potencial muy importante para la biotecnología (Boekhout, 2005). Así mismo, varios estudios han descrito una población bacteriana (compuesta de Lactobacillus y Enterocacteriaceae, entre otros) presente en el tracto digestivo de coleópteros que se encargarían de facilitar procesos de digestión de sustratos como celulosa y compuestos lignocelulósicos (Barbeiro et al., 2001; Lemke, 2003; Andert, 2007; Lundgren et al., 2007; Lehman et al., 2009). Los microorganismos que pueden encontrarse en el tracto digestivo de los chapulines Boopedum nubilum Say (Orthoptera: Acrididae), Melanoplus lakinus (Orthoptera: Acrididae), conchuela del frijol Epilachna varivestis Mulsant (Coleoptera: Coccinelidae) y gusano cogollero Spodoptera frugiperda Scudder (Lepidoptera: Noctuidae), dependiendo de sus hábitos alimenticios, pudieran ser: Levaduras como Kluyveromyces marxianus, Bacterias: Bacillus sp., Pseudomonas sp., Rhizobium sp., Escherichia coli y organismos Eucariotes: Hongos. Los hongos entomopatógenos más frecuentemente asociados a chapulines son Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin, Metarhizium anisopliae (Metchnikoff) Sorokin y Entomophaga grylli (Fresenius) Batko. Los hongos actúan generalmente por contacto, aunque también pueden infectarse ingiriendo cebos contaminados con esporas de los entomopatógenos. Las esporas germinan sobre el hospedero, o en su tracto digestivo (si
la dosis ingerida fue alta) e invaden al insecto; Al inicio, el rápido crecimiento del hongo hace que el insecto se mueva lentamente y coma poco o nada y por último lo mata. Después de la muerte, el hongo crece hacia afuera del cuerpo del hospedero y produce los conidióforos que liberan esporas a la atmósfera, las cuales son capaces de continuar el ciclo de infección (Lomer et al. 2001). Por lo anterior, el objetivo de éste trabajo es la caracterización del perfil microbiano del tracto digestivo de insectos de importancia económica en la Región de los Valles y del Mezquital, Durango. Materiales y métodos Material biológico Los insectos fueron colectados en 8 municipios del Estado de Durango, en diversas localidades que representan la región de los Valles y del Mezquital, Durango (Cuadro 1), se colectaron chapulines adultos con ayuda de redes entomológicas, realizando 80 redazos en cultivos y pastizales/sitio (donde la presencia de estos insectos es predominante) (julio-noviembre 2011)., las larvas y adultos de conchuela del frijol se colectaron en cultivos de frijol ya establecidos en campo (julio-septiembre 2011) y las larvas de gusano cogollero se colectaron entre las hojas de maíz y en la parte superior del elote, con pinzas entomológicas, posteriormente fueron trasladados al laboratorio de entomología del CIIDIR-IPN Unidad Durango, para su manejo y disposición. Mantenimiento del material biológico en laboratorio Las larvas colectadas se mantuvieron en refrigeración de 1 a 2 días, para que conservaran el alimento ingerido, posibles enfermedades, parasitoides, microorganismos. Extracción del tracto digestivo El sacrificio de las larvas se realizó por enfriamiento, manteniéndolos durante cinco minutos en congelación a 4 °C, antes de ser utilizados. Los insectos ya sacrificados fueron sometidos a desinfección de la superficie sumergiéndolos en etanol al 95% por dos minutos en el caso de las larvas de coleópteros y un minuto para las larvas de lepidópteros, y de 2-3 minutos para los ortópteros. Posteriormente a esto fueron sumergidos en solución salina al 0.7% (Suh et al., 2003, Suh and Bakwell 2004, Suh et al., 2004). Esto se realizó a un 10 individuo de cada morfo especie. Los especímenes fueron colocados en una caja de Petri con una superficie de cera negra sobre la cual se realizó la disección, usando tijeras para microcirugía, y agujas de insulina para realizar los cortes ventrales. Con la aguja de insulina se realizaron cortes transversales en la zona anal y en la zona cefálica. Luego, se realizó un corte longitudinal con las tijeras. El tracto digestivo fue extraído cortando las dos extremidades del mismo con el fin de separarlo del individuo (Vasanthakumar et al., 2006; 2008). En el caso, de ortópteros la extracción del tracto digestivo fue de la siguiente manera:
El tracto digestivo se introdujo en un micro tubo eppendorf con 0,2 mL de agua peptonada al 10% y se agitó en el vortex por 30s para separar los microorganismos de las paredes del tejido (Schloss et al., 2006; Vasanthakumar et al., 2006). Luego, esta muestra se inoculó sobre Agar Papa Dextrosa (PDA) ½ concentración y Agar Nutritivo (AN) ½ concentración y se incubó por 48h para bacterias, levaduras y a 7-15 días para hongos, a 28 °C. Purificación de los organismos aislados Las colonias obtenidas del cultivo anterior, se sembraron en Agar Nutritivo a concentración media y en PDA a concentración media dependiendo del medio de donde se extrajeron, por aislamiento y se incubaron a las condiciones descritas anteriormente. Los aislados obtenidos fueron caracterizados como levaduras o bacterias realizando observaciones al microscopio; las bacterias se sometieron a tinción de Gram, mientras que las levaduras se observaron directamente al microscopio. Los microorganismos aislados y caracterizados, se purificaron tomando de nuevo una colonia aislada de las muestras. Las bacterias fueron sembradas en caja maestra con AN y las levaduras en PDA. Extracción de ADN Los microorganismos elegidos para el estudio fueron crecidos en medio YPDA (Extracto de levadura 5 g L-1; peptona 3 g L-1; glucosa 20 g L-1; agar 20 g L-1) en agitación a 250 rpm durante 18 h a una temperatura de 30 °C. Se utilizo el protocolo de extracción de ADN propuesto por Reader and Broda (1985) con algunas modificaciones: utilizando de 40 a 50 mg del material celular, el cual fue sometido a congelación en nitrógeno líquido por 20 s, para su posterior macerado con un pistilo estéril durante 5 s. Se agregaron inmediatamente 500 μL de solución amortiguadora de extracción a temperatura ambiente (200 mM Tris HCl,pH 8.5, 250 mM NaCl, 25 mM EDTA, 0.5% SDS) y fue incubado 10 min. En seguida se añadieron 500 μl de fenol-cloroformo (50/50) a 4°C para ser mezclados por 5 min y se realizó una posterior centrifugación a 13000 rpm por 30 min. La fase acuosa se colocó en tubo nuevo, y se adicionaron 400 μl de cloroformo frío (-20° C), se mezcló por 1 min para una posterior centrifugación a 13000 rpm por 5 min. Dicho sobrenadante se transfirió a un nuevo tubo al cual se adicionaron 4 μL de RNAsa (10 mg mL-1) y se incubó por 30 min a 37 °C. Se adicionaron 500 μL de isopropanol frío a 4° C y se mezcla por inversión para incubar a -20 °C por 15 min para una posterior centrifugación por 5 min. El sobrenadante se desechó y se añadieron 500 μl de etanol al 70% a -20° C para una mezcla por inversión y una centrifugación a 13000 rpm por 5 min. El sobrenadante se desecho para dejar secar la pastilla por 30 min para posteriormente ser resuspendida en 50 μL de TE 1X o agua miliQ estéril a temperatura ambiente y se mantuvo a 4 °C hasta su uso.
La cantidad de ADN obtenida fue cuantificada por el registro de longitudes de onda a 260 nm y 280 nm en un espectrómetro GBC. La lectura inicial de 260 nm se utilizó para tener la concentración de ácidos nucléicos en la muestra. En dicho caso una densidad óptica (DO) de 1 corresponde a un aproximado de 50 μg mL-1 de doble hebra de ADN, 40 μg mL-1 en el caso de hebra simple de ADN o ARN. La calidad del ADN se cuantifico mediante el valor de la relación Abs260 nm/Abs280 nm, donde un valor entre 1.8 y 2 indica que se tiene una buena calidad de ADN. El proceso de cuantificación fue llevado a cabo de la manera siguiente: se diluyeron 10 ml de muestra en un tubo con 1.5 mL de agua estéril para proceder a realizar la toma de lecturas bajo las longitudes de onda anteriormente mencionadas. FISH Además se utilizará la técnica de FISH la cual permite mediante fluorescencia observar la presencia de diversos microorganismos. Se trabajará con las secuencias de los aislamientos seleccionados (diferentes regiones, levaduras: dominios D1 y D2, 26S rRNA) para realizar el diseño de las mismas y compararlas con las reportadas en la literatura. Para ello se obtendrán secuencias homólogas tanto de las especies de interés como de otras especies disponibles en el banco de datos del NCBI empleando el programa CLC sequence viewer 5, así como el programa Primer Select del DNASTAR (Laser gene) y adicionalmente se llevará a cabo un análisis de manera manual para elaborar la sonda para cada grupo de levaduras, hongos y bacterias y evitar con ello la existencia de zonas conservadas que pudieran causar reacciones cruzadas en las identificaciones. Determinada la elaboración de cada sonda, la optimización de las condiciones de hibridación se hará bajo concentraciones de formamida de 35, 30, 25 y 10%. Esto se hará con el fin de seleccionar aquella concentración que permitiera la hibridación de la sonda en la célula y tenga una fluorescencia fuerte y definida, se continuara con la estandarización y uso de las sondas reportadas por Xufre et al. (2006) así como para los controles de DAPI, FUNK y EUK, para levaduras y posteriormente para los demás microorganismos. Resultados Los aislados obtenidos fueron caracterizados como levaduras o bacterias realizando observaciones al microscopio; las bacterias se sometieron a tinción de Gram, mientras que las levaduras se observaron directamente al microscopio.
Los microorganismos aislados y caracterizados, se purificaron tomando de nuevo una colonia aislada de las muestras. Las bacterias fueron sembradas en caja maestra con AN y las levaduras en PDA. En suelo se han encontrado colonias de:
Beauveria bassiana Metarhizium anisopliae Trichoderma sp. Virus Bacterias Gram + y –
Lo cual permitirá definir cuáles serán las sondas generales y específicas que se utilizarán para la determinación de microorganismos presentes en el tracto digestivo de insectos, mediante la técnica de FISH. Literatura citada Boekhout. T. 2005. Gut feeling for yeasts. Nature. 443:449-451. Lomer, C. J., R. P. Bateman, D. L. Jonson, J. Langewald and M. Thomas. 2001. Reader, U., Broda, P. (1985) Rapid preparation of DNA from filamentous fungi. Letters
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Vasanthakumar. A., I. Delalibera, Handelsman. J., K. Klepzig, Schloss. P., K. Raffa. 2006. Characterization of Gut-Associated Bacteria in Larvae and Adults of the Southern Pine Beetle, Dendroctonus frontalis Zimmermann. Environmental Entomology 35(6): 1710-1717
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Meta 3.Variabilidad Genética de insectos Introducción Actualmente, el estudio de la variabilidad genética es uno de los factores más importantes
a considerar para el desarrollo de estrategias de control biológico en especies
consideradas plaga (Toro, 2005). Entre estas especies destacan los chapulines
(Saltamontes), ya que involucran un gran número de especies y a que puede localizarse
en casi cualquier lugar del mundo (Franzke, et al. 2010). Algunas especies pueden
considerarse como plagas en muchas partes del planeta. Lo anterior ha sido propiciado
por diversos factores que han modificado los lugares donde usualmente habitan; y esto a
su vez modifica sus hábitos alimenticios (Nufio, et al., 2011 y Contreras et al., 2005). Los
chapulines pueden habitar en muchos tipos de ambientes, pero prefieren los climas secos
como zonas desérticas, donde los pastizales son la vegetación más común (Branson et
al., 2006). Los pastizales presentes en el centro norte de México provén a estos insectos
de condiciones perfectas para su desarrollo. El estado de Durango cuenta con alrededor
de seis millones de hectáreas de pastizales, donde existen ocho tipos diferentes de
vegetación y son los pastos un componente principal en la mayoría de ellos (García et
al., 2006). Dos de las especies más abundantes de chapulines reportadas e identificadas
para el estado de Durango son Boopedon nubilum (B. nubilum) y Melanoplus lakinus (M.
lakinus) ambas pertenecientes a la familia Acrididae (García et al., 2006).
Debido a la falta de información acerca de la localización de estas especies a lo largo del
estado de Durango, es importante preliminarmente identificar y analizar aquellos sitios
donde se ubica. La diversidad vegetal de los sitios donde estas especies pueden
localizarse, así como otros factores como los diversos patrones de alimentación y
factores abióticos. Derivado de lo anterior puede existir la posibilidad de variaciones
genéticas de los individuos entre las diferentes poblaciones (Brede y Adis, 2007; Li et al.,
2010). El uso de herramientas moleculares para determinar estas diferencias es
ampliamente usada, Por ejemplo, uno de estos estudios determino la variabilidad genética
de la especie Oxya japonica relacionando factores externos como el uso de plantas
hospederas de diversos sitios usando AFLPs para su determinación. En general, la
técnica de microsatellites es muy utilizada debido a sus propiedades ya que son
codominantes, tienen alto niveles de polimorfismos y presentan comportamiento
Mendeliano neutral (Contreras et al., 2005; Teng y Kang, 2007; Berthier et al., 2008). Sin
embargo no existe mucha información de este tipo en las especies predominantes de
Durango. Por lo anterior, en el presente estudio, se analizó la utilidad de once cebadores
aislados de la especie Odealus decorus (O. decorus ) de la familia Acrididae (Berthier et
al., 2008), para su uso en estudios de variabilidad genética en las especies B. nubilum y
M. lakinus del estado de Durango.
Materiales y métodos Muestras y extracción de ADN
Los especímenes de las especies B. nubilum y M. lakinus fueron colectados de zonas de
pastizal y agrícolas del estado de Durango. Treinta y ocho sitios fueron analizados
buscando la presencia de estas especies, usando la proporción de estas especies en el
estado de Durango se determinó el tamaño de muestra representativo del área de
estudio. Las muestras fueron seleccionadas a partir de su estado ninfal tomándose en
cuenta aquellas pertenecientes al quinto estadio ninfal y adultos. Fueron capturadas con
el uso de una red entomología de 40 cm de diámetro, alrededor de siete a once insectos
fueron colectados por sitio. Los insectos fueron separados por sexo y colocados en una
congeladora a una temperatura de -70 ° C.
La extracción del ADN fue realizada del tejido del fémur posterior de los insectos usando
pistilos estériles para su homogenización. La extracción se llevó a cabo con el uso de un
kit de purificación de ADN genómico Wizard® (PROMEGA). El ADN aislado se mantuvo a
temperatura de congelación de -70°C para iniciar la construcción de un banco genómico
de las especies. Se analizaron once pares de cebadores polimórficos presentes en O.
decorus (Berthier et al., 2008) (Tabla 1), con el objetivo de poder utilizarlos como
herramienta para estudios de variabilidad genética.
Análisis de los cebadores
El volumen final para la PCR fue de 25µL usando un protocolo modificado basado en el
de Teng (2007), consistiendo en 0.2-0.4 µM de cada cebador, 20 ng de ADN genómico,
0.2mM de cada dNTPs, 1.5 mmol/L MgCl2, y una unidad de Taq Polimerasa. Las
reacciones de PCR se llevaron a cabo en un equipo GeneAmp PCR System 9700
(Applied Biosystems) con las siguientes condiciones de amplificación, temperatura de
desnaturalización de 94°C por 5 min, 35 ciclos dividido en 1 min 30s a 94°C, 1 min a
55°C como temperatura de alineamiento y 1 min a 72°C, con un paso final a 72°C durante
7 min.
Los productos de PCR obtenidos de las muestras de ADN de los insectos fueron
separadas en geles de agarosa al 1.5%, a un voltaje de 60V durante 1 h 55 min, usando
un marcador de peso molecular de 100pb (PROMEGA), con el objetivo de identificar
aquellos cebadores que podrían ser útiles para los estudios de variabilidad genética de
estas especies en el estado de Durango. En la tabla 1 se muestran las secuencias de los
cebadores de los micro-satélites usados para estas especies.
Tabla 1. Características de los once micro-satélites propuestos por Berthier et al., (2008) usados para las especies B. nubilum y M. lakinus Locus
Ascensión al Genbank
Secuencia de cebadores
Repeticiones
Clave*
OD2 EU604818 F: GAAACACGCCACGGATTAGT R: CTCACCCTAACCAGCCAAAC
(TG)11-(AG)6 a
OD4 EU604819 F: GTAATCTGCCGGATGGATTC R: GTAGAAACGCCCCAATCACT
(AG)16 b
OD6 EU604820 F: CTTGCACAATGAATCTCGTGA R: GCACACCGTTCGCTACACTA
(TG)18-(AG)7 i
OD7 EU604821 F: CCATTGAACCTGCTTACCGT R: CGATTGGTGGGACACAGTTT
(CA)26 c
OD9 EU604822 F: TTCGCAGACAGCACTTCG R: CGATGGTTTCCTGGCAGTAT
(GA)21-(GT)27 j
OD12 EU604823 F: CGAACTAACTGCTTGGCAAC R: GCTGCAACGAGGTTAGAATC
(CT)10-CCC-(CT)9
d
OD3 EU604824 F: AGCCACTATCCTCTTCCTGTT R: GAGGCGGCAAGAGAGAAT
(CT)12-AGTC-(CA)19
e
OD5 EU604825 F: TATTGCGTGAGCGCGTGT R: TGTATGTCACTGGAAGTGCCTC
(GA)25-GG-(GA)4
k
OD8 EU604826 F: TCCATCTTTTCGGCACACAG R: GGAGCTTCCGGATTATGTTG
(TG)5-TC-(TG)14 f
OD18 EU604827 F: TTCCTGCCTTGACTCCTGAT R: CTCCTCAGATACGACTTGACGA
(TC)20 g
OD31 EU604828 F: GCATGCAAAGCACATACCAC R: GATTCCTACCTGATGTCTCAACA
(TC)24 h
*La clave fue establecida para identificar cada uno de los cebadores en los geles de agarosa. Resultados Un total de 140 muestras fueron colectadas, 70 de B. nubilum y de 70 M. lakinus de siete
diferentes sitios. El banco de ADN genómico fue construida a partir del AND de estas
muestras para así poder estudiar la variabilidad de estas especies.
Los productos de PCR se visualizaron en geles de agarosa al 1.5% en una cámara de
electroforesis usando buffer TAE a 60 V durante 1 hr 55 min, usando SYBR® Green
(PROMEGA) para su visualización en el fotodocumentador usando un marcador de peso
molecular de 100pb. Se analizaron preliminarmente diez muestras de las dos especies de
estudio.
Conclusiones De los resultados obtenidos en el estudio es posible concluir que la extracción de
ADN usando kits comerciales fue adecuada para obtener ADN genómico. Así mismo fue
posible amplificar positivamente ocho de los once microsatelites aunque esta
amplificación no fue consistente en todas las muestras analizadas. Los cebadores con
claves B, C, D, E, F , H ,I y K estuvieron presentes en cuatro de las muestras, aunque
solo los cebadores E, F, H, I y K, estuvieron presentes en las dos especies analizadas.
En los geles de agarosa al 1.5% de las dos muestras de M laminas, en la amplificación
de los fragmentos de los cebadores A y B se observan diferentes alelos teniendo en
algunos como el individuo 1 de la figura 3b cuatro alelos de alrededor de 500pb y de
1000pb. En base a estos estudios preliminares es posible el uso de los once cebadores
para ambas muestras pero deberá depurarse pero concluyendo el uso de cinco
cebadores serán utilizados para el estudio genético completo de las dos especies.
Literatura citada Berthier K, Loiseau A, Streiff R, Arlettaz R. 2008. Eleven polymorphic microsatellite
markers for Oedaleus decorus (Orthoptera, Acrididae) an endangered grasshopper
in Central Europe. Molecular ecology resources. 8:1363-6.
Branson DH, Joern A, Sword GA. 2006. Sustainable Management of insect Herbivores in
Grassland Ecosystems: New Perspectives in Grasshopper Control. BioSience.
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Brede EG, Adis J, Schneider P.2007. What is responsible for the variance in life history
traits of a South American semi-aquatic grasshopper. Studies on Neotropical
Fauna and Environment. 42(3):225-33.
Contreras-Díaz HG, Lopez H, Oromí P, Juan C. 2005. Microsatellite loci development in
endangered pamphagid grasshoppers endemic to the Canary Islands (Orthoptera).
Conservation Genetics. 7:767-71.
Franzke A, Unsicker SB, Specht J, Koehler G, Weisser WW. 2010. Being a generalist
herbivore in a diverse world how do diets from different grasslands influence food
plant selection and fitness of the grasshopper Chorthippus. Ecological Entomology.
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Garcia-Gutierrez C, Chairez-Hernández I, Rivera E, Gurrola J, Gonzáles M. 2006.
Chapulines (Orthoptera:Acridoidade) de pastizales de la region de los llanos en
durango mexico. Folia Entomologica Mexicana. 45(03):273-82.
Li T, Geng Y-p, Zhong Y, Zhang M, Ren Z, Guo Kun. 2010. Host-associated genetic
differentiation in rice grasshopper, Oxya japonica. Biochemical Systematics and
Ecology. 38:958-63.
Nufio CR, McClenahan JL, Bowers MD, Guralnick RP. 2010. Grasshopper Community
Response to Climatic Change Variation Along an Elevational Gradient. PloS one.
5(9):e12977.
Nufio CR, McClenahan JL, Bowers MD. 2011. Grasshopper response to reductions in
habitat area as emdiated by subfamily classification and life history traits. journal of
Insect Conservation. 15:409-19.
Ortego J, Aguirre MP, Cordero PJ. 2010. Population genetics of Mioscirtus wagneri a
grasshopper showing a highly fragmented distribution. Molecular ecology
resources. 19:472-83.
Teng Z-Q, Kang LE. 2007. Microsatellites reveal the genetic structure of thelytokous
strains of the migratory locust. Insect Science. 14:193-9.
Toro MA, Caballero A. 2005. Characterization and conservation of genetic diversity in
subdivided populations. Philosophical Transactions of the Royal Society B:
Biological Sciences. 360(1459):1367-78.
Meta 4.
La presencia de chapulines de las especies Melanoplus lakinus, y Boopedon nubilum es
muy amplia su distribución, ya que su existencia en la entidad, es en quince municipios
para M. lakinus, mientras que para B. nubilum fue en nueve de los veinte municipios que
conforman la zona semiárida y de los Valles del Estado de Durango. Su ubicación se
localizó a lo largo de la zona semiárida, es decir, desde el municipio de Villa Hidalgo hasta
el del Mezquital, contemplando Cuencamé, Nazas, Rodeo, San Juan del Rio, Peñón
Blanco, Canatlan, Panuco de Coronado, Guadalupe Victoria, Durango, Poanas y Nombre
de Dios entre otros municipios, y que a su vez esta zona, está contemplada dentro del
desierto chihuahuense.
Cabe hacer notar que la mayor concentración de las especies tanto de M. lakinus como
de B. nubilum con relación a su presencia, fue en el área de pastizal arbosufrutescente,
donde esta comunidad vegetal está constituida por la asociación de dos estratos de
especies con características diferentes bien definidas: a) formado por praderas de
gramíneas de tamaño mediano, perennes y de buen valor forrajero, como las diferentes
especies del género Bouteloua, Aristidas, Muhlembergias, Tridens, Lycurus phleoides,
Stipas, Andropogon y Chloris virgata entre otras muchas especies de pastos; y b)
especies arbustivas como Prosopis laevigata, Junipero spp, Acacia tortuosa, Mimosa
biuncifera y otras (COTECOCA, 1979). Se encuentran también numerosas especies
herbáceas, algunas de las cuales contribuyen en forma importante en la dieta de los
chapulines, como: Anacyclus sp, Heliantus sp., Bidens leucantha, Dalea sp etc. (Gurrola,
2007). El pastizal arbosufrutescente se encuentra ampliamente extendido en la región
central y sur del Estado, este tipo de pastizal, cubre la mayor parte de los Valles de
Cacaria, Guadiana, Llano Grande y de Poanas, comprende también toda el área conocida
como la zona de “Malpais” cercana a las ciudades de Durango y Guadalupe Victoria, y es
aquí donde existe toda la zona agrícola de temporal de la entidad y que esta, cuenta en
su mayoría con la presencia del gusano cogollero (Spodoptera frugiperda) en cultivos de
maíz y conchuela del frijol (Epilachna varivestis), dos insectos de gran relevancia, ya que
ambos son considerados plaga de importancia económica por el alto grado de daño que
ocasionan bajo ciertas condiciones. En la Entidad el clima es seco templado con verano
cálido BS1k y BS0k, en general con temperatura media anual de 14 a 20° C, precipitación
pluvial de 350 a 550 mm al año, régimen de lluvias en verano, época seca de seis a ocho
meses y periodo libre de heladas de 190 a 240 días. (COTECOCA, 1979).
Lo antes escrito establece, que los resultados obtenidos son coincidentes con los
reportados por Rivera en 1991 donde el concluye que para el semidesierto y los llanos de
Durango se tienen registradas 48 especies de chapulines donde destacan: Brachystola
magna (Girard), Boopedon nubilum (Say), Taenipoda eques (Burmesleir) y el complejo
Melanoplus, que está compuesto por al menos seis especies, entre las que destacan
Melanoplus differentialis (Thomas), Melanoplus femurrubrum (DeGeer) y Melanoplus
lakinus (Scudder). Por otro lado Kevan, (1977) Establece que los chapulines son una
plaga importante de plantas cultivadas y de los pastizales en las regiones semiáridas del
mundo (áreas que reciben menos de 750 milímetros de precipitación en forma de lluvia o
de nieve). Según Pfadt, (1994) establece que Boopedon nubilum habita en varios tipos de
pastizales, incluyendo praderas mixtas, pastizales cortos y praderas desérticas, mientras
que Melanoplus lakinus prefiere varios tipos de pastizales y zonas de arbustos. Las
orugas de Spodoptera frugiperda son polífagas y se encuentran en más de 80 especies
de 23 familias (Pashey,1988;Andrews,1988) pero atacan principalmente gramíneas como
el maíz ( Van Dine, 1913; Smith, 1919; Cowdey, 1923; Cifuentes, 1967; Popov y Reines,
1975 y Raulston y cols,1986); no obstante se ha detectado en los cultivos de frijol, tomate,
maní, soya, cebolla, alfalfa, col, eucalipto, gladiolo, pepino, tabaco, espinaca, nabo y
algodón (Luginbill, 1928; Bruner y Deschapelles, 1965; Metcalf y Flint, 1965).
PRODUCTO(S) OBTENIDOS
# Descripción del producto
1
Analisis de once pares de cebadores polimórficos presentes en O. decorus para su utilización como herramienta para estudios de variabilidad genética en chapulines de las especies Boopedon nubilum y Melanoplus lakinus
NÚM. CLAVE Y SUBPRODUCTO DESCRIPCIÓN
1 Estudiante PIFI
CELIA MARÍA AMAYA VICTORINO El alumno se dió de baja Posgrado
2 Estudiante PIFI
PAVEL FRANCISCO ESPINO CHAIREZ No ha terminado, o está en proceso Posgrado
3 Estudiante PIFI
RENE TORRES RICARIO No ha terminado, o está en proceso Posgrado
4 Tesista
PAVEL FRANCISCO ESPINO CHAIREZ No ha terminado, o está en proceso Posgrado
5 Tesista
RENE TORRES RICARIO No ha terminado, o está en proceso Posgrado
6 Conferencia
DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LOS CHAPULINES Melanoplus lakinus (Scudder) y Boopedon nubilum (Say) (ORTOPTERA: ACRIDIDAE) EN EL ESTADO DE DURANGO 27/06/2011 Nacional
7 Conferencia
DETERMINACIÓN DEL GEN COI EN CHAPULINES DE LA ESPECIE Boopedon nubilum (SAY) (Orthoptera:Acrididae) DEL ESTADO DE DURANGO 27/06/2011 Nacional
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CIIDIR-IPN UNIDAD DURANGO
INFORME PARCIAL BIODIVERSIDAD DE ARTRÓPODOS DE LOS VALLES DEL GUADIANA, POANAS Y
EL MEZQUITAL, DURANGO
Registro asignado por la SIP: 20113571
COORDINADOR MÓDULO: DR. GERARDO PEREZ SANTIAGO
FEBRERO 2012.
RESUMEN México es un país con gran diversidad biológica aún no conocida ni estudiada en su
totalidad, razón por la cual se creó en 1992 la Comisión Nacional para el Conocimiento y
Uso de la Biodiversidad. La cual sostiene que en el país existe un gran número de
especies de animales y vegetales que aún no se conocen y que no han sido
inventariadas, que son únicas en el planeta y que muchas de ellas se presentan en
peligro de extinción, por lo que su conocimiento y conservación son acciones de orden
prioritario. El estado de Durango se ubica en la región Norte-Centro del país, dentro de las
regiones biogeográficas Neártica y Neotropical, con gran riqueza biológica. La diversidad
biológica, de las especies de artrópodos (insectos y ácaros) es de interés para el
conocimiento y manejo de los recursos, para mantener el equilibrio de los ecosistemas.
Los principales tipos de vegetación presentes en estas zonas son: pastizal, matorral
xerófilo, bosque de encino y cultivos agrícolas. Por otro parte, las colecciones científicas
de insectos y ácaros iniciaron a partir de 1900, aprox, y actualmente se considera hay
más de 20 colecciones nacionales de insectos y ácaros, entre ellas la colección
entomológica de la UNAM, de la ENCB (IPN), del Colegio de Postgraduados, de la
Universidad Autónoma de Chapingo, del Museo de Historia Natural y del Centro de
referencia de la Dirección de Sanidad Vegetal. Por lo que, la Academia de Entomología,
plantea el siguiente proyecto con el fin de contribuir al conocimiento de especies de
insectos y ácaros de importancia económica en zonas de los valles Mezquital, Guadiana y
Poanas, que comprende los municipios de Nombres de Dios, Durango, Guadalupe
Victoria, Panuco de Coronado y Poanas.
INTRODUCCIÓN
Los insectos son uno de los principales constituyentes de la biota y representan uno de
los grupos de mayor abundancia y grupo de organismos exitosos sobre la tierra.
Adicionalmente representan una importante fuente de diversidad biológica y/o relación
con los recursos alimenticios y productos de interés para el hombre, al afectar sus bienes
materiales o en cultivos agrícolas cuando actúan como plagas.
La diversidad biológica, de las especies de artrópodos (insectos y ácaros) es de interés
para el conocimiento y manejo de los recursos, para mantener el equilibrio de los
ecosistemas. Los principales tipos de vegetación presentes en el estado de Durango son:
pastizal, matorral xerófilo, bosque de encino y cultivos agrícolas. Por otro parte, las
colecciones científicas de insectos y ácaros iniciaron a partir de 1900, aproximadamente y
actualmente se considera hay más de 20 colecciones nacionales de insectos y ácaros,
entre ellas la colección entomológica de la UNAM, de la ENCB (IPN), del Colegio de
Postgraduados, INIFAP, de la Universidad Autónoma de Chapingo, del Museo de Historia
Natural y del Centro de referencia de la Dirección de Sanidad Vegetal.
OBJETIVO
Por lo que, el objetivo planteado en el presente proyecto es de contribuir al conocimiento
de especies de insectos y ácaros de importancia económica en zonas de los valles
Mezquital, Guadiana y Poanas, así como determinar diversos índices determinantes de la
biodiversidad, los valles mencionados comprenden los municipios de Nombres de Dios,
Durango, Guadalupe Victoria, Panuco de Coronado y Poanas.
METAS
Avance 60%, actualmente se trabaja en la determinación de familias y géneros
taxonómicos, se preparan trabajos a presentar en eventos científico-académicos.
MATERIAL Y MÉTODOS
Trabajo de gabinete: Se consultaron mapas topográficos o cartas de INEGI y con la ayuda
de GIS, para obtener información de los tipos de vegetación en áreas de estudio, se
ubicarán sitios de colecta con datos de altitud, latitud y longitud. Posteriormente éstos se
ubicarán en campo con la ayuda de geoposicionadores (GPS) para las colectas
posteriores
Se eligieron 18 sitios que se mencionan a continuación:
Localidad 1. Nicolás Bravo Mpio. Canatlán
Localidad 2. Anáhuac Mpio. Canatlán
Localidad 3. Huerta de manzano prop. Héctor Huerta Mpio. Canatlán
Localidad 4. Huerta de manzano prop. Joaquín García Mpio. Canatlán
Localidad 5. 27 de Noviembre Mpio. Durango
Localidad 6. Carlos Real Mpio. Durango
Localidad 7. Francisco I. Madero Mpio. Pánuco de Coronado
Localidad 8. Estación Microondas-AcatitaMpio. Mezquital
Localidad 9. La Mojonera Mpio. Mezquital
Localidad 10. La Ermita carretera Dgo. Zac. Mpio. Nombre de Dios
Localidad 11. Camino a Tuitán-Berros Mpio. Nombre de Dios
Localidad 12. La Breña Camino 18 de Agosto-Tuitán Mpio. Poanas
Localidad 13. Huerta de Nogal, El Potosí, Mpio. Poanas
Localidad 14. Emilio Portes Gil, Mpio de Nombre de Dios
Localidad 15. Otinapa, Mpio Durango
Localidad 16. El Soldado, Mpio Durango
Localidad 00. Los Arcos, Mpio. Durango
Localidad X Parcela de maíz y frijol, Guadalupe Victoria, Mpio. Guadalupe Victoria
Trampas empleadas Se eligieron tres tipos de trampas, trampa de luz negra o UV, red aérea y trampa amarilla.
La primera para la captura de insectos de hábitos nocturnos, la segunda con el propósito
de capturar insectos voladores de hábitos diurnos y la tercera para la captura de insectos
voladores, pequeños y que pueden ser potencialmente vectores de patógenos de plantas.
Trabajo de campo: Se realizó un muestreo piloto a fin de determinar el tamaño óptimo de
muestreo (menor cantidad o superficie para alcanzar la máxima representatividad en
cuanto a número de especies), posteriormente se realizaron muestreos dos o tres
muestreos en cada uno de los sitios elegidos, partir del mes de junio al mes de
noviembre, con la aplicación de diferentes técnicas de muestreo para los diferentes
grupos de insectos.
RESULTADOS
Se realizó una visita previa a los sitios que se eligieron para los muestreos, se hace una
descripción de los mismos como tipo de hábitat y de principales especies vegetales que
caracterizan los sitios (Cuadro 1).
Cuadro 1. Detalle de los sitios de muestreo Sitio Tipo de Hábitat Vegetación principal 1.- Nicolás Bravo Mpio. Canatlán Alt. 1945 msnm Latitud Longitud 24.38413 104.69633
Matorral xerófilo con pastizal, roca volcánica
Diversas especies de pastos, huizaches
2.- Anáhuac Mpio. Canatlán Alt. 1927 msnm Latitud Longitud 24.40033 104.68772
Matorral xerófilo con pastizal, roca volcánica
Diversas especies de pastos, huizaches
3.- Huerta de manzano prop. Héctor Huerta Mpio. Canatlán Alt. 1931 msnm Latitud Longitud 24.51027 104.72991
Huerta de manzano, con malezas
Árboles de manzano, con presencia de malezas con especies de Oxalissp., Bidenssp y Chenopodiumsp.
4.- Huerta de manzano prop. Joaquín García Mpio. Canatlán Alt. 1931 msnm Latitud Longitud 24.51027 104.72991
Huerta de manzano-durazno
Árboles de manzano y durazno, con presencia de malezas con especies de Oxalissp., Bidenssp y Chenopodiumsp.
5. 27 de Noviembre Mpio. Durango Alt. 1864 msnm Latitud Longitud 24.21544 104.49447
Pastizal ruderal, suelo volcánico
Pastos, trompillo, calabaza hedionda
6. Carlos Real Mpio. Durango Alt. 1904 msnm Latitud Longitud 24.30183 104.46761
Matorral espinoso Prosopissp., huizache, cardencho Opuntiasp.,
7. Francisco I. Madero Mpio. Alt. 1997 msnm Latitud Longitud 24.40444 104.29580
Orilla de matorral xerófilo y tierra de cultivo
Gatuño principalmente
8. Estación Microondas-AcatitaMpio. Mezquital Alt. 2075 msnm Latitud Longitud
Matorral xerófilo, Pino- encino Veggaleria
Prosopissp., Opuntiasp., Quercussp., Pinusspp., Agavesp., huizache
9. La Mojonera Mpio. Mezquital Alt. 2097 msnm
Matorral xerófilo, Pino- encino
Euphorbiasp., Opuntiasp., Quercussp., Pinusspp., Agavesp., huizache
Latitud Longitud 23.66915 104.38069 10. La Ermita, Carr. Dgo. Zac. Mpio. Nombre de Dios Alt. 1924 msnm Latitud Longitud 23.88691 104.31594
Matorral xerófilo con pastizal
Gatuño, Huizache, Prosopissp., Acacia tortuosa, tabaquillo, Sangre de drago, agrillo, cardenche
11. Camino a Tuitán-Berros Mpio. Nombre de Dios Alt. 1924 msnm Latitud Longitud 23.96741 104.27391
Matorral xerófilo Opuntia sp., Agavesp., Prosopissp., agrillo, huizache
12. La Breña Camino 18 de Agosto-Tuitán Mpio. Poanas Alt. 1999 msnm Latitud Longitud 23.97802 104.20486
Matorral crassicaule Yucasp., Opuntiasp.
13. Huerta de Nogal, El Potosí, Mpio. Poanas Alt. 1882 msnm Latitud Longitud 23.94603 104.10493
Huerto de nogal Nogal, pastos
14. Emilio Portes Gil, Mpio de Nombre de Dios Alt. 1869 msnm Latitud Longitud
Pastizal abierto Prosopissp., huizache, trompillo, diversas especies de pastos: Cinodonsp., zacate pata de gallo, zacate lobero, alcalino, Titoniasp.
15. Otinapa, Mpio Durango Alt. 2447 msnm 24.00752 104.97605
Bosque de pino- encino Pinusdurangensis, P. leiophylla, P. engelmani, Cupressus lindlegi, Artostaphyllospungens, Arbutussp.
16. El Soldado, Mpio Durango Alt. 2480 msnm Latitud Longitud 23.92841 104.93208
Bosque de encino-pino Quercusspp., Cupressussp., Aristidasp., Mulembergiasp.,
00.- Los Arcos, Mpio. Durango Alt. Msnm Latitud Longitud
Pastizal Especies de pastos
X Parcela de maíz y frijol, Guadalupe Victoria, Mpio. Guadalupe Victoria Alt. Msnm Latitud Longitud 24.46906 104.11966
Cultivos agrícolas Cultivo de maíz y frijol
8. Bis Balneario Acatita Mpio. Mezquital
Vegetación de galería,
Taxodiumsp., pastos, compuestas,
Alt. 1525 msnm Latitud Longitud
Tithoniasp.
La ubicación de los sitios de muestreo en el estado de Durango, en los Valles de Poanas,
Guadiana y Mezquital, se muestran en la Figura 1. Se eligieron dos métodos de colecta
principalmente: muestreo con red aérea y trampas amarillas, la trampa de luz negra no
funcionó adecuadamente.
Se realizó muestreo piloto para determinar el número de redeos para trampa aérea en dos
localidades; Otinapa y El Soldado correspondiente a bosque de Pino-encino y de Encino-
pino respectivamente, con el empleo de 50, 100 y 150 redeos, en la Figura 2, se muestran
los resultados del número de insectos capturados para cada redeo. Con el número de
150 redeos se alcanzó el número máximo de individuos colectados, por lo que se decidió
continuar con este número de redeos en los diferentes sitios de muestreo en este
estudio.
Figura 2. Gráficas del número de redeos para determinar, para determinación del número óptimo de redeos para determinación de los Índices de diversidad, localidades Otinapa y El Soldado.
En las Figuras 3 y 4 se muestran de manera esquemática los principales Órdenes de
insectos colectados por medio de red aérea durante la segunda semana de agosto y
septiembre de 2011, respectivamente, para algunos sitios de muestreo; se cuenta con
0
10
20
30
40
50
60
50 100 150
Núm
ero de insectos
Número de redeos Sitio 15 Otinapa Dgo. DIPTERA HYMENOPTERA COLEOPTERA LEPIDOPTERA
COLEMBOLLA HOMOPTERA ARANAE
0
50
100
150
200
250
50 100 150
Núm
ero de
insectos
Número de redeos Sitio 16 El Soldado, Dgo.
DIPTERA HYMENOPTERA COLEOPTERA HEMIPTERA
LEPIDOPTERA COLEMBOLLA THYSANOPTERA ORTHOPTERA
gráficas de los otros sitios y de otra agrupación por Órdenes entre los diferentes sitios y
fechas de muestreo.
Figura 3. Insectos colectados en la segunda semana de agosto de 2011, en algunos sitios del área de estudio en Durango, México.
Figura 4. Insectos colectados en la segunda semana de septiembre de 2011, en algunos sitios del área de estudio en Durango, México.
Se obtuvo mayor cantidad de insectos colectados, en las huertas de Canatlán a pesar de
tener ahí el establecimiento de monocultivos (huertas), contra lo que se podría esperar
respecto a zonas con vegetación natural, excepto en El Soldado (Bosque de encino-pino),
por la mayor presencia de un grupo de insectos, con respecto a las huertas de Canatlán
donde hubo mayor número de insecto de varios Órdenes, con mayor riqueza de especies.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
SITIO 1 NICOLÁS BRAVO SITIO 2 ANAHUAC SITIO 3 HUERTA 1 HÉCTORHUERTA (CANATLÁN)
SITIO 4 HUERTA 2 JOAQUÍNGARCÍA (CANATLÁN)
SITIO 15 150 OTINAPA (DGO.) SITIO 16 150 EL SOLDADO(DGO.)
No de
individu
os
Localidades
DIPTERA HYMENOPTERA COLEOPTERA HEMIPTERA LEPIDOPTERA COLEMBOLLA THYSANOPTERA
ORTHOPTERA HOMOPTERA PHASMATODEA ARANAE DERMAPTERA paratrioza ODONATA
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
SITIO 1 NICOLÁS BRAVO SITIO 2 ANAHUAC SITIO 3 HUERTA 1HÉCTOR HUERTA(CANATLÁN)
SITIO 11 Tuitan‐Berros SITIO 15 OTINAPA(DGO.)
SITIO 16 EL SOLDADO(DGO.)
SITIO 00 LOS ARCOS
No de
individu
os
Localidades
DIPTERA HYMENOPTERA COLEOPTERA HEMIPTERA LEPIDOPTERA COLEMBOLLA THYSANOPTERA
ORTHOPTERA HOMOPTERA PHASMATODEA ARANAE DERMAPTERA paratrioza ODONATA
En las Figuras 5 y 6 se muestran los principales Órdenes de insectos colectados con
trampas jabonosas amarillas para insectos voladores durante la segunda semana de
agosto y septiembre de 2011, respectivamente.
Figura 5. Insectos colectados en la segunda semana de agosto de 2011, en algunos sitios del área de estudio en Durango, México.
Figura 6. Insectos colectados en la segunda semana de septiembre de 2011, en algunos sitios del área de estudio en Durango, México.
Las capturas del mes de Septiembre mostraron mayor número de insectos que en el mes
de agosto, los sitios con mayores capturas por una parte corresponden a La Breña y la
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
SITIO 1 NICOLÁS BRAVO SITIO 2 ANAHUAC SITIO 3 HUERTA 1 HÉCTORHUERTA (CANATLÁN)
SITIO 4 HUERTA 2 JOAQUÍNGARCÍA (CANATLÁN)
SITIO 15 OTINAPA (DGO.) SITIO 16 EL SOLDADO (DGO.)
No de
individu
os
Localidad
DIPTERA HYMENOPTERA COLEOPTERA HEMIPTERA LEPIDOPTERA COLEMBOLLA ORTHOPTERA HOMOPTERA ARANAE
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
SITIO 8 Acatita SITIO 8 Acatita SITIO 10 ERMITA SITIO 12 LA BREÑA 18DE AGOSTO‐TUITÁN
SITIO 13 HUERTANOGAL, EL POTOSÍ
(POANAS)
SITIO 14 STA. CRUZ DEGPE. PORTES GIL
No de
individu
os
Localidad
DIPTERA HYMENOPTERA COLEOPTERA HEMIPTERA LEPIDOPTERA ORTHOPTERA HOMOPTERA ARANAE paratrioza
huerta de nogal, que contrariamente representan; el primer sitio a un tipo de vegetación
con mayor diversidad de especies vegetales, donde se obtuvo mayor diversidad de
Órdenes de insectos y el segundo en una zona de un monocultivo (huerta de nogal) de
mayor número de insectos, pero exclusivamente de dos órdenes de insectos. Si bien, en
este primer año de estudio de la diversidad de insectos asociados con los tipos de
vegetación, se considera que estuvo representada la mayor diversidad de los grupos de
insectos, debido a la escases de precipitación y de humedad relativa en el ambiente como
se muestran los datos climatológicos durante el periodo de estudio en el Cuadro 2.
Con respecto a las trampas amarillas, capturaron menor número de insectos que las
trampas aéreas. Si bien, este tipo de trampas están diseñadas para la captura de otro tipo
de insectos, principalmente insectos vectores de virus y de otros patógenos a especies
cultivadas de plantas. De nuestros resultados obtenidos al momento se encontró que el
método de muestreo con trampa con red entomológica es la alternativa que permite
acceder al mayor número de especies presentes, seguido por las trampas de amarillas.
Las diferencias en la captura de especies susceptibles de captura por ambas técnicas
responde a diferencias ecológicas o comportamentales que se reflejen en los hábitos de
las especies, el suelo y las capas inferiores de la vegetación en el caso de las especies
capturadas con trampas amarillas y el follaje de pastos y hierbas en el caso de aquellas
atrapadas con red aérea.
CONCLUSIONES E IMPACTO DE LA INVESTIGACIÓN
Se considera que no estuvo representada la mayor diversidad de los grupos de insectos,
debido a la escases de precipitación y de humedad relativa en el ambiente en este primer
año de estudio.
Se continúa trabajando para determinaciones a nivel de géneros y especies, los
resultados del presente estudio contribuirán sustancialmente al conocimiento del papel de
diversos grupo de insectos en los ecosistemas biológicos, ya sean áreas naturales,
protegidas, en cultivos agrícolas, el conocimiento de otras plagas potenciales, en los
estudio sobre Biodiversidad que se han iniciado a nivel nacional, en este caso en
particular para el estado de Durango, para la toma de decisiones a diversas instancias u
organismos reguladores del manejo de los recursos naturales de la entidad (secretarias
de estado, delegaciones estatales y regionales, ONGs, clubes cinegéticos, etc.)
IMPACTO SOCIAL Actualmente los estudios sobre Biodiversidad y el estudio de las recursos naturales se están desarrollando en diversos estados de República, a través de publicaciones especiales a través de la CONABIO, SEMARNAT, y en colaboración con los gobiernos estatales para tener la información de los recursos bióticos de cada entidad, para el manejo adecuado, designación de áreas de reserva natural, programas de protección y/o explotación racional y sustentable, para auxilio en este caso en particular para el estado de Durango, para la toma de decisiones a diversas instancias u organismos reguladores del manejo de los recursos naturales de la entidad (secretarias de estado, delegaciones estatales y regionales, ONGs, clubes cinegéticos, etc.); por lo que el presente proyecto contribuirá ampliamente en la generación de conocimiento respecto a la fauna entomológica y de otros artrópodos propios que habitan en los diferentes ecosistemas presentes en la entidad, de su importancia en los ecosistemas naturales o áreas dedicadas a la agricultura y fruticultura, ya sea como plagas Y/ o agentes de control natural.
SUBPROD UCTOS GENERADOS 1 Estudiante PIFI Alejandro Leal Sáenz 1 Tesis de Postgrado Alejandro Leal Sáenz 1 Capítulo de libro ACEITES ESENCIALES PARA LA CONSERVACION
DE ALIMENTOS, CONTROL DE PLAGAS Y ENFERMEDADES AGRÍCOLAS. Autor: Gerardo Pérez Santiago. En: El orégano mexicano: estado actual del conocimiento. COMPILADORES: G. Pérez Santiago, M. P. González Castillo G. Alejandre I. y M. Celina G. GüerecaI. SBN:
Dic 2011. 1 Programa de radio Reseña de la “V Reunión Nacional de orégano y otras
aromáticas 2011” Autor GPS Octubre 2011. 1 Participación en Congreso FLUCTUACION POBLACIONAL DE INSECTOS
VECTORES DE VIRUS DE CULTIVO DE CHILE EN LOCALIDADES DE DURANGO. Gerardo Pérez S. En : 1er Congreso Estatal
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Pachuca en el año de 1864. México. 358pp.
Cuadro 2. Condiciones del clima durante el periodo de muestreo año 2011. Fecha Localidad Municipio Temperatura
(°C) Humeda
d (%)
Precipitación (mm)
Max Min 16-ago Localidad 1 Nicolás
Bravo Canatlán 29.5 13.8 53.78 0.6
27-sep Localidad 1 Nicolás Bravo
Canatlán 28.3 13 53.38 0.2
16-ago Localidad 2 Anáhuac
Canatlán 29.5 13.8 53.78 0.6
27-sep Localidad 2 Anáhuac
Canatlán 28.3 13 53.38 0.2
16-ago Localidad 3 Huerta de manzano- Héctor Huerta
Canatlán 29.4 11.8 66.36 0
27-sep Localidad 3 Huerta de manzano- Héctor Huerta
Canatlán 29.3 9.6 57.77 0.8
16-ago Localidad 4 Huerta de manzano- Joaquín García
Canatlán 29.4 11.8 66.36 0
29-ago Localidad 5 27 de Nov.
Durango 29.7 12.3 33.83 0
10-oct Localidad 5 27 de Nov.
Durango 28 9 44.36 0
29-ago Localidad 6 Carlos Real
Durango 29.7 12.3 33.83 0
10-oct Localidad 6 Carlos Real
Durango 28 9 44.36 0
29-ago Localidad 7 Fco. I Madero
Panuco de Coronado
28.8 12.7 33.02 0
10-oct Localidad 7 Fco. I Madero
Panuco de Coronado
24.6 9.5 67.88 0
30-ago Localidad 8 Acatita Mezquital 26.4 18.6 83.19 19.8 14-sep Localidad 8 Acatita Mezquital 30.9 17.9 71.3 0 30-ago Localidad 9 La
Mojonera Mezquital 26.4 18.6 83.19 19.8
08-nov Localidad 9 La Mojonera
Mezquital ND ND ND ND
12-sep Localidad 10 La Ermita
Nombre de Dios
27.7 14 48.49 0
12-oct Localidad 10 La Ermita
Nombre de Dios
23 11.8 87.03 0.2
27-sep Localidad 11 Camino a Tuitán-Berros
Nombre de Dios
31 13.8 56.68 3
12-oct Localidad 11 Camino a Tuitán-Berros
Nombre de Dios
23 11.8 87.03 0.2
12-sep Localidad 12 La breña, camino 18 de agosto
Poanas 27.7 14 48.49 0
12-oct Localidad 12 La breña, camino 18 de agosto
Poanas 23 11.8 87.03 0.2
12-sep Localidad 13 Huerta de Nogal El Potosí
Poanas 27.7 14 48.49 0
12-oct Localidad 13 Huerta de Nogal El Potosí
Poanas 23 11.8 87.03 0.2
12-sep Localidad 14 Emilio Portes Gil
Nombre de Dios
27.7 14 48.49 0
12-oct Localidad 14 Emilio Portes Gil
Nombre de Dios
23 11.8 87.03 0.2
15-ago Localidad 15 Otinapa
Durango 29.5 15.9 57.1 0
26-sep Localidad 15 Otinapa
Durango 29.7 12.2 53.32 0
15-ago Localidad 16 El soldado
Durango 29.5 15.9 57.1 0
26-sep Localidad 16 El soldado
Durango 29.7 12.2 53.32 0
29-ago Localidad 00 Los Arcos
Durango 28.8 11.3 49.41 0
27-sep Localidad 00 Los Arcos
Durango 30.4 13.4 45.62 0
29-ago Localidad X Parcela de maíz y frijol
Gpe. Victoria 29.2 11.2 49.2 0
10-oct Localidad X Parcela de maíz y frijol
Gpe. Victoria 28 9.5 64.6 2.6
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CIIDIR-IPN UNIDAD DURANGO
ESTUDIO CUANTITATIVO DE LAS COMUNIDADES VEGETALES
CLAVE SAPPI: 20113567
DIRECTOR DEL PROYECTO:
M.C. MARIA P. GONZÁLEZ CASTILLO
RESUMEN En el estado de Durango, se han realizado diversos estudios sobre taxonomía, ecología y
biología de plantas, sin embargo, se consideran pocos en relación a la extensión y
condiciones topográficas del estado, por lo que es indispensable realizar investigaciones
bioecológicas en ecosistemas y agroecosistemas de los Valles del Mezquital, Guadiana y
Poanas, específicamente en cuanto a la medición de la biodiversidad y uso con
propiedades deterrantes o disuasivos para el control de artrópodos plaga con la finalidad
de proponer estrategias relacionadas con la gestión sostenible de la biodiversidad. El
objetivo del presente es determinar la diversidad de especies en las comunidades
vegetales de los Valles del Mezquital, Guadiana y Poanas, así como la búsqueda de
plantas con propiedades antagónicas para artrópodos de importancia económica y
conservación de los recursos. Se realizaron salidas de reconocimiento a la zona de
estudio durante los meses de junio a agosto del 2011. Se establecieron 15 sitios en 7
municipios, en base al mapa de vegetación del estado. Se utilizó el método del cuadrante
con punto central para arboles y arbustos y del cuadrante de 1 x 1m y línea Canfield para
herbáceas y pastos. Se colectaron 2462 individuos, hasta el momento se tiene
determinadas 30 familias, de las cuales Asteraceae, Poaceae, Fabaceae y Fagaceae son
las más abundantes, el resto presenta una o dos especies. Esto, representa el 30% de las
especies determinadas taxonómicamente. El sitio 3 (Otinapa) es el que presenta la mayor
riqueza de especies (46), abundancia y diversidad (H’= 3.11), la menor riqueza (3) y
diversidad (H’=0.97) corresponde para el Sitio 2 (Carlos Real). Se encontraron tres
especies con actividad insecticida: romerillo Viguiera linearis, cempoalillo Tagetes
tenuifolia y orégano Lippia graveolens. Se espera continuar el trabajo en este año para
determinar el comportamiento de las especies ante los factores climáticos.
INTRODUCCIÓN La biodiversidad se define como la variabilidad de la vida, incluye los ecosistemas
terrestres y acuáticos, los complejos ecológicos de los que forman parte, así como la
diversidad entre especies y dentro de cada especie (CONABIO, 1998). Se estima que
México posee entre 10 o 12% de especies del mundo (1.8 millones), del total descritas.
México es considerado como mega diverso al contar con 23 424 especies de plantas
vasculares, 535 sp de mamíferos, 1107 de aves, 804 de reptiles y 361 de anfibios, 27184
especies de insectos y 36290 de artrópodos (Llorente y Ocegueda, 2008). Esta riqueza
biológica es considerada como el resultado de que México es una zona de transición
entre dos grandes regiones, la Neotropical (constituida por Sudamérica y Centroamérica)
y la Neártica (que corresponde a Norteamérica). Como también contribuye el haber
estado influida por los procesos geológicos, biológicos y culturales; estos factores han
contribuidos a formar condiciones ambientales y microambientales que promueven una
gran variedad de hábitats y de formas de vida (CONABIO, 1998).
En relación a diversidad de plantas, la mayor riqueza se encuentra en habitas templado
subhúmedo (bosques de pino-encino), seguido de hábitat árido y semiárido y el tropical
subhúmedo.
La extinción o desaparición de las especies vegetales y animales es principalmente por la
destrucción de hábitats naturales: tales como el incremento y expansión de núcleos
humanos, diferentes modos de utilizar los recursos naturales (agropecuarios, forestales,
pesqueros) y sus efectos (incendios, contaminación, fragmentación, etc.) (Toledo, 1994).
En el estado de Durango, se encuentran diversos tipos de vegetación como: selvas
tropicales en la región de las cañadas, bosques templados y fríos en la Sierra Madre
Occidental, pastizales en los valles y vegetación xerófila en las zonas desérticas,
principalmente. En la actualidad, se reportan 4450 especies de plantas vasculares, 1123
géneros y 183 familias, cifras que equivalen a casi un 20% de las especies y 44.6% de los
géneros calculados para México. Dentro de éstas, se incluyen 1079 especies, de
importancia medicinal, comestible y otros usos (maguey, orégano, lechuguilla, sotol y
candelilla). Sin embargo, han desaparecido diversas especies de plantas por la pérdida de
hábitat debido al cambio de uso de suelo, Así mismo, en el río Tunal y Cuenca San Pedro,
cada vez se observa mayor contaminación por desechos industriales y drenaje crudo
proveniente de poblados cercanos y del Cd de Durango.
Sin embargo, a pesar de los beneficios que ofrece la diversidad, la falta de mayor
conocimiento propicia desinterés en su pérdida y las diversas consecuencias que esto
conlleva (Toledo, 1994). Además, la crisis ecológica que actualmente se vive en donde la
problemática de la contaminación, transformación, fragmentación, pérdida de hábitats,
sobreexplotación de los recursos y el comercio ilegal de las especies, han propiciado la
desaparición de una gran diversidad de organismos (Dirzo, 1990),
Sin embargo, completar el inventario resulta difícil ya que el país es considerado como
mega diverso y no cuanta con expertos y colecciones científicas suficientes en taxones
poco conocidos.
Por otro lado, hay un cambio de la agricultura moderna a la agricultura orgánica o
alternativa en donde hay preocupación por parte de consumidor por la calidad, inocuidad
y sanidad de los productos, en donde se trata de minimizar el uso de fertilizantes e
insecticidas sintéticos para proteger el medio ambiente y la salud humana. Sin embargo,
uno de los principales problemas que limitan la producción de los cultivos, son las plagas
y enfermedades. Una alternativa es el empleo de metabolitos secundarios para el control
de plagas de insectos y ácaros que dañan a un variado número de cultivos agrícolas y
que presentan ciertas ventajas como: son biodegradables, no producen desequilibrio en el
ecosistema, presentan poco impacto sobre la fauna benéfica, no tienen restricciones
toxicológicas, son baratos y de fácil adopción por los productores de escasos recursos.
(Auger y Thibout, 2004; Ducrot, 2004).
OBJETIVO
Determinar la diversidad de especies vegetales en las comunidades vegetales dentro de
los Valles del Mezquital, Guadiana y Poanas.
Determinar las principales especies vegetales con propiedades antagónicas para
artrópodos de importancia económica.
Organizar, promover y fomentar toda clase de actividades educacionales y de
investigación científica para la concientización y fomento de la conservación con respecto
a los recursos.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar el grado de dominancia y alteraciones de las comunidades vegetales a través
de especies indicadoras.
Presentar por medio de un sitio web en internet la riqueza de la vegetación e importancia
de su conservación en las comunidades vegetales estudiadas.
Poner a disposición de las dependencias gubernamentales y a las comunidades de
influencia la importancia de este estudio para la sustentabilidad del recurso y proponer
áreas de protección.
Caracterizar el tipo de metabolitos secundarios presentes en plantas con actividad
plaguicida y otras.
Evaluar la actividad plaguicida contra insectos y ácaros de importancia económica.
Determinar la diversidad alfa, beta y gamma de las comunidades en estudio.
METAS CUMPLIDAS
Meta 1 Muestreo 50%
Meta 2 Trabajo de gabinete 40%
Meta 3 Análisis de la información 45%
Meta 4 Elaboración de informe parcial ¡00%
ANTECEDENTES
El estudio de la Biodiversidad es un parámetro relacionado con la complejidad del
ecosistema y expresa la relación existente entre la abundancia y la riqueza de una
comunidad Es necesario completar los inventarios de plantas pues aun no se cuenta con
un listado completo y actualizado a nivel nacional. No existen especialistas para todas las
familias y de algunos taxones se presentan complicaciones para su determinación
taxonómica. Las recolectas no se realizan de manera uniforme pues existen zonas bien
recolectadas y otras con escasas recolectas.
Con respecto a la diversidad de especies, esta puede evaluarse en tres niveles:
Diversidad α (alfa), Diversidad β y diversidad γ.
Diversidad α (alfa): riqueza o diversidad local, puntual o de alguna localidad. Se refiere a
la diversidad dentro de un área en particular y se expresa como número de especies en
un hábitat, sitio o ecosistema homogéneo (Whittaker, 1960, Halffter, 1992). Por otro lado
Halffter y Moreno, 2005) mencionan que existen tres tipos de diversidad alfa: puntual que
es el número de especies que tiene una comunidad en un punto determinado; alfa
promedio que representa un promedio de valores puntuales correspondiente a diferentes
lugares dentro de un paisaje ocupado por una misma comunidad y diversidad alfa
acumulada refiriéndose como el número de especies que se colecta en un punto
determinado en un cierto lapso de tiempo. En el cálculo de la diversidad alfa se utilizan
medidas de diversidad de especies de acuerdo a Magurran (1988). Pueden clasificarse
en: índice de riqueza de especies, modelos de abundancia de especies y los índices
basados en la abundancia proporcional de especies.
Diversidad beta (β): Es la medida que expresa la magnitud de cambio entre dos
ecosistemas (Whittaker, 1960), es decir, la diferencia o similitud entre dos hábitats, lo cual
permite entender la variación de la composición de las especies entre áreas de diversidad
alfa (Magurran, 1988).
Diversidad gamma (γ): se refiere al número de especies del conjunto de sitios o
comunidades que integran un paisaje ( Halffter y Moreno, 2005), y está relacionado con
las otras dos diversidades ya que permite entender los patrones de variaciones espacial
de la flora y fauna.
Clima
El clima de la ciudad de Durango, corresponde al grupo de climas secos, al tipo de climas
semisecos y al subtipo semiseco templado, con lluvias en verano y un porcentaje de
precipitación pluvial invernal menor al 5 por ciento. La temperatura media anual es de
17.3 °C con una máxima promedio de 38 °C en el mes de junio y una mínima promedio de
-6 °C en diciembre. Los días con heladas, se presentan principalmente en los meses de
noviembre, diciembre, enero y febrero.
Uno de los factores determinantes para la distribución de los climas del estado de
Durango parece ser la barrera constituida por la Sierra Madre Occidental, que detiene los
vientos húmedos, presentando en la región de las Quebradas un clima marítimo,
semitropical, con temperaturas generalmente altas, más o menos uniforme durante el año,
abundante precipitación pluvial y alta humedad atmosférica.
Vegetación
En el estado de Durango, se encuentra una amplia variedad de tipos de vegetación,
desde matorrales áridos hasta bosques tropicales secos; se encuentran regiones
extensas de bosques de coníferas y encinos a lo largo del macizo montañoso de la Sierra
Madre Occidental (González et al., 1983 y González et al., 2007).
Diversos autores han reportado inventarios florísticos, estudios ecológicos (González et
al., 1983 y González et al., 2007); estudios de la composición especificas en
microcuencas (Márquez y González, 1998); estudios de taxonomía y distribución de los
encinos (Gonzáles, 1983, Spellenberg et al. (1998); sobre la composición florística de las
principales asociaciones vegetales en la Reserva de la Biosfera “La Michilía” (González et
al., 1993).
MATERIALES Y MÉTODOS
Reconocimiento de la zona de estudio
Se realizaron salidas de reconocimiento a la zona de estudio durante los meses de junio a
agosto del 2011, en donde se establecieron 15 sitios en 7 municipios, en base el tipo y
mapa de vegetación del estado.
Trabajo de campo
Una vez seleccionados los sitios de muestreo, que fueron los siguientes:
1 de encino-pino, 1 de pino-encino, 1 de pastizal, 4 de matorral xerófilo, 1 subtropical, 1
huerto de manzano, 4 de matorral xerófilo con pastizal, 1 de cultivos agrícolas y 1 de
matorral xerófilo con cultivos agrícolas.
La información de campo se caracterizó de acuerdo a tres estratos: arbóreo (arboles con
altura mayor de 3 m), arbustivo (arboles y arbustos menores de 3 m) y herbáceo (hierbas,
pastos y arbustos pequeños no leñosos).
El muestreo de campo fue de tipo selectivo ya que se considero el acceso y las áreas
menos perturbadas.
Cada sitio fue de 0.2 ha (20X100m). En cada uno, se realizaron 10 cuadrantes con punto
central. Método propuesto por Mueller Dombois y Ellenberg (1974) el cual es el método
más empleado para muestrear comunidades vegetales ya que con este método se estima
la frecuencia, densidad y área basal de las especies a partir de la distancia media de 4
individuos cercanos al punto central, es menos costosos en términos de tiempo y esfuerzo
y es útil en comunidades donde la vegetación se encuentra espaciada, como en este
estudio. Además la exactitud de este método aumenta con el número de puntos
muestreados.
Este método consiste en trazar un punto al azar y sobre él se trazan dos líneas en forma
de cruz con ayuda de un cordel para que queden 4 cuadros en direcciones definidas, en
cada cuadro se registra la especie arbórea y arbustiva más cercana al punto, se miden las
distancias a ese punto, las alturas, el diámetro en especies arbóreas y en arbustivas
además se midió la cobertura.
A partir de este punto, se trazó el siguiente punto 10 metros adelante y así sucesivamente
hasta completar 10 puntos.
Con este método se analizaron los siguientes parámetros:
Distancia media; densidad, dominancia, frecuencia y valor de importancia.
Distancia media= suma de todas las distancias/total de medidas tomadas
Densidad absoluta= No. de individuos/área muestreada.
Densidad relativa= No. de individuos de una especie / No. Total de ind. de todas las
especies x 100
Frecuencia absoluta = No. de cuadros (sitios) en que aparece una especie/No. de cuadros
muestreados.
Frecuencia relativa= valores de frecuencia de una especie /valores de frecuencia de todas
las especies x 100
Valor de Importancia= densidad relativa + dominancia relativa + frecuencia relativa.
En el caso de herbáceas, se trazó un cuadro de 1x1 m, con ayuda de un cordel, en el
primer cuadro del método del cuadrante con punto central, en este caso se obtuvo la
abundancia de las especies presentes y la cobertura.
Las especies de pastos se cuantificaron con el método de la línea de Canfield
El material recolectado se herborizó e identifico por taxónomos del INIFAP, México,
ENCB-IPN.
Los datos de altitud y las coordenadas geográficas de las localidades en estudio, se
obtuvieron de un GPS TeK (Global Positioning System) Garmin
En la Tabla 1, se muestran las características físicas y la georeferenciación de cada sitio
en estudio.
La toma de datos se llevó a cabo durante el período comprendido entre el mes de
Septiembre al mes de noviembre del 2011. Se colectaron de dos a cinco ejemplares de
cada planta procurando que el material fuese representativo y tomando en cuenta: lugar
de colecta, tipo de vegetación, exposición, altitud y características del suelo.
Análisis de datos
La riqueza de especies se calculó por medio del conteo de especies de plantas
recolectadas y registradas y se obtuvo la diversidad alfa, beta y gamma.
Diversidad alfa (α)
Para medir la diversidad alfa en términos de riqueza de especies por Sitio y por taxones
se estimó la riqueza de especies (S), abundancia (N) y abundancia relativa (%). Se
calculó el índice de Shannon (H’) para estimar la diversidad que es un estimador de
máxima verosimilitud y es más sensible a los cambios de abundancia de las familias raras
(Magurran, 1989; Zar, 1999; Moreno, 2001); así como la equidad mediante el índice de
Pielou (Magurran, 1989).
Diversidad beta (β)
La diversidad β se determinó en base a índices de similitud, que expresa el grado en que
dos muestras son semejantes por las especies u ordenes presentes en ellas y el índice de
dominancia de Simpson, el cual manifiesta la probabilidad de que dos individuos tomados
al azar de una muestra sean de la misma especie y a su vez esta influenciado por las
especies más abundantes de la muestra (Magurran, 1989; Moreno, 2001).
Diversidad gamma (γ)
Esta, se refiere al número de especies del conjunto de sitios o comunidades que integran
un paisaje (Halffetr y Moreno, 2005) y esta relacionada con la diversidad alfa y beta ya
que permite entender los patrones de variación espacial de floras y faunas (Koleff, 2005).
Tabla 1. Características físicas y georeferenciación de los Sitios donde se llevaron a cabo las recolectas de plantas.
Municipio Sitios Coordenadas
geográficas Lat. N
Long. W
Tipo de vegetació
n
Temperatura media
anual (oC)
Precipitación anual
mm
Altitud
msnm
Durango (1) 27 de Noviembre
24º 12’55.6”104º
29’40.1”
Pastizal 17.8 184 1864
(2) Carlos 24º 18’06.6” Matorral 18.2 160.2 1904
Real 104º 28’03.4”
xenófilo
(3) Km 10 carr a
Otinapa
24º 00’27.1”104º58’33.8”
Encino-pino
2447
(4) El Soldado
23º 55’42.3” 104º55’55.4”
Pino-encino
2480
(5) Km 8 Carr a Parral
antes del Obelisco
24º 04’56.9” 104º 40’
25.4”
Matorral xerófilo
con pastizal
1937
Canatlán (6) Canatlán
24º 30’37.0” 104º
43’47.7”
Huerto de manzano
16.9 251 1927
(7) Nicolás Bravo
24º 23’2.9” 104º41’46.8”
Matorral xerófilo
con pastizal
1945
(8)Anáhuac
24º 24’01.2” 104º
41’15.8”
Matorral xerófilo
con pastizal
1927
Mezquital (9) Acatita 23º39’05.4” 104º
20’00.7”
subtropical
17.8 343.2 1525
Nombre de Dios
(10) La Ermita
23º53’12.9” 104º18’57.4”
Matorral xerófilo
con pastizal
1924
(11) Tuitán-Berros
23º58’2.7” 104º
16’26.1”
Matorral xerófilo
1924
(12) Amado Nervo
23º51’54.9” 104º 09’
21.2”
Matorral xerófilo
1861
Panuco de
Coronado
(13) Francisco I. Madero
24º24’16.0” 104º
17’44.9”
Matorral xerófilo y cultivos
agrícolas
1997
Poanas (14) La Breña-
Tuitán 18 de Agosto
23º58’40.9” 104º
12’17.5”
Matorral xerófilo
17.7 219.6 1999
Guadalupe Victoria
(15) Guadalupe Victoria
Cultivos agrícolas
17.2 181.6
RESULTADOS
El análisis de la vegetación se presenta por Municipios y Sitios.
Cabe hacer mención que aun no se determinan al 100% todas las especies, por lo que en
algunos casos se presentan los números de las especies.
Estructura y composición florística
Municipio de Durango.
Sitio 1 (Localidad 27 de noviembre). Se localiza aproximadamente a los 230 de latitud
norte y 1040 longitud oeste, a una altitud de 1864 msnm, por lo general la estructura de la
vegetación es abierta y la altura del dosel alcanza los 60 cm. La distancia media es de
2.43 m. En esta localidad no se observó un estrato arbóreo. En el estrato arbustivo se
presentan individuos de aproximadamente 60 cm, como especie dominante se
encuentran a la especie 144 con un Valor de Importancia (V.I.) alto Cuadro 1) y Ambrosia
psilostachya, la cual es considerada como una maleza en diversos cultivos agrícolas
como el maíz, sorgo.
El estrato herbáceo consta de Cynodon dactylon, Botriochloa saccharoides y
Muhlenbergia arenícola como especies dominantes
Cuadro 1. Arbustos encontrados en la localidad de 27 de Noviembre
Especie Den.rel. Dom .rel. Frec. rel. V.I. Rango de
VI sp. 144 0.35 54.43 44.44 99.22 1
Ambrosia psilostachya sp. 145 0.625 37.82 50 88.45 2 sp. 147 0.025 8.13 5.6 13.76 3
Sitio 2. (Carlos Real). Se localiza aproximadamente a los 230 de latitud norte y 1040
longitud oeste, a una altitud de 1904 msnm. La distancia media es de 14.21 m. la especie
dominante es Opuntia sp (cuadro 2). La altura promedio es de 1.84 de este dosel. En el
estrato herbáceo se observan a Rannunculus dichotomus, Sanvitalia procumbens y
Tagetes sp como especies dominantes.
Cuadro 2. Especies del estrato arbóreo de la localidad de Carlos Real.
Especie Den.rel. Dom .rel Frec. rel. V.I. Rango de
VI Opuntia sp (sp.
94) 58 96.46 52.94 207.4 1 Acacia sp 22 1.28 23.53 46.81 2
Opuntia sp. 20 2.27 23.53 45.8 3
Sitio 3 (Otinapa). La distancia media al punto central es de 7.2 m. En el estrato arbóreo
se observó al género Pinus con tres especies y un V.I.(valor de importancia) alto, Quercus
con nueve especies y un V.I. más alto que los encinos y Juniperus con una especie y bajo
valor de importancia. La especie con alto valor de densidad (22.5%), dominancia (23.08%)
y frecuencia relativa (17.15%) fue Juniperus deppeana, le sigue Pinus leiophylla con una
densidad del 20%, una dominancia del 20.5% y frecuencia relativa de 8.6%. En el estrato
arbustivo es muy abundante Arctostaphylos pungens (98%) y menos abundante Arbutus
sp (2%). Las especies con mayor abundancia de herbáceas fueron Juncus balticus,
Gomphrena sp, bidens odorata y Helianthemum glomeratum. Se observa que el bosque
es muy abierto y ha sido sometido a fuertes perturbaciones como incendios, sobretala y
pastoreo.
Sitio 4 (El Soldado). La distancia media es de 4.94 m. En esta localidad la especie
dominante es el complejo de Quercus sp. Mientras que en el estrato arbustivo predomina
la especie 110 y 26. Mientras que en el estrato arbustivo la única especie que se observo
fue Arctostaphylos pungens (cuadro 3). La herbácea dominante fue la sp. 210 y 212.
Cuadro 3. Especies del estrato arbustivo del sitio 4.
Especie Den.rel Dom rel Frec rel VI Rango de VI
Arctostaphylos pungens 23 100 100 223 1
Sitio 5 (Km 8 carr Dgo-Parral). La distancia media es de 2.27 m. La especie dominante en
el estrato arbóreo fue la sp. 147 pero la especie 185 fue la que obtuvo un valor alto de
importancia (Cuadro 4). En el estrato herbáceo dominan la especie 72 y 17
Cuadro 4. Estrato arbóreo del sitio 5, Km 8 carr. Dgo-Parral.
Especie Den.rel Dom rel Frec rel VI Rango de
VI sp. 185 30.3 2.54 29.17 62.01 2 sp. 186 6 1.67 8.33 16 5 sp. 187 9 1.16 8.33 18.49 4 sp. 190 3 0.008 4.17 7.18 6 sp. 157 30.3 0.49 20.83 51.62 3 sp. 147 21.2 95.23 29.17 145.6 1
Sitio 6 (Canatlán). La distancia media fue de 2.6 m. en el estrato arbóreo la especie
dominante es Malus pumila. No hay estrato arbustivo y en el herbáceo predomina
Amarantus hybridus, Desmodium sp. Y la especie 104.
Sitio 7 (Nicolás Bravo). La especie dominante es Acacia sp. Las especies 175 y 182
fueron las herbáceas más abundantes.
Sitio 8 (Anáhuac). La especie dominante fue Acacia sp. En las herbáceas fueron las
especies 39 y 218.
Sitio 9 (Acatita). La distancia media es de 1.43. La especie dominante fue la 121 en el
estrato arbustivo (cuadro 5).
Cuadro 5. Estrato arbustivo de Acatita
Especie Den.rel. Dom. Rel. Frec. Rel. V.I. Rango de V.I
sp. 111 Orégano 30 7 27.8 64.8 2 sp. 121 57.5 78.8 44.44 180.74 1
sp. 116 Garambullo 5 7.11 11.11 23.22 3 sp. 143 2.5 0.69 5.56 8.75 5 sp. 146 5 6.4 11.11 22.51 4
Sitio 10 (La Ermita). La distancia media es de 1.97 m. en el estrato arbóreo como especie
única fue Acacia sp (cuadro 6) y las especies 39 y 128 fueron las herbáceas de mayor
abundancia.
Cuadro 6. Estrato arbóreo de la Ermita
Especie Den.rel. Dom .rel.
Frec. rel. V.I.
Rango de VI
sp 157 Acacia sp 90 67.67 83.33 241 1 sp 99 Prosopis sp. 2.5 15.08 8.33 25.91 3 sp 115a Acacia sp. 7.5 17.25 8.33 33.08 2
Sitio11 (Tuitán-Berros). La distancia media es de 2.81m. La especie dominante fue la 157
y la menos dominante Prosopis sp. (Cuadro 7). En el estrato herbáceo las dominantes
fueron la 39 y 158.
Cuadro 7. Estrato arbóreo de Tuitán-Berros
Especie Den.rel. Dom. Rel. Frec. Rel. V.I. Rango de V.I.
sp. 157 90 86.37 71.43 247.8 1 sp. 116 5 10.14 14.29 28.43 2 sp. 166 2.5 3.16 7.14 12.8 3
Prosopis sp. 2.5 0.32 7.14 9.96 4 Sitio 12 (Amado Nervo). La distancia media es de 5.8m.En este sitio la especie
dominantes fue Prosopis sp. (cuadro 8). Mientras que Killinga pumila sp 3 y sp 151 fueron
las herbáceas más abundantes.
Cuadro 8. Estrato arbóreo de Amado Nervo
Especie Den.rel. Dom. Rel. Frec. Rel. V.I. Rango de V.I.
Prosopis sp. 57.9 66.047 52.63 176.57 1 Acacia sp. 39.5 33.85 42.11 115.46 2 Opuntia sp. 2.6 0.099 5.26 7.96 3
Sitio 13 (Francisco I. Madero). La especie arbóreo dominante fue Acacia sp. Mientras que
en el estrato herbáceo dominaron Eragrostis pectinaceam, Bouteloua curtipendula y
Gomphrena sp.
Sitio 14 (La Breña). La distancia media es de 2.6 m. las especies dominantes son la 91
(cuadro 9). En el estrato herbáceo dominan las especies 66 y 72.
Cuadro 9. Estrato arbóreo del sitio de La Breña
Especie Den.rel. Dom. rel. Frec .rel. V.I. Rango de V.I.
sp. 90 15 13.02 13.63 41.65 2 sp. 91 45 29.54 31.82 106.36 1 sp.92 2.5 8.10 4.55 15.15 7 sp. 93 10 7.10 4.55 21.65 4 sp.94 5 13.61 9.09 27.7 6 sp.95 2.5 0.96 4.55 8.01 11 sp.96 10 6.37 13.63 30 3 sp.98 2.5 1.59 4.55 8.64 10 sp.99 2.5 6.57 4.55 13.62 8 sp.100 2.5 0.67 4.55 7.72 12 sp.101 2.5 12.47 4.55 19.52 5
Sitio 15 (Guadalupe Victoria). En este caso se muestreo un cultivo de frijol, La especie
dominante es la especie 6.
Índices de diversidad
Abundancia de especies en cada sitio de estudio.
En la figura 2, se observa que hasta el momento el sitio de Otinapa es el que presenta
mayor riqueza y abundancia de especies, mientras que Tuitán-Berros y Guadalupe
Victoria son los menos abundantes. Esto podría deberse a las condiciones climatológicas,
altitud, tipo de suelo principalmente.
Hasta el momento se tiene determinadas 30 familias, de las cuales Asteraceae, Poaceae,
Fabaceae y Fagaceae son las más abundantes, el resto presenta una o dos especies
(figura 3), esto quiere decir que se tiene aproximadamente el 40% de las especies
colectadas determinadas.
La tem
influye
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en
o a
os,
el
de
Viguiera linearis (Cav.) Sch. Bip. Ex Hemsl.
Planta herbácea considerada maleza en diversos cultivos básicos, principalmente maíz;
en construcción de techos y paredes de casas cuando está seca. Así como medicinal
(González et al, 2004)
- Cempoalillo Asteraceae Tagetes tenuifolia Cav. (T. lunulata Ort.) González (1984)
Reportes de su actividad insecticida contra el gusano del corazón de la col Capitarsia
decolora Guenée), tizón sureño de las hortalizas (Sclerotium rolfsii Sacc.); moniliasis
(Monilia fructicola Wint) (Barajas, 2009). Se ha encontrado actividad nematicida por
compuestos derivados del tiofeno, así como actividad insecticida contra el mosquito
Anopheles stephensi, Culex quinquefasciatus y Aedes aegypti; de varias especies del
género Tagetes debido al contenido de aceites esenciales que contienen terpenoides del
tipo del: 1,8-cineol, chavicol, limoneno, linalol, metil-eugenol, metil isoeugenol,, citral,
terpineol, α-tertienilo, borneol, carvon, geraniol, 4-terpinen-ol, timol, piperitona, cariofileno,
entre otros. La acción repelente del aceite esencial se probó contra Trialeurodes
vaporariorum. Así mismo, se reporta la presencia de flavonoides, cumarinas. Extractos
orgánicos de la especie T. filifolia se ha probado contra la mosquita blanca (Bemisia
tabasi) y otros insectos plagas, en los cuales se inhibe la oviposición (González, 1984).
- Orégano Verbenaceae Lippia graveolens HBK. s.l.
Se ha realizado varios estudios sobre su actividad insecticida y acaricida de esta planta
obtieniendo buenos resultados somo los trabajos de Pérez et al., 2008; Pérez y González-
Güereca, 2008
SUBPRODUCTOS
Conferencias:
- Insectos como enemigos naturales. Primaria Melchor Ocampo. 6 de abril, 2011. Dgo.
- Métodos de colecta de insectos. Primaria Melchor Ocampo 6 de abril, 2011.Dgo. - Características e importancia de los insectos. Primaria Melchor Ocampo 8 de
abril, 2011.Dgo.
- Aprovechamiento Integral de orégano en el estado de Durango. 30 de mayo de 2011, CONAFOR, Cuencame, Dgo.
Congresos:
Internacional:
- Ácaros depredadores en el control biológico de ácaros fitófagos del manzano (Malus pumila Bork) en Durango, México. 3-6 de mayo. SeminarioIinternacional de Sanidad Agropecuaria. La Habana, Cuba.
- Hormigas (Hymenoptera: Formicidae) asociadas a poblaciones naturales de agave mezcalero en Durango. 26-29 de junio. XLVI Congreso Nacional de Entomología. Cancún, Quintana Roo, México.
- Impacto de picudos (Coleoptera: Curculionidae) en el agave mezcalero del estado de Durango. 1er Congreso Estudiantil y 2º Congreso Regional sobre Ciencias Agrícolas. CIIDIR, Michoacán. 23 de mayo de 2011.
- Empleo de productos naturales para el control de plagas. Caso Varroa destructor Anderson y Trueman. 180 Congreso Internacional de actualización apícola. Mérida Yucatán. 25-27 de mayo de 2011.
Cursos:
- Diplomado: Formación y Actualización Docente para un Nuevo Modelo Educativo. Febrero a septiembre 2011. Vía Internet
- Control Microbiano de Plagas y Enfermedades. 11-13 de mayo de 2011. Irapuato, Gto.
Programas de radio:
- Importancia de no consumir alimentos chatarra. 1º febrero de 2011. Radio Universidad. de la UJED.
- Control de ácaros a través de insecticidas botánicos. 6 de Septiembre. Radio Universidad. de la UJED.
Participación en impartición de clases:
Materia: Materia Manejo Integrado de plagas. 8 hr Agosto-Diciembre de 2011.
Estadística No Paramétrica. 4 hr. Agosto-Diciembre de 2011.
Modelos Lineales. 4 hr. Agosto-Septiembre de 2011.
Publicaciones
Internacional
- Arthropods in natural communities in mescal agave (Agave duragensis Gentry) in an arid zone. American Journal of Applied Science. 8(10) 933-944. 2011.
Compilación del libro: Orégano Mexicano: estado actual del conocimiento.
Capítulos de libro:
- Aceites esenciales para la conservación de alimentos, control de plagas y enfermedades agrícolas. In Orégano Mexicano: estado actual del conocimiento. G. Pérez Santiago, M. P. González castillo, G. Alejandre Iturbide, M.C. González Guereca (Eds). Impreso por: Artes Graficas La Impresora “LA CASA EDITORIAL DE DURANGO”. ISBN:
- Efecto del estrato acuoso del orégano mexicano sobre ácaros del maíz. In Orégano Mexicano: estado actual del conocimiento. G. Pérez Santiago, M. P. González castillo, G. Alejandre Iturbide, M.C. González Guereca (Eds . Impreso por: Artes Graficas La Impresora “LA CASA EDITORIAL DE DURANGO”. ISBN:
Formación de recursos humanos:
- Neydi Liliana Burciaga Jimenez. Prácticas profesionales. Del 6 de enero al 27 de mayo de 2011. Ciencias Químicas de la UJED.
- Alejandra Acosta Hernández. Participación en el comité revisor de su tesis de maestría: “Modelos de dispersión de los contaminantes atmosféricos de fuentes móviles de la Ciudad de Durango” Mayo 2011.
- Gerardo Antonio Hinojosa Ontiveros. Tesista. formicidos asociados a comunidades vegetales de Agave durangensis Gentry, en el municipio de Nombre de Dios, Durango. Enero de 2011 a la fecha.
CONCLUSIONES E
Se lleva un 40% de avance, aunque fue un año de escasas lluvias si se tiene
representados los diferentes tipos de vegetación.
Por el momento no se puede hacer una discusión, hasta que se tenga la información
completa.
Se espera que este año sea mejor en cuanto a las condiciones climatológicas para
obtener mas especies y que sean mas abundantes y se encuentren mejor desarrolladas.
IMPACTO DE LA INVESTIGACIÒN
Las especies de las comunidades vegetales del estado, presentan importancia por el
papel que juegan en las relaciones tróficas, albergan distintas especies de animales, son
fuente de aprovechamiento para la economía regional. Sin embargo, existe una
degradación gradual de estos hábitats en el desarrollo de ciertas actividades como la
ampliación de superficies agrícolas, la expansión urbana principalmente, que constituyen
una amenaza para la flora y fauna que albergan. Por lo que se deben elaborar estrategias
y planes regionales para el aprovechamiento y la conservación de los recursos presentes
en estas comunidades en favor de la biodiversidad de la región.
LITERATURA CITADA
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Instituto Politécnico Nacional. Centro de Desarrollo de Productos Bióticos. Tesis de
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aceite de orégano (Lippia graveolens HBK. var. berlandieri Schauer.) en Varroa
destructor. RESPYN. Edición especial 1. Disponible en;
Pérez S., G., González-Güereca, M. C. y Loera C., J. 2008. Empleo del aceite de orégano
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CIIDIR-IPN UNIDAD DURANGO
INFORME PARCIAL ANÁLISIS DE LA BIODIVERSIDAD ALFA Y BETA DE ARTRÓPODOS Y SU
RELACIÓN CON LA BIODIVERSIDAD VEGETAL
PROYECTO MULTIDISCIPLINARIO SIP: 20113568 COORDINADOR MÓDULO: DR. ISAIAS CHAIREZ HERNÁNDEZ
RESUMEN México es un país con una gran diversidad biológica aún no conocida ni estudiada en su
totalidad, razón por la cual se creó en 1992 la Comisión Nacional para el Conocimiento y
Uso de la Biodiversidad. De acuerdo con la Comisión sostiene que en nuestro país existe
un gran número de especies de animales y vegetales que aún no se conocen y que no
han sido inventariadas, que son únicas en el planeta y que muchas de ellas se presentan
en peligro de extinción, por lo que su conocimiento y conservación son acciones de orden
prioritario en nuestro país. El estado de Durango se ubica en la región Norte-Centro del
país y se ubica dentro de las regiones biogeográficas Neártica y Neotropical, con una gran
riqueza biológica. La diversidad biológica, de las especies de artrópodos (insectos y
ácaros) es de interés para el conocimiento y manejo de los recursos, para mantener el
equilibrio de los ecosistemas. Se realizaron muestreo en área de los valles del estado de
Durango de la vegetación y artrópodos
El material de los artrópodos fue identificado en la colección entomológica de la UNAM,
de la ENCB (IPN), del Colegio de Postgraduados, INIFAP, de la Universidad Autónoma de
Chapingo, del Museo de Historia Natural, del Centro de referencia de la Dirección de
Sanidad Vegetal y de la colección Entomológica CIIDIR, sede en el CIIDIR-IPN Unidad
Durango.. El material botánico fue identificado en el Herbario CIIDIR, De la información
biológica derivada de los muestreos se realizaron análisis de biodiversidad alfa de
Artrópodos y de las comunidades para obtener mapas y correlaciones entre ellas para
clasificar regiones de alta y baja biodiversidad e identificar regiones de riesgo.
INTRODUCCIÓN
El estado de Durango se ubica en la región Norte-Centro del país y se ubica dentro de las
regiones biogeográficas Neártica y Neotropical, con una gran riqueza biológica. La
diversidad biológica, de las especies de artrópodos (insectos y ácaros) es de interés para
el conocimiento y manejo de los recursos, para mantener el equilibrio de los ecosistemas.
Los principales tipos de vegetación presentes en estas zonas son: pastizal, matorral
xerófilo, bosque de encino y cultivos agrícolas.
El presente proyecto multidisciplinario pretende realizar la descripción de los valles
del estado de Durango, con énfasis en el conocimiento de la biodiversidad de
artrópodos y especies vegetales. Las áreas de estudio se destacan por presentar
actividades de tipo agrícola y pecuario, además de ser zonas de transición entre
pastizales y vegetación arbórea. Durango dispone de áreas de producción primaria y
secundaria, para beneficio de la población, sin embargo, se requiere manejar los
recursos naturales sin comprometer el capital natural disponible, y mantener y
rehabilitar los ecosistemas productivos y asegurar el futuro de la misma población
duranguense.
La determinación taxonómica de especies así como genética en donde exista duda de las
especies, tanto de vegetales como de artrópodos, se hará a través de los integrantes de
los módulos correspondientes, dentro de este proyecto. De la información biológica
derivada de los muestreos se realizará análisis de biodiversidad alfa y beta de Artrópodos
y de las comunidades para obtener mapas y correlaciones entre ellas para clasificar
regiones de alta y baja biodiversidad e identificar regiones de riesgo.
ANTECEDENTES
Biodiversidad La biodiversidad, el conjunto de seres vivos que habita un ecosistema, es un patrimonio
insustituible de la humanidad, ya que cada especie, y cada población alberga información
genética de millones de año de adaptación evolutiva. Por esta sola razón, la biodiversidad
biológica tiene el inalienable derecho de continuar su existencia. Actualmente, se han
perdido y se siguen perdiendo muchas especies en el mundo y una de las principales
causas son la actividades humanas. Esto es, debido a que no se conoce la importancia de
la biodiversidad o la riqueza de la naturaleza. El hombre y su cultura, como producto y
parte de esta biodiversidad, debe velar por protegerla y respetarla.
Además, la biodiversidad es garantía de bienestar y equilibrio en la biosfera. Los
elementos diversos que componen la biodiversidad conforman verdaderas unidades
funcionales, que aportan y aseguran muchos de los “servicios” básicos para nuestra
supervivencia. Desde nuestra condición humana, la biodiversidad también representa un
capital natural. El uso y beneficio de la biodiversidad ha contribuido de muchas maneras
al desarrollo de la cultura humana, y representa una fuente potencial para subvenir a
necesidades futuras.
Considerando la biodiversidad biológica desde el punto de vista de sus usos presentes y
potenciales y de sus beneficios, es posible agrupar los argumentos en tres categorías
principales.
El aspecto ecológico, hace referencia al papel de la biodiversidad biológica desde el
punto de vista sistémico y funcional (ecosistemas). Ya que son indispensables a nuestra
propia supervivencia, muchas de estas funciones suelen ser llamadas “servicios”:
Los elementos que constituyen la biodiversidad biológica de un área son los reguladores
naturales de los flujos de energía y de materia. Cumplen una función importante en la
regulación y estabilización de las tierras y zonas litorales. La biodiversidad juega un papel
determinante en procesos atmosféricos y climáticos. Muchos intercambios y efectos de
las masas continentales y los océanos con la atmósfera son producto de los elementos
vivos (efecto albedo, evapotranspiración, ciclo del carbono, etc.). La biodiversidad biótica
de un sistema natural es uno de los factores determinantes en los procesos de
recuperación y reconversión de desechos y nutrientes. Además algunos ecosistemas
presentan organismos o comunidades capaces de degradar toxinas, o de fijar y estabilizar
compuestos peligrosos de manera natural.
La regulación trofo-dinámica de las poblaciones biológicas solo es posible respetando las
delicadas redes que se establecen en la naturaleza. El desequilibrio en estas relaciones
ya ha demostrado tener consecuencias negativas importantes. Esto es aún más evidente
con los recursos marinos, donde la mayoría de las fuentes alimenticias consumidas en el
mundo son capturadas directamente en el medio. La respuesta a las perturbaciones
(naturales o atróficas) tiene lugar a nivel sistémico, mediante vías de respuesta que
tienden a volver a la situación de equilibrio inicial. Sin embargo, las actividades humanas
han aumentado dramáticamente en cuanto a la intensidad, afectando irremediablemente
la biodiversidad biológica de algunos ecosistemas y vulnerando en muchos casos esta
Una elevada disponibilidad de recursos en el ambiente favorece una mayor biomasa, pero
también la dominancia ecológica y frecuentemente ecosistemas relativamente pobres en
nutrientes presentan una mayor biodiversidad, algo que es cierto sistemáticamente en los
ecosistemas acuáticos. Una mayor biodiversidad permite a un ecosistema resistir mejor a
los cambios ambientales mayores, haciéndolo menos vulnerable, más resilente por cuanto
el estado del sistema depende de las interrelaciones entre especies y la desaparición de
cualquiera de ellas es menos crucial para la estabilidad del conjunto que en ecosistemas
menos
El aspecto económico, para todos los humanos, la biodiversidad es el primer recurso
para la vida diaria. Un aspecto importante es la biodiversidad de la cosecha que también
se llama la agrobiodiversidad.
La mayoría de las personas ve la biodiversidad como un depósito de recursos útil para la
fabricación de alimentos, productos farmacéuticos y cosméticos. Este concepto sobre los
recursos biológicos explica la mayoría de los temores de desaparición de los recursos. Sin
embargo, también es el origen de nuevos conflictos que tratan con las reglas de división y
apropiación de recursos naturales.
Algunos de los artículos económicos importantes que la biodiversidad proporciona a la
humanidad son:
• Alimentos: cosechas, ganado, silvicultura, piscicultura, medicinas. Se han usado
las especies vegetales silvestres subsecuentemente para propósitos medicinales
en la prehistoria. Por ejemplo, la quinina viene del árbol de la quina (trata la
malaria), el digital de la planta Digitalia (problemas de arritmias crónicas), y la
morfina de la planta de amapola (anestesia). Los animales también pueden jugar
un papel, en particular en la investigación. Se estima que de las 250.000 especies
vegetales conocidas, se han investigado sólo 5.000 para posibles aplicaciones
médicas.
• Industria: por ejemplo, fibras textiles, madera para coberturas y calor. La
biodiversidad puede ser una fuente de energía (como la biomasa). La
biodiversidad biológica encierra además la mayor reserva de compuestos
bioquímicos imaginable, debido a la variedad de adaptaciones metabólicas de los
organismos. Otros productos industriales que obtenemos actualmente son los
aceites, lubricantes, perfumes, tintes, papel, ceras, caucho, látex, resinas,
venceos, corcho.
• Los suministros de origen animal incluyen lana, seda, piel, carne, cuero, lubricante
y ceras. También pueden usarse los animales como transporte.
• Turismo y recreación: la biodiversidad es una fuente de riqueza barata para
muchas áreas, como parques y bosques donde la naturaleza salvaje y los
animales son una fuente de belleza y alegría para muchas personas. El
ecoturismo, en particular, está en crecimiento en la actividad recreativa al aire
libre. Así mismo, una gran parte de nuestra herencia cultural en diversos ámbitos
(gastronómico, educativo, espiritual) está íntimamente ligada a la biodiversidad
local o regional y seguramente lo seguirá estando.
Los ecólogos y activistas ecológicos fueron los primeros en insistir en el aspecto
económico de la protección de la biodiversidad biológica. Así, E. O. Wilson escribió en
1992: "La biodiversidad es una de las riquezas más grandes del planeta, y no obstante la
menos reconocida como tal...".
La estimación del valor de la biodiversidad es una condición previa necesaria a cualquier
discusión en la distribución de sus riquezas. Este valor puede ser discriminado entre valor
de uso (directo como el turismo o indirecto como la polinización) y valor intrínseco.
Si los recursos biológicos representan un interés ecológico para la comunidad, su valor
económico también es creciente. Se desarrollan nuevos productos debido a las
biotecnologías y los nuevos mercados. Para la sociedad, la biodiversidad es también un
campo de actividad y ganancia. Exige un arreglo de dirección apropiado para determinar
cómo estos recursos serán usados.
La mayoría de las especies tiene que ser evaluada aún por la importancia económica
actual y futura. Sin embargo, debemos ser conscientes de que aún nos falta mucho para
saber valorar, no sólo lo económico, si no más aún el valor que tiene para los ecosistemas
y ese valor o precio no lo podemos ni siquiera imaginar.
Se considera generalmente que la expansión demográfica y económica de la especie
humana está poniendo en marcha una extinción masiva, de dimensiones
incomparablemente mayores que las de cualquier extinción anterior. Las causas
concretas están en la desaparición indiscriminada de ecosistemas, por la tala de bosques,
la degradación de los suelos, la contaminación ambiental, la caza y la pesca
excesivas,...etc. La comunidad científica juzga, en general, que tal extinción representa
una amenaza para la capacidad de la biosfera para sustentar la vida humana a través de
diversos servicios y recursos renovables. Por ello la comprensión de la biodiversidad
cultural en su relación con los ecosistemas es clave, siempre que no se disocien los
recursos naturales de su contexto cultural, histórico y geográfico.
El aspecto científico La biodiversidad es importante porque cada especie puede dar una
pista a los científicos sobre la evolución de la vida. Además, la biodiversidad ayuda a la
ciencia a entender cómo funciona el proceso vital y el papel que cada especie tiene en el
ecosistema.
En México los ecosistemas de pastizales son diversos y son influenciados por el
desarrollo social y económico. Los artrópodos juegan un papel critico en los ecosistemas
de pastizales y tienen un impacto en su estructura función y salud, El proceso ecológico
de un ecosistema es definido como el cambio en la composición, estructura y función del
ecosistema en el tiempo y las interacciones e interrelaciones entre componentes bióticos
y abióticos (BCCAS, 1994). El desarrollo de la biodiversidad de los Artrópodos es el
principal componente de los procesos ecológicos en los ecosistemas de pastizales. La
dinámica de la biodiversidad de los artrópodos revela la relación entre factores abióticos,
composición vegetal y biodiversidad de los Artrópodos en los ecosistemas de pastizales.
Por lo tanto se considera que el efecto de la biodiversidad de los Artrópodos en los
procesos ecológicos de los ecosistemas de pastizales implica los siguientes tópicos:
(a) la relación especial entre factores abióticos, composición de la vegetación y la
biodiversidad de los Artrópodos;
(b) la acción y significancia de estas relaciones en las interacciones e interrelaciones
entre factores biótico abióticos en los ecosistemas de pastizales;
(c) la acción y significancia de la biodiversidad de los Artrópodos en esta relación y el
efecto de la biodiversidad de los Artrópodos en los procesos ecológicos de los
sistemas de pastizales.
(d)
Artrópodos Los insectos (Insecta, del latín, literalmente "cortado en medio")1 son una clase de
animales invertebrados, del filo de los artrópodos, caracterizados por presentar un par de
antenas, tres pares de patas y dos pares de alas (que, no obstante, pueden reducirse o
faltar). La ciencia que estudia los insectos se denomina entomología.
Los insectos comprenden el grupo de animales más diverso de la Tierra, con
aproximadamente 1 millón especies descritas, 2 más que todos los otros grupos de
animales juntos, y con estimaciones de hasta 30 millones de especies no descritas, con lo
que, potencialmente, representarían más del 90% de las formas de vida del planeta.3
Otros estudios más recientes rebajan la cifra de insectos por descubrir a entre 6 y 10
millones.4 5
Los insectos pueden encontrarse en casi todos los ambientes del planeta, aunque sólo un
pequeño número de especies se ha adaptado a la vida en los océanos. Hay
aproximadamente 5.000 especies de odonatos (libélulas, caballitos del diablo), 20.000 de
ortópteros (saltamontes, grillos), 120.000 de lepidópteros (mariposas y polillas), 120.000
de dípteros (moscas, mosquitos), 82.000 de hemípteros (chinches, pulgones, cigarras),
350.000 de coleópteros (escarabajos, mariquitas), y 110.000 especies de himenópteros
(abejas, avispas, hormigas).
Los insectos no sólo presentan una gran diversidad sino que también son increíblemente
abundantes. Se estima que hay 200 millones de insectos por cada ser humano. Algunos
hormigueros contienen más de 20 millones de individuos. Se calcula que hay 1015
hormigas viviendo sobre la Tierra. En la selva amazónica se estima que hay unas 60.000
especies y 3,2 x 108 individuos por hectárea. En un acre (poco más de 4.000 m2) de
suelo inglés hay casi 18 millones de coleópteros.6
Artrópodos terrestres tales como los ciempiés, milpiés, escorpiones y arañas se
confunden a menudo con los insectos debido a que tienen estructuras corporales
similares, pero son fácilmente diferenciables ya que los insectos presentan tres pares de
patas mientras que los escorpiones y arañas tienen cuatro pares y carecen de antenas, y
los ciempiés y milpiés tienen muchos pares de patas.
Biodiversidad de artrópodos y salud de pastizales En respuesta al incremento de la intervención humana en el desorden de los ecosistemas
surge el concepto de salud de pastizales (Vitousek et al., 1997). Un ecosistema saludable
es definido como estable y sustentable y ser capaz de mantener una auto organización y
adaptabilidad en contra de las presiones (Costanza, 1992). Algunos proyectos han
intentado evaluar estas características de los ecosistemas en escalas espaciales grandes,
tal como Chesapeake Bay en los Estados Unidos (Mageau et al., 1995).
En los ecosistemas de pastizales sobrepoblaciones de Artrópodos pueden resultar en
cambios en la estabilidad de las comunidades de Artrópodos y entonces puede decrecer
la estabilidad y sustentabilidad de las comunidades de especies vegetales causando daño
en la salud de los ecosistemas de pastizales.
Entonces, por el efecto de la biodiversidad de los Artrópodos sobre la salud de los
ecosistemas de pastizales es necesario: (i) relacionar biodiversidad de Artrópodos con
factores bióticos y abióticos; (ii) relacionar biodiversidad de especies vegetales con
factores bióticos y abióticos; (iii) relacionar biodiversidad de Artrópodos con biodiversidad
de vegetales de forma espacial.
Estudio cuantitativo de las comunidades vegetales En México se estima que existen entre 22 000 y 31 000 especies vegetales, en donde el
40% de la flora vascular es propia o endémica del país (Rzedowski, 1991).
El estado de Durango, ocupa el 4º lugar en extensión territorial de la República Mexicana,
presenta condiciones fisiográficas y ecológicas muy diversas, lo cual le confiere una
diversidad de paisajes, riqueza biológica y abundancia de recursos naturales. En el
estado se encuentran diversos tipos de vegetación como: selvas tropicales en la región de
las cañadas, bosques templados y fríos en la Sierra Madre Occidental, pastizales en los
valles y vegetación xerófila en las zonas desérticas, entre otros. En la actualidad, se
reportan 4450 especies de plantas vasculares, 1123 géneros y 183 familias, cifras que
equivalen a casi un 20% de las especies y 44.6% de los géneros calculados para México
(González et al, 2007). Dentro de éstas, se incluyen 1079 especies, de importancia
medicinal, comestible y otros usos (maguey, orégano, lechuguilla, sotol y candelilla).
En el estado existen diversos trabajos relacionados a la taxonomía y ecología como el de
González et al., 1993; González et al., 2007 en donde reportan los inventarios florísticos,
de algunas asociaciones vegetales. El de Márquez y González (1998) quienes analizaron
la composición específica, la estructura y el potencial de una microcuenca en la Sierra
Madre Occidental y Spellenberg et al. (1998) desarrollaron un estudio de la taxonomía y
distribución de los encinos (Quercus, Fagaceae) en un transecto de la Sierra Madre
Occidental entre la ciudad de Durango, Dgo y Villa Unión, Sinaloa entre otros.
Cabe mencionar que de la flora de Durango, aproximadamente 88 especies están
incluidas en la Norma Oficial Mexicana (NOM-059-ECOL-2001) que determina las
especies de flora y fauna nativas de México en peligro de extinción, amenazadas, raras y
las sujetas a protección especial.
A pesar de los estudios realizados, por la extensión y condiciones topográficas del estado,
hacen falta más estudios bioecológicos para la mayoría de los ecosistemas y
agroecosistemas específicamente en cuanto a la medición de la biodiversidad. Por lo que
se plantea la presente investigación con la finalidad de proponer estrategias relacionadas
con la gestión sostenible de la biodiversidad y promover la preservación, protección,
restauración, conservación y desarrollo sustentable de los ecosistemas de los Valles del
Guadiana, Mezquital, Poanas y Durango.
Artrópodos
Los insectos (Insecta, del latín, literalmente "cortado en medio")1 son una clase de
animales invertebrados, del filo de los artrópodos, caracterizados por presentar un par de
antenas, tres pares de patas y dos pares de alas (que, no obstante, pueden reducirse o
faltar). La ciencia que estudia los insectos se denomina entomología.
Los insectos comprenden el grupo de animales más diverso de la Tierra, con
aproximadamente 1 millón especies descritas,2 más que todos los otros grupos de
animales juntos, y con estimaciones de hasta 30 millones de especies no descritas, con lo
que, potencialmente, representarían más del 90% de las formas de vida del planeta.3
Otros estudios más recientes rebajan la cifra de insectos por descubrir a entre 6 y 10
millones.4 5
Los insectos pueden encontrarse en casi todos los ambientes del planeta, aunque sólo un
pequeño número de especies se ha adaptado a la vida en los océanos. Hay
aproximadamente 5.000 especies de odonatos (libélulas, caballitos del diablo), 20.000 de
ortópteros (saltamontes, grillos), 120.000 de lepidópteros (mariposas y polillas), 120.000
de dípteros (moscas, mosquitos), 82.000 de hemípteros (chinches, pulgones, cigarras),
350.000 de coleópteros (escarabajos, mariquitas), y 110.000 especies de himenópteros
(abejas, avispas, hormigas).
Los insectos no sólo presentan una gran diversidad sino que también son increíblemente
abundantes. Se estima que hay 200 millones de insectos por cada ser humano. Algunos
hormigueros contienen más de 20 millones de individuos. Se calcula que hay 1015
hormigas viviendo sobre la Tierra. En la selva amazónica se estima que hay unas 60.000
especies y 3,2 x 108 individuos por hectárea. En un acre (poco más de 4.000 m2) de
suelo inglés hay casi 18 millones de coleópteros.6
Artrópodos terrestres tales como los ciempiés, milpiés, escorpiones y arañas se
confunden a menudo con los insectos debido a que tienen estructuras corporales
similares, pero son fácilmente diferenciables ya que los insectos presentan tres pares de
patas mientras que los escorpiones y arañas tienen cuatro pares y carecen de antenas, y
los ciempiés y milpiés tienen muchos pares de patas.
La evaluación de la biodiversidad La biodiversidad encontrada dentro de las especies es la base fundamental de la
biodiversidad a niveles superiores. La variación genética determina la forma en que una
especie interactúa con su ambiente y con otras especies. Toda la biodiversidad genética
surge en el ámbito molecular y está íntimamente ligada con las características
fisicoquímicas de los ácidos nucleícos. A este nivel, la biodiversidad surge a partir de
mutaciones en el ácido desoxirribonucleico (ADN), aunque algunas de estas mutaciones
son eliminadas por la selección natural o por procesos estocásticos. La biodiversidad
genética de una especie es producto de su historia evolutiva y no puede ser reemplazada.
Para una visión más amplia de la importancia de la biodiversidad genética y las distintas
aproximaciones para su evaluación (Moreno, 2001), La variación genética puede
detectarse a escala molecular estudiando directamente los cambios en la estructura del
ADN, o indirectamente en las proteínas que codifican genes específicos. Otra
aproximación se basa en la variación morfológica de caracteres cuantitativos y en la
separación de esta variación en sus componentes genético y ambiental (Solbrig, 1991).
Para cuantificar la variación genética dentro de las poblaciones, los datos
moleculares se utilizan para determinar el nivel promedio de heterocigosidad (H), la
proporción de loci polimórficos (P) y el total (n) o el promedio (ne) del número de alelos
por locus. Debe enfatizarse que los diferentes métodos para detectar variación genética
proveen distintos tipos de información dependiendo de la unidad de variación en que se
basen (el ADN, las proteínas, la forma de los cromosomas, o la morfología externa). Esto
también determina que cada método tenga ciertas limitaciones y ventajas, y que La gran
mayoría de los métodos propuestos para evaluar la biodiversidad de especies se refieren
a la biodiversidad dentro de las comunidades (alfa). Para diferenciar los distintos métodos
en función de las variables biológicas que miden, los dividimos en dos grandes grupos: (1)
Métodos basados en la cuantificación del número de especies presentes (riqueza
específica); 2) Métodos basados en la estructura de la comunidad, es decir, la distribución
proporcional del valor de importancia de cada especie (abundancia relativa de los
individuos, su biomasa, cobertura, productividad, etc.). Los métodos basados en la
estructura pueden a su vez clasificarse según se basen en la dominancia o en la equidad
de la comunidad.
¿Qué se debe considerar como biodiversidad alfa, la riqueza específica o la estructura de
la comunidad? En primer lugar, e independientemente de que la selección de alguna(s) de
las medidas de biodiversidad se base en que se cumplan los criterios básicos para el
análisis matemático de los datos, el empleo de un parámetro depende básicamente de la
información que queremos evaluar, es decir, de las características biológicas de la
comunidad que realmente están siendo medidas (Huston, 1994). Si entendemos a la
biodiversidad alfa como el resultado del proceso evolutivo que se manifiesta en la
existencia de diferentes especies dentro de un hábitat particular, entonces un simple
conteo del número de especies de un sitio (índices de riqueza específica) sería suficiente
para describir la biodiversidad alfa, sin necesidad de una evaluación del valor de
importancia de cada especie dentro de la comunidad. Esta enumeración de especies
parece una base simple pero sólida para apoyar el concepto teórico de biodiversidad alfa.
Entonces, ¿por qué se ha insistido tanto en cuantificar el valor de importancia de cada
especie, como componente fundamental de la biodiversidad? ¿por qué considerar a una
comunidad más equitativa como una comunidad más diversa?
El análisis del valor de importancia de las especies cobra sentido si recordamos
que el objetivo de medir la biodiversidad biológica es, además de aportar conocimientos a
la teoría ecológica, contar con parámetros que nos permitan tomar decisiones o emitir
recomendaciones en favor de la conservación de taxa o áreas amenazadas, o monitorear
el efecto de las perturbaciones en el ambiente. Medir la abundancia relativa de cada
especie permite identificar aquellas especies que por su escasa representatividad en la
comunidad son más sensibles a las perturbaciones ambientales. Además, identificar un
cambio en la biodiversidad, ya sea en el número de especies, en la distribución de la
abundancia de las especies o en la dominancia, nos alerta acerca de procesos
empobrecedores (Magurran, 1988).
Entonces, para obtener parámetros completos de la biodiversidad de especies en un
hábitat, es recomendable cuantificar el número de especies y su representatividad. Sin
embargo, ¿es necesario que ambos aspectos sean descritos por un solo índice? La
principal ventaja de los índices es que resumen mucha información en un solo valor y nos
permiten hacer comparaciones rápidas y sujetas a comprobación estadística entre la
biodiversidad de distintos hábitats o la biodiversidad de un mismo hábitat a través del
tiempo. Los valores de índices como el de Shannon-Wiener para un conjunto de muestras
se distribuyen normalmente, por lo que son La riqueza específica (S) es la forma más
sencilla de medir la biodiversidad, ya que se basa únicamente en el número de especies
presentes, sin tomar en cuenta el valor de importancia de las mismas. La forma ideal de
medir la riqueza específica es contar con un inventario completo que nos permita conocer
el número total de especies (S) obtenido por un censo de la comunidad. Esto es posible
únicamente para ciertos taxa
Riqueza específica (S) Número total de especies obtenido por un censo de la comunidad.
Índice de biodiversidad de Margalef
1
donde:
S = número de especies
N = número total de individuos
Transforma el número de especies por muestra a una proporción a la cual las especies
son añadidas por expansión de la muestra. Supone que hay una relación funcional entre
el número de especies y el número total de individuos S √ donde k es constante
(Magurran, 1998). Si esto no se mantiene, entonces el índice varía con el tamaño de
muestra de forma desconocida. Usando S–1, en lugar de S, da DMg = 0 cuando hay una
sola especie.
Índice de Shannon-Wiener
Donde pi es la proporción de cada especie.
Este índice expresa la uniformidad de los valores de importancia a través de todas
las especies de la muestra. Mide el grado promedio de incertidumbre en predecir a que
especie pertenecerá un individuo escogido al azar de una colección (Magurran, 1988;
Peet, 1974; Baev y Penev, 1995). Asume que los individuos son seleccionados al azar y
que todas las especies están representadas en la muestra. Adquiere valores entre cero,
cuando hay una sola especie, y el logaritmo de S, cuando todas las especies están
representadas por el mismo número de individuos (Magurran, 1988).
Los índices basados en la dominancia son parámetros inversos al concepto de
uniformidad o equidad de la comunidad. Toman en cuenta la representatividad de las
especies con mayor valor de importancia sin evaluar la contribución del resto de las
especies.
Índice de Simpson
donde:
pi = abundancia proporcional de la especie i, es decir, el número de individuos de la
especie i dividido entre el número total de individuos de la muestra. Manifiesta la
probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra sean de la misma
especie. Está fuertemente influido por la importancia de las especies más dominantes
(Magurran, 1988; Peet, 1974). Como su valor es inverso a la equidad, la biodiversidad
puede calcularse como 1 – λ (Lande, 1996).
OBJETIVO
Realizar Análisis de biodiversidad de insectos y ácaros y de las comunidades vegetales
así como de su correlación entre ellos y determinar zonas de riesgo.
METAS Meta 1 Muestreo de insectos y ácaros 50%
Meta 2 Identificación del complejo de insectos y ácaros 30%
Meta 3 Índices de de biodiversidad de insectos y de plantas 40%
Meta 4 Informe parcial 100%
HIPÓTESIS La biodiversidad de especies de los Artrópodos tiene alta correlación con la biodiversidad
de las especies vegetales en los ecosistemas de los valles de Durango.
MATERIALES Y MÉTODOS
Área de estudio El estudio se realizará en la zona de los valles de Durango que comprende los municipios
de Canatlán, Nombre de Dios, Durango, Guadalupe Victoria, Panuco de Coronado
Mezquital, Vicente Guerrero y Poanas, estos están localizados en la latitud (23.5°,
25.0°) y longitud W (104.997°, 104.010°)
En el área de estudio se determinarán sitios de muestreo de acuerdo a los
caminos poblados y al estatus de la propiedad por lo que se pedirá permiso en
propiedades privadas y en comisariados ejidales para poder tener acceso a estos sitios.
Une ves determinados los sitios de muestreo se harán colectas periódicas de artrópodos y
de las especies vegetales de los meses de Junio a Noviembre con la técnica que
describen a continuación.
Muestreo de artrópodos Los muestreos de los sitios se iniciaran a partir del 1de julio y terminaran el 10 de
noviembre de 2011 y 2012, En cada sitio se realizarán muestreos utilizando las siguientes
técnicas:
Método de colecta directa
Red entomológica aérea para colectar Lepidópteros, coleópteros, Himenópteros,
artrópodos, homópteros, dípteros.
Aspiradora para capturar artrópodos pequeños
Utensilios para colectar en el suelo o corteza de árboles en descomposición (Cebos, fruta
en descomposición etc.) para Artrópodos pequeños
Método de colecta indirecta.
Métodos basados en la acción mecánica de un sustrato
Red entomológica de golpeo para artrópodos, coleópteros, himenópteros,
Paraguas entomológicos para coleópteros, homópteros, himenópteros, ácaros
Embudo de Berlese para ácaros y microartrópodos (miriapodos), colémbolos
Métodos basados en el aprovechamiento de atrayentes visuales u olfativos.
Trampa de luz para lepidópteros, coleópteros, neurópteros
Tipo pantalla o cortina para lepidópteros, coleópteros, himenópteros
Trampa de color para coleópteros, homópteros
Trampa pegajosa.
Trampa de agua para coleópteros, dípteros, homópteros, himenópteros
Trampa con atrayente y/o trampas pasivas.
Con atrayente permanente.
Necrotrampa. Coleópteros
Con atrayente temporal.
Trampa Pit-fall para himenópteros (hormigas) y microartrópodos
Trampa malaise para himenóptera, díptera y coleóptera
Colecta de insectos inmaduros.
Red acuática y tamices.
Colecta de partes vegetativas.
Colecta de suelo.
Muestreo de plantas Los muestreos de los sitios se iniciaran a partir del 1de julio y terminaran el 10 de
noviembre de 2011 y 2012, como paso número uno se determinará el tamaño de
transecto según Franco et al., (1985). Para las comunidades vegetales, es necesario
obtener el área mínima de muestreo (Cox, 1976), debido a que esta determinación
representa adecuadamente la composición de especies de la comunidad. Para éste caso
se utilizará el método de puntos anidados, donde se inició con un área de 0.5 x 0.5 m
(0.25 m2) anotando todas las especies presentes. El área se duplicará sucesivamente y
se anotaran las especies adicionales que se encuentren en cada duplicación; se realizará
la duplicación mientras aparecieron nuevas especies en cada cuadrante nuevo. Una vez
hecho esto, se construye una gráfica del número de especies-área se cuantifica el número
de especies y la frecuencia de cada una.
Topografía En cada sitio de muestreo se determinará la altitud, longitud y latitud por medio de un
geoposicionador satelital (GARMIN, eTrex personal navigator, 2000).
Clima, suelo, vegetación y altitud Se obtendrán del sitio de Internet de CONABIO http://conabioweb.conabio.gob.mx/ los
mapas vectoriales de la República Mexicana de tipo de suelo (SEMARNAP, Subsecretaria
de Recursos Naturales, 1998), tipo de vegetación (Comisión Nacional para el
Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO), 1999), isotermas (García y
CONABIO, 1998) y precipitación total anual (García y CONABIO, 1998), la escala del
mapa de tipo de suelo fue de 1:4 000 000 y el resto de 1:1 000 000. La proyección de los
mapas es Cónica conforme de Lambert con el Datum de Norte América de 1927 NAD27 y
el elipsoide Clarke 1886 (Snyder, 1987). Estos archivos tienen un formato SHP,
posteriormente se importarán a IDRISI utilizando el comando SHAPEIDR y los archivos
quedaran en formato vector de IDRISI, luego se trasforman a un archivo raster y con la
opción WINDOW se selecciona el área de estudio.
Se obtenduvieron del sitio de Internet de la Universidad de Michigan
http://glcf.umiacs.umd.edu/ los mapas de índice de vegetación, porcentaje herbáceas y
suelo desnudo; estos dos últimos mapas se generan usando imágenes MODIS, con el
algoritmo de campos de vegetación continua, con el propósito de eliminar las nubes y las
sombras de las nubes, de cada mes con 500 metros de resolución, (Hansen et al., 2002,
2003). La escala en el mapa es hasta 253 en color verde que significa cuerpos de agua.
Estos últimos dos mapas tienen una proyección de la esfera de Goode´s Homolosine con
una elipsoide de esfera de radio 6370997 metros y como Datum la esfera (Espenshade,
1995). Estos archivos tienen un formato TIF y se utiliza el comando TIFIDRISI para
importarlo (mapa de Norteamérica), con la opción WINDOW, se selecciona el área de
estudio y luego tomando como base un mapa del estado de Durango (INEGI, carta
estatal en relieve con escala 1: 1000 000 con proyección cónica conforme a Lamber.
El mapa de índice de vegetación de 250 metros de resolución se forma al tomar la
diferencia de la banda cerca de infrarrojo (0.7 a 1.1 μm., detecta la forma de la planta) y
del rojo (de 0.4 a 0.7 μm., lo absorbe la clorofila) entre la suma de ellos por 200 más 50 y
se usaron 16 días continuos con el fin de eliminar las nubes. Este archivo tenía una
proyección cónica de Albers con área igual y conformal, el elipsoide fue el WGS 1984 y el
DATUM fue la esfera de 6370997 metros de radio y estaba en formato TIF. Este archivo
se importa utilizando el comando TIFIDRISI con la opción WINDOW y se selecciona el
área de estudio, después se transforma a la proyección Cónica conforme de Lamber.
Finalmente del sitio de la Administración Nacional de la Atmosfera y el Océano de EU
http://www.ngdc.noaa.gov/ se obtendrá el mapa de elevación del área de estudio con
proyección UTM y elipsoide WGS-84 se transforma a la proyección Cónica conforme de
Lamber y utilizando los comandos EXPAND y CONTRACT
Los datos obtenidos de los muestreos se capturaran en Excel y posteriormente se
pasaran al software de GIS Diva y tomando pixeles de 5x5 km, se obtendrán los índices
de riqueza; Número de observaciones, Margalef y Menhinick y los índices de estructura
Shannon, Brillouin y Simpson por cada pixel. Posteriormente, en el software Tiberius de
redes de neuronales se obtendrán los modelos para ambos índices de vegetación.
Posteriormente con el mejor modelo de redes neuronales se interpolaron los índices de
los especies vegetales y los índices de artrópodos.
Se realizará análisis de correlación entre los índices biodiversidad de artrópodos y de
especies vegetales y se aplicarán técnicas de análisis multivariado como componentes
principales para agrupar, análisis canónico correlacional análisis dsicriminante para
clasificar con el propósito de encontrar zonas de riego en el área de estudio.
RESULTADOS
Se obtuvieron los resultados de los índices de biodiversidad de las especies vegetales y
de los artrópodos (Tabla 1 y 2). En la Tabla 1 se observa que el índice de riqueza es de
los artrópodos es entre 8 y 14 familias por sitio. El índice de Simpson manifiesta la
probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra sean de la misma
especie. Está fuertemente influido por la importancia de las especies más dominantes
(Magurran, 1988; Peet, 1974). En la Tabla 1 se observa que los índices más altos se dan
en Canatlan (huerta de manzana), Poanas (Huerta de nogal) y Victoria (sembradío de
frijol y maíz), esto indica una dominancia de orden Díptera. Los otros sitios de baja
dominancia son em pastizales, matorrales y bosques. El índice de Shannon Wiener mide
la equidad que es lo inverso de la dominancia y los índices altos de equidad coinciden
con los valores bajos de el índice de Simpson. Hasta este momento los artrópodos solo
se han identificado a nivel de familias se seguirá trabajando en este año para lograra la
clasificación a nivel de género o de especie y posteriormente construir mapas de
biodiversidad de artrópodos.
Tabla 1. Índices de biodiversidad alfa de de Artrópodos por familia.
Latitud Longitud S N Simpson Shannon MargalefNicolas Bravo 24.38413 ‐104.69633 10 569 0.1791 1.904 1.419Anahuac 24.40033 ‐104.68772 8 132 0.2455 1.542 1.434Huerta Canatlan (H Huerta) 24.51027 ‐104.72991 11 1178 0.3121 1.408 1.41427 de Noviembre 24.21544 ‐104.49447 11 570 0.2935 1.606 1.576Carlos Real 24.30183 ‐104.46761 9 381 0.2782 1.602 1.346F Madero 24.40444 ‐104.2958 11 320 0.2008 1.879 1.734Mojonera 23.669147 ‐104.380687 11 237 0.2554 1.685 1.829Ermita 23.88691 ‐104.31594 13 127 0.1688 2.059 2.477Tuitan Berros 23.96741 ‐104.27391 11 94 0.2116 1.822 2.20118 de Agosto 23.97802 ‐104.20486 10 455 0.2995 1.442 1.471Huerat nogal (Poanas) 23.946028 ‐104.104927 7 509 0.3697 1.244 0.962S Cruz Gpe 23.865757 ‐104.156305 9 820 0.3946 1.274 1.192Otinapa 24.00752 ‐104.97605 9 238 0.2690 1.597 1.462El Soldado 23.92841 ‐104.93208 13 713 0.2458 1.664 1.827Los arcos 24.098112 ‐104.68918 12 314 0.2157 1.785 1.913Gpe Victoria 24.469058 ‐104.11966 8 478 0.4330 1.230 1.135
En la Tabla 2 se observa que el índice de riqueza de las especies vegetales es entre 3 y
46 que es mucho mayor que el de artrópodos especies por sitio ya que las plantas si se
determinaron por especie y los artrópodos por orden,. El índice de Simpson manifiesta la
probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una muestra sean de la misma
especie. Está fuertemente influido por la importancia de las especies más dominantes
(Magurran, 1988; Peet, 1974). En la Tabla 2 se observa que los índices más altos se da
en Carlos Real y los valores más bajos están en los lugares naturales como son
pastizales y matorrales , El índice de Shannon Wiener mide la equidad que es lo inverso
de la dominancia y los índices altos de equidad coinciden con los valores bajos de el
índice de Simpson. Falta identificar algunas especies vegetales y construir mapas de
biodiversidad
Tabla 2. Índices de biodiversidad alfa de las especies vegetales.
CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES Las correlaciones no se obtuvieron ya que los índices de biodiversidad se obtuvieron a
nivel de familia y los de las especies vegetales a nivel de especie. La identificación de
artrópodos, aun se están llevando a cabo. En este añ o se llevara a cabo otro muestreo
como el que se llevo a cabo el año pasado. Esto permitirá obtener índices de
biodiversidad en dos años y del total para realizar comparaciones. Es importante
mencionar que esta a; o fue un añ o de muy baja precipitación de aproximadamente 250
mm que es la mitad de un año normal 500 mm en Durango por lo que se tiene la hipótesis
de que no existió mucha abundancia de insectos. Que se podrá comprobar si el 2012 es
un año de precipitación normal.
IMPACTO AMBIENTAL
La presente investigación a través de mapas de biodiversidad de ortóptero y de especies
vegetales nos permitirá con cierto grado de probabilidad detectar zonas de riesgo y poder
proponer estrategias relacionadas con la gestión sostenible de la biodiversidad y
promover la preservación, protección, restauración, conservación y desarrollo sustentable
de los ecosistemas de los Valles de Durango.
SUBPRODUCTOS NUM SUBPRODUCTO DESCRIPCIÓN
1 Tesista AlejandraAcosta Hernández Programa concluido Posgrado 2 Conferencia Grasshopper density population interpoltion with generalized linear models 5.0 02/07/2011 Internacional 3 Prog. de TV - Radio
Dinámica poblacional de chapulines 15/11/2011 Durango, Dgo., Mexico,XEHD Radio UJED
4 Art. científico publicado
Changes of vegetation and diversity along 28 years of contiuous in the semiarid Durango region, North México 29/11/2011 Internacional
5 Libro Capitulo de libro: Modelos para simular la fenologia del chapulín con base en unidades calor institucional
6. Libro Capitulo de libro: Evaluación de daños de plaga de chapulín en pastizales Internacional
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