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Seguimiento del cambio global en una especie amenazada: Desarrollo de un sistema automático de monitoreo remoto Resumen: El objetivo es desarrollar y testar un sistema de monitorización automático a largo plazo de la respuesta de numérica, reproductiva, comportamental y de frecuencias génicas de una colonia de Cernícalo Primilla en un medio agrícola ante un escenario de cambio global (cambio climático y cambio de usos). Se desarrollaría un sistema de registro automático de los individuos en una colonia presente en un silo agrícola en La Palma del Condado, Huelva. Se usarían transponders pasivos (PIT) implantados de manera subcutánea en los individuos, cajas anideras con lectores de transponders, balanzas electrónicas para pesar a los individuos en la entrada del nido y cámaras de vídeo acopladas a un sistema informático de registro continuo y transmisión a distancia de la información. El presente proyecto sería un proyecto piloto a dos años, en el primero se desarrollarían las cajas anideras y la integración de los sistemas electrónicos e informáticos y en el segundo se instalarían en dos nidos que se seguirían durante un ciclo anual completo, comprobando la aceptación por parte de la especie de las cajas anideras con instrumentación resolviendo los problemas que se presenten. El sistema registraría la presencia de individuos en cada nido, sus pesos cada vez que entren en el nido, y las cámaras de vídeo permitirán análisis del comportamiento (tiempos de incubación, frecuencia de cebas, selección de presas, éxito reproductor) a distancia y sin interferencia de los investigadores. El proyecto se completaría con la elaboración de los perfiles genéticos de los individuos presentes en la colonia y su descendencia con vista al seguimiento de la estructura genética a largo plazo. Antecedentes del proyecto: La especie: El Cernícalo Primilla (Falco naumanni) es una pequeña ave de presa de 29-32 cm de longitud y entre 90-150 g de peso, que se alimenta principalmente de insectos (Cramp y Simmons 1980). Es una especie con un acusado dimorfismo sexual: los machos presentan una coloración gris azulada en la cabeza y un dorso de color castaño claro uniforme, mientras que las hembras y los juveniles son de color pardo (Figura 1, ver: Serrano 2004; Rodríguez et al. 2005). Es una especie migradora que cría en diferentes países Eurasiáticos (fundamentalmente cuenca mediterránea y grandes estepas asiáticas) e inverna en el África subsahariana (Cramp y Simmons 1980). Sus presas principales son los ortópteros (saltamontes, cigarras y grillos, Figura 2), coleópteros (escarabajos) y miriápodos (escolopendras). Además, durante periodos puntuales de gran demanda de alimento como las cebas de cortejo (Donázar et al. 1992) o la alimentación de los pollos, también consume vertebrados de pequeño tamaño como ratones, topillos, musarañas, lagartijas y aves (Kieny 2003; Rodríguez 2004). El Cernícalo Primilla busca su alimento en zonas abiertas, como estepas con poca o nula cobertura arbustiva o zonas cultivadas (Donázar et al. 1993; Parr et al. 1995; Tella et al 1998; Tella y Forero 2000; Franco y Sutherland 2004; Tella et al. 2004). En Europa occidental las poblaciones de esta especie están asociadas a medios agrícolas. Las colonias de cría se localizan mayoritariamente en edificios históricos o en casas de labranza, y más raramente en cortados rocosos (Cramp y Simmons 1980; Bijlsma et al. 1988; Negro e Hiraldo 1993; Franco et al. 2005). La especie busca los insectos de los que se alimenta en cultivos o en hábitats asociados a éstos como lindes o barbechos. En términos generales, el

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Seguimiento del cambio global en una especie amenazada: Desarrollo de unsistema automático de monitoreo remoto

Resumen:El objetivo es desarrollar y testar un sistema de monitorización automático a largo plazo de la

respuesta de numérica, reproductiva, comportamental y de frecuencias génicas de una coloniade Cernícalo Primilla en un medio agrícola ante un escenario de cambio global (cambio climáticoy cambio de usos). Se desarrollaría un sistema de registro automático de los individuos en unacolonia presente en un silo agrícola en La Palma del Condado, Huelva. Se usarían transponderspasivos (PIT) implantados de manera subcutánea en los individuos, cajas anideras con lectoresde transponders, balanzas electrónicas para pesar a los individuos en la entrada del nido ycámaras de vídeo acopladas a un sistema informático de registro continuo y transmisión adistancia de la información. El presente proyecto sería un proyecto piloto a dos años, en elprimero se desarrollarían las cajas anideras y la integración de los sistemas electrónicos einformáticos y en el segundo se instalarían en dos nidos que se seguirían durante un ciclo anualcompleto, comprobando la aceptación por parte de la especie de las cajas anideras coninstrumentación resolviendo los problemas que se presenten. El sistema registraría la presenciade individuos en cada nido, sus pesos cada vez que entren en el nido, y las cámaras de vídeopermitirán análisis del comportamiento (tiempos de incubación, frecuencia de cebas, selecciónde presas, éxito reproductor) a distancia y sin interferencia de los investigadores. El proyecto secompletaría con la elaboración de los perfiles genéticos de los individuos presentes en la coloniay su descendencia con vista al seguimiento de la estructura genética a largo plazo.

Antecedentes del proyecto:

La especie:

El Cernícalo Primilla (Falco naumanni) es una pequeña ave de presa de 29-32 cm de longitudy entre 90-150 g de peso, que se alimenta principalmente de insectos (Cramp y Simmons 1980).Es una especie con un acusado dimorfismo sexual: los machos presentan una coloración grisazulada en la cabeza y un dorso de color castaño claro uniforme, mientras que las hembras y losjuveniles son de color pardo (Figura 1, ver: Serrano 2004; Rodríguez et al. 2005). Es una especiemigradora que cría en diferentes países Eurasiáticos (fundamentalmente cuenca mediterránea ygrandes estepas asiáticas) e inverna en el África subsahariana (Cramp y Simmons 1980). Suspresas principales son los ortópteros (saltamontes, cigarras y grillos, Figura 2), coleópteros(escarabajos) y miriápodos (escolopendras). Además, durante periodos puntuales de grandemanda de alimento como las cebas de cortejo (Donázar et al. 1992) o la alimentación de lospollos, también consume vertebrados de pequeño tamaño como ratones, topillos, musarañas,lagartijas y aves (Kieny 2003; Rodríguez 2004). El Cernícalo Primilla busca su alimento en zonasabiertas, como estepas con poca o nula cobertura arbustiva o zonas cultivadas (Donázar et al.1993; Parr et al. 1995; Tella et al 1998; Tella y Forero 2000; Franco y Sutherland 2004; Tella etal. 2004). En Europa occidental las poblaciones de esta especie están asociadas a mediosagrícolas. Las colonias de cría se localizan mayoritariamente en edificios históricos o en casasde labranza, y más raramente en cortados rocosos (Cramp y Simmons 1980; Bijlsma et al. 1988;Negro e Hiraldo 1993; Franco et al. 2005). La especie busca los insectos de los que se alimentaen cultivos o en hábitats asociados a éstos como lindes o barbechos. En términos generales, el

Cernícalo Primilla es una especie tradicionalmente favorecida por las actividades agrícolas, porlo que en el pasado fue considerada como una de las rapaces europeas más abundantes(Bijleveld 1974). A partir de los años 60, sin embargo, se introdujeron una serie de cambios enlos sistemas tradicionales de explotación agraria que produjeron un dramático declive de laspoblaciones europeas de Cernícalo Primilla. Dicho declive produjo la extinción de muchas deestas poblaciones (Austria, Hungría o Polonia, por ejemplo) y redujo de forma alarmante el númerode efectivos poblacionales del resto (Tucker y Heath 1994). La población española, cifrada en100000 parejas en los años 50 (Bijleveld 1974) disminuyó hasta las 4000-5000 parejas censadasen 1989 (González y Merino 1990) y a lo largo de los años subsiguientes se han ido acumulandoevidencias que apuntaban hacia la intensificación agraria como gran responsable de dichodeclive poblacional (Donázar et al. 1993; Negro et al. 1993a; Forero et al. 1996; Bustamante1997; Tella et al. 1998; Rodríguez et al. 2006).

Con el objetivo de investigar las causas de regresión de la especie en Andalucía y la relaciónentre las prácticas agrarias y el éxito reproductivo, investigadores de la Estación Biológica deDoñana, entre los que se encuentran los participantes de este proyecto, seleccionaron unconjunto de colonias Andaluzas caracterizadas por una diferente composición de cultivos en susinmediaciones. Estas colonias han sido monitorizadas regularmente desde 1998, realizándosecensos anuales, marcaje de adultos y pollos con anillas de PVC de lectura a distancia, recapturade individuos, seguimiento de la reproducción, estudios de alimentación, etc... Del seguimientopormenorizado de esas colonias deriva gran parte del conocimiento científico actual sobre laespecie (Donázar et al. 1991, 1992, 1993; Hiraldo et al. 1991, 1996; Negro et al. 1991, 1992a,1992b, 1993a, 1993b, 1996, 1997, 2000; Negro e Hiraldo 1992, 1993; Bustamante y Negro 1994;Forero et al. 1996; Tella et al. 1996a, 1996b, 1997; Bustamante 1997; Rodríguez y Bustamante2003; Alcaide et al. 2005; Rodríguez et al. 2005, 2006).

La colonia del silo de la Palma del Condado:

Una de estas colonias de cría de Cernícalo Primilla es la ubicada en el silo cerealista de LaPalma del Condado, Huelva (Figura 3). De esta colonia existe un registro continuo de losparámetros reproductivos (numero de nidos ocupados, numero de nidos con éxito, numero depollos volados) desde el año 1998 hasta la actualidad. En esta colonia también se han anilladoregularmente los adultos reproductores y los pollos nacidos. La colonia está constituida por unas37 parejas reproductoras que anidan en los alféizares de las ventanas de la 6ª, 7ª, 8ª y 9ªplantas y en las celosías de las caras este y sur del cuerpo de escaleras del edificio (Figura 4).Los primeros registros de cría en este edificio datan del año 1994 cuando un grupo ornitológicolocal detectó algún intento de cría en las ventanas del edificio. A partir de aquí procedieron amodificar otras ventanas de manera que la especie tuviera más lugares adecuados para nidificar.El acondicionamiento de las ventanas consistió en corregir la inclinación y el ancho de algunosalféizares y facilitar el acceso (en caso de ser necesario) y una cámara de incubación en uno desus extremos, esto es, una superficie plana accesible por los adultos, pero al abrigo de la lluvia yde las corrientes de aire. Puesto que en todas las ventanas existe una malla metálica entre lacarpintería de aluminio y el alféizar, fue necesario practicar una abertura en la malla quepermitiera el acceso a la repisa para su acondicionamiento. Este acceso es el utilizado en laslabores de anillamiento y control de los individuos de la colonia.

La 6ª planta del edificio del silo es una planta diáfana con 20 ventanas, 16 de ellas han sidoacondicionadas y son regularmente ocupadas como nidos (Figura 5 y 6). La tasa de ocupaciónanual de los nidos así acondicionados es muy elevada y las tasas de eclosión y éxitoreproductivo están entre las máximas obtenidas en el conjunto de colonias controladas por

nosotros (Figura 7). Esto indica una alta adecuación de este tipo de nidos a los requerimientosde la especie y que los usos agrícolas alrededor del silo de La Palma representan un hábitatóptimo. Las ventanas son fácilmente modificables para instalar cajas anideras adecuadas para laespecie (Figuras 6 y 8) con un doble beneficio: se podría instalar un sistema de seguimientoautomático de la ocupación de los nidos y se solucionarían los problemas que causan alfuncionamiento del edificio los nidos en las ventanas (mal funcionamiento del alféizar, entrada debasura y aberturas en las telas metálicas que suponen un riesgo para los cernícalos y laposibilidad de entrada en el silo de otras aves como las palomas. El silo es un edificio cerrado,de propiedad pública y sin valor histórico o artístico. Está conectado a la red eléctrica y se puedeconectar a la red telefónica fácilmente. Esta situación constituye una base ideal sobre la quediseñar un sistema de seguimiento automático de la colonia 1que permita conocer la respuestanumérica, reproductiva, comportamental y de una especie de ave de presa amenazada en unescenario de cambio global. En cuanto a lo que un seguimiento genético se refiere, la colonia delsilo proporcionará un escenario idóneo para realizar estimas tanto de parentesco como devariabilidad genética. Especialmente, creemos que la monitorización pormenorizada de la coloniay la aplicación por primera vez en un ave rapaz de marcadores del complejo mayor dehistocompatibilidad podrían desvelar algunas claves acerca de la influencia de estos genes en lorelativo a la elección de pareja con la que reproducirse, patrones de reconocimiento oindicadores del estado de calidad individual, como ha sido ya previamente descrito en mamíferose includo en algunas especies de aves (Piertney & Oliver 2005, Sommer 2005, Zelano &Edwards 2002, Edwards et al. 2000)

Antecedentes en el seguimiento automático de especies animales:

Los sistemas RFID (Radio Frequency IDentification, en español identificación porradiofrecuencia) son métodos de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usandispositivos denominados etiquetas o “tags” RFID. Una etiqueta RFID es un dispositivo pequeñoque puede ser adherido o incorporado a un producto, animal o persona (Figura 8). Las etiquetasRFID contienen antenas para permitirles recibir y responder a peticiones por radiofrecuenciadesde un emisor-receptor RFID. Dentro de los sistemas RFID se encuentran los PIT (PassiveIntegrated Transponders) que son sistemas pasivos, no requieren alimentación eléctrica ya quese alimentan mediante la energía del campo electromagnético generado por la antena delreceptor, y pueden ser implantados bajo la piel en animales.

La identificación animal mediante transponders (PITs) es actualmente algo muy extendido en elcontrol de ganaderías, mascotas como gatos y perros, y animales de laboratorio. A principios delos 90 se usó por primera vez con animales en libertad con el Pingüino Rey, Aptenodytespatagonica (Le Maho et al. 1993). El sistema ha sido empleado con éxito en estudios de otrasespecies de pingüinos (Clarke y Kerry 1998) y aves voladoras y terrestres (v.g. Cigüeña BlancaCiconia ciconia, Michard et al. 1995; Charrán Común Sterna hirundo, Becker y Wendeln 1997;Torcecuellos Jynx torquilla, Freitag et al. 2001, Kakapo Strigops habroptilus, Low et al. 2005).

El transponder tiene un peso entre 0.06 y 0.8 g y se implanta de manera subcutánea, aunquetambién puede pegarse a las plumas o colocarse en una anilla de metal o de plástico. Eltransponder es muy longevo ya que es un sistema pasivo que no requiere de alimentacióneléctrica interna. La antena del lector es la que proporciona la energía al transponder que emiteun código de identificación. Cuando la antena de detección se coloca de manera permanente enel campo, este sistema de identificación no requiere la captura de las aves o la observación porparte de una persona y permite la recolección de datos de manera continuada, día y noche.

Consecuentemente reduce el trabajo necesario y las molestias causadas a los animales paraobtener información.

Al implantarse bajo la piel el transponder no induce ninguna lesión en la pata, ala o aleta delave, como puede suceder en el caso de las anillas. Los individuos marcados con transponderspueden tener una supervivencia mayor que individuos anillados (un 7% mayor en el caso delPingüino de Adelia Pygoscelis adeliae, Clarke y Kerry 1998) y cuando se implanta correctamenteuna tasa de perdida de la marca inferior al 5% (Clarke y Kerry 1998; Froget et al. 1998).Consecuentemente este método de identificación facilita las estimas de supervivencia y está bienadaptado para estudios a largo plazo. El desarrollo técnico de los transponders hace que cadavez sean menores y más fáciles de implantar. En 2004 el transponder más pequeñocomercializado medía 0.5x0.5 mm http://www.smartcodecorp.com/newsroom/13-01-04.asp

El sistema se está usando con éxito en estudios poblacionales del Charrán Común (Wendeln yBecker 1999, Becker et al. 2001) y en varias especies de pingüinos (Le Maho et al. 1993; Clarkey Kerry 1998).

La identificación automática de individuos marcados se puede hacer instalando antenas enposaderos, o bebederos habituales, lugares de paso o en los nidos. Normalmente lostransponders pasivos tienen una distancia de lectura baja, así que el individuo tiene que situarseentre 10 –100 cm de la antena (dependiendo de la antena lectora y el tamaño del transponder).También está en desarrollo la tecnología de transponder radar que permite el seguimiento deetiquetas electrónicas mediante radar armónico hasta una distancia de 1 km. Estos sistemas seusan actualmente el seguimiento de los movimientos de búsqueda de alimento en insectos comoabejas y mariposas (Riley et al. 1996, Capaldi et al. 2000; Cant et al. 2005); pero no permiten laidentificación de varios individuos simultáneamente.

La identificación automática de individuos puede coordinarse con sistemas que registren demanera automática variables microclimáticas(v.g. temperatura, humedad del aire, precipitación),de comportamiento (entrada y salida del nido, activación de cámaras fotográficas o de vídeo) ocaracterísticas de los individuos como el peso que varían con la condición física (v.g. balanzaselectrónicas en posaderos, pasos o entrada del nido) (Boisvert y Sherry 2000; González Solis, etal. 2000; Becker et al. 2001; Freitag et al. 2001,)

Objetivos:

El objetivo principal es desarrollar un sistema automático o semiautomático de monitorización alargo plazo de la respuesta numérica, reproductiva, comportamental y de frecuencias génicas deuna colonia reproductiva de una rapaz amenazada, el Cernícalo Primilla (Falco naumanni). Sedesarrollará un sistema piloto que una vez perfeccionado podría servir para le seguimiento alargo plazo de la colonia completa con una mínima dedicación de personal (que realizaría elmantenimiento de los equipos y el marcaje anual de los pollos de cernícalo).

La colonia se encuentra ubicada en un silo agrícola en la localidad de La Palma del Condado(Huelva). El edificio y la ubicación de los nidos son especialmente adecuados para este proyectotal y como se detalla en los antecedentes.

Los objetivos desglosados de este proyecto son:(1) Diseñar una caja anidera adecuada para el Cernícalo Primilla que permita el registro de la

entrada y salida de los reproductores y de los pollos, la identificación mediante PIT delindividuo que entra y sale en cada momento, la pesada automática de los individuos, la

filmación programable en vídeo digital del comportamiento de los individuos en el interior delnido y la captura de los individuos para el marcaje.

(2) Diseñar una ventana de aluminio que sustituya a las existentes en el silo y que permita elacoplamiento de la caja en su cara interna.

(3) La caja anidera debe permitir la incorporación de nuevos sensores y el control de sucontenido con mínimas molestias.

(4) La caja debe ser removible y acoplable sobre ventanas modificadas. Debe ser fácilmentesustituible si se deteriora o si un experimento requiere de una caja especial (v.g. con nuevossensores, recogida de egagrópilas, control de peso de los pollos)

(5) Diseñar un sistema informático que permita almacenar, en un sistema de gestión de base dedatos, para las distintas cajas anideras las entradas y salidas con fecha y hora, las lecturasde los transponder, los pesos registrados en las balanzas, las filmaciones realizadas por lascámaras de vídeo.

(6) El sistema permitirá activar la grabación de vídeo digital, programable mediante alarmas(entrada en la caja o lectura de un transponder), detección de movimiento o portemporización (un fotograma cada x minutos).

(7) El sistema almacenará los datos de manera local y les transmitirá a distancia mediante unaconexión ADSL. Deberá ser posible la verificación de manera remota del funcionamiento delsistema, el acceso a la señal de vídeo y a datos de los sensores en tiempo real y lareprogramación del sistema.

(8) Se buscará desarrollar un sistema informático basado en programas de código abierto quepermita utilizar las muchas herramientas ya existentes de gestión de bases de datos (v.g.MySQL, PostgreSQL) y en grabación de vídeo digital (DVR, PhpDvr, Linux Motion Detection,SCRAP), que no requiera de licencias propietarias o de desarrollos externos en programascautivos, y que pueda ser utilizado gratuitamente por otros proyectos similares deseguimiento automático de aves.

(9) Aplicación de marcadores moleculares de microsatélite y del complejo mayor dehistocompatibilidad (concretamente, genes de MHC de clase II) en el seguimiento de lacolonia con el fin de establecer estimas de parentesco y de variabilidad y estructuragenética. En este punto, la influencia de los genes del complejo mayor dehistocompatibilidad en patrones asociados con la elección de la pareja reproductora o concaracteres determinantes en el status de calidad individual o vinculados con posiblessistemas de reconocimiento podrán ser testados por primera vez en un ave rapaz encondiciones salvajes.

Metodología y Plan de Trabajo (cronograma):

Modificación ventanas:Las ventanas actuales del silo son ventanas de aluminio simple de hojas correderas. Nuestra

intención es modificar dos ventanas de la sexta planta utilizando el marco actual de las ventanascomo premarco de una nueva ventana de aluminio. En la ventana de dejará un panel fijo en laparte inferior donde se colocará la caja anidera por la cara interna de la ventana (Figuras 6). Estadisposición permitirá abrir y cerrar las ventanas para la ventilación del silo sin interferir con loscernícalos, además dejará los alféizares libres de nidos para que cumplan su función. Se

colocará un tubo flexible de 8-10 cm de diámetro que de acceso a la caja anidera por debajo delas lamas de sombreado de la ventana.

Caja anidera:Aunque en la situación actual cría normalmente una sola pareja de cernícalos en cada ventana,

la colocación de cajas anideras dobles permitiría que criaran dos parejas si se habilita unaentrada por cada lateral de la ventana (Figura 9). La caja anidera doble será de madera y seatornillará lateralmente a la ventana de aluminio. Cada nidal tendrá una entrada lateral circularde 6.5 cm de diámetro que permitiendo el acceso de los cernícalos impedirá el paso a laspalomas. Uno de los laterales será de metacrilato transparente para poder filmar el interior delnidal con una cámara de vídeo. En la parte superior se instalará una trampilla para poder revisarel nidal.

Captura de individuos:La entrada del nidal tendrá una ranura a la altura de la puerta que permitirá instalar una barrera

transparente de un solo sentido para proceder a la captura de los individuos para su marcaje ycuando sea necesario para un proyecto de investigación

Identificación electrónica de los individuos:A todos los individuos de la colonia se les implantará un transponder (PIT) de manera

subcutánea en la región pectoral mediante un kit aplicador estéril con aguja hipodérmica. Seprevé usar transponders de la casa TROVAN (ID100, Figura 8) o BIOMARK (TX1411L) de 12 x2.1 mm encapsulados en vidrio. En el tubo de acceso del nidal se instalará una antenaconectada a un lector de transponders, además de un sensor de entrada/salida (Figura 10).Ambos conectados a un sistema informático que almacene: nidal, fecha, hora, código delindividuo y entrada o salida del nidal.

Pesada de individuos:En la entrada del nidal se instalará una balanza con capacidad mínima de 300 g y precisión

entre 0.1 – 1 g, para pesar a los cernícalos cada vez que entren en el nido. La balanza seráautotarable y con una salida serie o USB que permita la transmisión de las pesadas al sistemainformático.

Sistema de grabación de vídeo digital:El objetivo es contar con un sistema de vídeo digital programable que permita realizar estudios

de comportamiento reproductor (v.g. patrones de incubación, identificación de presas,comportamiento de ceba, comportamiento de los pollos en el nido). Se instalará un cámara devídeo digital para monitorizar cada nidal (Figura 9). Posiblemente un cámara blanco y negro ouna cámara color de alta sensibilidad. Se analizará en función de las condiciones de luz en elinterior del nidal que cámaras proporcionan mejor rendimiento, y si es necesario el empleo deiluminadores de infrarrojos y/o de ópticas con zoom o intercambiables para las cámaras. Seinstalará una cámara exterior a color monitorizando las repisas de acceso a los nidos. Estacámara deberá disponer de zoom y montura orientable motorizada. Las cámaras deberán poderactivarse por alarmas (la entrada de un individuo al nido o la lectura de un transponder), por

detección de movimiento, y ser programables (un fotograma cada x minutos). Las cámaras seráncontroladas por un sistema de vídeo digital basado en PC que permitiría controlar 4,8, 12 ó 16cámaras por ordenador usando tarjetas DVR en BUS PCI. Otra alternativa que se explorará es elempleo un grabador digital de vídeo DVR con discos duros extraibles y no basado en PC quepermita acceso remoto a través de IP. El sistema debe permitir el acceso a las cámaras asícomo el cambio de la programación del sistema de manera remota mediante Internet. Igualmenteel sistema debe permitir la descarga de datos para su almacenamiento permanente de maneraremota (para evitar la saturación de los medios de almacenamiento). Numerosos de los sistemasde grabación de vídeo digital comerciales emplean Linux, y en principio existen distintasiniciativas de código abierto para la grabación y gestión de vídeo digital que se usarán de partida(DVR: http://dvr.sourceforge.net/html/main.html , PhpDvr: http://www.phpdvr.com/, Linux MotionDetection: http://www.eleceng.adelaide.edu.au/Personal/dbowler/motiondetect.html, SCRAPhttp://www.geocities.com/neofpo/scrap.html )

Sistema informático de gestión:El sistema informático que se desarrollará deberá ser capaz de almacenar en bases de datos

los códigos de los transponder leídos por cada detector con información de fecha, hora,entrada/salida del nido, y peso registrado en la balanza además de los vínculos a las secuenciasde vídeo que se pudieran haber grabado. Ha de permitir el almacenamiento de datos de maneralocal; pero también la transmisión de la información a un servidor remoto usando una líneaADSL. Se intentará desarrollar un sistema bajo el S.O. Linux usando desarrollos de software libre(v.g. MySQL ó PostgreSQL). En el sistema ha de poder integrarse la información proveniente delmarcaje de los individuos (que individuo se marca en cada nido y a que edades –pollos oadultos) así como la proveniente de los análisis genéticos.

Caracterización genética de los individuos marcadosSe procederá al genotipado de los individuos a través de 9 marcadores de microsatélite

altamente polimórficos mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) (ver Alcaide et al.2005). La identificación de la composición alélica de cada individuo se llevará a cabo mediante elmarcaje con fluorescencia de los productos de PCR que posteriormente se correrán en unsecuenciador modelo Applied Biosystems 3100. En lo referente a la caracterización de genes deMHC de clase II se procederá al clonaje del producto de PCR correspondiente a la secuenciacompleta del altamente polimórfico exón 2 (Edwards et al. 2000) mediante una pareja de primersdiseñada exclusivamente para especies del género Falco, desarrollados en el laboratorio deecología molecular de la Estación Biológica de Doñana. La secuenciación de los productosclonados revelará la secuencia de aminácidos correspondiente a la región codificante másvariable de una proteína de MHC clase II. Posteriormente se comparán los distintos genotiposasí obtenidos con el fin de encontrar patrones que no revelen un distribución azarosa de losalelos.

Plan de trabajo (cronograma):

Primer año:(1) Desarrollo del sistema y pruebas de laboratorio(2) Diseño y construcción de cajas anideras

(3) Pruebas de los instrumentos. Lectores de transponders, antenas para lectores,cámaras de vídeo digital, ordenadores.

(4) Integración de los equipos(5) Desarrollo del software de gestión y almacenamiento(6) Pruebas del equipo completo en laboratorio(7) En primavera marcaje de adultos reproductores y pollos mediante transponders así

como extracción de sangre para análisis genéticos

Segundo año:Seguimiento del sistema en condiciones de campo durante la estación reproductora.

(1) Instalación de 4 cajas anideras con instrumentación en dos ventas del silo de LaPalma del Condado.

(2) Conexión de una línea ADSL en el silo para controlar los equipos de manera remotay transmitir los datos a distancia.

(3) Ajuste de los equipos a las condiciones de trabajo de campo(4) Genotipado de los individuos marcados

Resultados esperados, difusión y explotación:

El resultado esperado es un sistema que permita el seguimiento automático osemiautomático (siempre será necesario el marcaje de los pollos nacidos cada año, el de losnuevos reproductores que se integren en la colonia, y la toma de muestras de sangre paraanálisis genético) de una colonia de Cernícalo Primilla. Se tratará inicialmente de un sistemapiloto que requeriría de otro proyecto (u otra financiación) para instalarlo en la colonia completa;pero una vez instalado en toda la colonia permitiría monitorizar a largo plazo la supervivencia ycondición física de los integrantes de la colonia. El sistema además permitiría un seguimientomuy fino de la reproducción de la especie sin apenas esfuerzo de personal para el registro de lasobservaciones, que es la parte más costosa en estudios de ecología y que por lo tanto limitasiempre la cantidad y calidad de la información disponible. Sobre todo, la idea es disponer de unsistema de captura de información a largo plazo que permita detectar de que manera aspectoscomo los cambios de usos del suelo o el cambio climático afectan a la especie (efectos en eléxito reproductor, supervivencia y condición física de los individuos) y de que manera(comportamiento) la colonia y los individuos que la integran responden a los cambios. El sistemaes además susceptible de utilizarse para educación ambiental: difusión a través de internet delas imágenes de algunos nidos en tiempo real.

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Historial del equipo:

Parte del grupo de investigación que solicita el proyecto (C. Rodríguez, J. J. Negro, J.Bustamante, M. Alcaide) lleva trabajando desde 1989 en la ecología del Cernícalo Primilla (Falconaumanni) que es una especie amenazada asociada a zonas agrícolas muy sensible en su éxitoreproductor a la meteorología anual (Rodríguez & Bustamante 2003) y a los cambios de usos delsuelo (Rodríguez, Johst, Bustamante, 2006) habiendo publicado más de 30 artículos en revistasde SCI sobre ecología de la especie. Los restantes miembros del grupo tienen ademásexperiencia en sistemas automáticos de seguimiento de especies (Dr. Soriguer, seguimiento decabra montés Capra pyrenaica en Sierra Nevada mediante emisores con GPS y telefonía móvil,Dr. Figuerola, seguimiento de una colonia reproductora de Morito Plegadis falcinelus mediantecámaras de vídeo). Participa también el Dr. Cruz Romero, ingeniero industrial de la Universidadde Sevilla, y se ha establecido contacto con el departamento de I+D+I de la División deComunicaciones en Instalaciones de Inabensa S.A, resolver los problemas de diseño del sistemade control y comunicaciones mediante una consultoría externa de unos meses

Figuras:

Figura 1: Fotografías de la especie, el Cernícalo Primilla Falco naumanni. (a) Macho y hembraen una repisa del silo de La Palma del Condado, (b) pollos de unos 10 días. (c) Macho yhembra adultos capturados para el marcaje.

Figura 2: Fotos de algunas especies de ortópteros que son presas típicas del Cernícalo Primillaen Andalucía occidental.

Figura 3: Aspecto exterior del silo cerealista de La Palma del Condado, Huelva, donde seencuentra la colonia que se pretende monitorizar de manera automática.

Figura 4: Nido de Cernícalo Primilla en una ventana del silo de la Palma del Condado y detallede las ventanas en su situación actual.

Figura 5: Planta 6ª del silo de la Palma del Condado con la ubicación de las ventanas dondecrían los cernícalos (esquema no a escala).

Figura 6: Esquema de una ventana tipo ocupada por los Cernícalos Primilla para nidificar (A)situación actual y (B) modificaciones propuestas para instalar una caja anidera doble encada ventana

Figura 7: Evolución de la colonia de Cernícalo Primilla del silo de la Palma del Condado.Figura 8: Ejemplo de transponder pasivo implantable o PIT de la marca TROVAN.Figura 9: Esquema de caja anidera para el Cernícalo Primilla y su ubicación en la ventana.Figura 10: Ejemplo de sensor de IR para entrada y salida de un nido y su disposición en una caja

anidera junto con un decodificador de transponders.

Figura 1

© Julio Blas

Figura 2

© Javier Rengel

Figura 3

© Javier Bustamante

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

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Disponibles Ocupados Con éxito Pollos totales pollos volados /nido con éxito

Figura 8

Figura 9

Figura 9