¿Cómo se adquiere conocimiento en ecología?

1. Formulación de preguntas Observación, descripción, conocimiento previo Modelos teóricos o matemáticos Deducción lógica Derivación de las consecuencias observables de las hipótesis: predicciones ¿Cómo se adquiere conocimiento en ecología? Problema Planteo de respuestas para la pregunta hipótesis

2. Pregunta: ¿Por qué la planta xx crece en determinados sitios y en otros no? Hipótesis: porque el pH del suelo influye sobre el crecimiento de las plantas Predicción: en las zonas de pH ácido las plantas crecerán menos que en las de pH neutro o alcalino Hipótesis: porque no puede crecer en condiciones ácidas del suelo Predicción: los sitios donde esté presente el pH no será ácido Predicción: en condiciones de acidez la planta no crecerá

3. Comparativos Puesta a prueba de las hipótesis Observaciones. Experimentos Tipos de diseño Observacionales Miden la variable respuesta en distintas condiciones de la variable explicativa Se mide la variable respuesta para distintas condiciones controladas de la variable explicativa Manipulativos • -debo generar experimentalmente distintas condiciones de la variable de interés • otras condiciones se mantienen constantes o fluctúan al azar • Se mide la variable respuesta bajo las distintas condiciones generadas por el investigador

4. Si mi hipótesis es que la acidez impide el crecimiento • debo generar experimentalmente distintas condiciones de pH • -Medir crecimiento bajo las distintas condiciones de pH

5. Si la Hipótesis es: la tasa de descomposición aumenta con al temperatura Predicción: la velocidad de descomposición será mayor cuando la temperatura ambiente sea mayor Mensurativo comparativo Medir en el campo la tasa de descomposición en épocas del año con distinta temperatura promedio ¿Relación causa efecto o asociación? Manipulativo Someter a un mismo tipo de material a distintas temperaturas bajo otras condiciones constantes y medir la tasa de descomposición

6. Hay distintos tipos de preguntas ¿Qué especies componen una comunidad acuática? ¿Qué relación hay entre la presencia de las distintas especies y las características del ambiente? ¿Qué determina la relación entre las especies y el ambiente? ¿Podemos formular hipótesis para las tres? ¿Cuál es la diferencia entre ellas? ¿Qué tipo de diseños para poner a prueba hipótesis relacionadas con esas preguntas puedo aplicar en cada caso?

7. Etapas de la realización de un experimento  Planteo de la pregunta Formulación de hipótesis como respuesta a la pregunta.  Formulación de predicciones: Consecuencias observables de la hipótesis Diseño del experimento: cómo se toman los datos Ejecución: toma de datos Análisis estadístico Interpretación.

8. Experimentos manipulativos La variable a modificar es aquélla relacionada con la pregunta que estoy planteando Temperatura---tasa de descomposición Envolver material vegetal en una malla es una manipulación, pero no de la variable de interés Hay manipulaciones relacionadas con la medición de lo que uno quiere observar, no por eso el experimento es manipulativo Ejemplo: estudio de dispersión en roedores. Para detectar los colonizadores se remueve los residentes. Es un experimento mensurativo: mide tasa de dispersión remoción

9. Laboratorio Campo Control de variables Mayor Menor Mayor Realismo Menor Grado de extrapolación Mayor Menor Menor Precisión Mayor Según la pregunta, es más adecuado uno u otro. Ejemplos ¿Existe competencia entre Aa y Cl? Experimento de campo de remoción: respuesta numérica ¿Aa y Cl compiten por interferencia? Enfrentamientos en laboratorio

10. TM Temperatura Requerimientos mínimos para realizar un experimento de campo Condiciones iniciales Datos de base sobre el sistema a estudiar, necesarios para poder evaluar el efecto de los tratamientos y para planificar el experimento. • Permiten conocer el rango de variabilidad previo: un efecto puede no ser detectado porque el fenómeno sucede bajo otras condiciones. • Influyen sobre la forma de asignación óptima de tratamientos: aleatorizada, estratificada o sistemática • Influyen sobre los tiempos del experimento ¿Experimentos naturales?

11. Qué requisitos debe cumplir un experimento en ecología? 1. Definir las unidades experimentales Unidadesindependientessobre las que seaplica el tratamiento Unidadesindependientessobre las que seleela respuesta Si se quiere evaluar el efecto de la herbivoría sobre el crecimiento de plantas Si se clausura un sector donde se hace crecer varias plantas y se compara el crecimiento con un sector no clausurado Cada sector Si se colocan plantas individuales en jaulas que evitan acceso a herbívoros Cada planta

12. 2. Definir los tratamientos Herbívoros- No herbívoros o Cantidad, especie de herbívoro 3. Que haya un control Mide qué pasa si no hay tratamiento Es necesario para evaluar variaciones por azar En este caso: Sin herbívoros 4. Que haya réplicas de los tratamientos Varias unidades experimentales con cada tratamiento Controlan por efectos del azar 5. Conocimiento de las condiciones iniciales

13.   Controles   El resultado de los tratamientos debe ser comparado con lo que hubiera sucedido si no se hubieran aplicado. Si no hubiera variabilidad natural (temporal o espacial) no serían tan necesarios porque con los controles medimos la variabilidad por efectos del azar o por procesos ajenos al que estamos estudiando Experimental Control N sub Experimental Control Tiempo Remoción de dominante Ejemplo: Experimento de remoción de una especie dominante para ver el efecto sobre la abundancia de una subordinada

14. Experiencia de control

15. Controles para los efectos del tratamiento tratamiento control tratamiento control Otro ejemplo: medición del efecto de introducir una especie en presencia/ ausencia de otra. El control ponía a prueba la capacidad de la especie transplantada de sobrevivir.

16. Réplicas Deben efectuarse debido a la existencia de variabilidad natural, independiente de los tratamientos Permiten extrapolar los resultados más allá de las unidades particulares sobre las que estuvimos trabajando, al cubrir una gama amplia de condiciones que se pueden dar. Las réplicas deben ser independientes: distintas unidades experimentales

17. Experiencia para estudiar el efecto de un tóxico sobre la supervivencia y la tasa de crecimiento de peces Dosis 3 Dosis 4 Dosis 1 Dosis 2 ¿Cuántas réplicas hay? Unidades experimentales: peceras, no peces Pseudo réplica: cuando se considera como réplicas a unidades no independientes (peces)

18. ¿Número de réplicas? Depende de la variabilidad natural del sistema: mayor variabilidad, mayor número de réplicas. Se establece durante el estudio de las condiciones iniciales En general, conviene tener más réplicas de menos tratamientos, antes que más tratamientos con menos réplicas

19. Definir cómo se aplican los tratamientos Regar con agua con distinto pH Agregar alguna sustancia Definir arreglo temporal y espacial de los tratamientos Cada cuánto se riega Cómo se ubican las unidades experimentales Cuánto dura el experimento Definir la variable respuesta Qué es lo que mido para evaluar el efecto de los tratamientos En el ejemplo: % de supervivencia crecimiento promedio por maceta Tasa fotosintética por maceta

20. Asignación de tratamientos a las unidades experimentales Depende de cómo se distribuya la variabilidad Homogénea o al azar Sistemática Hay respuesta diferencial Aleatoria Hay porciones con distintas características Estratificación de los datos Estratificación Diseño en bloques Ej: para machos y hembras Todos los tratamientos se aplican a cada categoría

21. ventana Incorrecto Correcto Etapas del experimento Definir cómo se asignan los tratamientos a las unidades experimentales Al azar En forma sistemática Bloques Unidades experimentales conectadas Hay que garantizar: Independencia Intercalamiento

22. Características del diseño que disminuyen la confusión Fuentes de confusión • Cambio temporal • Efectos de procedimiento • Sesgo experimental Tratamiento control Tratamiento control Asignación al azar de tratamientos a unidades experimentales Procedimientos “ciegos” Réplicas Réplicas Interspersión Observaciones concomitantes 4. Variabilidad al azar generada por el experimento 5. Variabilidad entre UE

23. Réplicas Interspersión de tratamientos 6. Intrusión no demoníaca 7. Intrusión demoníaca Exorcismos, etc

24. Diseño del experimento Pregunta Hipótesis Predicciones Tratamientos: cómo, cuándo, dónde y durante cuánto tiempo se aplican Unidades experimentales Réplicas: cuántas Variables respuesta: condiciones para aceptar o rechazar las predicciones Disposición temporal de las mediciones

25. Métodos observacionales Se basan en muestreos Sitios con distinto pH Medición de variable respuesta Comparación con lo esperado Menor crecimiento o ausencia de la planta en sitios con suelo ácido

26. Hay que definir Qué se considera tratamiento: distintos valores de pH Cómo tomar las muestras: diseño del muestreo Azar Depende del ambiente Estratificado Sistemático Variabilidad Cuántas muestras tomar Error aceptado Variable respuesta: qué se mide Crecimiento o tasa fotosintética en los distintos sitios

27. ¿Qué diferencia hay entre el resultado de un experimento y un método observacional? pH ácido del suelo Especie Y Favorece Compite ? Afecta negativamente Especie XX