ANALISIS DE LA BIODIVERSIDAD ANIMAL

Competencias transversales:

CT1. Elaborar y redactar informes de carácter científico.

CT2. Demostrar razonamiento crítico y autocrítico.

CT3. Adaptarse a nuevas situaciones.

CT4. Gestionar información científica de calidad, bibliografía, bases de datos especializadas y recursos accesibles a través de Internet.

CT5. Incorporar a sus conductas los principios éticos que rigen la investigación científica y la práctica profesional.

CT6. Adquirir conciencia de los riesgos y problemas medioambientales que conlleva su ejercicio profesional.

CT7.   Utilizar   las   herramientas   y   los   programas   informáticos   que   facilitan   el   tratamiento   de   los   resultados experimentales.

CT8. Comunicarse en español y en inglés utilizando los medios audiovisuales más habituales.

CT9. Defender los puntos de vista personales apoyándose en conocimientos científicos.

CT10. Integrar creativamente conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos utilizando el método científico.

CT11. Adquirir capacidad de organización, planificación y ejecución.

CT12. Desarrollo de la capacidad de trabajo autónomo o en equipo en respuesta a las necesidades específicas de cada situación.

CT13. Desenvolverse en un contexto internacional y multicultural.

CT14. Progresar en su habilidad para el trabajo en grupos multidisciplinares.

CT15. Perseguir objetivos de calidad en el desarrollo de su actividad profesional.

CT16. Adquirir capacidad para la toma de decisiones y de dirección de recursos humanos.

CT17. Ser capaz de mostrar creatividad, iniciativa y espíritu emprendedor para afrontar los retos de su actividad como biólogo.

Competencias genéricas:

CG1. Reconocer y valorar los mecanismos y estructuras de funcionamiento, los organismos y sistemas biológicos. CG2. Reconocer la importancia de la Biología en diversos contextos y relacionarla con otras áreas de conocimiento. CG3. Continuar estudios de postgrado en áreas especializadas en áreas de Biología o multidisciplinares.

CG4. Expresar rigurosamente los conocimientos biológicos adquiridos de modo que sean bien comprendidos en el ámbito docente y/o especializado.

CG5. Explicar y analizar los fenómenos esenciales, conceptos, principios y teorías relacionadas con la Biología. CG6. Analizar y resolver problemas cualitativos y cuantitativos en el área de la Biología.

CG7. Reconocer y analizar nuevos problemas y planear estrategias para solucionarlos. CG8. Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información biológica.

CG9. Demostrar una base sólida y equilibrada de conocimientos sobre materiales de laboratorio y de la Naturaleza, junto con habilidades prácticas en ambos entornos.

CG10. Manipular con seguridad materiales químicos y organismos y valorar los riesgos de su uso, respetando los procedimientos de seguridad e impacto sobre el medio ambiente.

CG11. Manejar instrumentación básica para análisis biológico.

CG12. Interpretar datos procedentes de observaciones y medidas en términos de su significación y de los modelos explicativos que las apoyan.

CG13. Desarrollar buenas prácticas científicas de observación, medida y experimentación.

CG14. Poseer un alto nivel de compromiso y discernimiento ético para el ejercicio profesional y sus consecuencias. CG15. Valorar la importancia de la Biología en el contexto industrial, económico, medio ambiental, social y cultural.

CG16 Capacidad de desenvolverse con seguridad en un laboratorio.

CE1. Capacidad para Analizar, identificar y clasificar los organismos vivos, así como sus restos y señales de su actividad y evidenciaspaleontológicas.

CE3. Capacidad para producir, transformar, manipular, conservar, Identificar los organismos y materiales de origen biológico, incluidos los alimentos.

CE4.   Capacidad para identificar, evaluar y controlar los agentes biológicos que afectan a la conservación de toda clase de materiales y productos, incluidos los alimentos.

CE6 Capacidad para identificar y evaluar los agentes biológicos patógenos y sus productos tóxicos. Controlar infecciones y plagas.

CE14 Capacidad para organizar y gestionar espacios naturales protegidos, parques zoológicos, jardines botánicos y museos de Ciencias Naturales. Biología recreativa.

CE16 Capacidad para desarrollar estudios y proyectos sobre Biología e impacto ambiental.

CE17 Capacidad para caracterizar, describir y cuantificar la estructura y función de ecosistemas.

CE18 Capacidad para analizar, identificar y clasificar los patrones de distribución de los organismos vivos, determinar la biodiversidad y realizar análisis filogenéticos.

CE20 Capacidad para ejercer la enseñanza y difusión de la Biología en todos los grados educativos y sectores de población y el asesoramiento científico y técnico de cualquier cuestión relacionada con la Biología.

Con esta asignatura se pretende profundizar en el estudio de la diversidad animal mediante una formación más especializada en las metodologías requeridas para la identificación de los diferentes grupos zoológicos.

La idea es cubrir el doble objetivo de presentar a los estudiantes los planteamientos conceptuales y metodológicos del estudio de la diversidad animal a la par que aprenden a reconocer las especies más representativas de nuestra fauna. Esto implica la adquisición de conocimientos básicos sobre la identificación y distribución de la diversidad animal, los problemas de su catalogación (un reto aún pendiente para los biólogos del siglo XXI) y las herramientas disponibles para afrontar esa tarea.

La formación práctica se completará con las técnicas de elaboración de los inventarios de fauna, elemento básico de las aplicaciones del conocimiento científico en la elaboración de estudios biogeográficos, informes técnicos asociados a los estudios de impacto ambiental, delimitación de espacios protegidos, etc.

Desde esta perspectiva, se persigue que el estudiante adquiera:

• Bases conceptuales para el análisis de la biodiversidad animal: sus características y las aproximaciones analíticas más relevantes.

• Capacidad instrumental para reconocer e interpretar la riqueza de especies animales en diferentes momentos, regiones y ambientes, particularmente en lo referente a la fauna Ibérica.

• Conocimiento del valor científico y aplicado de los inventarios de fauna.

• Capacidad para diseñar y ejecutar trabajos de campo para el inventario, censo y seguimiento de especies animales.

• Experiencia y hábitos de determinación de material animal, que le capacite para realizar un primer análisis de la riqueza de especies de grupos zoológicos representativos.

La asignatura se estructurará, tras una introducción general, en lecciones teórico-prácticas dominadas por la actividad práctica de los alumnos en nuestros laboratorios, en las colecciones del Museo de Zoología (MACV) de la Facultad y en el campo.

A lo largo de la asignatura se abordarán los aspectos básicos del diseño de los muestreos, técnicas de identificación, análisis fenotípico y caracterización de las comunidades animales. Es conveniente que los alumnos traigan sus ordenadores portátiles para enseñarles a instalar determinado software de análisis así como el manejo de bancos de datos útiles para su futuro trabajo profesional.

El trabajo autónomo a desarrollar por los alumnos en las labores de identificación será coordinado y supervisado por el profesor, quién asesorará sobre los objetivos, metodología, bibliografía y otros aspectos de interés.

En las clases prácticas desarrolladas en el laboratorio y en el campo, el profesor planteará de forma inicial el contenido de la actividad, resolverá dudas y dirigirá la realización de las prácticas.

En los seminarios y tutorías colectivas alrededor del trabajo de campo se tratarán temas específicos y complementarios a las clases teóricas. Eventualmente se podrán exponer en ellos los trabajos autónomos desarrollados por los estudiantes.

I. Introducción: bases conceptuales para el estudio de la biodiversidad animal

II. Monográficos teórico-prácticos sobre diversidad animal

De modo general, acorde con el Real Decreto 1125/2003, la evaluación se realizará de manera continua a lo largo de todo el semestre, mediante: -pruebas objetivas de conocimientos y resolución de

ejercicios y casos prácticos (60% de la calificación final) más prácticas de laboratorio (20% de la calificación final). Será imprescidible superar ambos bloques para poder superar la

asignatura.. Estos contenidos teóricos y prácticas corresponderan con el 80% de la nota de la asignatura. Actitud y participación en las actividades formativas (salida de campo o

sustituto, 20%).

El programa teórico comprende un primer bloque temático introductorio (con sesiones de teoría y seminarios), seguido de un bloque teórico-práctico (con sesiones de teoría, seminarios y prácticas de laboratorio) estructurado en monográficos sobre la diversidad de los principales grupos animales donde se utilizarán diferentes técnicas de estudio y análisis. En la página de la asignatura se detallan las actividades a realizar, los bancos de datos más importantes y la forma de acceder al software de uso libre necesarios para realizar una parte de las prácticas: http://www.ucm.es/info/zoo//aba/aba.htm.

I. Introducción: bases conceptuales para el estudio de la biodiversidad animal

Tema 1. La biodiversidad animal. Definición y medidas. Evaluación ambiental y gestión. Inventarios, catálogos y colecciones. Museos y recursos en la red. Métodos de estudio de la biodiversidad animal. Diseño experimental y métodos de recolección. Tipos de muestreo (medio terrestre y marino). El bentos intermareal: muestreo de fondos blnados y fondos rocosos. Separación de muestras. 

II. Monográficos teórico-prácticos sobre diversidad animal

Tema 2. Diversidad de poríferos. Presentación. Diversidad de Poríferos y Cnidarios, principales representantes, distribución y rasgos diagnósticos básicos. Determinación de Poríferos: preparación de espículas y claves de determinación. Cnidarios: Presentación del grupo. Papel funcional.

Tema 3. Diversidad de moluscos. Presentación. Diversidad de Moluscos, principales representantes, distribución y rasgos diagnósticos básicos. Papel funcional e importancia económica. Determinación de Moluscos: claves de determinación. Identificación de especies de la fauna ibérica.

Tema 4. Diversidad de anélidos. Presentación. Papel funcional. Diversidad de Anélidos, principales representantes, distribución y rasgos diagnósticos básicos. Determinación de Anélidos: claves de determinación. Identificación de especies de la fauna ibérica.

Tema 5. Diversidad de equinodermos. Presentación. Diversidad de Equinodermos, principales representantes, distribución y rasgos diagnósticos básicos. Papel funcional de los diferentes grupos de Equinodermos. Determinación de Equinodermos: claves de determinación. Identificación de especies de la fauna ibérica.

Tema 6. Patrones generales de distribución de la biodiversidad animal (artrópodos y vertebrados). Diseño de muestreos y utilización de herramientas específicas de análisis de la diversidad de artrópodos y vertebrados.

Tema 7. Métodos de censo y muestreo I. Conceptos generales, adaptación a grupos animales determinados. Requerimientos para el planteamiento de censos, principios básicos para la obtención de información a partir de poblaciones silvestres. Diseño metodología para la elaboración de censos y muestreos. Densidad y Abundancias. Ejemplos concretos

Tema 8. Métodos de censo y muestreo II.  Organización de la información obtenida en censos y muestreos. Utilización y organización de bases de datos. Análisis e interpretación de resultados. Utilización de software específico para el estudio de densidades y abundancias.

Tema 9. Esfuerzo de muestreo.  Unidades de esfuerzo de muestreo. Riqueza observada y potencial de especies. Curvas de rarefacción y de acumulación de especies. Estimadores no paramétricos de la riqueza de especies. Ajuste de curva. Porcentaje de esfuerzo acumulado

Tema 10. Anidamiento. Similitud. Análisis cuantitativos de la riqueza de especies. Análisis de anidamiento y temperatura del sistema. Índices y matrices de similitud. Rutinas de amalgamiento.

Tema 11. Índices de biodiversidad. Serie de Jost o de diversidad verdadera. Diversidad potencial, efectiva y dominante. Diversidad alfa, beta y gamma. Relación de beta con otras diversidades. Series de diversidad verdadera alfa, beta y gamma

Tema 12. Volcado de datos georreferenciados, representación en mapas y operaciones con capas de información geográfica. Georreferenciación de bases de datos. Conceptos básicos para la utilización de Sistemas de Información Geográfica, Tipos de capas, Proyecciones, Generación de capas y tablas con información complementaria.

Tema 13. Modelización y predicción de las distribuciones de fauna I. Concepto de Nicho Ecológico. Nicho Fundamental y Nicho Realizado. Importancia de los Modelos de Distribución de Especies, Modelos explicativos y predictivos. Conceptos generales y selección de los software más adecuados, limitaciones y funcionalidades.

Tema 14. Modelos de Distribución y selección de hábitat. Utilización de diversos software para la elaboración de Modelos de Distribución de Especies. Ejemplos concretos.

Tema 15. Resolución de un caso práctico. A partir de información aportada de bases de datos se resolverá un supuesto práctico relacionado con la determinación, localización o representación geográfica de la distribución de diversos grupos animales, su representatividad, abundancia o nivel de protección.

Prácticas de laboratorio

Las sesiones de prácticas de laboratorio se integran en el bloque II del programa teórico (Monográficos teórico-prácticos sobre diversidad animal).

Prácticas de campo

Muestreo de la riqueza de especies de grupos zoológicos de referencia. Evaluación del muestreo: estudio de las curvas de riqueza acumulada. Preparación de un catálogo de especies por hábitats o sustratos. Las salidas de campo serían voluntarias pero se valorará la asistencia y participación a las mismas.

Se proponen dos alternativas para cubrir estos objetivos formativos según la disponibilidad del alumno.

Como alternativa para aquellos alumnos que no puedan asistir se les asignará un trabajo específico.

Salida de 5 días a la costa: Muestreo de fauna marina. Salida de 3 días de campo a desarrollar en tres medios costeros diferentes. 

Salida de 1 día (x2 salidas): Salidas al campo de un día de duración, para muestreos de medio terrestre. Diseños metodológicos de muestreo (observación directa, estaciones de escucha, itinerarios y transectos, captura fotográfica, captura y recaptura).

Las salidas se podran juntar en una sola salida combinada terrestre-marino de seis días de duración

Véase el programa teórico.

Se citan aquí algunas de las obras generales recomendadas, pero se utilizarán además diversos manuales metodológicos, guías y claves de identificación, cuyos títulos no se relacionan por razones de espacio pero que serán recogidos en la página de la asignatura.

Para más detalles, consultar:

http://www.ucm.es/info/zoo//aba/aba.htm.

BIBLIOGRAFÍA DISPONIBLE EN LA BIBLIOTECA DE LA UCM:

Brusca, R.C. y Brusca, G. J. 2003. Invertebrates. 2nd edition. Sinauer Associates. Sunderland. ISBN-10: 0878930973 Gaston, K. J. y Spicer, J. J. 2004. Biodiversity. An introduction. Second Edition.

Brusca, R.C., Moore, W. y Shuster, S.M. 2016. Invertebrates. Third edition. Sinauer Associates. Sunderland. ISBN-9781605353753 1605353752

Gaston, K.J. y Spicer, J.J. 2004. Biodiversity. An Introduction. Second Edition. Blackwell. Oxford. ISBN: 978-1-4051-1857-6

Gillott, E. 2005. Entomology. Springer. Dordrecht. ISBN-10: 1402031823

Hawksworth, D. L. (ed.). 1995. Biodiversity. Measurement and estimation. Chapman & Hall. London. ISBN 0-412-75220-4

Kardong, K.V. 2007. Vertebrados. Anatomía comparada, función, evolución. 4ª edición. McGraw-Hill, Madrid ISBN: 9788448150211

Magurran, A.E. 2004. Measuring biological diversity. Blackwell Publishing, Madlen, Massachusetts. ISBN-10: 0632056339

Meglitsch, P. A. y Schram, F. R. 1991. Invertebrate Zoology. Oxford University Press. Oxford. ISBN-10: 0195049004

Pough, F.H., Janis, C.M. y Heiser, J.B. 2008. Vertebrate life. 8th edition. Prentice Hall, New Jersey. ISBN-10: 0321545761

Ruppert, E. E. y Barnes, R. D. 1994. Invertebrate Zoology, 6th Edition. Saunders College Publishing, Orlando. ISBN 0030266688

BIBLIOGRAFÍA NO DISPONIBLE EN LA BIBLIOTECA DE LA UCM:

Colwell, R. K. 1996. Biota: the biodiversity database manager. Sinauer, Sunderland. ISBN-10: 0878931287

Jermy, A.C., D. Long, N.E. Stork & S. Winser. 1996. Biodiversity Assessment. A Guide to Good Practice. HMSO, London, UK. ISBN-10: 0117533017

Maclaurin, J. y Sterelny, K. 2008. What is biodiversity? The university of Chicago Press. Chicago. ISBN 9780226500805

Miller, FP, Agnes F Vandome y John Mc Brewster. 2009. DNA Barcoding. Alphascript Publishing. ISBN 6130262817

Schuh, R. T. y A. V. Z. Brower. (2009). Biological Systematics: principles and applications (2nd edn.) Cornell University Press xiii+311 pages. ISBN 978-0-8014-4799-0

Southwood TRE y PA Henderson 2000. Ecological Methods. Blackwell Science| ISBN: 0632054778

Algunos recursos electrónicos relevantes:

• Animal Diversity Web http://animaldiversity.ummz.umich.edu/site/index.html

• ARKive http://www.arkive.org/

• Banco de datos de la Naturaleza (Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente): http://www.magrama.es/es/biodiversidad/temas/Default.aspx

• Barcode of Life. http://www.barcodeoflife.org/

• Enciclopedia Virtual de los Vertebrados Españoles: http://www.vertebradosibericos.org/

• Fish base: http://www.fishbase.org/home.htm

• Moths and Butterflies of Europe and North Africa: http://www.leps.eu/ .

• OBIS‐Ocean Biogeographic Information System: http://www.iobis.org/

• Diva-Gis: http://www.diva-gis.org/

• Avisoft Bioacustics: http://www.avisoft.com/

• Camera traps for researchers: http://www.trailcampro.com/cameratrapsforresearchers.aspx

• GBIF: Infraestructura Mundial de Información en Biodiversidad. http://www.gbif.es/

• Guías de identificación on-line (por ejemplo, Moths and Butterflies of Europe and North Africa. http://www.leps.eu/).

• OBIS-Ocean Biogeographic Information System: http://www.iobis.org/

• Proyecto Fauna Ibérica. http://www.fauna-iberica.mncn.csic.es/ Tree of Life. http://tolweb.org/tree/