* FR: 9-VIII-2010. FA: 7-IX-2010
1 Grupo Biodiversidad del Caribe colombiano. Programa de Biología, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad del Atlántico. Ciudadela Universitaria, km 7 vía Puerto Colombia. Barranquilla, Colombia. E-mail: neyjosemartinez@gmail.com
2 Semillero Investigación Insectos (NEOPTERA) del Caribe colombiano. Grupo Biodiversidad del Caribe colombiano. Programa de Biología, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad del Atlántico. Ciudadela Universitaria, km 7 vía Puerto Colombia. Barranquilla, Colombia. E-mail: lidiscamer@gmail.com
Se determinó la riqueza y abundancia de los escarabajos coprófagos (Scarabaeinae) en la Reserva Natural Las Delicias (RND), SNSM, Colombia. Se seleccionaron dos localidades de muestreo con diferentes grados de intervención. La primera está ubicada a una altitud entre 400 y 550 msnm y la segunda a 200 m. Se realizaron cuatro muestreos desde abril hasta julio de 2008. En cada lugar, se instaló un transecto con 10 trampas de caída separadas por 40 m, cebadas con excremento humano durante 24 horas. Se capturaron 4929 individuos distribuidos en cinco tribus y 18 especies, predominando Dichotomius belus con 1284 individuos (26% del total). La mayor riqueza (16), diversidad (N1 = 7,683 y N2 = 6,515) y equitabilidad de Pielou (J' = 0,8206) se presentó durante junio y la mayor abundancia (1036) en la localidad 2 en julio. La prueba de ANOSIM demostró diferencias significativas entre las épocas de muestreo (R = 1; P = 0,036). El número de especies observadas corresponden entre el 98% y 100% de las especies esperadas por los estimadores ICE y Chao 2. Los resultados de este estudio muestran que la precipitación y la disponibilidad de recursos son factores importantes para explicar los cambios en la riqueza y abundancia de la fauna de Scarabaeinae en el Bs-T en la RND.
Palabras clave: abundancia, bosque seco tropical, Dichotomius belus, riqueza, trampas de caída.
AbstractThe richness and abundance of coprophagous beetles (Scarabaeinae) in Las Delicias Natural Reserve (DNR), SNSM, Colombia was determined in this study. Two sampling locations with different intervention degrees were selected. This first is located at latitude between 400 and 500 m.a.s.l. and the second at 200 m. Four samplings were carried out between April and July, 2008. A transect with ten 40m separate pitfall traps baited with human excrement was installed in each location during 24 hours. 4,929 individuals were captured distributed in five tribes and 18 species, being Dichotomius belus the predominant one with 1,284 individuals (26% out of the total.) The greatest richness (16), diversity (N1 = 7,683 y N2 = 6,515) and Pielou equitability (J' = 0.8206) were present in June, and the greatest abundance (1,036) in the second location in July. The ANOSIM test showed significant differences between the sampling periods (R = 1; P = 0.036.) The number of species observed correspond between 98% and 100% to the species expected by the ICE and Chao 2. The results of this study show that rainfall and the availability of resources are important factors to explain the changes in the richness and abundance of the Scarabaeinae fauna in the Bs-T in the DNR.
Key words: abundance, dry forest, Dichotomius belus, richness, pitfall traps.
En el Caribe colombiano, el bosque seco tropical (Bs-T) ha quedado reducido a pequeños remanentes de vegetación primaria y secundaria. Estas mismas condiciones se presentan en las estribaciones de la Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM), donde se encuentran parches de bosque seco tropical (Bs-T) secundario que están sometidos a la presión antrópica por el aumento de las fronteras agrícolas, ganaderas y urbanas (IAvH, 1998). Estos remanentes se encuentran completamente aislados y mantienen una fauna representativa de grupos tróficos como los escarabajos coprófagos, perteneciente a la subfamilia Scarabaeinae. Éste es un grupo importante en los estudios ecológicos, debido a la facilidad de su recolecta por métodos estandarizados, a su taxonomía manejable e historia natural bien conocida (HALFFTER & FAVILA, 1993; ESCOBAR, 1998). Su participación en el reciclaje de nutrientes, lo convierte en un elemento esencial dentro de los ecosistemas; al enterrar y consumir el excremento, los escarabajos estercoleros incrementan la tasa de reciclaje de nutrientes y aireación del suelo (PECK & FORSYTH, 1982). De igual manera, son controladores de organismos perjudiciales para la salud humana y animales domésticos y dispersores secundarios de semillas depositadas en los excrementos de animales frugívoros (BORNEMISSZA, 1960; MITTAL, 1993; MEDINA & KATTAN, 1996; ANDRESEN, 2001). Además, son particularmente sensibles a perturbaciones en sus ambientes y se utilizan en estudios de diversidad a corto y largo plazo (HALFFTER & FAVILA, 1993, 1997).
Sin embargo, los estudios realizados sobre Scarabaeinae en fragmentos de Bs-T en el país son escasos. Además, la mayoría de estudios no han documentado la dinámica de la riqueza y abundancia de este grupo de insectos en el Bs-T, donde las condiciones ambientales como la humedad y la precipitación cambian entre la época seca y lluvias. En los fragmentos de bosque seco del Caribe colombiano los estudios se han enfocado en la realización de inventarios, como los desarrollados por ESCOBAR (1997, 1998), NORIEGA et al. (2007) y JIMÉNEZ et al. (2008). Otros estudios, se han orientado en la distribución de Digitonthophagus gazella por NORIEGA et al. (2006, 2007) y RIVERA & WOLFF (2007) en el Magdalena y en el Atlántico, y la abundancia y preferencia trófica de Dichotomius belus por BOHÓRQUEZ & MONTOYA (2009) en el departamento de Sucre. Los fragmentos de Bs-T localizados en el piedemonte de la SNSM han sido poco estudiados, y es posible que esta zona mantenga una alta diversidad de este grupo de insectos y de esta forma puedan ofrecer información ecológica valiosa sobre la dinámica de este tipo de ecosistemas en el Caribe colombiano. Teniendo en cuenta lo anterior, se determinó la variación de la riqueza y abundancia de los coleópteros coprófagos (Scarabaeinae) en la Reserva Natural Las Delicias (RND), Magdalena, Colombia.
MATERIAL Y MÉTODOS ]]> Área de estudioActualmente, la presión antrópica en sus alrededores ha aumentado por colonos, quienes siguen ampliando la frontera agrícola y de esta forma afectan el equilibrio en la Reserva. En el lugar, se han observado actividades ilícitas tales como: el corte de especies maderables y caza de animales que son apetecidos por su carne y piel. Hay que destacar que estas últimas actividades están prohibidas en la Reserva.
En el área de estudio se ubicaron dos localidades distanciadas 3,0 Km. La localidad 1 (L1) se encuentra en la parte alta de la Reserva (entre 450 y 550 m de altitud), en las coordenadas 11º08'24.87" N y 74º11'16.96" O. Presenta algunas diferencias en su estado de conservación, con un marcado gradiente de humedad. Esta localidad constituye una zona colindante con áreas transformadas para cultivos y pastoreo de ganado vacuno. También, se observaron áreas quemadas y presencia de cazadores que eventualmente invaden la Reserva. También, presenta vegetación exuberante con arboles maderables, bambú (Riphidocladum racemiflorum), enredaderas y áreas de pastizales. La escasez de agua superficial es una limitante en el filo del cerro; sin embargo, en la parte más baja de este lugar existen nacederos de agua. La segunda localidad (L2) se encuentra localizada a 11º82'00" N y 74º11'42.43" O, a una altitud de 200 m. El transecto se ubicó en una zona aledaña a una quebrada que atraviesa la RND. Esta permanece con agua la mayor parte del tiempo y en la época de sequía existen charcas de agua; por lo que el recurso hídrico predomina en esta zona y permite el establecimiento de la vegetación exuberante y la presencia de diversos grupos faunísticos. Presenta arboles maderables de gran altura (10 a 15 m) propios del Bs-T, enredaderas, sotobosque y árboles frutales, observándose una estratificación de la vegetación y mucha sombra. En este lugar se observó la extracción de algunas especies maderables y presencia de personal ajeno a la Reserva, sobre todo por ser un lugar de fácil acceso y su cercanía a la zona urbana.
Diseño y métodos de captura
El trabajo de campo fue realizado entre abril y julio de 2008; llevándose a cabo un muestreo mensual por localidad, para un total de ocho muestreos en la RND. En cada localidad se ubicó un transecto lineal de 360 m de longitud, donde se marcaron 10 puntos distanciados 40 m. En cada punto se colocó una trampa de caída ("pitfall traps"), que consistió en un vaso plástico de 16 onzas, y en la parte superior se colocó un alambre en forma de U invertida, al cual se colocó el cebo (excremento humano) envuelto en gasa. Las trampas fueron enterradas a ras de suelo, con un tercio de su volumen con solución de detergente con sal, y retiradas a las 24 horas de ser colocadas. Los especímenes recolectados fueron envasados en un nuevo recipiente plástico que contenía alcohol al 96% y etiquetas con especificaciones como el sitio de muestreo, la fecha y el número de la trampa, y fueron revisadas en el laboratorio y separados por morfotipos. La determinación taxonómica se realizó con la ayuda de las claves taxonómicas de MEDINA & LOPERA (2000), VAZ-DE-MELO & EDMONDS (2007) y la confirmación con la colección de referencia de coleópteros coprófagos presente en la Universidad del Magdalena y el IAvH.
Por otro lado, los muestreos realizados fueron separados en época seca (abril) y lluvias (mayo, junio y julio), teniendo en cuenta los datos de precipitación en la zona suministrados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM).
]]> Análisis de datosSe estableció la similitud entre muestreos por localidad, teniendo en cuenta los valores de abundancia, los cuales se ordenaron con base en el índice de similaridad de Bray- Curtis, transformando las abundancias a log n (x+1) para contrarrestar el peso de las especies más dominantes, pero sin disminuir su importancia (CLARKE & WARWICK, 2001). A partir de la matriz obtenida, se obtuvo un dendrograma de similitud elaborado por medio de un análisis de agrupamiento por pares, mediante el método de promedios no ponderados (UPGMA). El agrupamiento se hizo por medio de índice de similitud de Bray-Curtis. Los valores de esta medida de similitud oscilan entre cero a 100% y es bastante apropiado para datos de abundancia de especies. Para el análisis y construcción del agrupamiento, fue utilizado el programa PRIMER 6.0. Con el fin de determinar si existen diferencias en la composición de escarabajos coprófagos entre las localidades y épocas, se aplicó la técnica de ANOSIM (Análisis de similaridades) con diseño a una vía (CLARKE & WARWICK, 2001). Considerando a las especies que aportaron más del 10% de la abundancia total, se determinó las especies que tipificaron o caracterizaron las épocas basado en la abundancia (rutina SIMPER, PRIMER 6.0).
Mediante el análisis de curva de acumulación, se evaluó la eficiencia de los muestreos para el área en general. Para esto se utilizaron los estimadores de riqueza no paramétricos basados en presencia-ausencia de ICE y Chao 2, los cuales pueden ser usados cuando el tamaño y número de muestreos es muy bajo. Los cálculos se realizaron con el programa EstimateS 8.2 (COLWELL, 2009).
RESULTADOSSe capturaron 4927 individuos agrupados en ocho géneros y 17 especies. El género mejor representado fue Canthon Hoffmannsegg con cuatro especies. La mayor riqueza (16) se presentó en julio en la localidad 2 (L2) y la menor (8) en abril para ambos lugares (Tabla 1). Los valores de mayor abundancia se presentaron en julio (1036) y la menor en abril con 61 individuos en la L2 (Tabla 1). Las especies más abundantes fueron Dichotomius belus y Uroxys sp. 1 en julio y la menos abundante fue Canthon lituratus que apareció como especie única durante julio (Tabla 1).
Por otro lado, se observó un aumento progresivo de la riqueza y abundancia promedio por trampa con el incremento de las lluvias en junio y julio (Tabla 2). Sin embargo, los valores de riqueza disminuyen durante el último muestreo en la L2 (Tabla 2).
La riqueza de los gremios funcionales está representado por un 35,3% de rodadores, 58,8% de cavadores y 5,9% de endocópridos. Con respecto a la abundancia, se capturaron un 11,5% de rodadores, 88,2% de cavadores y 0,3% de endocópridos. La mayor riqueza (10) y abundancia (1594) de cavadores se presentó en julio (Figura 2A, B). Los rodadores presentaron mayor riqueza (5) en mayo, mientras que su mayor abundancia se presentó en junio con 236 individuos (Figura 2A, B).
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En junio, se observaron los valores más altos para los números de Hill en la localidad 1 (L1) (N1 = 7,683 y N2 = 5,864) y en la 2 (N1 = 7,658 y N2 = 6,515). En este mismo mes, se presentó la mayor equitabilidad de Pielou (J) = 0,8206) en la L1 (Tabla 2). También se determinó que ambas localidades comparten el 94% de las especies.
El análisis de similitud de Bray-Curtis demuestra que hay tres grupos bien definidos en la estructura de la comunidad de escarabajos coprófagos (Figura 3). Un grupo formado por los muestreos realizados en mayo, junio y julio con una similitud mayor al 75%. Los otros dos grupos están formados por los muestreos en abril en ambas localidades, presentándose la menor similitud durante este mes (Figura 3).
La prueba ANOSIM evidenció diferencias en la estructura de Scarabaeinae entre las épocas de muestreo (Estadístico R = 1; nivel de significancia P = 0,036). Por otro lado, no se demostró diferencias significativas entre las dos localidades (Estadístico R = -0,052; P = 0,571). La rutina SIMPER demostró que la época seca se caracterizó por las especies C. aberrans, Uroxys sp. 2 y Uroxys sp. 1, las cuales aportaron un 84% a la abundancia total de esta época. La época de lluvia fue tipificada por estas mismas especies junto con Dichotomius cf. belus, Canthidium sp. 1 y Canthidium sp. 2, las cuales aportaron un 91% de la abundancia (Tabla 3). Esta misma rutina especifica que D. cf. belus, Uroxys sp. 1, Canthidium sp. 1, Uroxys sp. 2 y Canthidium sp. 2 discriminaron las épocas con respecto a la abundancia, haciéndolas diferentes en un 82%.
Las curvas de acumulación de especies, indican que se recolectó la gran mayoría de las especies presentes en el lugar durante el periodo de estudio. El número total de las especies registradas (17) corresponden al 98% y el 100% del número de especies esperadas, según los estimadores ICE (18) y Chao 2 (Figura 4).
Las especies capturadas corresponde al 77,2% de las descritas por ESCOBAR (1998) para la región Caribe colombiana, y el 7,14% de las registradas por MEDINA et al. (2001) para Colombia. JIMÉNEZ et al. (2008) reportan 22 especies de Scarabaeinae para ambientes secos de la región de Santa Marta (Colombia), compartiendo 10 especies con este trabajo. Lo anterior, demuestra que la RND alberga parte de la fauna representativa de Scarabaeinae presente en el Caribe colombiano. Por otro lado, se capturó un número muy similar de especies que las registradas por ESCOBAR (1997) y BUSTOS & LOPERA (2003) en fragmentos de bosque seco del Tolima, y por MARTÍNEZ et al. (2009) en la zona baja del río Gaira (Santa Marta, Magdalena). Esto indica que el Bs-T en Colombia comparte un alto número de especies de escarabajos coprófagos, con algunas especies particularmente asociadas a este tipo de ecosistema; como es el caso de Malagoniella astyanax, Phanaeus hermes y P. prasinus (ESCOBAR, 2000).
La menor riqueza y abundancia en abril en ambos sitios, puede estar relacionada con los bajos niveles de precipitación (6,95 mm). En este mes, los suelos franco-arcillosos presentes en esta zona tienen poca humedad, y la alta incidencia solar en la superficie del suelo por la caída del follaje en muchas de las especies vegetales, puede disminuir la actividad de muchas especies de escarabajos coprófagos adultos en la zona. Adicional a esto, la cantidad y calidad del excremento disminuye, lo que incide directamente en la disminución de las poblaciones de Scarabaeinae durante este mes. Estos resultados concuerdan con los encontrados por BARRAZA & MONTES (2009) en el bosque seco de Bahía Concha, Santa Marta, Colombia. El aumento de la riqueza y abundancia durante las primeras lluvias, se debe al incremento del número de individuos de Dichotomius cf. belus y Canthon aberrans, así como por las especies de los géneros Uroxys y Canthidium, las cuales aportan el 91% del total de escarabajos capturados.
Los valores de los índices (números de Hill) son muy similares entre las dos localidades, ya que ambas comparten la gran mayoría de las especies. Los bajos valores, en estos índices, se deben a que sólo seis especies (Dichotomius belus, Uroxys sp. 1, Uroxys sp. 2, Canthidium centrale, C. haroldi y Canthon aberrans) son las que contribuyen a la diversidad en la RND. Además, es posible que algunas especies estén representadas por poblaciones con muy pocos individuos y su captura será mucho más aleatoria que la de otras especies (HALFFTER & MORENO, 2005). Por otro lado, muchas especies de escarabajos coprófagos requieren hábitat naturales con una buena cobertura boscosa, y esto es consistente con las condiciones que se presentan en algunos sectores en la L2, lo que puede estar incidiendo en la mayor equitabilidad (0,821) en este lugar durante junio. Los valores de estos índices, son muy similares a los descritos por MARTÍNEZ et al. (2009) en fragmentos de bosque seco en la zona baja del río Gaira.
Es posible que la similaridad en la estructura de Scarabaeinae entre las dos localidades en la RND, se pueda atribuir a que ambos lugares presentan el mismo tipo de vegetación y poca diferencia en la altitud, con unas condiciones ambientales muy similares, lo que posiblemente permita el flujo de individuos entre los dos lugares. Estos resultados coinciden con los reportados por MARTÍNEZ et al. (2009), quienes no encontraron diferencias en la comunidad de escarabajos coprófagos en un gradiente altitudinal en la cuenca media y baja del río Gaira, SNSM, Colombia. La disimilaridad entre las épocas de muestreo, demuestra que la precipitación es un factor importante en el ensamblaje de coleópteros coprófagos; demostrándose la estacionalidad de este grupo de escarabajos en ambientes donde las condiciones cambian drásticamente entre la época seca y lluvias (ESCOBAR, 2000). Con la aparición de las lluvias, hay un incremento en la humedad del suelo, se humedece la cámara de pupación y facilita la emergencia de los escarabajos (BUSTOS & LOPERA, 2003). Además, se presenta un aumento de la cobertura boscosa en estos ecosistemas y la disponibilidad de recursos vegetales para mamíferos es mayor. De esta forma, la cantidad, calidad y distribución homogénea de las heces en la zona pueden ser aprovechadas por los escarabajos coprófagos (HUSTON, 1994).
Este mismo comportamiento, se presenta en regiones tropicales donde se registran marcados cambios en la riqueza, abundancia y diversidad de las comunidades de escarabajos coprófagos de acuerdo con los regímenes de lluvia (JANZEN, 1982; BREYTENBACH & BREYTENBACH, 1986; ROUGON & ROUGON, 1991; ESCOBAR, 1997). La baja similaridad en los muestreos realizados en abril, se puede atribuir a las condiciones imperantes en las dos localidades. En la 2, se observó la presencia de agua en la quebrada durante la época seca, lo cual es un recurso que atrae a muchos vertebrados, aumentando la densidad de excrementos en el lugar. Además, la fenología del bosque con un dosel homogéneo y gran cobertura mantienen unas condiciones microclimáticas óptimas, para que el excremento y carroña, la hojarasca y otros restos vegetales se mantengan húmedos, facilitando la acción y proliferación de hongos que sirven como alimento a muchos escarabajos coprófagos.
La rutina SIMPER demostró que cada una de las épocas fue tipificada por especies diferentes de acuerdo a su abundancia. Canthidium sp. 2 y Canthon aberrans tipificaron las dos épocas de muestreos, lo cual puede estar sujeto a que son especies generalistas y capaces de aprovechar otro tipo de recursos como frutos en descomposición, carroña y hongos, que pueden suplir las necesidades de fósforo y nitrógeno en ausencia del excremento (HANSKI & CAMBEFORT, 1991). La época de lluvia también fue tipificada por las especies Dichotomius cf. belus, Uroxys sp. 1, Uroxys sp. 2 y Canthidium sp. 1, las cuales aparecieron con las primeras lluvias. Es posible que la etapa reproductiva de estas especies esté sincronizada con la aparición de este evento en el área de estudio. Estos resultados concuerdan con los encontrados por BARRAZA & MONTES (2009), BOHÓRQUEZ & MONTOYA (2009) y MARTÍNEZ et al. (2009) en el Bs-T del Caribe colombiano.
La mayor presencia de especies cavadoras, puede estar relacionada con el tipo de suelo franco-arcilloso en el área de estudio. A este grupo funcional, se le facilita construir sus madrigueras para esconder el excremento y la cría de sus larvas en este tipo de suelo (MARTÍNEZ et al., 2009) Por otro lado, con la llegada de las lluvias el terreno se humedece y favorece el establecimiento de nidos en galerías, lo que facilita que las especies entierren el alimento más rápidamente (HANSKI & CAMBEFORT, 1991) en especial en zonas donde las condiciones son tan cambiantes como el Bs-T. Durante este estudio, la mayoría de las trampas se colocaron en zonas de pendiente, lo que puede impedir que los rodadores puedan transportar más fácilmente la bola de excremento. Es por esto que en próximos trabajos, se recomienda tener en cuenta esta variable en áreas de Bs-T con terreno muy pronunciado. El bajo porcentaje de endocópridos, se presenta por la forma de vida de estas especies, debido a que son residentes en el excremento y la metodología utilizada no es la adecuada para capturar un mayor número de individuos (HALFFTER & EDMONDS, 1982). Similares resultados son reportados por PULIDO et al. (2003), ESPARZA & AMAT (2007) y BARRAZA & MONTES (2009) para bosques colombianos.
La asíntota obtenida con los diferentes estimadores es buen indicador de la representatividad de este estudio, que arroja datos suficientes sobre la diversidad local de escarabajos coprófagos, reflejándose en las curvas de especies únicas y duplicadas que decrecen con el incremento del número de trampas. Esto indica que el número de trampas y muestreos fueron suficientes para aproximarse al número de especies para la zona (MORENO, 2001; VILLAREAL et al., 2004). También, se demuestra que el estudio de este grupo de insectos, puede servir para hacer evaluaciones ecológicas de una zona en corto tiempo.
Si bien la utilidad de los escarabajos coprófagos como indicadores de biodiversidad ha sido probada (SPECTOR, 2006), los resultados presentados aquí sirven como herramienta para reforzar los esfuerzos de conservación en esta área. También, esperamos que este estudio sirva para llevar a cabo una investigación más exhaustiva sobre la dinámica temporal de la riqueza y abundancia de los escarabajos coprófagos en la zona de estudio, y como herramienta ecológica para conocer la dinámica de los fragmentos de Bs-T secundario en recuperación y otros ecosistemas similares en el piedemonte de la SNSM.
AGRADECIMIENTOS ]]> Agradecemos a los propietarios de la Reserva Natural "Jardín Las Delicias". A Vicente por su guía y colaboración durante la estadía en la Reserva. A Héctor García por su ayuda y guía en la identificación de los especímenes. A la Universidad del Atlántico por facilitar sus instalaciones, y a los miembros del Semillero de Investigación Insectos (NEOPTERA) del Caribe colombiano, por su apoyo en campo y colaboración durante la separación de las muestras.
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