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Estudio de caso: ¿Son perjudiciales las ranas toro invasoras? - biología

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Parte 1: ¿Qué hay en el estanque?

Laura tomó una muestra de agua de un estanque cerca de Clear Lake en California. Había estado estudiando con el profesor Clark todo el semestre, estudiando especies invasoras en depósitos de agua. Ya no necesitaba una guía de campo para identificar los renacuajos en su muestra como Rana catesbeiana, o la rana toro americana. Su cuaderno de laboratorio contenía datos y bocetos de las últimas tres semanas en los que también había identificado cangrejos de río, truchas, agallas azules, bagres, ranas leopardo, tortugas y serpientes de agua.

El profesor Clark se unió a ella unos minutos después con una gran rana toro que había sacado del estanque. "¡Mira a este tipo!"

Laura se levantó de un salto para ver el espécimen, había visto muchas ranas pequeñas y renacuajos, pero la rana toro en la mano del profesor Clark era el anfibio más grande que había visto en su vida, pesando fácilmente una libra. El profesor Clark usó su pluma para señalar las crestas dorsolaterales que para las ranas toro se extienden alrededor de la membrana timpánica en lugar de ir en línea recta por el lomo de la rana. Midió la membrana timpánica y notó que era más grande que el ojo de la rana.

El profesor Clark devolvió a la rana al estanque con un profundo suspiro. "No hay forma de que podamos detenerlos ahora". Laura miró las ondas en el agua y preguntó "¿cómo crees que llegaron aquí en primer lugar?"

"Desafortunadamente, las ranas toro fueron traídas a California a principios de 1900, algunas de ellas fueron traídas como fuente de alimento, algunas fueron introducidas como mascotas e incluso algunas fueron agregadas deliberadamente a estanques para controlar la población de mosquitos. En ese momento, no tenían idea de qué las ranas toro le harían a las poblaciones nativas ".

Laura regresó a la cabaña donde ella y los otros estudiantes de posgrado se alojaban mientras recolectaban datos. A medida que el sol se ocultaba, podía escuchar el familiar canto de las ranas toro desde el estanque y el lago cercanos.

Preguntas:

  1. El mapa muestra el área de distribución nativa de la rana toro y las áreas donde se ha introducido la rana toro. ¿Existen barreras naturales entre el lado este del mapa y el lado oeste?
  2. Con base en la muestra de agua del estanque de Laura, puede hacer inferencias sobre la composición de la comunidad. ¿Qué habitante de la comunidad es más probable que se vea más afectado por la invasión de una rana toro? Defiende tu elección.
  3. Los biólogos a menudo incluyen bocetos en sus diarios de campo. Usando el video o una búsqueda de imágenes como ayuda, dibuje una rana toro e indique las crestas dorsolaterales y la membrana timpánica.
  4. Describe el nicho de la rana toro. Un nicho se refiere al hábitat y la forma de vida de un animal (qué come, cómo se aparea, cómo construye un nido ... etc.) ¿Por qué crees que los ecologistas sugieren que controlar la especie es más válido que la eliminación?

Parte 2: La instalación de investigación

Al día siguiente, Laura fue a las instalaciones cercanas donde se estaban estudiando las ranas toro en el laboratorio. Los científicos han estado buscando formas de controlar la población sin afectar negativamente a las especies nativas. Un estanque artificial de interés contenía lobina negra. Si bien la lubina tampoco es una especie nativa de California, en los lugares donde vive, se sabe que comen renacuajos de rana toro e incluso juveniles. A otros peces parece no gustarles el sabor de las ranas toro. El estanque en la instalación estaba lleno de ranas toro americanas y lobinas de boca grande, los pasantes estaban recolectando cuidadosamente datos sobre cómo interactúan las dos especies.

Laura se sentó en su escritorio para ingresar los datos de la última semana. Apareció un correo electrónico del profesor Clark.

"Oye, acabamos de recibir datos de la instalación en Arizona donde introdujeron la lobina negra en un lago hace 12 años. He adjuntado el archivo. Necesitamos un gráfico de esto para nuestro informe".

Laura hizo una pausa para acceder al archivo que parecía ser una tabla que mostraba los números de rana toro y lubina de los datos recopilados en el lago.

Año

Número de ranas toro (estimado)

Número de graves (estimación)

1

80,000

1,000

2

60,000

8,000

3

40,000

12,000

4

10,000

28,000

5

8,000

10,000

6

22,000

14,000

7

32,000

16,000

8

41,000

18,000

9

11,000

29,000

10

22,000

9,000

11

28,000

13,000

12

35,000

18,000

6. Los datos muestran la relación entre un depredador y una presa, comúnmente llamado gráfico depredador-presa. Crea un gráfico que muestre dos líneas, una para el bajo y otra para la rana toro. El tiempo debe estar en el eje x y el número de individuos en el eje Y.

7. Con base en los datos mostrados, ¿recomendaría que la lubina sea una forma eficaz de controlar las poblaciones de rana toro? ¿Por qué o por qué no?

Parte 3: ¿Cómo se pueden controlar las ranas?

También en las instalaciones de investigación, los biólogos estaban estudiando los efectos de las toxinas en las poblaciones de ranas mientras buscaban una forma de controlarlas utilizando productos químicos. El profesor Roberts, que también trabajó en este problema, había comenzado a escribir su tesis sobre el control químico de las poblaciones de ranas. Su borrador estaba en el tablón de anuncios donde los otros científicos y estudiantes universitarios podían leerlo y comentarlo. Laura se tomó un momento para leer los hallazgos del profesor Roberts.

Los tóxicos tienen el potencial de ayudar en el control de las ranas toro, pero la difusión de tóxicos en los sistemas acuáticos puede ser peligrosa para las especies no objetivo que se pueden encontrar allí. Examinamos la eficacia de varios compuestos que se probaron originalmente para controlar las ranas invasoras Coqui (Eleutheradactylus coqui) en Hawai.

En una prueba de laboratorio, rociamos alrededor de 4 ml de solución de tratamiento en toda la superficie dorsal de grupos de ranas toro seleccionados al azar, usando una botella rociadora de plástico de mano. Se utilizó agua como disolvente para todos los materiales. Para mejorar la solubilidad, se añadió una pequeña cantidad de benzoato de sodio a la solución de cafeína y se añadió una pequeña cantidad de alcohol a la solución de cloroxilenol. Encontramos 3 tóxicos potenciales para el control de las ranas toro (Cuadro 1). Estos compuestos deben someterse a pruebas rigurosas para examinar los efectos que podrían ocurrir en especies no objetivo, antes de cualquier uso en el campo. Además, es necesario un sistema de administración eficaz para estos compuestos (p. Ej., Pulverización local frente a amplia difusión).

Laura negó con la cabeza después de leer la sección del informe. Aunque entendió que las ranas toro eran especies invasoras que dañaban la vida silvestre nativa, tuvo problemas con la investigación que involucraba la matanza intencional de las ranas. Afortunadamente, el profesor Clark no le pidió que participara en esta parte de la investigación.

Además de los experimentos tóxicos, el profesor Roberts también estaba explorando formas de atrapar las ranas, basándose en experimentos realizados en Australia para controlar el sapo de caña. El informe de investigación también incluyó datos sobre ranas toro que quedaron atrapadas en el lado norte de Clear Lake. (Tabla 2)

8. Según los datos del informe del profesor Roberts, ¿qué tres sustancias tóxicas serían más eficaces para controlar las poblaciones de ranas toro?

9. Qué se entiende por esta declaración en el informe: "¿Estos compuestos deberían someterse a pruebas rigurosas para examinar los efectos que podrían ocurrir en especies no objetivo? "

10. ¿Por qué Laura no querría trabajar como asistente del profesor Roberts? ¿Cómo se siente su grupo acerca de sus experimentos?

11. Según los datos de captura, ¿se puede utilizar la captura para controlar las poblaciones de rana toro? Cómo llegaste a esta conclusión?

Parte 4: ¿Qué pasa con las ranas nativas?

Laura estaba a punto de empacar y regresar a casa cuando recibió otro correo electrónico del profesor Clark.

"Oye, acabo de regresar de una reunión del pueblo y no parece que la comisión de parques esté realmente de acuerdo con el control de las ranas. No ven que es un problema dejar las cosas en paz. Lo mismo sucedió en el norte, donde el consejo decidió dejar que las ranas estuvieran y ver qué pasaba. Otra universidad ha estado estudiando un grupo de estanques donde las ranas se crían juntas y por separado para determinar el impacto. Los estanques están cerca de Lake Placid. ¿Puedes Llame a la universidad para obtener su población de ranas toro americanas y los nativos Rana draytonii - esa es la rana de patas rojas de California y la rana arborícola del Pacífico norte- Pseudacris regilla. Necesitamos hacer una declaración de impacto sobre lo que sucederá si ambas ranas viven en el mismo entorno ".

Laura suspiró y se puso a trabajar, una hora después recibió un fax de la universidad que proporcionaba estimaciones de las poblaciones de especies a partir de datos recopilados durante un período de 6 años en sus estanques experimentales.

Año 1

Año 2

Año 3

Cuarto año

Año 5

Año 6

Rana draytonii sola

500

690

800

840

850

900

Pseudacris regilla solo

500

780

900

1200

1300

1300

Pseudacris regilla (con Rana catesbeiana)

500

660

800

1100

1200

1200

Rana draytonii (con Rana catesbeiana)

500

580

500

400

350

200

Mientras Laura consideraba los datos, recordó su clase de ecología básica y aprendió cómo una especie introducida puede afectar a las poblaciones locales. En ecología, el principio de exclusión competitiva, a veces denominado ley de Gause, es una proposición que establece que dos especies que compiten por el mismo recurso no pueden coexistir con valores de población constantes. Cuando una especie tiene la más mínima ventaja o ventaja sobre otra, la que tiene la ventaja dominará a largo plazo. Uno de los dos competidores siempre superará al otro, lo que provocará la extinción de este competidor o un cambio evolutivo o de comportamiento hacia un nicho ecológico diferente. En otras palabras, no hay dos especies que puedan ocupar el mismo nicho.

12. Cree una gráfica que muestre los números de las poblaciones de los años 1 al 6. Use una línea de color diferente para cada población para que se puedan comparar fácilmente.

13. Según los datos (y su gráfico), ¿cuál de las especies nativas será menos impactado por la introducción de las ranas toro? Proporcione evidencia para respaldar su reclamo.

14. Un nicho se define vagamente como el papel de un organismo en su entorno, que puede incluir factores como preferencia de alimentación, comportamientos de anidación, comportamientos de apareamiento, método de obtención de presas y hábitats locales. Teniendo en cuenta la ley de Gause, realice una investigación sobre la rana de patas rojas de California y la rana arbórea del Pacífico norte. Cree un cuadro que compare a los dos con respecto a su nicho o su estilo de vida que pueda explicar cómo estas dos ranas pueden coexistir en el mismo ecosistema.

15. Ahora considere cómo la adición de la rana toro puede afectar a estas dos especies nativas de diferentes maneras. ¿Por qué una especie nativa podría ser más resistente que la otra?

Parte 5: ¿Cuáles son sus recomendaciones?

El profesor Clark entró al laboratorio al día siguiente, Laura apenas había dormido en toda la noche mientras recopilaba los datos y creaba gráficos. "Bueno, Laura, nuestro tiempo se acabó. El Comité de Parques quiere nuestra recomendación esta noche para la reunión de la junta".

Laura se rió nerviosamente. "Y pensé que hoy podría tomar una siesta".

El profesor revolvió algunos de los montones de papeles que estaban esparcidos por el escritorio de Laura. "No tuve tanta suerte. Has estado trabajando duro en este proyecto. ¿Por qué no me traes un borrador de la carta que deberíamos redactar para el comité?"

Laura estaba atónita, después de todo era solo una pasante. "¿Quieres que escriba la carta?"

El profesor Clark sonrió y agarró su sombrero. "Sí, creo que sabes lo que debemos hacer. Voy a pescar". Con eso, el profesor salió por la puerta.

Comunique sus recomendaciones mediante una de las siguientes acciones:

Escribe una carta al Comité de Parques que describe su posición sobre qué hacer con las ranas toro. Tiene varias opciones, incluida una que sugiere no hacer nada en absoluto.

  • identificar su posición y recomendaciones al comité
  • explique POR QUÉ elegiría este curso de acción
  • incluir detalles específicos y evidencia de su investigación (en este caso de estudio)
  • usar vocabulario que sea apropiado y efectivo
  • Organiza tus pensamientos en oraciones y párrafos completos.
  • identificar su posición y recomendaciones al comité
  • explique POR QUÉ elegiría este curso de acción
  • incluir detalles específicos y evidencia de su investigación (en este caso de estudio)
  • usar vocabulario apropiado y efectivo
  • Organice sus pensamientos en listas coherentes, viñetas o subtítulos cortos.
  • incluir imágenes apropiadas relacionadas con su información