Ecology : principles and applications.

Para los estudiantes de nivel avanzado en biología, geografía y ciencias de la Tierra, que necesitan una introducción a la ecología. El texto comienza con la ecología de los distintos organismos y se mueve, a través de las comunidades y los ecosistemas, a las consideraciones globales de la biogeografía, la co-evolución y la conservación. Destacan historias de casos, perspectivas históricas y polémicas teorías. Esta edición se ha puesto al día con los actuales planes de estudio mediante la adición de más material sobre la cuestión de la conservación, dando cobertura a los principios de la conservación y la utilización de estudios de casos para dar ejemplos de las políticas de conservación en la práctica. Tiene glosario, bibliografía, índice.

Ecology.

Es una disciplina científica relativamente nueva, que estudia las relaciones entre los seres vivos, dentro de cada especie y entre especies diferentes, y entre éstos y su entorno. Por lo que también forma parte del estudio los aspectos físicos del medio ambiente, tales como la composición de las rocas, del suelo, del aire y del agua. El estudio ecológico se divide en varias fases, en primer lugar, se realiza el trabajo de campo que recopila información en el mismo medio natural y del que se obtienen unos datos, que sirven después para completar los estudios en el laboratorio y realizar experimentos.

A study on the phylogeny and the ecology of ammonia-oxidizing bacteria using a new molecular marker based on the gene amoB

L'agricultura i la industrialització han causat un augment significatiu del nombre d'ambients rics en amoni. La presència de compostos nitrogenats redueix la qualitat de l'aigua, causant problemes de toxicitat, deteriorant el medi ambient i fins i tot afectant la salut humana. En conseqüència, la nitrificació s'ha convertit en un procés global que afecta al cicle del nitrogen a la biosfera. Els bacteris oxidadors d'amoni (AOB) són els responsables de l'oxidació de l'amoni a nitrit, i juguen un paper essencial en el cicle del nitrogen. Els primers oxidadors d'amoni foren aïllats a finals del segle XIX, però la lentitud del seu creixement i les dificultats per cultivar-los feren que fins als anys 80, amb els primers estudis emprant el gen 16SrDNA, no s'assolís un coneixement complert d'aquest grup bacterià. Actualment les bases de dades contenen multitud d'entrades amb seqüències corresponents a AOB. L'objectiu d'aquest treball era trobar, desenvolupar i avaluar eines útils i fiables per a l'estudi dels AOB en mostres ambientals. En aquest treball primer descrivim la utilització de la hibridació in situ amb fluorescència (FISH), mitjançant l'aplicació de sondes amb diana en el 16SrRNA dels AOB. La FISH ens va permetre detectar i recomptar aquest grup bacterià; no obstant, aquest mètode no permetia la detecció de noves seqüències, pel que es necessitava una nova eina. Amb aquesta intenció vam aplicar la seqüència de la sonda Nso1225 en una PCR. El fet d'amplificar específicament un fragment del 16SrDNA dels AOB va suposar el desenvolupament d'una nova eina molecular que permetia detectar la presència i diversitat d'aquests bacteris en ambients naturals. Malgrat tot, algunes seqüències pertanyents a bacteris no oxidadors d'amoni del subgrup β dels proteobacteris, eren també obtingudes amb aquesta tècnica. Així mateix, un dels inconvenients de l'ús del 16SrDNA com a marcador és la impossibilitat de detectar simultàniament els AOB que pertanyen als subgrups β i γ dels proteobacteris. El gen amoA, que codifica per la subunitat A de l'enzim amoni monooxigenasa (AMO), era aleshores àmpliament utilitzat com a marcador per a la detecció dels AOB. En aquest treball també descrivim la utilització d'aquest marcador en mostres procedents d'un reactor SBR. Aquest marcador ens va permetre identificar seqüències de AOB en la mostra, però la necessitat de detectar amoA mitjançant clonatge fa que l'ús d'aquest marcador requereixi massa temps per a la seva utilització com a eina en estudis d'ecologia microbiana amb moltes mostres. Per altra banda, alguns autors han assenyalat l'obtenció de seqüències de no AOB en utilitzar amoA en un protocol de PCR-DGGE. Amb la finalitat d'obtenir una eina ràpida i rigorosa per detectar i identificar els AOB, vam desenvolupar un joc nou d'oligonucleòtids amb diana en el gen amoB, que codifica per a la subunitat transmembrana de l'enzim AMO. Aquest gen ha demostrat ser un bon marcador molecular pels AOB, oferint, sense tenir en compte afiliacions filogenètiques, una elevada especificitat, sensibilitat i fiabilitat. En aquest treball també presentem una anàlisi de RT-PCR basada en la detecció del gen amoB per a la quantificació del gènere Nitrosococcus. El nou joc d'oligonucleòtids dissenyat permet una enumeració altament específica i sensible de tots els γ-Nitrosococcus coneguts. Finalment, vam realitzar un estudi poligènic, comparant i avaluant els marcadors amoA, amoB i 16SrDNA, i vàrem construir un arbre filogenètic combinat. Com a resultat concloem que amoB és un marcador adequat per a la detecció i identificació dels AOB en mostres ambientals, proporcionant alhora agrupacions consistents en fer inferències filogenètiques. Per altra banda, la seqüència sencera del gen 16S rDNA és indicada com a marcador en estudis amb finalitats taxonòmiques i filogenètiques en treballar amb cultius purs de AOB.

Ecology of an invasive fish (Silurus glanis) in Catalan reservoirs

L'objectiu d'aquesta tesi és aportar les primeres dades sobre l'ecologia del silur (Silurus glanis) introduït a la Península Ibèrica i estimar els seu impacte ecològic sobre la biota nativa. Es van mostrejar les comunitats de peixos de 14 embassaments catalans. El silur es troba actualment introduït a quatre conques Ibèriques: a la de l'Ebre fa uns 30 anys, a les del Ter i Tajo fa uns pocs anys i recentment al Llobregat. Hem demostrat la utilitat de comparar estadis d'invasió recents i avançats per mirar d'entendre els canvis ecològics causats per espècies invasores: les introduccions recents presenten silurs més joves, de menor mida i amb taxes de creixement superiors a les de les poblacions introduïdes anteriorment i també respecte les poblacions natives; a més, depreden majoritàriament sobre peixos, en contra de les poblacions més antigues que s'alimenten sobretot de cranc. Finalment, aportem les primeres dades publicades de telemetria del silur.

Stable Isotope Analysis Reveals That Agricultural Habitat Provides an Important Dietary Component for Nonbreeding Dunlin

Although shorebirds spending the winter in temperate areas frequently use estuarine and supratidal (upland) feeding habitats, the relative contribution of each habitat to individual diets has not been directly quantified. We quantified the proportional use that Calidris alpina pacifica (Dunlin) made of estuarine vs. terrestrial farmland resources on the Fraser River Delta, British Columbia, using stable isotope analysis (δ13C, δ15N) of blood from 268 Dunlin over four winters, 1997 through 2000. We tested for individual, age, sex, morphological, seasonal, and weather-related differences in dietary sources. Based on single- (δ13C) and dual-isotope mixing models, the agricultural habitat contributed approximately 38% of Dunlin diet averaged over four winters, with the balance from intertidal flats. However, there was a wide variation among individuals in the extent of agricultural feeding, ranging from about 1% to 95% of diet. Younger birds had a significantly higher terrestrial contribution to diet (43%) than did adults (35%). We estimated that 6% of adults and 13% of juveniles were obtaining at least 75% of their diet from terrestrial sources. The isotope data provided no evidence for sex or overall body size effects on the proportion of diet that is terrestrial in origin. The use of agricultural habitat by Dunlin peaked in early January. Adult Dunlin obtained a greater proportion of their diet terrestrially during periods of lower temperatures and high precipitation, whereas no such relationship existed for juveniles. Seasonal variation in the use of agricultural habitat suggests that it is used more during energetically stressful periods. The terrestrial farmland zone appears to be consistently important as a habitat for juveniles, but for adults it may provide an alternative feeding site used as a buffer against starvation during periods of extreme weather. Loss or reduction of agricultural habitat adjacent to estuaries may negatively impact shorebird fitness, with juveniles disproportionately affected.

The Influence of Body Condition on the Stopover Ecology of Least Sandpipers in the Lower Mississippi Alluvial Valley during Fall Migration

Many shorebirds are long-distance migrants and depend on the energy gained at stopover sites to complete migration. Competing hypotheses have described strategies used by migrating birds; the energy-selection hypothesis predicts that shorebirds attempt to maximize energy gained at stopover sites, whereas the time-selection hypothesis predicts that shorebirds attempt to minimize time spent at stopover sites. The energy- and time-selection hypotheses both predict that birds in better condition will depart sites sooner. However, numerous studies of stopover duration have found little support for this prediction, leading to the suggestion that migrating birds operate under energy and time constraints for only a small portion of the migratory season. During fall migration 2002, we tested the prediction that birds in better condition depart stopover sites sooner by examining the relationship between stopover duration and body condition for migrating Least Sandpipers (Calidris minutilla) at three stopover sites in the Lower Mississippi Alluvial Valley. We also tested the assumption made by the Lower Mississippi Alluvial Valley Migratory Bird Science Team that shorebirds stay in the Mississippi Valley for 10 d. The assumption of 10 d was used to estimate the amount of habitat required by shorebirds in the Mississippi Valley during fall migration; a period longer than 10 d would increase the estimate of the amount habitat required. We used multiple-day constancy models of apparent survival and program MARK to estimate stopover duration for 293 individually color-marked and resighted Least Sandpipers. We found that a four-day constancy interval and a site x quadratic time trend interaction term best modeled apparent survival. We found only weak support for body condition as a factor explaining length of stopover duration, which is consistent with findings from similar work. Stopover duration estimates were 4.1 d (95% CI = 2.8–6.1) for adult Least Sandpipers at Bald Knob National Wildlife Refuge, Arkansas, 6.5 d (95% CI = 4.9–8.7) for adult and 6.1 d (95% CI =4.2–9.1) for juvenile Least Sandpipers at Yazoo National Wildlife Refuge, Mississippi, and 6.9 d (95% CI = 5.5–8.7) for juvenile Least Sandpipers at Morgan Brake National Wildlife Refuge, Mississippi. Based on our estimates of stopover duration and the assumption made by the Lower Mississippi Alluvial Valley Migratory Bird Science Team, there is sufficient habitat in the lower Mississippi Valley to support shorebirds during fall migration.

Nonbreeding-Season Drivers of Population Dynamics in Seasonal Migrants: Conservation Parallels Across Taxa

For seasonal migrants, logistical constraints have often limited conservation efforts to improving survival and reproduction during the breeding season only. Yet, mounting empirical evidence suggests that events occurring throughout the migratory life cycle can critically alter the demography of many migrant species. Herein, we build upon recent syntheses of avian migration research to review the role of non-breeding seasons in determining the population dynamics and fitness of diverse migratory taxa, including salmonid fishes, marine mammals, ungulates, sea turtles, butterflies, and numerous bird groups. We discuss several similarities across these varied migrants: (i) non-breeding survivorship tends to be a strong driver of population growth; (ii) non-breeding events can affect fitness in subsequent seasons through seasonal interactions at individual- and population-levels; (iii) broad-scale climatic influences often alter non-breeding resources and migration timing, and may amplify population impacts through covariation among seasonal vital rates; and (iv) changes to both stationary and migratory non-breeding habitats can have important consequences for abundance and population trends. Finally, we draw on these patterns to recommend that future conservation research for seasonal migrants will benefit from: (1) more explicit recognition of the important parallels among taxonomically diverse migratory animals; (2) an expanded research perspective focused on quantification of all seasonal vital rates and their interactions; and (3) the development of detailed population projection models that account for complexity and uncertainty in migrant population dynamics.

Contrasting Seasonal Survivorship of Two Migratory Songbirds Wintering in Threatened Mangrove Forests

Long-distance migrants wintering in tropical regions face a number of critical conservation threats throughout their lives, but seasonal estimates of key demographic parameters such as winter survival are rare. Using mist-netting-based mark-recapture data collected in coastal Costa Rica over a six-year period, we examined variation in within- and between-winter survivorship of the Prothonotary Warbler (Protonotaria citrea; 753 young and 376 adults banded), a declining neotropical habitat specialist that depends on threatened mangrove forests during the nonbreeding season. We derived parallel seasonal survivorship estimates for the Northern Waterthrush (Seiurus noveboracensis; 564 young and 93 adults banded), a cohabitant mangrove specialist that has not shown the same population decline in North America, to assess whether contrasting survivorship might contribute to the observed differences in the species’ population trajectories. Although average annual survival probability was relatively similar between the two species for both young and adult birds, monthly estimates indicated that relative to Northern Waterthrush, Prothonotary Warblers exhibited: greater interannual variation in survivorship, especially within winters; greater variation in survivorship among the three study sites; lower average between-winter survivorship, particularly among females, and; a sharp decline in between-winter survivorship from 2003 to 2009 for both age groups and both sexes. Rather than identifying one seasonal vital rate as a causal factor of Prothonotary Warbler population declines, our species comparison suggests that the combination of variable within-winter survival with decreasing between-winter survival demands a multi-seasonal approach to the conservation of this and other tropical-wintering migrants.