En el marco del proyecto de investigación general "Diversidad arbórea en la zona mediterránea en Chile: ¿la silvicultura cercana a la naturaleza y la rentabilidad son mutuamente excluyentes?" en la VIII. Region del Biobio (desde 2018 la XVI. Región de Ñuble) se realizó un ensayo de campo con tres especies de árboles nativos chilenos en la zona mediterránea de Chile en el período de vegetación de 2012/2013. El centro de Chile se caracteriza por una alta biodiversidad con muchas especies endémicas. Dado que gran parte de los ecosistemas forestales naturales ya han sido destruidos, el establecimiento óptimo de bosques con especies de árboles nativos es particularmente importante y aún no se ha investigado lo suficiente. En esta tesis doctoral, se examinó cómo estas especies pueden ser (re-)establecidas en la zona central y qué condiciones ambientales influyen en su crecimiento y sus características ecofisiológicas. Se seleccionaron tres especies que son típicas de la región y en parte endémicas: dos especies deciduos de haya del sur Nothofagus obliqua (Roble) y Nothofagus glauca (Hualo) y una especie de hoja dura, Quillaja saponaria (Quillay). Estas especies fueron plantadas en la VIII. Región de Chile bajo tres coberturas diferentes: dentro de un bosque de Nothofagus glauca de 25 años previamente raleado, en una plantación joven de Pinus radiata, y en un área abierta con sombra lateral de bosques adyacentes más viejos de Pinus radiata y Nothofagus glauca. Para todas las plantas examinadas, se determinaron factores ambientales tales como la luz (factor de sitio indirecto), el contenido volumétrico de agua del suelo, la profundidad del suelo, la biomasa de la vegetación que rodea las plantas y la distancia al árbol vecino más cercano. La supervivencia, la longitud del brote y el diámetro del cuello de la raíz, la conductancia estomática, el área foliar específica y el número de las hojas de las plantas se determinaron como variables de respuesta. Con N. obliqua y Q. saponaria se fue un experimento de cámara climática en Alemania, no se pudo establecer N. glauca en el invernadero. Se estudiaron doce plantas por especie x 6 tratamientos en dos cámaras climáticas con las mismas condiciones de temperatura y luz. El crecimiento, la asignación de biomasa, el número de hojas, el área foliar específica, la conductancia estomática y la actividad fotosintética de las plantas se investigaron bajo dos niveles diferentes de luz y tres niveles diferentes de agua. Para el experimento en el campo, la pregunta de investigación fue qué intensidad de la luz y, por lo tanto, qué grado de cobertura del dosel es la opción correcta para el establecimiento de las tres especies de árboles mediante la plantación y si se puede determinar la disponibilidad óptima de luz. Las mortalidades más bajas se encontraron en el espacio abierto sombreado lateralmente y en el bosque de N. glauca. Se pudo demostrar que el crecimiento de las tres especies de árboles fue mayor en el espacio abierto con sombra lateral. Para N. obliqua, la disponibilidad de luz fue particularmente importante bajo dosel. Q. saponaria respondió con una disminución del crecimiento entre el gradiente de luz de 73% a 87%, de modo que un posible óptimo de luz para esta especie, que no podría determinarse a partir de este estudio debido a su diseño, varía de 64% a 71% ISF . Además, se preguntó al ensayo de campo si la disponibilidad de radiación explica suficientemente el crecimiento, la conductancia estomática y el área foliar específica de estas especies o si otros factores ambientales son importantes. Para las tres especies, se encontraron factores de influencia adicionales en diversos grados, por ejemplo humedad del suelo, profundidad del suelo y los efectos de la competencia de los bosques adultos y la vegetación herbácea circundante. También se podría mostrar una influencia de la fertilización previa. La tercera pregunta para el ensayo de campo fue qué fase dentro de la estación de crecimiento es crucial para el crecimiento de cada una de estas especies. Aquí se pudo demostrar que las tres especies hicieron la mayor contribución al crecimiento del brote entre octubre y enero. En la fase subsiguiente, el crecimiento se redujo drásticamente. Para el experimento de la cámara climática, se formularon preguntas de investigación sobre cómo los parámetros de crecimiento, la distribución de biomasa, el área foliar específica, el recuento foliar, la conductancia estomática y la fotosíntesis de Nothofagus obliqua y Quillaja saponaria responden a diferentes niveles de luz y estrés hídrico. Bajo estrés hídrico, el crecimiento, la biomasa total, la conductancia estomática y la actividad fotosintética se redujeron en ambas especies. En ambas especies, se observó una asignación de biomasa a las raíces al aumentar el estrés hídrico, pero mucho más pronunciada en N. obliqua que en Q. saponaria. Si bien Q. saponaria no cambió su asignación de biomasa de otra manera, N. obliqua redujo su fracción de hoja relativa. El área foliar específica de ambas especies fue menor en luz plena que en sombra. El recuento de hojas mostró tanto una reacción a la luz como el estrés hídrico. Fue menor bajo la sombra y con el aumento del estrés hídrico. Sin embargo, Q. saponaria mostró una adaptación más clara a los períodos de sequía manteniendo su número de hojas bajo sombra en todas las variantes de estrés hídrico. En una síntesis, los resultados de ambos experimentos fueron combinados y comparados. Las recomendaciones silvícolas se derivaron de los resultados combinados. Al establecer las tres especies de árboles en un corte tala rasa mas pequeño, debe garantizarse el sombreado lateral mediante bosques adyacentes. Opcionalmente, las especies de hoja dura como Q. saponaria pueden introducirse como plantas nodrizas. Para una conversión de plantaciones exóticas a bosques mas naturales manejados de manera sostenible, se recomiendan cortes de tala rasa de tamaño pequeño. Si las especies nativas se establecen bajo un bosque natural, el raleo regular es importante. Esto proporciona más luz y una mayor disponibilidad de recursos para los árboles jóvenes plantados. El establecimiento conjunto de Pinus radiata y las especies de árboles nativos solo se puede recomendar en una medida limitada debido al crecimiento más rápido de P. radiata y la competencia por los recursos que resulta.

In dieser Arbeit wurden die Morpho-Physiologie und das Verhalten zweier Arten Afrikanischer schwach elektrischer Fische, Marcusenius victoriae und Petrocephalus degeni, im Labor und in einem ihrer natürlichen Habitate im Lwamunda Sumpf in Uganda untersucht. Die zwei Hauptziele dieser Arbeit waren (i) tageszeitabhängige Verhaltensrhythmen (Aktivität, Habitatnutzung) im Labor und im Freiland zu untersuchen und (ii) die Ausprägung und Plastizität der morpho-physiologischen Merkmale von P. degeni zu untersuchen, die ihnen erlauben bei natürlich vorkommender, geringer Sauerstoffverfügbarkeit (Hypoxie) zu überleben. Tageszeitabhängige Verhaltensrhythmen beider Arten wurden im Labor über 42 Stunden und im natürlichen Habitat dieser Fische für sechs Tage erfasst. In den Laborversuchen verbrachten beide Arten tagsüber annähernd 100% der Zeit in einem bereitgestellten Versteck und schwammen nachts heraus um aktiv ihre Umwelt zu erkunden. Im Habitat wurden die meisten Fische in strukturell komplexen Habitaten unter schwimmenden Pflanzen detektiert. Nachts schwammen die Fische aktiv in die offenen und ungeschützten Bereiche der Lagune, vermutlich um nach Futter zu suchen und zu interagieren. Die Begleitende in-situ Messung der Sauerstoffverfügbarkeit zeigte, dass beide Arten präsent und vermutlich sogar am aktivsten waren während Phasen extremer nächtlicher Hypoxie. Zur Untersuchung der respiratorischen Merkmale von P. degeni wurden Respirometrieversuche mit hypoxie-akklimatisierten Tieren durchgeführt, Hämoglobin- und Laktatkonzentration im Blut gemessen, und morphologische Parameter an den ersten beiden Kiemenbögen erfasst. Die Fische zeigten niedrige Sauerstoffverbrauchsraten, welche sie bis zu einem sehr niedrigem äußeren Sauerstoffpartialdruck aufrechterhielten. Zusätzlich zeigten sie hohe Hämoglobin- und Laktatkonzentrationen im Blut. Bis zu 75 Tage Normoxie-Akklimatisierung führte zu reduzierter Hämoglobinkonzentration und kürzeren Kiemenfilamenten. / In this thesis, I investigated the morpho-physiology and behavior of two species of African mormyrid weakly electric fish, Marcusenius victoriae and Petrocephalus degeni, in the laboratory and in one of their natural habitats, the Lwamunda Swamp in Uganda. The two main objectives of this work were to (i) observe behavioral rhythms and habitat use patterns of both species under natural and laboratory conditions, and (ii) assess expression and plasticity of morpho-physiological traits that might enable P. degeni to survive naturally occurring low oxygen conditions (hypoxia). Behavioral rhythms were recorded in the laboratory over 42 hours and in the habitat on six sampling days. In the laboratory, both species spent close to 100% of the time in their shelter during the day and actively explore their environment at night. In the swamp lagoon, fish were most often encountered in structurally complex habitats under floating vegetation and ventured into open and unsheltered areas of the lagoon at night, presumably to forage and interact. Concomitant in-situ oxygen measurements revealed that these fish were present, and presumably most active during periods of extreme nocturnal hypoxia in their swamp habitat. To investigate respiratory traits of swamp-dwelling P. degeni, I conducted respirometry experiments and measured blood lactate and hemoglobin and gill morphometrics on the first two gill arches. Fish showed low routine oxygen consumption rates, which they maintained until a very low ambient oxygen partial pressure was reached. Additionally, they had high concentrations of hemoglobin and lactate in their blood. Up to 75 days of normoxia exposure reduced blood hemoglobin and gill filament length.

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