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Los ecosistemas terrestres semiáridos, áridos y secos, habitualmente con un valor paisajístico muy poco atractivo para el ser humano, son ecosistemas merecedores de todo el esfuerzo para que se puedan revalorizar, restaurar y proteger, ya que agrupan una parte muy relevante de los recursos naturales del planeta. A escala global, estos ecosistemas, amenazados por los procesos de degradación y la desertificación, ocupan el 40% de la superficie terrestre y albergan más de 1/5 de la población humana mundial. Debido a esta inmensa magnitud de tierras en proceso de desertificación y la gravedad de este fenómeno global, se hace necesaria la intervención humana en este tipo de ecosistemas para paliar los efectos de la degradación de la vegetación y de los suelos. En este contexto nos encontramos ante un problema ambiental de primera magnitud a nivel mundial: la desertificación. Particularmente, en los ecosistemas secos del Mediterráneo se constata el estudio de dos principales perturbaciones que tienden a acentuar los procesos de degradación: el abandono de tierras agrícolas y la recurrencia de los incendios forestales. En esta memoria se estudian las dos perturbaciones, la estrategia de restauración después de cada tipo de perturbación y, finalmente, se monitorea la dinámica de recuperación del ecosistema en estructura y función tras el paso de la perturbación. Se analizan las pautas de sucesión secundaria de la vegetación, así como los procesos funcionales del suelo, a una determinada escala espacial y temporal, además se modelan las trayectorias futuras de dichos ecosistemas perturbados hacia un estado adaptado de la comunidad vegetal con los nuevos factores creados: el uso histórico, el cambio, la restauración y las nuevas restricciones del clima, de degradación de suelos y de la nueva estructura de la vegetación. Todos estos cambios, producto de la acción directa o indirecta del hombre, dan lugar a nuevos conjuntos de especies (novel ecosystems) cuyo funcionamiento ecológico es necesario conocer. En los dos tipos de ecosistemas estudiados bajo diferentes tipos de perturbación, se concluyó una recuperación espontánea y natural del pinar carrasco mediterráneo tras el paso del incendio forestal, adquiriendo valores en estructura y funcionamiento adaptados a las circunstancias biofísicas actuales. Sin embargo, se ha visto más difícil la recuperación en estructura de la vegetación y funcionamiento del suelo del matorral disperso abandonado a pesar de las acciones de restauración ecológica de alta tecnología creadas para estos ámbitos semiáridos del Mediterráneo.

Los objetivos desarrollados en esta tesis doctoral se enmarcan dentro de los estudios dirigidos a contribuir al conocimiento de la diversidad de los Coleopteros Rutelinae neotropicales y su posible utilización como bioindicadores del estado de conservación de los ecosistemas en áreas tropicales. El objetivo general de esta investigación es contribuir a la clarificación taxonómica de los Anomalinos (Coleoptera: Scarabaeidae: Rutelinae), un grupo muy rico en especies, presentes en todo el mundo, varias de las cuales tienen importancia como plagas agrícolas. El estudio de esta tesis se ha centrado en los dos géneros más diversos en ecosistemas neotropicales que son Anomala y Callistethus. El estudio taxonómico se ha llevado a cabo en Costa Rica y se ha basado en especímenes depositados en las colecciones del Instituto Nacional de Biodiversidad (INBio), Costa Rica, y la Colección Entomológica de la Universidad de Alicante (CEUA). Asimismo, se han consultado las especies de este grupo depositadas en las principales colecciones europeas. Se han identificado un total de 78 especies de Anomala y 28 especies de Callistethus. Como resultado de las investigaciones conducentes a la elaboración de esta tesis doctoral, se han descrito un total de 57 especies nuevas de las cuales 44 son de Anomala y 13 de Callisthetus. Con este estudio se incrementa en 56 especies el conocimiento del grupo en Costa Rica, y por primera vez se hace un estudio del conjunto de sus especies aportando datos de su distribución. Para facilitar su identificación se ha elaborado una clave dicotómica general para la identificación de todas ellas. Asimismo, se ilustran por primera vez las genitalia masculinas para casi todas las especies, dado que son un importante elemento de diagnóstico que permite una rápida identificación de las especies. Se incluyen datos sobre las distribuciones de cada especie, más detalladas para las de nueva descripción. Con esta información se pretende paliar en gran medida la falta de conocimiento y de material bibliográfico de identificación para estos grupos en el Neotrópico con el fin de que puedan ser utilizados con mayor frecuencia en estudios de biodiversidad y como bioindicadores en estos ecosistemas tropicales. Se ha realizado un análisis filogenéticos basados en datos moleculares y morfológicos con el objeto de aclarar la situación taxonómica de los géneros Anomala y Callistethus, y en particular para determinar la composición de este último. Se ha pretendido aclarar la posición de algunas especies de dudosa asignación, así como identificar caracteres morfológicos con valor diagnóstico, principalmente en el pronoto y en el aparato genital masculino. El estudio realizado ha puesto de manifiesto que el género Anomala es en realidad un complejo formado por varios clados, y resulta por tanto parafilético ya que incluye a Callistethus y Anomalorhina. Por último, se ha analizado la estructura filogenetica de las comunidades ecológicas de estos dos géneros con objeto de investigar los mecanismos que dirigen los patrones de diversidad de estos géneros en Costa Rica; el principal resultado es que, en general, hay un filtro ecológico que condiciona la composición de las comunidades limitando la colonización de tipos de ambientes inestables.

Analiza los factores geográficos y climáticos que influyen sobre la diversidad florísticas en las lomas de la costa del Perú Central (entre 9 y 15°S) abarcando las regiones de Ancash, Lima e Ica. Con este fin se realizaron viajes de colectas, visitas a herbarios y se recopiló toda la información accesible de publicaciones y bases de datos. Se reportan 51 lomas de las cuales 39 fueron evaluadas en cuanto a su flora (21 por colecta propia y 18 desde publicaciones y registro de herbarios). Las Lomas fueron clasificadas respecto a su geografía en tres categorías: oceánicas, montañas aisladas o asociadas a laderas de valles. La evaluación florística registró 542 especies de plantas vasculares incluidas en 81 familias botánicas. Esta riqueza de especies representa el 64% del total de la flora reportada para las Lomas del Perú y el 63% de lo reportado para todos los ambientes silvestres de la costa del Perú central. Las familias con mayor número de especies fueron las Asteráceas, Solanáceas y Poáceas. Sin embargo, con excepción de Nolana y Solanum (Solanaceae), los géneros con mayor número de especies fueron de otras familias Heliotropium (Boraginaceae), Oxalis (Oxalidaceae), Euphorbia (Euphorbiaceae) y Palaua (Malvaceae). El 23% del total de la flora es endémica y el 14% es introducida. La flora es predominantemente herbácea, terófita, pero también incluye un grupo interesante de plantas geofitas e incluso epifitas que son escasas en los desiertos y que muestra la naturaleza de la fuente principal de humedad en este ecosistema, la neblina. El aislamiento de esta comunidad podría favorecer la polinización cruzada principalmente por entomofilia (71%), mientras que la dispersión por semillas es en primer lugar por anemocoria (43%) y por barocoria (26%), dos estrategias favorecidas por el tamaño pequeño de las semillas que evita la depredación y propicia el ingreso al banco de semillas del suelo. La clasificación de las Lomas por su flora muestra una gran diferencia entre las de la región Ica al sur, con el resto y de manera secundaria entre las floras de islas y de Lomas intermedias entre Lima e Ica y entre Lima y Ancash al norte. 40 especies están incluidas en alguna categoría de amenaza, sobresaliendo los cactus y orquídeas. El tamaño de las Lomas mostró ser el factor geográfico más importante en determinar la riqueza de especies, además de otros factores ligados a la facilidad de llegada de las neblinas, mientras que la precipitación regional no mostró importancia significativa. Se incluye una clave dicotómica para las familias registradas en las Lomas y la descripción de éstas. Adicionalmente, se propone un modelo de metacomunidades que explicaría como se mantiene el equilibrio de la diversidad vegetal en estos ecosistemas bajo la influencia de los cambios climáticos estacionales y los inducidos por la ocurrencia de los eventos El Niño y La Niña. / Tesis

Memoria para optar al título de Arquitecto

La ecología de Bacillus thuringiensis, un bioinsecticida muy común, es poco conocida. Nuestro principal objetivo era investigar acerca de la ecología de esta bacteria en la filosfera. En un primer estudio se recogieron 35 muestras de hojas del género Piper de bosques andinos colombianos. Se obtuvieron 256 aislamientos de B. thuringiensis del 74% de las muestras estudiadas. Los aislamientos fueron caracterizados según la morfología del cristal, la presencia de genes cry por PCR y la toxicidad contra insectos. Además, se estimaron las poblaciones de células vegetativas viables y endosporas por unidad de área obteniéndose 2-5x103 cfu/cm2 de hoja. En general, no se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el número de aislamientos de B. thuringiensis por cm2 de hoja ni en las características de los aislamientos de B. thuringiensis entre las diferentes especies de Piper. Después de comprobar que B. thuringiensis estaba presente en el filoplano, se quiso comparar las poblaciones de esta bacteria en el suelo y en las hojas. Se aisló B. thuringiensis del filoplano y del suelo de cultivos de maíz y fríjol. Se recuperaron 214 aislamientos de 96 muestras de filoplano (0-34 cfu/cm2) y 59 aislamientos de 24 muestras de suelo. Todos los aislamientos fueron caracterizados como se ha explicado anteriormente. Las poblaciones predominantes de B. thuringiensis en el filoplano contenían genes cry1 y eran activas contra Spodoptera frugiperda, mientras que los aislamientos del suelo tenían genes cry11 y eran activos contra Culex quinquefasciatus. El hecho de que predominaran poblaciones específicas de B. thuringiensis en las hojas diferentes a las del suelo sugiere que existe una selección diferencial en las poblaciones de B. thuringiensis en el filoplano y en el suelo. Entonces, se investigó la capacidad de migración de B. thuringiensis desde el suelo a las hojas. Se inocularon dos cepas diferentes de B. thuringiensis en suelos, semillas y hojas jóvenes de plantas de fríjol, para determinar si podían migrar a las hojas superiores en condiciones controladas. Aunque se recuperaron aislamientos de B. thuringiensis en las hojas, las poblaciones fueron muy bajas (menos de 10 cfu/cm2 de hoja). Además el número de células recuperado disminuía a medida que las hojas estaban más distantes del suelo o de las hojas inoculadas. Todo esto indicaba que B. thuringiensis migra pobremente desde el suelo o la semilla a las hojas o entre hojas de la misma planta. También se evaluó la capacidad de varias cepas de B. thuringiensis de colonizar la superficie de las plantas y se comparó con otras bacterias epífitas. Mientras que todas las cepas de B. thuringiensis se multiplicaron en cierta medida después de la inoculación sobre hojas de fríjol, las poblaciones máximas alcanzadas fueron de 106 cfu/g de hoja, muy inferiores a las conseguidas por otras bacteria epífitas, como Pseudomonas fluorescens. Muy poco tiempo después de la inoculación, una porción importante de las células de B. thuringiensis estaban en forma de endospora. Además el crecimiento de B. thuringiensis no se vio afectado por la presencia de Pseudomonas spp. cuando fueron co-inoculados y viceversa. Por otro lado, cuando se observaron al microscopio las cepas de B. thuringiensis (marcadas con el gen de la proteína verde fluorescente) sobre hojas de fríjol, se observó que no formaban agregados celulares y no estaban asociadas con otras bacterias epífitas ni con estructuras de la hoja. Finalmente se investigó la capacidad de B. thuringiensis de crecer en un medio diseñado para simular la composición de nutrientes del filoplano. Sin embargo el crecimiento fue inferior al de otras bacterias. Aparentemente, B. thuringiensis tiene unos requisitos nutricionales mayores que otras especies bacterianas habitantes naturales del filoplano. / The ecology of Bacillus thuringiensis, a common biopesticide, is poorly understood. Our main objective was to investigate the ecology of this bacteria on the phylloplane. In a first study 35 leaf samples of the genus Piper were collected from the Colombian Andean forest. Two hundred and fifty-six isolates of B. thuringiensis were obtained from 74% of the samples studied. The isolates were characterized by crystal morphology, the presence of cry genes by PCR and toxicity against insects. The populations of viable vegetative cells and spores per unit area were estimated (2-5x103 cfu/cm2 of leaf). Overall, no significant differences in the number of B. thuringiensis isolates per cm2 of leaf nor in the B. thuringiensis characteristics were found among the different Piper species evaluated. After observing B. thuringiensis on the phylloplane, a comparison was performed between soil and leaf populations. B. thuringiensis was isolated from the phylloplane and soil in plantings of maize and bean from Colombia; and 214 isolates were recovered from 96 phylloplane samples (0-34 cfu/cm2) while 59 isolates from 24 soil samples. All the isolates were characterized as above-mentioned. The predominant population of B. thuringiensis on the phylloplane harbored cry1 gene and was active against Spodoptera frugiperda, whereas in soil the isolates harboring cry11 gene and active against Culex quinquefasciatus predominated. The predominance of specific B. thuringiensis populations both on the leaves and in the soil, suggests the presence of differential selection in B. thuringiensis populations on the phylloplane and in soil. Then, we addressed the process of immigration of B. thuringiensis from soil to leaves. Two different B. thuringiensis strains were inoculated into soils, onto seeds or onto lower leaves of bean plants to determine if they were able to disperse to upper leaves under controlled conditions. While B. thuringiensis isolates were commonly recovered from leaves exposed to such inocula, populations were very low (less than 10 cfu/cm2 of leaf). In addition, the number of cells of B. thuringiensis recovered decreased with increasing distance from the soil or from the inoculated leaves. This indicates that B. thuringiensis disperses poorly from the soil or the seed to the leaves or between leaves of the same plant under controlled conditions. Moreover, the ability of several B. thuringiensis strains to colonize plant surfaces was assessed and compared with that of more common epiphytic bacteria. While all B. thuringiensis strains multiplied to some extent after inoculation on bean plants, their maximum epiphytic population sizes of 106 cfu/g of leaf were always much less than that achieved by other resident epiphytic bacteria or an epiphytically fit Pseudomonas fluorescens strain. Many cells were in a spore form soon after inoculation onto plants. The growth of B. thuringiensis was not affected by the presence of Pseudomonas syringae spp. when co-inoculated, and vice versa. B. thuringiensis strains harboring a green fluorescent protein marker gene did not form large cell aggregates, were not associated with other epiphytic bacteria, and were not found associated with leaf structures when directly observed on bean leaves by epifluorescent microscopy. Finally, we analyzed the capacity of B. thuringiensis to grow on a medium designed to simulate the nutrient composition of the phylloplane but the growth observed was very poor compared to other bacteria. This bacterium apparently has greater nutrient requirements than other bacterial species that are prominent inhabitants of the phylloplane.

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La intención de esta tesis es presentar y justificar las coordenadas básicas de una ética ecológica entendida como una ética aplicada con pretensión universalista, posibilitada por el marco conceptual de una nueva ética del discurso y con la incorporación de la perspectiva de género a la problemática ambiental. Para ello trata, primero, de mostrar la necesidad y posibilidad de una ética ecológica capaz de enfrentarse a estos nuevos retos. Y la hipótesis de trabajo es que es posible delimitar los rasgos básicos de una ética ecológica dentro del marco conceptual de la ética del discurso que pueda dar una justificación racional de la responsabilidad humana hacia el medio ambiente, en general, y hacia otros seres no humanos. Para a continuación, presentar y justificar racionalmente un concepto amplio de responsabilidad ecológica que pueda actuar a modo de horizonte en nuestras decisiones y actuaciones con repercusión en el medio ambiente. Un horizonte que se abre a la razón experiencial desde una mirada feminista porque ha incorporado algunas de las aportaciones de las teorías ecofeministas que permiten interrogar la realidad ambiental en toda su complejidad, sin la necesidad de salir del paradigma dialógico. La propuesta final de ética ecológica entendida como una ética aplicada consiste en un conjunto de supuestos básicos que conforman el marco de aplicación del principio de responsabilidad ecológica formulado.

El objetivo general de la tesis es estudiar las relaciones entre el urogallo cantábrico (Tetrao urogallus cantabricus) y su hábitat, y determinar la viabilidad de la población en un paisaje forestal altamente fragmentado. Con este fin se construyeron modelos de selección de hábitat a distintas escalas, así como un modelo de población espacialmente explícito que simula el comportamiento de los individuos en relación con su hábitat. Estos objetivos persiguen conocer la ecología de la especie con el fin último de contribuir a su conservación en la Cordillera Cantábrica. Con una cobertura forestal del 22%, el paisaje montano se reveló como extremadamente fragmentado, por debajo de los umbrales mínimos que predicen un efecto negativo directo de la fragmentación sobre la biodiversidad. Además, la distribución de tamaño de los fragmentos muestra un fuerte sesgo hacia valores bajos.El urogallo cantábrico es una subespecie muy poco estudiada en cuanto a la selección de su hábitat. Aunque tradicionalmente se ha considerado el área de exhibición o cantadero como el hábitat del urogallo, ésta varía según la época del año abarcando una extensión mucho mayor. Los resultados obtenidos en nuestro estudio a escala local mostraron diferencias, tanto en la disponibilidad como en el uso de los distintos tipos de hábitat, para las localizaciones oriental y occidental. A modo de resumen, en el área occidental los urogallos muestran preferencia por zonas de abedular-serbal con presencia de brezales, mientras que en el área oriental prefieren zonas con presencia de brezales y pastizales. Para estudiar el uso de hábitat a escala de paisaje, hicimos uso de la cartografía digital disponible para construir modelos de calidad de hábitat por medio de regresiones logísticas múltiples que predicen la probabilidad de presencia de la especie en cada unidad de hábitat. Se llevó a cabo una aproximación bidimensional, desarrollando por separado modelos de calidad natural del hábitat (se supuso relacionada con la reproducción) y modelos de calidad humana del hábitat (relacionada con mortalidad de los individuos). Con la combinación de ambos modelos construímos un mapa que permite categorizar funcionalmente el hábitat del urogallo. Los modelos obtenidos para la distribución de los cantaderos de urogallo muestran un mayor peso de las variables relacionadas con la reproducción, destacando positivamente la proporción de bosque. Sin embargo, al aplicar los modelos para explicar la dinámica de extinción de los cantaderos son las variables de presión humana las más importantes, destacando el número de asentamie Finalmente, construímos un modelo de simulación espacialmente explícito que reproduce el comportamiento de la población en su conjunto mediante la simulación del comportamiento de cada individuo durante el ciclo anual en relación con el resto de individuos y su hábitat. Los parámetros del modelo fueron ajustados de forma que el modelo reprodujese los patrones de distribución y extinción observados en la historia reciente de la población. Se determinó la influencia de cada parámetro demográfico sobre la dinámica de la población, poniéndose de manifiesto la significativa influencia del proceso de dispersión sobre la dinámica de desocupación de contaderos observada.

En 1971 el convenio internacional RAMSAR sobre la Conservación de los Humedales y las Aves Acuáticas comienza ya a fomentar la investigación sobre los humedales, refiriéndose a la necesidad de una mejor información científica para evaluar correctamente la situación de los mismos. Más recientemente la Directiva Marco Europea del Agua (DMA) establece que son precisos principios comunes para mejorar la protección de las aguas comunitarias en sus aspectos cuantitativos y cualitativos y proteger los ecosistemas acuáticos, así como los humedales que dependen directamente de ellos. Este es el caso de los humedales mediterráneos semiáridos salinos. Sin embargo, el avanzado grado de terrestrialización de estos ecosistemas y su alta estacionalidad, hacen que los indicadores propios utilizados para los ecosistemas acuáticos continentales no siempre puedan utilizarse en su caracterización y evaluación ecológica. Se hace pues, necesario buscar otros parámetros indicadores típicos de las especies vegetales y animales altamente adaptadas a estos singulares ambientes. De la misma forma, deben ser establecidos rangos particulares de los valores de dichos parámetros que indiquen los niveles de calidad ecológica en estos ecosistemas. Con el fin de definir indicadores del estado ecológico de estos ecosistemas se han investigado diferentes aspectos funcionales de los mismos a escala de cuenca y humedal y se han establecido relaciones entre ellos. A nivel de humedal se ha focalizado el estudio en las comunidades vegetales, mientras que a nivel de cuenca se han estudiado principalmente los usos de suelo de las mismas. Los objetivos específicos del trabajo han sido: (1) delimitación de las cuencas de drenaje que afectan a cada humedal y cartografía histórica de los usos de suelo en las mismas; (2) análisis de los cambios históricos de las especies vegetales perennes presentes en los humedales en relación a los cambios de usos de suelo en sus cuencas vertientes; (3) análisis cuantitativo y cualitativo por medio de muestreos de campo y teledetección de las comunidades vegetales presentes en los diversos humedales en relación con el estudio de los usos de suelo en sus cuencas vertientes y (4) modelización espacio-dinámica de la evolución de las comunidades vegetales en el humedal de la Marina del Carmolí. Para ello. se seleccionaron 11 humedales de la Región de Murcia: Saladar de Cañada Brusca, Saladar de Matalentisco, Saladar de la Playa del Sombrerico, Saladar de la Boquera de Tabala, Saladar de Lo Poyo, Marina del Carmoli, Marina de Punta Galera, Humedal de Ajauque, Saladar de Derramadores, Humedal de las Salinas del Rasall y La Alcanara. La metodología usada se ha basado en la aplicación de diversos aspectos teórico-prácticos de la ecología, combinando el trabajo de campo con el de gabinete. Los parámetros indicadores y los procesos ecológicos que han sido estudiados, así como las técnicas metodológicas seguidas fueron las siguientes: (1) Identificación y caracterización de los humedales objeto de estudio (técnicas GIS, salidas de campo, bibliografía); (2) Estudio del estado cualitativo y cuantitativo de sus comunidades vegetales (Muestreos y mapeo por teledetección); (3) Modelización y estudio de las comunidades vegetales de los humedales y de las cuencas delimitadas (GIS) y (4) Estudio histórico de los usos de suelo en las cuencas de drenaje de los humedales (teledetección). Mediante el estudio y análisis estadístico de la relación entre los indicadores biológicos y de los indicadores paisajísticos se ha demostrado el grado de validez de los mismos como indicadores del estado ecológico de dichos ecosistemas y se han establecido diversos índices de estado ecológico de los humedales, así como una herramienta de modelado dinámico-espacial aplicada a los mismos. / Modelling and establishment of plant indicators of ecological status for semiarid Mediterranean saline wetlands In 1971 the international RAMSAR Convention on the Conservation of Wetlands and Waterfowl already began to encourage research on wetlands, referring to the need for better scientific information to properly assess the situation. More recently the European Water Framework Directive (WFD) provides the common principles that are needed to improve the protection of European waterbodies, qualitatively and quantitatively, and to protect the aquatic ecosystems and wetlands directly depending on them. This is the case of Mediterranean semiarid saline wetlands. However, the advanced degree of terrestrialization of these ecosystems and their high seasonality, make typical indicators of inland aquatic ecosystems not always applicable for their characterization, and therefore other indicator parameters should be included in their characterization, which are typical of the plant and animal species highly adapted to these unique environments. Likewise, particular ranges of values of indicator parameters should be established, thus indicating ecological quality levels in these ecosystems. In order to define indicators of the ecological status of these ecosystems, different functional aspects of them have been investigated, at watershed and wetland scale, and the relationships between them have been established. At the wetland scale our study has mainly focused on plant communities, while at the watershed scale land use has been mainly studied. The specific objectives of the study were: (1) the delineation of drainage basins affecting each wetland, as well as the historical mapping of land uses, (2) the analysis of historical changes of perennial plant taxa in the wetlands in relation to changes in land cover in their watersheds, (3) plant communities characterization and mapping through field sampling and remote sensing techniques and study of their relationship with the land cover at watershed scale and (4) spatio-dynamic modeling of the evolution of plant communities in the Marina del Carmolí wetland. We have selected 11 wetlands in the Region of Murcia: Cañada Brusca, Matalentisco, Sombrerico, Boquera Tabala, Lo Poyo, Marina del Carmolí, Marina Punta Galera, Ajauque, Derramadores, La Alcanara and Rasall. The methodology used was based on the application of various theoretical and practical aspects of ecology, combining fieldwork with cabinet. The indicator parameters and ecological processes that have been studied, as well as the methodological techniques followed were: (1) Identification and characterization of the study wetlands (GIS techniques, fieldtrips, bibliography), (2) qualitative and quantititative study of its plant communities (field sampling and mapping through remote sensing), (3) watershed and wetland plant communities modelling (GIS) and (4) historical mapping of land uses in the wetland watersheds through remote sensing. Through the study and statistical analysis of the relationships between biological and landscape indicators, their validity as ecological status indicators for these ecosystems has been demonstrated and various indices have been developed, as well as spatio-dynamic wetland modelling tools.