Forrajeo óptimo

Proyecto LTER en Phoenix, Arizona Central

 

Título: Forraje óptimo

Autor: Equipo Educacional de Exploradores en Ecología

Tiempo: Dos a tres períodos de 40 a 50 minutos o más

Nivel Escolar: 5o hasta 12mo

Trasfondo:

Esta investigación se basa en un estudio que está llevándose a cabo por científicos CAP LTER (siglas para el proyecto de Investigación Ecológica a Largo Plazo en Arizona Central - Phoenix) interesados en estudiar los patrones de forrajeo de las aves en diferentes paisajes urbanos y naturales. Durante esta investigación, los estudiantes ─en el patio de sus escuelas o en sus jardines─ estudiarán los diversos factores que afectan al comportamiento de las aves que se alimentan de semillas respecto al forrajeo.

El forrajeo tiene beneficios (la comida), pero, también, costos para las aves. Estos costos incluyen: los digestivos (energía); la depredación (mientras más tiempo permanezca un ave en un lugar, mayor el riesgo de ser apresada), y la oportunidad perdida (¿estará perdiendo el ave una oportunidad mejor en otro lugar?). En inglés, la fórmula ecológica que representa esto es:

H= C + P + MOC

 

(Harvest [Cosecha]= Digestive Cost[Costo digestivo] + Cost of Predation [Costo de depredación] + Missed Opportunity Cost [Costo de Oportunidad Perdida]

 

La teoría del forrajeo óptimo establece que un ave deberá abandonar una parcela de comida cuando el costo total del forrajeo (cosecha) iguale los beneficios (Brown 1988). Los científicos LTER CAP están tratando de determinar si las diferencias en recursos afectan al comportamiento de las aves en el forrajeo y a la estructura de la comunidad de aves. Estos investigadores usan un protocolo en el que una cantidad predeterminada de semillas de mijo se mezcla con arena y se deja por un período de 24 horas. La cantidad de semilla restante después de las 24 horas recibe el nombre de "giving-up density", o GUD. GUD deberá aumentar a medida que aumente el costo energético, y disminuya la eficiencia en el forrajeo. Por consiguiente, la cantidad de comida que queda es un indicador de la percepción del ave respecto a los costos del forrajeo y los riesgos de la depredación. (Shochat et al. 2004).

Forrajeo: todo comportamiento asociado a la obtención y el consumo de comida que obliga al animal a buscar o cazar.

Alimentación: todo aquel comportamiento que incluye obtener, manipular e ingerir comida.

(Definiciones de: Allaby, Michael. "The Concise Oxford Dictionary of Ecology," Oxford University Press, 1994.)

 

Objetivos:

1. El estudiante será capaz de hacer observaciones, y plantear preguntas sobre el comportamiento de forrajeo de las aves en diferentes ambientes.

2. El estudiante será capaz de identificar una pregunta investigable; diseñar y llevar a cabo una investigación, y, finalmente, comparar y analizar los resultados de su investigación sobre el comportamiento de forrajeo de las aves con los resultados de sus compañeros.

3.  El estudiante será capaz de defender su plan investigativo escrito, y proveer retroalimentación a otras investigaciones.

4. El estudiante usará gráficas apropiadas y análisis matemáticos para analizar sus datos.

 

Materiales:

semilla de mijo (aprox 140 gramos/grupo)  (Puede comprarse en cualquier tienda de alimentos.)

arena de sílice grado 30  (aprox 18 kg/grupo) (bolsas de 100 lb. disponibles en Home Depot)

platillos de tiestos plásticos (4 por grupo): 36 cm (o ~ 14 pulgadas) de diámetro  (2 por grupo)

taburetes cortos (2 por grupo) (1 m de altura) u otro objeto para colocar bandejas sin que toquen el suelo: esto es necesario en zonas de conejos o ardillas

bolsas ziploc de galón (6 por grupo)

colador (con agujeros lo suficientemente pequeños como para dejar pasar la arena y no el mijo); se puede utilizar un colador de alambre de cocina

balanza: que mida en gramos hasta por lo menos 0.1

bandejas pequeñas de papel o plásticas para usar con la balanza

hoja de datos

protocolo sobre forrajeo y alimentación

 

Protocolo básico de bandeja de semillas para evaluar el costo de la depredación. Se parte de la suposición de que los árboles y/o los arbustos sirven como refugios para los depredadores (Shochat et al 2004).

El medio:
El medio local en torno a las bandejas con semillas puede ser importante para atraer a diferentes comunidades de aves; por eso, usted necesita registrar alguna información básica sobre su ubicación. Haga clic aquí para obtener Instrucciones para estimar los porcentajes de diversos tipos de vegetación en su ubicación.

Las bandejas:
Usted colocará bandejas de "cebo" y bandejas "experimentales".

 

1. Bandejas de cebo (2): 3kg de arena y un puñado de semillas (más de 20 g).Coloque en una bolsa debidamente rotulada para transportar a su sitio y de su sitio. Mezcle la semilla con la arena, pero asegúrese de que quede suficiente semilla en la superficie para ayudar a las aves a encontrar sus bandejas con semillas. Usted va a necesitar dos bandejas de cebo.

2. Bandejas con semillas medidas (4): 3kg de arena y 20g de semillas de mijo. Mezcle la semilla con la arena de tal forma que las aves tengan que ‘buscar' la comida. Coloque la arena y la semilla en una bolsa debidamente rotulada para transportar a su sitio y de su sitio. Usted va a necesitar un total de cuatro bandejas con semillas medidas.

 

El Protocolo: (¡¡¡No realice el experimento si existen probabilidades de lluvia!!!)

 

Día # 1

 

1. Prepare 2 bandejas
de carnada. Coloque una al pie de algún arbusto, y la otra a unos 6 pies del
arbusto en un área despejada.

2. Llene 2
nuevas bandejas con semillas y arena medidas.

 

Día #2

 

1. Reemplace las bandejas de cebo con bandejas con semillas medidas después de 24 horas.

2. Retire las semillas y la arena de las bandejas de carnada. Coloque en una bolsa debidamente rotulada para transportar. Rellene las bandejas con semillas y arena medidas.

3. Observe las aves en las bandejas durante una hora, y registre en la hoja de datos.

Día #3

 

1. Observe las aves en las bandejas con semillas, y registre en la hoja de datos.

2. Sustituya las bandejas con semillas medidas por bandejas nuevas después de 24 horas.

3. Con cuidado, retire las semillas y la arena. Coloque en bolsas debidamente rotuladas para transportar.

4. Observe las aves en las bandejas durante una hora, y registre en la hoja de datos.

Día #4

 

1. Observe las aves en las bandejas con semillas, y registre en la hoja de datos.

2. Retire las bandejas.

3. Con cuidado, retire las semillas y la arena. Coloque en bolsas debidamente rotuladas para transportar.

 

Día #5

 

1. Cierna la arena sin dejar pasar el mijo. Elimine la paja soplando con suavidad.

2. Pese las semillas de cada bandeja con semilla medida, y registre los datos en la hoja de datos. Ésta es la cantidad de comida sobrante, o "giving-up density" (GUD).

3. No tiene que pesar la semilla de las bandejas de carnada.

 

Consejos útiles:

**** Asegúrese de que rotula correctamente cada bolsa con semillas y arena medidas.

*** ¡POR FAVOR, TOME NOTA! Si las aves no visitaron las bandejas en el día # 2 (busque huellas en la arena si no llegó a observar ninguna visita), mantenga las bandejas de cebo hasta que las aves descubren las bandejas. Las aves suelen localizar las bandejas en pocas horas, pero, a veces, podría tomarles unos días.

***Si a las aves les toma unos cuantos días descubrir las bandejas, pero usted no puede conducir
el experimento hasta más adelante en la semana, continúe añadiendo semilla de mijo a las bandejas de cebo para mantener el interés de las aves.

***Las observaciones pueden tener lugar por la mañana o la noche, momentos en los que las aves están más activas. ¡La regularidad es la clave!

 

Sugerencias al procedimiento de enseñanza:

1. Discuta, con los estudiantes, las definiciones de forrajeo y alimentación. Deje que los
estudiantes usen la hoja de ejercicios para que piensen en ejemplos de forrajeo y alimentación en su propia vida. Ahora, pregunte ─a los estudiantes─ qué riesgos envuelven estos comportamientos.

2. Dése un paseo por el recinto de la escuela, y observe el comportamiento de forrajeo y de alimentación de las aves en el patio escolar. Esto, también, podría hacerse como asignación para la casa.

3. Inste a los estudiantes a compartir sus observaciones. No tardarán en darse cuenta de que
las aves están alimentándose a la vez que forrajean. Discutan los riesgos que las aves confrontan mientras forrajean. Haga una lista de estos factores a medida que los estudiantes comparten sus ideas.

4. Introduzca la fórmula del forrajeo óptimo para su discusión posterior sobre los riesgos del forrajeo. Brevemente, explique las investigaciones de los científicos CAP LTER sobre las diferencias entre el comportamiento de forrajeo de las aves en diferentes ambientes desérticos y urbanos. (Lea la sección de trasfondo para más información.)

5. Teniendo delante la lista de riesgos compilados por los estudiantes, ¿cuáles son algunos
de los factores que la clase podría probar? El protocolo de muestra fue diseñado para examinar el costo de la depredación; otros ejemplos incluyen, pero no se limitan a:

a) cerca del suelo; en lo alto de un árbol

b) cerca de un búho simulado; en ausencia de búho simulado

c) cerca del agua; lejos del agua

d) fácil acceso a la comida; difícil acceso a la comida (Varíe la cantidad de arena en la bandeja con semillas de tal forma que las bandejas con poca arena tendrán más visibles las semillas mientras que las bandejas con mucha arena tendrán menos visibles las semillas).

6. A partir de aquí, los estudiantes pueden trabajar en grupos o  como una clase para identificar un factor de riesgo que les gustaría investigar más. Los estudiantes pueden usar el protocolo básico para evaluar el riesgo de depredación, o alterarlo para contestar su pregunta específica. Una discusión sobre cómo diseñar una buena investigación  científica les será útil en el proceso de diseño de un experimento. Algunos temas por discutir incluyen:

 

  • Decida qué método va a utilizar para probar su pregunta.
  • Decida cuántas veces va a replicar el experimento.
  • Colecte datos usando técnicas sencillas.
  • Escoja un método para registrar datos.
  • ¿Cómo va a estandarizar sus técnicas de medida?
  • ¿Cómo a va escoger los lugares para muestreo?
  • Ponga por escrito su método de forma detallada, de manera que alguien que no esté en su grupo pueda replicar la investigación.
  • Observar la alimentación de las aves en la naturaleza.
  • Observar la alimentación de las aves en comederos de aves puede llevar a muchas preguntas interesantes para la investigación. ¿Las aves tienen preferencia por alguna clase de semilla de ave? ¿Cuál es el mejor lugar para colocar un comedero de aves? ¿Tiene algo que ver la forma del comedero? ¿Y el color? Hay muchísimos estudios que usted y sus estudiantes pueden realizar. Asegúrese de que prueba sólo una variable a la vez. He visto muchas investigaciones en libros que pretenden probar diferentes comederos, pero usan comida diferente en cada comedero.
  • Reúna más datos escogiendo una variable para que la investigue la clase entera. De esta manera, reunirá más datos, y podrá sacar más estadísticas con los datos que colecte. También, puede lectar más datos haciendo que los grupos repitan sus investigaciones varias veces.

 

7. Una vez los estudiantes hayan terminado sus investigaciones, haga que cada grupo redacte un informe, cree un póster, o escriba un artículo informativo sobre sus hallazgos. De haber unos cuantos estudios diferentes, podría ser interesante que cada grupo compartiera sus hallazgos con la clase.

 

Evaluación:

1. Leer el diseño de la investigación, y observar a los estudiantes durante el proceso de diseño y la realización de su investigación.

2. Observar a los estudiantes mientras dan retroalimentación en pequeños grupos o como una clase sobre sus planes de investigación.

3. Se adjunta una rúbrica sugerida para evaluar el póster final y/o el informe sobre su investigación.

 

Extensiones

 

  • Observar la alimentación de las aves en la naturaleza.
  • Observar la alimentación de las aves en comederos de aves puede llevar a muchas preguntas interesantes para la investigación. ¿Las aves tienen preferencia por alguna clase de semilla de ave? ¿Cuál es el mejor lugar para colocar un comedero de aves? ¿Tiene algo que ver la forma del comedero? ¿Y el color? Hay muchísimos estudios que usted y sus estudiantes pueden realizar. Asegúrese de que prueba sólo una variable a la vez. He visto muchas investigaciones en libros que pretenden probar diferentes comederos, pero usan comida diferente en cada comedero.
  • Reúna más datos escogiendo una variable para que la investigue la clase entera. De esta manera, reunirá más datos, y podrá sacar más estadísticas con los datos que colecte. También, puede colectar más datos haciendo que los grupos repitan sus investigaciones varias veces.
    • ¿Su hipótesis estaba respaldada por los datos?
    •  

       

    • ¿Qué aprendió sobre el comportamiento de forrajeo de aves que se alimentan de semillas?
    •  

       

    • ¿Qué hubiese hecho de manera diferente?
    •  

       

    • ¿Qué otras preguntas tiene?
    •  

       

    • ¿Cuál sería su próximo paso?
    •  

       

      Forrajeo- todo comportamiento asociado a la obtención y el consumo de comida que obliga al animal a buscar o cazar.

      Alimentación: todo aquel comportamiento que incluye obtener, manipular e ingerir comida.

      (Definiciones de: Allaby, Michael. "The Concise Oxford Dictionary of Ecology," Oxford University Press, 1994.)

      Describa una situación cuando esté forrajeando.

      ¿Qué riesgo corre?

      Describa una situación cuando esté alimentándose.

      ¿Qué riesgo corre?

       

      Rúbrica con Puntuación para Pósters

       

      Criterio

       

      Pregunta de  investigación

       

       

       

       

       

       

       

      Método

       

       

       

       

       

      Datos

       

       

       

       

       

       

       

       

       

      Resumen 

             

      Puntos: 5

       

      Se ha identificado una pregunta específica y probable, y se usa como título.

       

      Puntos: 20

       

      El método es claro y conciso en lenguaje fácil de seguir.

       

       

      Las tablas de datos están completas; corresponden a la pregunta de investigación, y los resultados se usan en el sumario.

       

      Resume la investigación (pregunta de investigación, método, conclusiones) en un párrafo de 100 palabras o menos; buen uso de la organización.

      3

       

      Se ha identificado una pregunta probable, pero no se usa como título.

       

      12

       

      El método es claro, pero el lenguaje es difícil de seguir.

       

      Las tablas de datos están completas, y corresponden a la pregunta de investigación.

       

       

       

       

      Resume la investigación, pero es demasiado breve o demasiado extenso; buen uso de la organización y convenciones.

       

       

       

       

      2

       

      La pregunta de investigación es vaga o no es probable.

       

       

       

      8

       

      El método no es claro de seguir; obviamente, faltan pasos.

       

       

      La tabla de datos  no está completa, y/o no corresponde a la pregunta de investigación.

       

       

       

       

      Intenta resumir la investigación, pero no realiza un trabajo riguroso o es confuso; mal uso de la organización y convenciones.

      0

       

      No se identifica ninguna pregunta de investigación.

       

       

       

      0

       

      El póster no presenta método.

       

       

       

      No aparecen datos colectados.

       

       

       

       

       

       

       

      No completó el resumen.

       

      * Basado en una rúbrica creada por Birgit Musheno, Desert Vista High School, para un Proyecto de Investigación sobre las Aves en tu Jardín.

       

      Aves registradas por los científicos CAP LTER en bandejas con semillas en el área de Phoenix:

      Gorrión de Abert

      Gorrión de garganta negra

      Gorrión del cervecero

      Tordo negro de cabeza marrón

      Carrizo del cactus

      Gorrión del Cañón

       

      Cuitlacoche común

      Pinzón casero (como el gorrión)

      Gorrión casero

      Paloma Inca

      Jilguero menor

      Paloma de duelo

      Cardenal del norte

      Paloma de roca

      Gorrión coronado de blanco

      Gorrión de garganta blanca

      Paloma de ala blanca

       

      Otras aves podrían visitar sus bandejas con semillas, pero asegúrese de que puede identificar estas 17 aves.

       

  •  

     

    Colaboradores: Dr. Eyal Shachat, Susannah Lerman, ASU - Global Institute of Sustainability;  Robyn Renaud, Moon Valley High School; Erin Hilligoss, Squaw Peak School, y Gene Lescallette, Desert Mountain High School y

    Referencias:
    Brown, J.S. 1988. Patch use as an indicator of habitat preference, predation risk, and competition [Uso de parches como indicadores de preferencia de hábitat, riesgo de depredación y competencia]. Behavioral Ecology and Sociobiology. 22: 37 - 47

    Shochat, E., S. Lerman, M. Katti y D. Lewis. 2004. Linking Optimal foraging Behavior to Bird Community Structure in an Urban-Desert Landscape: Field Experiments with Artificial Food Patches [Relacionando el comportamiento de forrajeo óptimo con la estructura de las comunidades de aves en un paisaje urbano desértico: Experimentos de campo con parches de comida artificial] . The American Naturalist. 164(2): 232-243.

     

    Directrices para la investigación de forrajeo óptimo

    ¿Qué está investigando?

    Factor de riesgo a probar:_____________________________________________

    ___________________________________________________________________

     

    Descripción del hábitat: ______________________________________________

    __________________________________________________________________

     

    Hipótesis: _________________________________________________________

    __________________________________________________________________

     

    Predicción: ________________________________________________________

    __________________________________________________________________

     

    Analice sus datos:

    Algunas preguntas en las que pensar: