Publicado

2023-05-08

MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA

Modeling the predator-prey relationship for the macroinvertebrate community on the shore of Lake Tota

DOI:

https://doi.org/10.15446/abc.v28n2.97983

Palabras clave:

diversidad de Shannon, dominancia de Simpson, fósforo total, Amphipoda, Odonata (es)
Shannon diversity, Simpson dominance, Total Phosphorus, Amphipoda, Odonata (en)

Descargas

Autores/as

Los lagos altoandinos son ecosistemas afectados por múltiples presiones antrópicas que alteran la calidad del agua y las comunidades bióticas, siendo los macroinvertebrados acuáticos excelentes bioindicadores para estos ecosistemas. El presente trabajo analiza la dinámica de la comunidad de macroinvertebrados asociada a Egeria densa, la relación con las variables fisicoquímicas, los índices bióticos y la interacción predador-presa en el litoral del Lago de Tota. Este trabajo se desarrolló en tres campañas sobre nueve estaciones de muestreo en el perímetro del lago. Dentro de los hallazgos, Hyallela sp. (30 %) y Dicrotendipes sp.(27 %) son los taxones más abundantes y dominantes del estudio, siendo bioindicadores de presencia de materia orgánica en descomposición y disminución en la calidad del agua. El análisis ANOVA de las variables fisicoquímicas del agua y los nutrientes de Egeria densa mostró diferencias significativas a nivel temporal. Los índices bióticos mostraron diferencias en la calidad del agua, determinando una posible zonificación de este parámetro en el litoral. Finalmente, para identificar las relaciones de la comunidad, se presenta un modelo predador-presa, con Hyalella sp. como presa e Ischnura sp. como predador a través de las ecuaciones Lotka-Volterra, encontrando que hay concordancia entre el comportamiento de las abundancias medidas y las simuladas. De esta forma, la dinámica trófica contribuye a entender las comunidades y su proyección en el tiempo con relación a las condiciones ambientales de la zona litoral.

High Andean lakes are ecosystems affected by multiple anthropogenic pressures that alter water quality and biotic communities, and aquatic macroinvertebrates are excellent bioindicators for these ecosystems. The present work analyzes the dynamics of the macroinvertebrate community associated with Egeria densa, the relationship with physicochemical variables, biotic indices, and predator-prey interaction in the littoral of Lake Tota. This work was developed in three campaigns on nine sampling stations on the perimeter of the lake. Among the findings, Hyallela sp. (30 %) and Dicrotendipes sp. (27 %) are the most abundant and dominant taxa of the study, being bioindicators of the presence of decomposing organic matter and decrease in water quality. ANOVA analysis of the physicochemical variables of water and nutrients of Egeria densa showed significant differences at the temporal level. The biotic indices showed differences in water quality, determining a possible zoning of this parameter along the coast. Finally, to identify community relationships, a predator-prey model is presented, with Hyalella sp. as prey and Ischnura sp. as predator through the Lotka-Volterra equations, finding that there is agreement between the behavior of measured and simulated abundances. In this way, the trophic dynamics contribute to understand the communities and their projection in time in relation to the environmental conditions of the littoral zone.

Referencias

Acosta, R., and Prat, N. (2011). Trophic Ecology of Hyalella sp. (Crustacea: Amphipoda) in a High Andes Headwater River with Travertine Deposits. International Review of Hydrobiology, 96(3), 274–285. https://doi.org/10.1002/iroh.201111247

Alba-Hincapié, Á. M., González-Rey, G., and Longo, M. (2016). Macroinvertebrados asociados a macrófitas en la laguna La Virginia, páramo Sumapaz, Colombia. Macroinvertebrates associated with macrophytes in lagoon La Virginia, páramo Sumapaz, Colombia. Biota Colombiana, 17(S02), 3–19. https://doi.org/10.21068/c2016v17s02a01

Álvarez, L. (2005). Metodología para la utilización de los macroinvertebrados acuático como indicadores de la calidad del agua. In Instituto de investigación de recursos biológicos Alexander von Humboldt (Issue 05, p. 263). Repositorio Institucional de documentación científica, Instituto de Investigación de Recursos biológicos Alexander Von Humboldt. http://repository.humboldt.org.co/handle/20.500.11761/31357

Amaya Cedrón, L. A. (2020). Modelo de Lotka - Volterra en la biomatemática Solución de sistema depredador-presa. Ciencias, 4(4), 99–110. https://doi.org/10.33326/27066320.2020.4.991

Asencio Oganician, J. A. (2017). Modelo depredador-presa de Volterra-Lotka [Universidad de la Laguna]. https://riull.ull.es/xmlui/bitstream/handle/915/6217/Modelo%20depredador-presa%20de%20Volterra-Lotka.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Baird, R. B., Eaton, A. D., and Rice, E. W. (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 23rd. ed. In D. A. public health association. Washington (Ed.), Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, American Public Health Association. Water Environment Federation, American Public Health Association, American Water Works Association. http://dspace.uniten.edu.my/jspui/handle/123456789/14241

Barman, B., and Gupta, S. (2015). Aquatic insects as bioindicator of water quality-A study on Bakuamari stream, Chakras hila Wildlife Sanctuary, Assam, North East India. Journal of Entomology and Zoology Studies, 3(3), 178–186. https://www.entomoljournal.com/archives/2015/vol3issue3/PartC/3-3-1.pdf

Boggero, A., Zaupa, S., Bettinetti, R., Ciampittiello, M., and Fontaneto, D. (2020). The Benthic Quality Index to Assess Water Quality of Lakes May Be Affected by Confounding Environmental Features. Water, 12(9), 2519. https://doi.org/10.3390/w12092519

Bota-Sierra, C. A., Velásquez-Vélez, M. I., and Realpe, E. (2019). A new species of Ischnura from the Colombian Central Andes (Odonata: Coenagrionidae). Odonatologica, 48(1–2), 115–132. https://doi.org/10.5281/zenodo.2677697

Bunin, G. (2017). Ecological communities with Lotka-Volterra dynamics. Physical Review E, 95(4), 042414. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.95.042414

Caleño Ruiz, Y., Rivera Rondon, C. A., and Ovalle, H. (2017). Hábitos alimentarios de quironómidos (Diptera: Chironomidae) en lagos del páramo de Chingaza, Colombia. Revista de Biología Tropical, 66(1), 136. https://doi.org/10.15517/rbt.v66i1.28951

Cañón, J., and Valdes, J. (2011). Assessing the Influence of Global Climate and Anthropogenic Activities on the Water Balance of an Andean Lake. Journal of Water Resource and Protection, 03(12), 883–891. https://doi.org/10.4236/jwarp.2011.312098

Carrillo, Y., Guarín, A., and Guillot, G. (2006). Biomass distribution, growth and decay of Egeria densa in a tropical high-mountain reservoir (NEUSA, Colombia). Aquatic Botany, 85(1), 7–15. https://doi.org/10.1016/j.aquabot.2006.01.006

Castiglioni, D. da S., Limberger, M., Castro, V. da S., and Ubessi, F. (2020). Population and reproductive traits of a freshwater amphipod (Crustacea, Peracarida, Hyalellidae) from northwest of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Biota Neotropica, 20(2). https://doi.org/10.1590/1676-0611-bn-2019-0872

Chiriboga‐Ortega, R., Van der Heyden, C., Sulen Burgos, M. E., Ortega, S., Oña, T., Velarde, E., Goethals, P.,and Alfaro‐Núñez, A. (2021). Molecular diversity of dragonflies in three high‐elevation Andean tropical lakes through DNA barcoding. Biotropica, 53(2), 354–358. https://doi.org/10.1111/btp.12927

Cordero, R. D., Ruiz, J. E., and Vargas, E. F. (2005). Determinación espacio-temporal de la concentración de fósforo en el lago de Tota. Revista Colombiana de Química, 34(2), 211–218. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.quim

Cremona, F., Planas, D., and Lucotte, M. (2008). Biomass and composition of macroinvertebrate communities associated with different types of macrophyte architectures and habitats in a large fluvial lake. Fundamental and Applied Limnology, 171(2), 119–130. https://doi.org/10.1127/1863-9135/2008/0171-0119

Dannemann, T., Boyer, D., and Miramontes, O. (2018). Lévy flight movements prevent extinctions and maximize population abundances in fragile Lotka–Volterra systems. Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(15), 3794–3799. https://doi.org/10.1073/pnas.1719889115

Domínguez, E., and Fernández, H. R. (2009). Macroinvertebrados bentónicos sudamericanos (Vol. 656). Fundación Miguel Lilo.

Gavina, M. K. A., Tahara, T., Tainaka, K., Ito, H., Morita, S., Ichinose, G., Okabe, T., Togashi, T., Nagatani, T., and Yoshimura, J. (2018). Multi-species coexistence in Lotka-Volterra competitive systems with crowding effects. Scientific Reports, 8(1), 1198. https://doi.org/10.1038/s41598-017-19044-9

Gil Padilla, L. N., Pedroza Ramos, A. X., and Aranguren Riaño, N. J. (2016). Valoración ambiental del Litoral del Lago de Tota Basado en Estructura Y Función de Macroinvertebrados. Cultura científica, (14), 16-25. https://revista.jdc.edu.co/index.php/Cult_cient/article/view/35

Gómez, S., Salazar, C., and Longo, M. (2016). Diversidad y biomasa de macroinvertebrados asociados acuatro tipos de sustratos en la laguna La Virginia, páramo Sumapaz, Colombia. Biota Colombiana, 17, 20–38. https://doi.org/10.21068/C2016v17s02a02.

González, E. R., and Watling, L. (2003). A new species of Hyalella from Colombia, and the redescription of H. meinerti Stebbing, 1899 from Venezuela (Crustacea: Amphipoda). Journal of Natural History, 37(17), 2095–2111. https://doi.org/10.1080/00222930210133255

González Morales, C. (2016). Impactos de la variabilidad climática y las actividades humanas en la dinámica hidrológica del lago de Tota. Universidad de Antioquia.

Gotelli, N. J. (2008). A primer of ecology (Vol. 494). Sinauer Associates Sunderland, Massachusetts. https://www.sinauer.com/media/wysiwyg/tocs/PrimerEcology.pdf

Hernández, E., Aguirre, N., Palacio, J., Ramírez, J. J., Duque, S. R., Guisande, C., Aranguren, N., and Mogollón, M. (2013). Evaluación comparativa de algunas características limnológicas de seis ambientes leníticos de Colombia. Revista Facultad de Ingenieria, 69, 216–228. https://doi.org/10.17533/udea.redin.18151

Jiao, J., Cai, S., and Chen, L. (2015). Dynamical analysis of a Lotka–Volterra competition system with impulsively linear invasion. Journal of Applied Mathematics and Computing, 48(1–2), 25–40. https://doi.org/10.1007/s12190-014-0789-y

Khatri, N., Raval, K., and Jha, A. K. (2021). Integrated water quality monitoring of Mahi river using benthic macroinvertebrates and comparison of its biodiversity among various stretches. Applied Water Science, 11(8), 143. https://doi.org/10.1007/s13201-021-01451-z

Kumar, S., Kumar, R., Agarwal, R. P., and Samet, B. (2020). A study of fractional Lotka‐Volterra population model using Haar wavelet and Adams‐Bashforth‐Moulton methods. Mathematical Methods in the Applied Sciences, 43(8), 5564–5578. https://doi.org/10.1002/mma.6297

Kumari, P., and Maiti, S. K. (2020). Bioassessment in the aquatic ecosystems of highly urbanized agglomeration in India: An application of physicochemical and macroinvertebrate-based indices. Ecological Indicators, 111, 106053. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.106053

Magurran, A. E. (1988). Ecological diversity and its measurement. Princeton university press.

Merritt, R. W., and Cummins, K. (1996). An Introduction to the Aquatic Insects of North America . R. W. Merritt , K. W. Cummins. Kendall Hunt, Iowa, Estados Unidos. https://www.journals.uchicago.edu/doi/10.2307/1467288

Nasirian, H., and Irvine, K. N. (2017). Odonata larvae as a bioindicator of metal contamination in aquatic environments: application to ecologically important wetlands in Iran. Environmental Monitoring and Assessment, 189(9), 436. https://doi.org/10.1007/s10661-017-6145-6

Pedroza-Ramos, A., Caraballo, P., and Aranguren-Riaño, N. (2016). Estructura trófica de los invertebrados acuáticos asociados a Egeria densa (Planch. 1849) en el lago de Tota (Boyacá-Colombia). Intropica, 11, 21–34. https://doi.org/10.21676/23897864.1858

Pedroza-Ramos, A., Tamaris-Turizo, C. E., and Aranguren-Riaño, N. (2020). Feeding preferences in aquatic invertebrates associated to Egeria densa in a tropical high-mountain lake. Revista de Biología Tropical, 68(S2), S92–S103. https://doi.org/10.15517/rbt.v68iS2.44341

Pennak, R. W. (1955). Fresh-water invertebrates of the United States (2nd, ilustra ed.). Ronald Press Company, New York.

Pérez, G. R., and Restrepo, J. J. R. (2008). Fundamentos de limnología neotropical (Vol. 15). Universidad de Antioquia.

Pineda, L. (2004). Estimación de la biomasa de macroinvertebrados asociados a Egeria densa en la zona litoral del lago de Tota (Boyacá–Colombia). Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.

Pineda, L. (2020). Modelación de la comunidad de macroinvertebrados asociados a Egeria densa en el litoral del lago de Tota [Universidad de Antioquia]. http://hdl.handle.net/10495/17136

Pintar, M. R., and Resetarits, W. J. (2021). Match and mismatch: Integrating consumptive effects of predators, prey traits, and habitat selection in colonizing aquatic insects. Ecology and Evolution, 11(4), 1902–1917. https://doi.org/10.1002/ece3.7181

Poikane, S., Johnson, R. K., Sandin, L., Schartau, A. K., Solimini, A. G., Urbanič, G., Arbačiauskas, K., Aroviita, J., Gabriels, W., Miler, O., Pusch, M. T., Timm, H., and Böhmer, J. (2016). Benthic macroinvertebrates in lake ecological assessment: A review of methods, intercalibration and practical recommendations. Science of The Total Environment, 543, 123–134. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.11.021

Prat, N., Ríos, B., Acosta, R., and Rieradevall, M. (2009). Los macroinvertebrados como indicadores de calidad de las aguas. Macroinvertebrados Bentónicos Sudamericanos. Sistemática y Biología, 1, 631–654. http://www.ub.edu/riosandes/docs/MacroIndLatinAmcompag0908.pdf

Reyes, Y. C., Vergara, I., Torres, O. E., Díaz, M., and González, E. E. (2016). Contaminación por Metales Pesados: Implicaciones en Salud, Ambiente y Seguridad Alimentaria. Ingeniería Investigación y Desarrollo, 16(2), 66–77. https://doi.org/10.19053/1900771X.v16.n2.2016.5447

Rial, A., Trujillo, F., Medina Barrios, Ó. D., Acosta Galvis, A. R., Lasso, C. A., Morales-Betancourt, M. A., Morales-B., D., Señaris, J. C., Jiménez Segura, L. F., Parra, J. L., Ramírez Restrepo, J. J., Gutiérrez, F. de P., Longo, M., Duque, S. R., and Aranguren Riaño, N. J. (2016). Humedales interiores de Colombia: identificación, caracterización y establecimiento de límites según criterios biológicos y ecológicos. Repositorio Institucional de documentación científica, Instituto de Investigación de Recursos biológicos Alexander Von Humboldt. http://hdl.handle.net/20.500.11761/9280

Ríos-Touma, B., Acosta, R., and Prat, N. (2014). The Andean Biotic Index (ABI): revised tolerance to pollution values for macroinvertebrate families and index performance evaluation. Revista de Biología Tropical, 62, 249–273. http://hdl.handle.net/2445/64809

Rivera-Usme, J. (2011). Relación entre la composición y biomasa de la comunidad de macroinvertebrados acuáticos y las variables físicas y químicas en el humedal Jaboque Bogotá-Colombia. In Departamento de Biología. Universidad Nacional de Colombia. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/7752

Rivera-Usme, J., Agudelo, G. P., and Pinzón, D. L. C. (2013). Grupos tróficos de macroinvertebrados acuáticos en un humedal urbano andino de Colombia. Acta Biológica Colombiana, 18(2), 279–292. https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/37208

Rivera-Usme, J., Pinilla, G., Rangel-Churio, J., Castro, M., and Camacho-Pinzón, D. (2015). Biomass of macroinvertebrates and physicochemical characteristics of water in an Andean urban wetland of Colombia. Brazilian Journal of Biology, 75(1), 180–190. https://doi.org/10.1590/1519-6984.10613

Roldán-Pérez, G. (1988). Guía para el estudio de los macroinvertebrados acuáticos del Departamento de Antioquia. In Universidad de Antioquia, Fondo FEN, Medellín. Universidad de Antioquía.

Roldán-Pérez, G. (2012). Los macroinvertebrados como bioindicadores de la calidad del agua. Imprenta Nacional de Colombia. https://sie.car.gov.co/handle/20.500.11786/37633

Roldán-Pérez, G. (2016). Los macroinvertebrados como bioindicadores de la calidad del agua: cuatro décadas de desarrollo en Colombia y Latinoamerica. Revista de La Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 40(155), 254. https://doi.org/10.18257/raccefyn.335

Roveri, V., Guimarães, L. L., and Correia, A. T. (2020). Temporal and spatial variation of benthic macroinvertebrates on the shoreline of Guarujá, São Paulo, Brazil, under the influence of urban surface runoff. Regional Studies in Marine Science, 36, 101289. https://doi.org/10.1016/j.rsma.2020.101289

Soria, M., Gutiérrez‐Cánovas, C., Bonada, N., Acosta, R., Rodríguez‐Lozano, P., Fortuño, P., Burgazzi, G., Vinyoles, D., Gallart, F., Latron, J., Llorens, P., Prat, N., and Cid, N. (2020). Natural disturbances can produce misleading bioassessment results: Identifying metrics to detect anthropogenic impacts in intermittent rivers. Journal of Applied Ecology, 57(2), 283–295. https://doi.org/10.1111/1365-2664.13538

Stebbing, T. R. R. (1899). VIII. Amphipoda from the Copenhagen Museum and other Sources.-Part II. Transactions of the Linnean Society of London. 2nd Series: Zoology, 7(8), 395–432. https://doi.org/10.1111/j.1096-3642.1899.tb00202.x

Zhang, H., Tian, F., Harvim, P., and Georgescu, P. (2017). Effects of size refuge specificity on a predator–prey model. Biosystems, 152, 11–23. https://doi.org/10.1016/j.biosystems.2016.12.001

Cómo citar

APA

Pineda-Alarcón, L. Y. y Cañón Barriga, J. E. (2023). MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA. Acta Biológica Colombiana, 28(2), 189–203. https://doi.org/10.15446/abc.v28n2.97983

ACM

[1]
Pineda-Alarcón, L.Y. y Cañón Barriga, J.E. 2023. MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA. Acta Biológica Colombiana. 28, 2 (may 2023), 189–203. DOI:https://doi.org/10.15446/abc.v28n2.97983.

ACS

(1)
Pineda-Alarcón, L. Y.; Cañón Barriga, J. E. MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA. Acta biol. Colomb. 2023, 28, 189-203.

ABNT

PINEDA-ALARCÓN, L. Y.; CAÑÓN BARRIGA, J. E. MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA. Acta Biológica Colombiana, [S. l.], v. 28, n. 2, p. 189–203, 2023. DOI: 10.15446/abc.v28n2.97983. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/97983. Acesso em: 16 abr. 2024.

Chicago

Pineda-Alarcón, Ludy Yanith, y Julio Eduardo Cañón Barriga. 2023. «MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA». Acta Biológica Colombiana 28 (2):189-203. https://doi.org/10.15446/abc.v28n2.97983.

Harvard

Pineda-Alarcón, L. Y. y Cañón Barriga, J. E. (2023) «MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA», Acta Biológica Colombiana, 28(2), pp. 189–203. doi: 10.15446/abc.v28n2.97983.

IEEE

[1]
L. Y. Pineda-Alarcón y J. E. Cañón Barriga, «MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA», Acta biol. Colomb., vol. 28, n.º 2, pp. 189–203, may 2023.

MLA

Pineda-Alarcón, L. Y., y J. E. Cañón Barriga. «MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA». Acta Biológica Colombiana, vol. 28, n.º 2, mayo de 2023, pp. 189-03, doi:10.15446/abc.v28n2.97983.

Turabian

Pineda-Alarcón, Ludy Yanith, y Julio Eduardo Cañón Barriga. «MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA». Acta Biológica Colombiana 28, no. 2 (mayo 8, 2023): 189–203. Accedido abril 16, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/97983.

Vancouver

1.
Pineda-Alarcón LY, Cañón Barriga JE. MODELACIÓN DE LA RELACIÓN PREDADOR-PRESA PARA LA COMUNIDAD DE MACROINVERTEBRADOS EN EL LITORAL DEL LAGO DE TOTA. Acta biol. Colomb. [Internet]. 8 de mayo de 2023 [citado 16 de abril de 2024];28(2):189-203. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/actabiol/article/view/97983

Descargar cita

CrossRef Cited-by

CrossRef citations1

1. Ludy Pineda-Alarcón, Maycol Zuluaga, Santiago Ruíz, David Fernandez Mc Cann, Fabio Vélez, Nestor Aguirre, Yarin Puerta, Julio Cañón. (2023). Automated software for counting and measuring Hyalella genus using artificial intelligence. Environmental Science and Pollution Research, 30(59), p.123603. https://doi.org/10.1007/s11356-023-30835-8.

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

555

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.