Los estudios sobre el movimiento y el comportamiento de los animales, incluidos los que abordan la propagación de enfermedades y la conservación de los animales, deben monitorear a los animales en puntos de tiempo regulares e irregulares para mejorar la comprensión del comportamiento del movimiento de los animales, según un nuevo estudio realizado por los estadísticos de Penn State., que aparece en línea este mes en la revista Medioambiente , es el primero en proporcionar orientación sobre los regímenes de muestreo para este tipo de estudios biológicos.
"El seguimiento de animales es uno de los principales métodos de recopilación de datos en ecología, pero ha habido poco o ningún trabajo sobre los beneficios relativos de los diferentes esquemas de muestreo", dijo Elizabeth Eisenhauer, estudiante graduada en estadística en Penn State y primera autora de"En un mundo ideal, podríamos recopilar datos continuos o muy pequeños sobre la ubicación de los animales, pero en realidad los investigadores a menudo tienen que tomar decisiones para equilibrar sus recursos".
Los investigadores usan una variedad de tecnología de rastreo para estudiar el comportamiento de los animales, incluidos collares GPS, telemetría de radio e incluso cámaras de video. Todos estos estudios brindan información sobre la ubicación de un animal en un momento determinado, pero debido a los recursos limitados generalmente proporcionan una imagen incompleta.
"Para un collar GPS con batería de duración limitada, por ejemplo, uno podría elegir registrar la ubicación de un animal con mucha frecuencia durante un corto período de tiempo o con menos frecuencia durante un largo período de tiempo", dijo Ephraim Hanks, profesor asociado de estadísticaen Penn State y autor del artículo. "Incluso cuando tenemos videos de movimiento de animales, como en un laboratorio, alguien tiene que entrar y registrar manualmente los datos de ubicación de cada animal en puntos regulares de tiempo. Con este tipo de limitacionessiendo tan frecuente, queríamos saber la mejor manera de recopilar datos de movimiento de animales para obtener la mayor cantidad de información ".
Los investigadores proponen un régimen de muestreo inspirado en el campo de la geoestadística, que analiza los datos de posición, a menudo a lo largo del tiempo, que llaman retículo y muestreo de punto intermedio aleatorio LARI. LARI implica recopilar datos de ubicación a intervalos regulares, pero tambiénen un punto de tiempo aleatorio entre cada uno de estos intervalos.
"Imagina que observamos la ubicación de un zorro una vez cada 24 horas", dijo Eisenhauer. "Si el zorro está dormido en su guarida cada 24 horas, estos datos de ubicación regular no son muy interesantes y, por ejemplo, nodénos una buena estimación del rango de hogar del animal. Si nos registramos con más frecuencia, tal vez cada hora, podríamos ver comportamientos más regulares, como la búsqueda de alimentos, pero aún podríamos perder comportamientos interesantes que suceden de manera más esporádica, como controlar una perturbaciónfuera del estudio. Si en lugar de cada hora, miramos cada dos horas con un punto aleatorio entre cada uno de estos períodos de 2 horas, podríamos capturar más de estos comportamientos de escala fina ".
Para evaluar el régimen de muestreo LARI, los investigadores observaron tres sistemas de estudio diferentes que reflejan diferentes tipos de movimiento: hormigas que se mueven entre la entrada del nido y la reina y cría en la parte posterior del nido, los guppies colocados en un tanque que generalmente nadanhacia el refugio, y un conjunto de datos simulados donde se conocían los parámetros de movimiento. Primero tomaron datos de escala muy fina, por ejemplo, la ubicación de las hormigas una vez por segundo, para establecer un estándar de oro o una línea de base. Luego, el equipo comparó una variedad de menosregímenes frecuentes y regulares de muestreo LARI según el estándar. En casi todos los casos, el régimen de muestreo LARI proporcionó una mejor comprensión del comportamiento de los animales estimaciones más precisas de los parámetros de movimiento que un régimen de muestreo regular con el mismo número de puntos de datos.
"Por lo general, en los estudios de movimiento de animales, los investigadores usan una variedad de parámetros para describir el movimiento con el fin de llegar al comportamiento subyacente", dijo Eisenhauer. "En nuestros ejemplos, eso podría incluir qué tan atraído es un guppy por un objeto de refugio, oqué tan rápido o en qué dirección se mueven las hormigas. Nuestros modelos fueron más precisos y precisos al estimar los parámetros de movimiento cuando usamos LARI versus regímenes de muestreo regulares ".
Debido a que las observaciones de movimiento proporcionan una imagen incompleta, los investigadores a menudo usan modelos estadísticos para llenar los vacíos. Cuando los investigadores lo hicieron con los datos simulados, los resultados estaban más cerca de los valores conocidos cuando los datos se recopilaron utilizando el régimen de muestreo LARI.
"Cuando el número de puntos de tiempo recolectados permaneció igual, LARI arrojó mejores resultados al llenar los vacíos que los regímenes de muestreo regulares", dijo Hanks. "Usar LARI es un cambio relativamente fácil para que los biólogos se integren en sus propios estudios. Essolo es cuestión de ajustar cuando ocurren sus observaciones "
Los investigadores planean probar su modelo con otras especies y adaptar su modelo para permitir la recopilación de datos con errores considerables, como los datos recopilados de mamíferos marinos, donde los datos de ubicación a veces pueden estar a cientos de kilómetros de distancia. También planeanexpandir sus modelos para dar cuenta de los animales que cambian entre tipos de comportamiento, por ejemplo, cambiar de dormir a buscar comida y migrar.
"Recopilar más datos, datos a mayor escala, siempre es mejor", dijo Hanks. "Mejorar la tecnología, como la miniaturización de GPS y paneles solares, podría hacer esto posible para animales grandes en el futuro, pero también estamos empezando arastrear hormigas y abejas, para que estos desafíos no desaparezcan pronto. Los ecologistas siempre tendrán que tomar decisiones sobre el diseño de muestreo dada su tecnología, recursos y sistema de estudio, y acabamos de empezar a rascar la superficie sobre lo que podría ser óptimo.Si bien es solo un primer paso, esperamos que nuestro trabajo brinde una guía útil ".
La Fundación Nacional de Ciencias y los Institutos Nacionales de Salud apoyaron este trabajo.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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