Mi tesis! Parte I: Buscando una idea

(English version below)

La imposible-de-terminar tesis de pregrado: Uno de los mitos más grandes que escucharás en los cinco años que pasarás en la universidad (por lo menos en Perú).

La tesis de pregrado debe ser sencilla, sin perder las características básicas de una producción científica. No debería tomar más de un año si es que te dedicas de manera suficiente a ella y, por su puesto, si tu asesor no te pasea demasiado. Por otro lado es totalmente posible (y debería darse así) hacerla mientras aún sigues llevando los cursos regulares, así no tendrás que dedicarle más tiempo a tu tesis luego de los 5 años de carrera.

En fin, mi tesis de pregrado me gustó mucho. Me enorgullece pensar que yo mismo propuse el tema y de alguna manera diseñé el proyecto. El contexto es el siguiente:

Estaba ya por mi último año de carrera y para ese entonces estaba muy interesado en el tema de eco-morfología, la relación entre la forma y la función. Mucho de este tema ha sido desarrollado en lagartijas para diversas funciones ecológicas y yo ya había podido leer una cantidad regular de información sobre el tema. Por esos tiempos yo ya era un miembro bastante “fijo” del grupo de “herpetos” de la universidad. Teníamos planes de ir a campo con cierta frecuencia, nos reuníamos regularmente con el profe que nos lideraba, etc.

En ese entonces nuestro grupo tenía un proyecto que consistía en describir algunas características ecológicas de los saurios (lagartijas) costeros. Planeábamos barrer con diversas zonas a lo largo del desierto peruano, registrando el tipo de vegetación, la dieta de las lagartijas, muestras de sangre, etc; además de todas las medidas básicas como el peso y el tamaño. De este gran proceso de recolección de datos se obtendrían conclusiones sobre ecología trófica, uso de hábitat, parasitología, etc. Yo participaba en este proyecto ayudando en las capturas en campo y pensaba ayudar luego en el análisis de contenido estomacal de los individuos capturados.

Por otro lado, me rompía la cabeza buscando un tema de tesis. Había tenido un tema que había fracasado debido a no ser viable. Quería comparar poblaciones de Microlophus peruvianus (el saurio más común de la costa peruana) insulares (que viven en islas) y continentales. Específicamente quería comparar la morfología craneal de ambos grupos, ya que según yo, esta debería ser distinta para ambos grupos debido a las diferentes dietas que presentan (La dieta de las M. peruvianus insulares consiste solo de garrapatas prácticamente, mientras que en el continente la dieta es más variada). Sin embargo, para viajar entre continente e islas el dinero que debía pagar era ridículamente alto, sobretodo teniendo en cuenta que el viaje sería en bote, duraría 12 horas y no estaría nada cómodo. Luego de esta fallida idea (en la que perdí muchos meses) estaba desesperadamente buscando una nueva.

Haré tal proyecto algún día??

Haré tal proyecto algún día??

Ahora que lo escribo parece bastante obvio, pero empecé recién a pensar en alguna idea con la que pudiera aprovechar el proyecto que estaba realizando con el grupo de herpetología.

Uno de los principales objetivos de este gran proyecto involucraba a la especie Microlophus thoracicus. Esta lagartija no es demasiado diferente a las otras especies del género si es que eres un simple mortal, en cambio si ya has pasado suficiente tiempo persiguiendo estos bichos en los desiertos puedes identificarla debido a el patrón de puntos claros y oscuros que muestran en el dorso. Sin embargo, probablemente su característica más resaltante es que es una de las dos únicas especies del género que son herbívoras. Esta característica es la que me hizo ver la luz un buen día, el día que nació mi proyecto de tesis (drama!).

Pero, ¿Por qué?

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M. thoracicus y su representativo patrón / M. thoracicus and its representative pattern

La teoría detrás de mi tesis

La respuesta se encuentra en la robusta teoría del “modo de forrajeo”. Tratando de resumir de qué se trata, se asume que los saurios se alimentan utilizando dos estrategias diferentes: Yendo detrás de su presa cazando activamente o esperando a que la presa pase delante para atraparla. Muchas predicciones se pueden hacer a partir del modo de forrajeo de una especie, una de ellas es la morfología que presentará: Si una especie de lagartija caza activamente se espera que presente una morfología que optimice este comportamiento: Miembros que permitan una mejor locomoción, por ejemplo.

Pero vamos a concentrarnos en la morfología de la cabeza. Ahora empezaremos con las lagartijas que esperan a que la presa pase por su delante. Como podemos imaginarnos estas especies dependen mucho de la probabilidad de que se les cruce la comida. Intuitivamente podemos decir que este evento no es muy común, entonces el individuo debe aprovechar cada oportunidad que se presente. Además, estas especies consumen presas más grandes por la misma razón: No encuentran alimento de manera frecuente, por eso en cada evento de alimentación deben adquirir la mayor cantidad de energía posible. Entonces, ¿Qué se necesita para atrapar una presa grande con una mayor probabilidad de éxito?

La respuesta es la fuerza de mordida. Este rasgo es el que finalmente nos llevará a las características morfológicas. La siguiente figura nos mostrará cómo funciona:

En este simple ejemplo vemos cómo el ancho de la cabeza está positivamente relacionado con la fuerza de mordida. Extraído de Herrel et al. 2006 / In this simple example we see how the head width is positively related with bite force. Extracted from Herrel et al. 2006

En este simple ejemplo vemos cómo el ancho de la cabeza está positivamente relacionado con la fuerza de mordida. Extraído de Herrel et al. 2006 / In this simple example we see how the head width is positively related with bite force. Extracted from Herrel et al. 2006

Es simple, una cabeza más grande equivale a una mayor fuerza de mordida, lo cual equivale a una mayor probabilidad de éxito de atrapar una presa grande. Por lo tanto se espera que estas lagartijas que cazan pasivamente tengan cabezas más robustas. Esta cabeza grande impediría a las lagartijas que cazan activamente moverse libremente, además estas lagartijas no necesitan presas tan grandes; por lo tanto estas tendrían cabezas más delgadas y aplanadas.

¿Y dónde entran las lagartijas herbívoras en todo esto? Buena pregunta, las plantas no se mueven, uno tiene que ir a buscarlas. Entonces es fácil, las lagartijas herbívoras deberían tener una morfología craneal típica de un forrajeador activo. Pero esto no es lo que se observa en la naturaleza. Generalmente los saurios herbívoros muestran cráneos más robustos (anchos y altos) en comparación a los insectívoros, probablemente a que el material vegetal necesita ser procesado intensamente para ser aprovechado. En resumen se podría decir que aunque no son cazadores pasivos necesitan una fuerza de mordida alta.

Un día todo esto encajó. Tenía la teoría, tenía la especie, tenía los especímenes, tenía las dietas. Microlophus thoracicus, conocida como “lagartija de los gramadales” sería mi especie principal, la herbívora. Tendría a mi disposición la información de contenido estomacal de los individuos capturados para confirmar que esta especie era efectivamente herbívora (además de ver a qué nivel lo era), además tendría que realizar las mediciones morfométricas del cráneo, tomando en cuenta variables importantes de las que hablaré en la siguiente parte.

Por otro lado contaba también con especímenes de otras especies de Microlophus que habían sido depositados con anterioridad en el laboratorio (además de otros que me consiguió mi asesor). Estas especies insectívoras con las que compararía a mi especie principal fueron M. peruvianus y M. occipitalis.

Arriba a la izquierda: M. occipitalis; derecha: M. peruvianus; abajo: M. thoracicus / Upper left: M. occipitalis; right: M. peruvianus; bottom: M. thoracicus

a) M. occipitalis, b) M. peruvianus, c) M. thoracicus 

Mi idea era observar si el patrón ecomorfológico ya descrito para saurios africanos, australianos y norte-americanos de zonas áridas (en el que basaba mis hipótesis) se repetiría también para las lagartijas sudamericanas. Bastante importante si tomamos en cuenta que mi estudio sería la única referencia sobre el tema en Sudamérica.

Finalmente tenía mi idea, ahora empezaría el trabajo.

Continuará….

Referencias:

– Herrel A, McBrayer LD & Larson PM. 2007. Functional basis for sexual differences in bite force in the lizard Anolis carolinensisBiological Journal of the Linnean Society 91: 111-119.


My thesis! Part I: looking for an idea

The never-ending undergrad thesis project: One of the biggest myths you will listen in the five years you will spend at university (at leas in Peru).

The undergrad thesis should be simple, without loosing the basic characteristics of a scientific production. It shouldn’t take more than a year if you dedicate enough time to it and, of course, if your advisor allows the work to flow continuously. It is also possible (and should be common) to do it while you are still taking the regular courses so that you don’t have to dedicate more time to your thesis after 5 years of studying.

I liked (and still do) my undergraduate thesis a lot. I’m proud to say that I proposed the subject and somehow I also designed the project. The context is as follows:

While on my last year as an undergraduate I was already very interested in the subject of ecomorphology, the link between form and function. Good part of this subject has been developed on lizards related with diverse ecological functions and I had already read a considerable quantity of information about the topic. By that time I was a quite established member of the “herpetology group” of the university. We frequently had plans to go to the field, we met regularly with the leading professor, etc.

Our herpetology group had a project that consisted on the description of some ecological characteristics of coastal lizards. We planned to assess different areas along the Peruvian desert, registering vegetation type, lizard diet, blood samples, etc., in addition to the basic measurements like weight and size. From this process of data collection we would obtain important conclusions about trophic ecology, habitat use, parasitology, etc. I was participating in the project helping with the capture of lizards in the field and was thinking about helping in the posterior diet analysis of the captured individuals in the lab.

On the other hand, I was struggling looking for an idea for my thesis project. I have had an idea that failed because it resulted to be non-viable. I wanted to compare continental and insular (living on islands) populations of Microlophus peruvianus (the most common lizard of the Peruvian coast). Specifically, I wanted to compare the cranial morphology of both groups because, according to my hypothesis, it should be different due to the different diets both populations present (The diet of insular M. peruvianus consists mainly on ticks, while continental individuals show a more diverse diet). However, the price to travel between continent and islands was ridiculously high, taking into account that it is a 12-hours boat trip without any kind of commodities. After this failed idea (in which I spent a lot of time) I was desperately looking for a new one.

Now that I’m writing it sounds very obvious, but just then I started to think about any idea with which I could take advantage of the project I was working on with the herpetology group.

Going back to this big project, one of the main objectives involved the species Microlophus thoracicus. This lizard is not really different to the other species from the genus if you are a mere mortal, but if you have already spent enough time chasing lizards in the desert you can identify it by the patter of light and dark points it shows in its dorsum. But probably the most important of its characteristics is that it is one of the only two Microlophus species that is herbivorous. This characteristic made me see the light one good day, the day my thesis project was born (yes, a lot of drama).

But, why?

The theory behind my thesis

The answer can be found on the widely studied foraging mode theory. Trying to summarize what is it about, it assumes that lizards feed using different strategies: hunting actively, looking for their prey or waiting passively for the prey to appear before their eyes (sit-and-wait strategy). A lot of predictions can be made from the foraging mode of a species, one of those is the morphology it will show: if a lizard species hunts actively it is expected to display a morphology that optimizes this behavior, like limbs that will allow better locomotion, for example.

Let’s focus on head morphology, now starting with lizards with the sit-and-wait strategy. As we can imagine, these species depend a lot on the probability of food appearing in front of them. Intuitively we can say that this event is not common, so the individual has to take advantage of every opportunity it has. Also, these species eat bigger prey for the same reason: they don’t find food frequently so in each capture event they have to acquire the higher possible amount of energy. Then, what is needed to capture a big prey with a higher probability od success?

The answer is the bite force. This trait is the one that will finally take us to the morphological characteristics. The next figure will show us how it works:

It is simple, a bigger head equals a higher bite force, which equals a higher probability of succeeding in capturing a big prey. Therefore it is expected that these sit-and-wait lizards will show big heads. In contrast, this big head would prevent the active-foraging lizards to move freely, moreover these lizards don’t need big prey so we could expect them to show narrow and flat heads.

So what about herbivore lizards? Good question, plants doesn’t move, you have to go and look for them. Then it’s easy, herbivore lizards should have the cranial morphology of an active forager. Well, this is not what we see in nature. Generally, herbivore lizards show bigger skulls (higher and wider) in comparison to insectivores, probably because plant material needs to be intensely processed to be utilized. Summarizing, it could be said that, even though they are not passive (sit-and-wait) foragers they need a strong bite force.

One day all of this fell into place. I had the theory, the species, the specimens, the diets. Microlophus thoracicus would be my study species, the herbivorous. I had the stomach contents information from the captured individuals at my disposal to confirm that this species was effectively herbivorous (and also to check its real level of herbivory). Moreover, I had to take the morphological measurements of the skull, considering important variables of which I will write in the next part.

On the other hand I also had at my disposal the specimens of other Microlophus species which had been previously deposited in the lab, plus some others my advisor got me. These other insectivore species with which I would compare my study species were M. peruvianus and M. occipitalis.

My idea was to observe if the ecomorphological pattern already described for African, Australian and North-American lizards of arid ecosystems (on which my hypothesis was based) would repeat also for the South-American lizards. Quite important if we consider that my study would be the only reference about the topic in South-America

Finally I had my idea, now the real work was about to begin.

To be continued…

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5 thoughts on “Mi tesis! Parte I: Buscando una idea

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