Ponderación de la Red de Interacciones Bióticas de Bogotá D.C 

Andrés Del Risco1, Angela María Montoya Quiroga2, Angela Maria Montoya Quiroga2, Kristian  Rubiano2, Sistema de Información y Datos de Investigaciones Científicas3

1 Jardín Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 No. 68-95, Bogotá, D.C, Colombia; 2 Jardin Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 No. 68-95, Bogotá, D.C, Colombia; 3 Jardin Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, Avenida Calle 63 No. 68-95,  Bogotá, D.C, Colombia

Autor(es) de contacto: Andrés Del Risco (arisco@jbb.gov.co)Angela María Montoya Quiroga (amontoya@jbb.gov.co)

Recibido {Fecha}; Revisado {Fecha}; Aceptado {Fecha}; Publicado {Fecha}

Referencia: Combinación de autores, año de publicación del artículo de datos (en paréntesis), Titulo, Nombre de la Revista, Volumen, Número de edición (en paréntesis), y doi del artículo de datos.

<b>¿Cómo citar este recurso?</b>

Del Risco A, Montoya Quiroga A M (2024): Ponderación de la Red de Interacciones Bióticas de Bogotá D.C. v1. Jardín Botánico de Bogotá "José Celestino Mutis". Dataset/Occurrence. http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-rrbb_sc_2024007 http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-rrbb_sc_2024007

Resumen

La Red de Interacciones Bióticas de Bogotá D.C. contiene más de 7000 interacciones y 2500 taxones, y aunque tiene un alto potencial de uso investigativo, no tiene información sobre qué tantas veces ocurre cada interacción, lo que suele requerirse especialmente para análisis de redes ecológicas. 
Como limitación, se planteó el objetivo de asignar valores de frecuencia a cada registro reportado para Bogotá, de modo que el conjunto de datos quede ponderado en su totalidad. 
Esto se llevó a cabo inspeccionando cada una de las fuentes que soportan cada registro e indagando el número total de observaciones reportadas para estos, sumando todas estas observaciones para los casos en los que varias fuentes distintas soportan un mismo registro, y consignando estas cifras en un campo nuevo de “frecuencia”. 
Para ejemplificar de manera demostrativa el uso de este conjunto de datos ponderados, se realizó un análisis de redes unipartitas estimando las métricas estándar, en donde fueron obtenidas variables de conectancia, modularidad, longitud media del camino, coeficiente de aglomeración y asortatividad. 
La ponderación se realizó para los registros de interacciones (3.697) reportados para el área de estudio, en los cuales la gran mayoría presentó una sola observación, mientras que aquellos que presentaron más observaciones eran menos frecuentes. Las métricas de redes obtenidas indican que el conjunto de datos representa una red compleja y modular, con baja conectancia, probablemente por efectos de muestreo, y con coexistencia de especies generalistas y especialistas distribuidas de manera eficiente. Se discuten las posibles limitaciones de este conjunto de datos y se sugieren estrategias tanto para mitigar estas limitaciones como para llevar a cabo estudios efectivos sobre aspectos ecológicos del área de Bogotá D.C.

Palabras clave: Bogotá, Frecuencia, Interacciones bióticas, Ponderación, Redes unipartitas, Observation, Occurrence

Descripción general

Propósito: Enriquecer la base de datos de la Red de Interacciones Bióticas de Bogotá D.C. con datos de frecuencia para las interacciones reportadas para el Distrito.
Additional information: Conectividad e Interacciones Ecológicas

Detalles del proyecto

Título del proyecto: Proyecto de Inversión 7679: Investigación para la conservación de los ecosistemas y la flora de la Región y Bogotá
Personas asociadas: Claudia Alexandra Pinzón Osorio
Fuentes de financiación: Proyecto de inversión 7679
Contrato No. JBB-CTO-067-2024
Contrato No. JBB-CTO-020-2024

Descripción/descriptor del área de estudio: Distrito Capital
Descripción del diseño: Objetivo general: Aumentar la capacidad institucional para la gestión del conocimiento en conservación, restauración y uso sostenible de la flora en áreas de la estructura ecológica y de interés ambiental en la ciudad región. 1. Generar conocimiento acerca de la representatividad, funcionamiento y dinámicas que inciden en los cambios y estado de la diversidad biológica y los servicios ecosistémicos en áreas estratégicas de importancia ambiental. 2. Desarrollar procesos de investigación en restauración ecológica de los efectos de los disturbios naturales y antrópicos sobre la composición, estructura y función de los ecosistemas de Bogotá 3. Desarrollar investigaciones asociado al uso de las especies vegetales nativas que permita un aprovechamiento ambientalmente sustentable a través de una estrategia con base técnico-científica. 4. Desarrollar una estrategia institucional que permita cumplir con los requisitos para que el Jardín Botánico sea acreditado como centro de investigación para la conservación y los ecosistemas de la ciudad región

Datos publicados a través de GBIF: http://catalogador.jbb.gov.co:8090/app/resource?r=001_bio-rrbb_sc_2024007

Cobertura taxonómica

Descripción general de la cobertura taxonómica: La cobertura taxonómica del proyecto abarca a todos los organismos vivos. Como no es posible seleccionar el taxón que represente a toda la vida celular (Biota) debido a que no hay categorías disponibles por encima de dominio, se consignan los dos dominios que se cubren en el recurso: Eukaryota y Bacteria.
Categorías taxonómicas
Domain: Bacteria, Eukaryota
Nombres comunes: Bacterias, Eucariotas

Cobertura geográfica

Cobertura geográfica general: Distrito Capital
Coordenadas: 4°1'37.2''N y 4°49'19.2''N Latitud; 74°19'33.6''W y 74°0'21.6''W Longitud 

Cobertura temporal: January 1, 1877 - April 30, 2024

Métodos

Descripción de la metodología paso a paso: 
- . 	Para capturar la información sobre la frecuencia en la base de datos existente, se añadió un campo adicional en la tabla de interacciones denominado “Frecuencia”, que se encuentra entre los campos “Reportado para Bogotá” y “Observaciones”. Los datos consignados en este campo son de carácter numérico, ingresando números enteros desde el cero al infinito, y representa el número total de observaciones registradas a través de todas las fuentes que soportan el registro. Se hace revisando directamente las fuentes citadas para cada registro e indicando el número de veces que se muestra o se reporta la interacción, y sumando estas observaciones entre las fuentes. La observación, unidad básica manejada en el campo de frecuencia, se cuenta de forma diferencial dependiendo de los tipos organismos que participen en la interacción, pero en general puede definirse como una instancia en la que dos organismos interactúan en un mismo punto en el espacio (campo de coordenadas) y tiempo (campo de fecha). El caso más sencillo de interpretar una unidad de observación es aquel en donde se involucra uno o más organismos altamente móviles (i.e. gran parte de los animales) participando en interacciones efímeras o de corta duración (e.j. visitas florales de insectos voladores o aves a plantas, depredación entre animales, eventos de agresión). Para los casos en donde participan uno o más organismos gregarios y poco móviles (insectos no voladores como cocoideos o larvas de lepidopteros) o sésiles (plantas, hongos), en interacciones de larga duración (epibiosis, parasitismo, ciertos tipos de fitofagía), las observaciones son contadas como una unidad incluso en casos en donde varios individuos pertenecientes a un mismo taxón se encuentran interactuando al tiempo con un individuo de otro organismo. Por ejemplo, si varios individuos de una misma especie de oruga (etapa larval de lepidópteros, no voladores y con pocas capacidades de dispersarse) se encuentran consumiendo los tejidos un mismo individuo de su especie de planta hospedera, tal instancia se cuenta como una sola observación. El motivo por el cual esto se cuenta de esta manera es que muy posiblemente este tipo de organismos o provienen de un mismo evento de oviposición (e.j. insectos fitófagos holometábolos), o se han reproducido in situ sobre su hospedero (e.j. parásitos), o provienen de un mismo evento de dispersión y colonización masiva (e.j. organismos epífitos), y contarlos como múltiples observaciones en vez de una sola, en representación de ese único evento, estaría representando eventos de pseudo-replicación. Aunque puede que varios individuos sobre un mismo hospedero representen más de un evento de colonización, si no hay evidencia directa de esto, se opta por asumir la cifra más conservadora. 
- . 	El número de observaciones usualmente se reporta en la fuente de manera directa, en cuanto a la cantidad total de eventos en los que se observa la interacción mencionada. A veces se reportan en términos de frecuencia relativa. En dichos casos, los valores de frecuencias absolutas se obtuvieron multiplicando la frecuencia relativa por el total de observaciones realizadas (N). En caso de obtener valores decimales, se aproximaron al número entero cercano. En los casos en donde las fuentes mencionan la presencia de una interacción sin mención alguna de la cantidad de veces en las que fue observada, se opta por asumir un valor conservador de 1. Siguiendo esta misma lógica, en los casos en donde las fuentes mencionan que la presencia de una interacción entre la misma combinación de taxones ocurre varias veces, pero no hay mención de una cifra, se opta por asumir un valor conservador de 2.
- . 	Es necesario resaltar que todo el proceso anteriormente mencionado se realizó únicamente para los registros de interacciones reportados para Bogotá, es decir, aquellos que están marcados con “SÍ” el campo de “Reportado para Bogotá”. A las interacciones potenciales, debido a que ocurren por fuera del área de estudio de interés, no se les realizó esta revisión y el valor ingresado en el nuevo campo de “Frecuencia” fue automáticamente de
Una vez se tuvo el conjunto de datos ponderados (con el valor del campo de frecuencia consignado), se depuró esta base de datos para escoger un subconjunto adecuado de registros de interacciones y así poder proceder con los análisis de redes unipartitas, con el objetivo de ejemplificar uno de los potenciales usos de este conjunto de datos. Las redes unipartitas consisten en sistemas en donde un nodo (organismo) puede interactuar con cualquier otro nodo del sistema, en contraste con las redes bipartitas, en donde los nodos son clasificados en dos categorías (e.j. planta y polinizador), y las interacciones solo ocurren entre nodos de categorías disintas.
- . 	La depuración fué necesaria debido a que las métricas de redes solo tienen una interacción como la combinación única entre dos taxones independientemente de su tipo de interacción, de tal modo que se requirió agrupar los registros que compartían la misma combinación de Taxón 1 y Taxón 2 en uno solo, sumando los valores de frecuencia para el registro unificado. Al llevar esto a cabo, se obtuvo el primer subconjunto de datos para la estimación de métricas (llamado de ahora en adelante Subconjunto A). Sin embargo, este Subconjunto A tiene un potencial problema de pseudo-replicación taxonómica, en el sentido en que hay ciertos taxones supraespecíficos indeterminados que pueden ser réplicas de otros taxones hijos con mayor resolución (i.e. Bombus sp. y Bombus pauloensis). Para evitarlo, se obtuvo un segundo subconjunto a partir del A (llamado Subconjunto B), donde se depuraron los registros de interacciones con taxones indeterminados, si dicho taxon tuviera un taxón hijo presente en el mismo conjunto de datos. A pesar de que el Subconjunto B potencialmente excluye registros replicados, el Subconjunto A cuenta con la ventaja de tener un tamaño muestreal superior. Por esta razón, la estimación de métricas de redes unipartitas fueron llevadas a cabo tanto para el Subconjunto A como el Subconjunto B.
- . 	Para esto, se usó el software R empleando el paquete igraph (Csardi & Nepusz 2006), el cual es empleado para realizar diversos análisis de redes unipartitas, especificando que el conjunto de datos es ponerado (i.e. tiene valores de frecuencia), y que no es dirigido (no importa el orden de los taxones en cada registro de interacción). Se emplearon las funciones de edge_density, mean_distance, transitivity, cluster_infomap y assortativity para calcular las variables de conectancia, longitud media del camino, coeficiente de aglomeración, modularidad y asortatividad respectivamente (esta última calculándose de acuerdo con el grado o número de conexiones de cada nodo o taxón). Finalmente, se estimaron los grados de cada nodo en los subconjuntos de datos y se obtuvo la distribución de estos grados utilizando la función de graph.degree_distribution.
Descripción del área de muestreo: El área de estudio abarca todo el territorio delimitado por el Distrito Capital.
Descripción del muestreo: Para enriquecer información sobre frecuencias de interacciones, la muestra de este proyecto correspondió a los registros de interacciones en la base de datos documentados para el sitio de estudio (el área de Bogotá D.C.), más no a interacciones potenciales (i.e. interacciones entre dos taxones que presentan ocurrencia en el Distrito Capital, pero que se documentaron fuera de esta área).
Descripción del control de calidad: Como los datos provienen de la Red de Interacciones Bióticas de Bogotá D.C., el control de calidad en sí se basa en la curaduría que se hace de manera mensual a dicha base de datos por los contratistas encargados, que son los mismos autores de la investigación

Idioma de los metadatos: Spanish
Fecha de creación de los metadatos: 2024-07-02
Nivel de jerarquía: Dataset