This paper analyses the possibilities of the statistical techniques in the treatment of marine ostracod populations, with the indication of the commonest problems observed in the different stages (sampling,
laboratory procedures, recognition of the biocoenosis). Some additional chapters indicate the most important limitations for the application of bivariate or multivariate techniques. In both cases, results can be considered as a graphic development of the initial database and never as the main support of the conclusions.Junta de AndalucíaUniversidad de Huelv

Abad de los Santos, Manuel

Muñoz Pichardo, Juan Manuel

Ruiz Muñoz, Francisco

idUS. Depósito de Investigación Universidad de Sevilla

123IntroducciónDiversas técnicas estadísticas sonutilizadas en el procesado de la ingen-te cantidad de datos aportados en cual-quier análisis micropaleontológico. Lacorrelación lineal simple o múltiple olos análisis multivariantes (clúster,factorial, componentes principales,funciones de correspondencia, análisisde correspondencia) han sido aplica-dos habitualmente a foraminíferos,diatomeas o nanoplancton calcáreo,con resultados interesantes en la defi-nición de las asociaciones,  la delimi-tación de sectores diferenciados dentrodel área de estudio o la interpretaciónde aspectos evolutivos (Boeckel y Bar-man, 2004; Jiang et al., 2004; Sejrupet al., 2004).En contraposición, su uso ha sidolimitado en ostrácodos. Hasta la déca-da de los setenta, la mayoría de los es-tudios perseguían casi exclusivamenteel reconocimiento de las especies enun determinado área como base paraestudios de distribución regional, ladelimitación de provincias (paleo-)biogeográficas o los aspectos evoluti-vos de un grupo concreto, no precisan-do del uso posterior de técnicas esta-dísticas. En los últimos 30 años, sinembargo, diversas investigaciones hanpuesto de manifiesto su utilidad y susl imi taciones  en  es tudios  (paleo-)ecológicos o evolutivos (Reyment,1991; Yasuhara et al., 2004). En estetrabajo, se efectúa una revisión de losdiversos problemas planteados para eluso de técnicas estadísticas en las dis-t in tas  fases  de  es tud io  de  es tosmicrocrustáceos en medios marinos(Tabla I).El muestreoEl tipo de muestreo puede condicio-nar los resultados de la investigación.Las dos técnicas más empleadas para laobtención de muestras (draga y testigocontinuo) presentan problemas añadi-dos comunes y específicos (Tabla I). Enambos casos, suelen separarse los 2-3centímetros superficiales para su análi-sis, ya que estos microcrustáceos sue-len concentrarse cerca de la interfaseagua-sedimento (Carbonel, 1980). Estametodología presenta diversos inconve-nientes básicos, ya que una mismamuestra incluye un número variable degeneraciones de las distintas especiesen función de sus ciclos reproductivoso de las tasas locales de sedimentación.Ello ocasiona que la tanatocenosis sue-la dominar sobre la biocenosis, que sue-le representar menos del 20 % del total(Ruiz et al., 2000).Las dragas tienen la ventaja de pro-porcionar una cantidad o volumen im-portante del sedimento superficial, sibien ocasionan una importante pertur-bación de la película superficial del se-dimento al impactar con el fondo y unapérdida parcial de la fracción fina du-rante su recogida. Ello puede ocasio-nar importantes inconvenientes si sevan a medir otras propiedades del se-d imento ,  como su  compos ic ióngeoquímica o su granulometría, quevan a ser relacionadas posteriormentecon la distribución o abundancia de laspoblaciones de ostrácodos.Los testigos continuos causan unaperturbación menor en el sedimento,pero la cantidad recuperada es limita-da. Este método es apropiado para es-tudios bioestratigráficos o el análisisde la evolución de las asociaciones, sibien el volumen obtenido de los prime-ros centímetros (< 50 cm3) puede noser suficiente para obtener un númerosignificativo de individuos o para es-tudios multidisciplinares. Otros aspec-tos limitantes pueden ser un porcentajebajo de recuperación del testigo o lapresencia de tramos muy bioturbados.En  zonas  con  cober te ra  defanerógamas o macroalgas, es conve-niente tomar muestras independientesdel sedimento del fondo y de la vege-tación suprayacente, para delimitaradecuadamente  las  asoc iac ionesfitales. Un ejemplo adecuado de estetipo de muestreo puede ser consultadoen Kamiya (1988).La problemática relación entre estadística y ostrácodos marinosThe problematic relation between statistics and marine ostracodsF. Ruiz (1), M. Abad (1) y J.M. Muñoz (2)(1)Departamento de Geodinámica y Paleontología, Facultad de Ciencias Experimentales, Universidad de Huelva. Campus de El Carmen, Avda. de lasFuerzas Armadas, s/n, 21071-Huelva.  ruizmu@uhu.es(2)Departamento de Estadística e Investigación Operativa, Facultad de Matemáticas, Universidad de Sevilla. C/ Tarfia, s/n. 41012-Sevilla.ABSTRACTThis paper analyses the possibilities of the statistical techniques in the treatment of marine ostracodpopulations, with the indication of the commonest problems observed in the different stages (sampling,laboratory procedures, recognition of the biocoenosis). Some additional chapters indicate the mostimportant limitations for the application of bivariate or multivariate techniques.  In both cases, results canbe considered as a graphic development of the initial database and never as the main  support of theconclusions.Key words: Marine ostracods, sampling, laboratory procedures, statistics.Geogaceta, 38 (2005), 123-126ISSN: 0213683X124Procesado y número de individuosestudiados Una vez obtenidas las muestras,deben ser conservadas preferente-mente en frío. Suele agregarse Rosade Bengala (1g/l) y/o formaldehídopara la preservación y distinción de labiocenosis, de forma similar a los estu-dios de foraminíferos. No obstante,este método presenta notables limita-ciones en estos microcrustáceos, yaque se colorean también caparazonesvacíos (sobre todo de formas muy or-namentadas) e incluso valvas sueltasdebido  a  l a  p resenc ia  de  o t rosmicroorganismos en su superficie(Zhou y Zhao, 1999). Además, el posi-ble grado de error aumenta con el tiem-po transcurrido entre la tinción y elestudio de gabinete.Otro problema deriva de la aplica-ción de distintos tamices (de 63 mm a500 mm), una cantidad (de escasos gra-mos a 3 kg) o volumen  (hasta 3000cm3) variables de sedimento o el estu-dio exclusivo de los ejemplares adul-tos (Tabla I). En consecuencia, los re-sultados obtenidos en zonas relativa-mente  ce rcanas  pueden  no  se rcomparables cuantitativamente, ya quela luz de malla empleada condiciona lapérdida de ejemplares adultos de espe-cies con menos de 200-400 mm de altu-ra o de formas juveniles de otras espe-cies de mayor tamaño.A continuación, es aconsejable laextracción de unos 300 individuospor muestra para un análisis estadís-t ico adecuado (Krutak,  1982).  Noobstante, este número es difícil dealcanzar en todas las muestras de unestudio y el esfuerzo puede ser muys u p e r i o r  a l  r e q u e r i d o  p a r a  l o sforaminíferos (Tabla I), ya que losos t rácodos  no  sue len  representarmás  de  un  1  a  5  % de l  t o t a l  defo ramin í f e ros  (p . e . ,  Ru iz  e t  a l . ,1997). Además, existen determina-dos medios sedimentarios (p.e., ma-rismas salobres; llanuras abisales),sectores estuarinos (boca, canalesprincipales) o tipos de sedimentos(arenas medias a muy gruesas bienseleccionadas) donde no suele apa-recer más de un individuo por cm3 ogramo de sedimento seco. En contra-pos ic ión ,  es tos  microorgan ismospueden superar los 900 individuospor gramo en algunos lagoons o enfacies biogénicas de algunas bahíascosteras (Bodergat e Ikeya, 1988;Ruiz et al., 2004).El reconocimiento de la biocenosisA pesar de todos estos inconve-nientes, es importante la separación dela biocenosis como base para conocerla autoecología de una especie o aso-ciación (Tabla I). Kilenyi (1969) dife-renció 5 estadios de conservación: ca-parazón con partes blandas, caparazóno valva con apéndices o trazas de cutí-cula, valvas o caparazones transparen-tes, caparazones opacos y valvas opa-cas rellenas de distintas matrices. Lastrazas de cutícula no parecen ser fia-b les ,  ya  que  han  aparec ido  enostrácodos con más de 9.000 años(Horne, com. pers.). Las valvas o ca-parazones transparentes suelen estarvacíos en muchos casos y pueden pre-cisar de su ruptura para contrastar lapresencia de apéndices, sobre todo enespec ies  per tenec ien tes  aCal l i s tocy there ,  Cythere t ta ,Neocytherideis o Semicytherura, cu-yas valvas suelen permanecer unidasdespués de la muerte del individuo(Whatley, 1988). Algunos caparazonesopacos pueden contener restos de par-tes blandas, en especial en especiesmuy ornamentadas donde las fosetaspueden estar rellenas parcialmente desedimento ,  como Urocy there i s  oHemicytherura. En cualquier caso, elproceso de secado de la muestra debeefectuarse a bajas temperaturas (30-70ºC) para una mejor conservación de lostejidos blandos.Índices básicosLa mayoría de estudios suelen in-cluir el número de individuos y espe-cies presentes en cada muestra. El nú-mero de individuos condiciona clara-mente el uso posterior de análisisestadísticos, pudiéndose decidir la ex-clusión de aquellas muestras con me-nos individuos (de 30 a 100) (Tabla I).El número de especies por muestrasuele ser inferior a 40-50, si bien sehan diferenciado hasta 240 especies en49 g de sedimentos pliocenos del no-roeste de Francia (Maybury y Whatley,1988).Algunos índices de aplicación ha-b i tua l  en  o t ros  grupos  demicroorganismos  (S impson,equitabilidad, Fisher, Margalef) nosuelen usarse para los ostrácodos.  Enmuestras marinas someras con 15 a 50individuos por gramo y 20 a 70 espe-cies presentes, H(S) suele oscilar entre2,5 y 3,5, dependiendo de la presenciao no de una o varias especies dominan-tes (p.e., Whatley y Quanhong, 1987).Este número suele disminuir notable-mente (0,5 a 1,5) en lagoons restringi-dos ,  cana les  d i s t r ibu ta r ios  ofinalizadores de estuarios o sectoressometidos a condiciones de estrés (altacontaminac ión ,  fuer te  g rad ien teh idrodinámico ,  a l ta  expos ic iónsubaérea, anoxia crónica o periódica),donde los ostrácodos pueden desapare-cer o bien los porcentajes de una o dosespecies normalmente oportunistas so-brepasan el 60 % del total. Algunas deellas se incluyen dentro de la familiaLoxoconchidae  (Boderga t  e t  a l . ,1998). Otros índices menos frecuentes(p.e., coeficiente de disimilaridad) sonpuntualmente aplicados en la compara-ción entre estaciones de control, situa-das en zonas no alteradas, y muestrascontaminadas próximas a fuentes depoluc ión .  En  es tos  casos ,  losostrácodos figuran entre los organis-mos que mejor definen ambos sectores(Lee y Correa, 2005).Análisis bivariantes usualesSi existen un número suficiente demuestras (15-20 al menos) que presen-tan un número suficiente de indivi-duos ,  pueden  rea l iza rse  aná l i s i sbivariantes para hallar la relación en-tre pares de especies o de cada especiecon las variables medioambientalesdeterminadas (Tabla I). En este caso,las  espec ies  cons ideradas  comoalóctonas deben ser eliminadas, paraproceder a continuación a la determi-nación  de los porcentajes de las res-tantes especies en cada muestra.El siguiente paso consistiría en se-leccionar aquellas especies más repre-sentativas para el análisis bivarianteposterior. Serán aquéllas presentes enproporciones significativas (> 5 %) enla mayoría de las muestras  o bien do-minantes (> 20-30 %) en algunasmuestras. A todas ellas y a las varia-bles medioambientales medidas debe-ría aplicárseles un test de normalidad,una vez estandarizados los datos. Encaso afirmativo, podría utilizarse elcoeficiente de correlación de Pearson,o bien el coeficiente de Spearman siesta condición no se cumple. En esteúltimo escenario, pueden buscarsetransformaciones (p.e., expresioneslogarítmicas o exponenciales) que per-mitan obtener distribuciones normalesen la mayoría de las variables. En cual-125quier caso, sería aconsejable que elnúmero de muestras pudiera excederconsiderablemente a la suma de las es-pecies escogidas y las variables deter-minadas.En cualquier caso, los resultadosobtenidos en la matriz de correlacióndeben ser tratados con cautela, relacio-nando los posibles pares significativoscon los datos autoecológicos conoci-dos de las especies introducidas. Lasasociaciones así deducidas deberíanser contrastadas mediante estudiosmultivariantes robustos.Principales técnicas multivariantesDiversas técnicas multivariantes sehan mostrado especialmente útiles ene l  aná l i s i s  de  los  cambiosmorfológicos de determinadas espe-cies durante el proceso de muda ó aná-lisis evolutivos (Reyment, 1988) (Ta-bla I). En otros casos, se ha recurridoal análisis factorial o de componentesprincipales, con la expresión gráficadel diagrama F1-F2 en la mayoría delos casos. No obstante, debe indicarseque un estudio detallado debería anali-zar todos los factores necesarios paraque la suma de las varianzas explica-das sumara, al menos, el 80 % del to-tal. Aún así, y aunque los pesos especí-ficos de las distintas especies fuesenmuy elevados en los factores, los re-sultados deberían ser tratados máscomo expresiones gráficas que comoresu l tados  con  una  s ign i f icac iónecológica incontestable. Debe tenerseen cuenta que se necesitan altos pesospara que sean significativos (p.e., másde 0,3 para 350 muestras; Hair et al.,1998).ConclusionesLa revisión de los procedimientoshabituales empleados en el estudio delos ostrácodos marinos permite com-probar la variedad de problemas plan-teados ante el posible uso de métodosestadísticos. Los diferentes tipos deprocesado, el amplio abanico de abun-dancias y diversidades de estos orga-nismos en determinadas muestras o lasespecificaciones de cada método utili-zado pueden condicionar la aplicaciónde estas técnicas. Los resultados fina-les, aún cumpliendo con  los criteriosde significación estadística requeridos,deben  se r  con t ras tados  con  laautoecología de las especies presentesy ser tomados como una referenciagráfica para su posterior análisis.AgradecimientosEste trabajo ha sido financiado porel Plan Andaluz de Investigación (gru-po RNM-238) y por el Plan Propio deInvestigación de la Universidad deHuelva (Paleontología y EcologíaAplicadas).ReferenciasBodergat, A. M. y Ikeya, N. (1988). En:Evolutionary biology of Ostracoda (T.Hanai, N. Ikeya y K. Ishizaki, Eds.).Elsevier, 413-428.Bodergat, A. M., Ikeya, N. y Irzi, Z.(1998). Journal de Recherche Oceano-graphique, 23, 139-144.Boeckel, B. y Baumann, K. H. (2004).Marine Micropaleontology, 51, 301-320.Carbonel, P. (1980). Mémoires del’Institute de Géologie du BassinTabla I.- Metodologías utilizadas en distintas investigaciones sobre ostrácodos marinos. I: número de individuos por muestra; E: númerode especies por muestra; NI: número de individuos por gramo/cc; D: coeficiente de disimilaridad; O/F: porcentaje de ostrácodos respectoal total de foraminíferos.Table I.- Methodological features of some selected papers concerning marine ostracods. I: number of specimens per sample; E: number ofspecies per sample; NI: number of specimens per gram/cc; D: dissimilarity coefficient; O/F: percentage of ostracods in relation to the totalforaminifer number.d’Aquitaine, 11, 1-350.Chaït, R., Dauvin, J. C. y Guernet, C.(1998). Geobios, 3, 791-807.Gutzmann, E., Martínez Arbizu, P., Rose,A. y Veit-Köhler, G. (2004). Deep-SeaResearch II, 51, 1617-1628.Hair, J. F., Tatham, R. L. y Black, W.(1998). Multivariate Data Analysis.Prentice Hall, 768 p.Ikeya, N. y Cronin, T. M. (1993). Micro-paleontology, 39, 263-281.Jiang, H., Zheng, Y., Ran, L. y Sei-denkrantz, M. S. (2004). Marine Mi-cropaleontology, 53, 279-292.Kamiya, T. (1988). En: Evolutionary bio-logy of Ostracoda (T. Hanai, N. Ikeyay K. Ishizaki, Eds.). Elsevier, 303-318.Krutak, P. R. (1982). Micropaleontology,28, 258-288.Kilenyi, T. I. (1969). En: The Taxonomy,Morphology and Ecology of RecentOstracoda (J. Neale, Ed.). Oliver andBoyd, 251-267.Lee, M. R. y Correa, J. A. (2005). MarineEnvironmental Research, 59, 1-18.Maybury, C. A. y Whatley, R. C. (1988).En: Evolutionary biology of Ostracoda(T. Hanai, N. Ikeya y K. Ishizaki, Eds.).Elsevier, 569-596.Ozawa, H. (2004). Marine Micropaleon-tology, 53, 245-260.Reyment, R. A. (1988). En: Ostracoda inthe Earth Sciences (P. De Deckker, J. P.Colin y J. P. Peypouquet, Eds.). Else-vier, 257-276. Reyment, R. A. (1991). Multidimensio-nal Palaeobiology. Pergamon Press,377 p.Ruiz, F., González-Regalado, M. L. yMuñoz, J. M. (1997). Marine Micropa-leontology, 31, 183-203.Ruiz, F., González-Regalado, M. L., Ba-ceta, J. I. y Muñoz, J. M. (2000). Mari-ne Micropaleontology, 40, 345-376.126Ruiz, F., Rodríguez Ramírez, A., Cáceres,L. M., Rodríguez Vidal, J., Carretero,M. I., Clemente, L., Muñoz, J. M., Ya-ñez, C. y Abad, M. (2004). Palaeogeo-graphy, Palaeoclimatology, Pa-laeoecology, 204, 47-64.Sejrup, H. P., Birks, H. J. B., Kristensen,D. K. y Madsen, H. (2004). MarineMicropaleontology, 53, 197-226.Whatley, R. C. (1988). En: Ostracoda inthe Earth Sciences (P. De Deckker, J. P.Colin y J. P. Peypouquet, Eds.). Else-vier, 245-256.Whatley, R. C. y Z. Quanhong (1987).Revista Española de Micropaleontolo-gía, 19, 327-366.Whatley, R. C., Eynon, M. y Moguilevs-ky, A. (1996). Revista Española de Mi-cropaleontología, 28, 5-23Yasuhara, M., Irizuki, T., Yoshikawa, S.,Nanayama, F. y Mitamura, M. (2004).Marine Micropaleontology, 53, 11-36.Zhou, B. y Zhao, Q. (1999). Marine Geo-logy, 156, 187-195.

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