Ejemplo de un proyecto de bioestadística (metodología y resultados)
¹Escuela de Ciencias Biológicas, Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica; daniela.obando.garcia@est.una.ac.cr, gloriana.ramos.azofeifa@est.una.ac.cr,melannyjrg32@gmail.com
Metodología
Sitio de estudio:El proyecto se realizó en cuatro ríos de San Carlos, Alajuela. Precisamente el río Peje denotado como Sitio1, río Peñas Blancas llamado el Sitio 2, río Chachagua nombrado el Sitio 3 y río Chachagüita referenciado como el Sitio 4. Se realizó un muestreo durante los años 2017 y 2018, en época seca y lluviosa con larvas del orden de insectos Tricópteros del género Leptonema.
Diseño muestreo y experimental: Los muestreos se realizaron en cuatro sitios, de cada uno de estos se tomaron treinta muestras para la determinación de la abundancia de Tricópteros por metro cuadrado. Además, se colectó una muestra de agua para determinar la concentración de fosfato presente en esta. Posterior a esto, se establecieron valores promedio de los parámetros morfométricos en unidades de milímetros; como la longitud total, ancho cefálico y el largo del fémur para individuos de cuatro especies de Leptonema. Por otro lado, se realizó un experimento de laboratorio, en el cual se seleccionaron diez individuos de cada sitio y especies, considerando que los muestreos se realizaron en dos épocas estacionales de dos años. La cual se dio de manera aleatoria para determinar el tiempo de actividad y sobrevivencia, ambas en unidades de minutos, siendo sometidas a tres temperaturas diferentes en un rango de diez minutos en condiciones controladas.
Análisis datos:Se realizó una correlación de la longitud total (mm) entre la concentración de fosfato presente en el agua (mg/L) obtenidos en el muestreo realizado para el género Leptonema. También, se tomó la temperatura(C°) entre el tiempo de sobrevivencia de la especie uno. Por lo que se comprobó la normalidad de los datos y se procedió a calcular el coeficiente con la correlación de Spearman (rho). Estas dos últimas variables, producidas en la parte de experimento se utilizaron para predecir el valor de sobrevivencia de la especie a una temperatura de 15°C, tras corroborar su homocedasticidad, autocorrelación y normalidad residual con una prueba de heterocedasticidad (ncvTest), Durbin-Watson (dwtest) y Shapiro–Wilk, respectivamente, esta última utilizada en todas las pruebas de normalidad. Después se armó según lo producido y con el comando summary una ecuación lineal con el fin de adquirir el número de individuos supervivientes a dicha temperatura. Luego se procedió a realizar un gráficos (visreg) de la regresión lineal y uno corrplot para la correlación obtenida. Todos los análisis se realizaron con un nivel de confianza al 95% desde la programación de R(versión 1.3.1056, 2020).
Resultados
De las variables longitud total y concentración de fosfato (df = 1918), se obtuvieron datos simétricos, ya que los valores de p-value fueron mayores a 0.05, la temperatura(°C) y sobrevivencia (min) visualizaron resultados asimétricos en sus residuos. Tanto la primera prueba (p-value=0.2428, rho=0.0266), como la segunda (p-value=0.4302, rho=0.07268076), demostraron una correlación no significativa, positiva débil. Para esta primera prueba se concluye que la concentración de Fosfato no afecta la longitud del individuo, estas tienen un comportamiento independiente con respecto a la otra (Ver figura 1 y 2). En cuanto a el modelo de regresión lineal,en la variable dependiente (Sobrevivencia) y la variable independiente(Temperatura), no existe una autocorrelación (pval=0.4638), los datos fueron asimétricos (pval=1.062e-06) y el modelo poseía homocedasticidad (pval=0.53318). Tras obtener la ecuación lineal (supervivencia=0.02000*temperatura+12.99167), se calculó el tiempo de sobrevivencia para la especie uno con una temperatura de 15°C el cual dio un valor de 13.29167minutos. (Ver figura 3)
Figura 1.Correlacion de longitud total(mm) de Leptodema y concentracion de fosfato(Po4) en el agua
Figura 2. Correlacion entre la variable Temperatura(ºC) y Sobrevivencia(min) del experimento
Figura 3.Relacion lineal entre la Temperatura y la Sobrevivencia de la especie uno
Anexo: Códigos de R utilizados
knitr::opts_chunk$set(eval = FALSE, include = FALSE)
#----------------------------------------------------------------------------
# Packages
library(readxl)
library(corrplot)
library(lmtest)
library(car)
library(visreg)
#------------------------------------------------------------------------------
# Loading - Database
d<- read_excel("Data/BD-Trichoptera.xlsx", sheet="Muestreo")
d<- data.frame(d)
d.e<- read_excel("Data/BD-Trichoptera.xlsx", sheet="Experimento")
d.e<- data.frame(d.e)
#------------------------------------------------------------------------------
#Normalidad de la correlacion
shapiro.test(d$long)
shapiro.test(d$po4)
Temperatura<-d.e$temperatura[d.e$especie== "leptonema_sp1"]
Sobrevivencia<-d.e$sobrevivencia[d.e$especie== "leptonema_sp1"]
shapiro.test(Temperatura)
shapiro.test(Sobrevivencia)
#Correlacion
cor.test(d$long, d$po4)
cor.test(Temperatura, Sobrevivencia, method = "s")
#Grafico de correlacion
graf<-data.frame(d$long,d$po4)
graf1<-cor(graf)
g<-data.frame(Temperatura,Sobrevivencia)
graf2<-cor(g)
corrplot(graf1, method= "circle")
corrplot(graf2, method= "square")
#---------------------------------------------------------------------------
#Relacion lineal
modelo<-lm(Sobrevivencia~Temperatura)
dwtest(modelo)
shapiro.test(resid(modelo))
ncvTest(modelo)
summary(modelo)
0.02000*15+12.99167
#Grafico
visreg(modelo)