La presente propuesta de investigación tiene como objetivo principal la combinación por primera vez en México de dos de los grupos taxonómicos de artrópodos más sensibles a cambios ambientales (temperatura, conductividad y niveles del lago) como lo son los quironómidos (Insecta: Chironomidae) y los ostrácodos (Crustacea: Ostracoda), así como análisis de isótopos estables en cápsulas cefálicas y valvas, respectivamente. Ambos grupos poseen una excelente preservación en sedimentos lacustres durante el Cuaternario tardío. Los restos preservados incluyen cápsulas cefálicas principalmente de quitina y valvas de carbonato de calcio, lo que permite el análisis de isótopos estables para realizar inferencias paleoambientales y paleohidrológicas. El área de estudio donde se realizarán estos estudios serán cuerpos de agua en la Selva Lacandona, Chiapas, ya que estudios paleoambientales y paleoclimáticos previos basados en la historia de la vegetación durante el Holoceno, indican la alta abundancia de quironómidos y ostrácodos, lo que asegurará la cantidad necesaria de organismos para el análisis de las comunidades fósiles e isótopos estables (d18O, d13C). Se analizarán las comunidades fósiles en registros sedimentarios de cuerpos de agua ya extraídos por el grupo de paleoambientales del Instituto de Geología, UNAM de los Lagos Ocotalito y Metzabok. Se realizará un viaje de campo con la finalidad de recopilar información actual de las especies que habitan estos lagos y otros cuerpos de agua aledaños, así como para la extracción de secuencias sedimentarias en otros lagos de interés en el área como los son Nahá, Amarillo, Lacandón, entre otros. Los conteos cuantitativos de la fauna actual y fósil, y la información sobre las preferencias ecológicas de las especies ayudarán a desarrollar y aplicar funciones de transferencia para la inferencia cuantitativa de variables ambientales como la temperatura, conductividad y fluctuaciones en los niveles del lago. Los resultados del análisis de isótopos estables elucidarán información principalmente sobre las temperaturas, salinidades, productividad pasadas, y otras variables paleohidrológicas durante el Holoceno en cuerpos de agua en la Selva Lacandona. El norte de los Neotrópicos es una región que se caracteriza por la escasez de estudios paleoambientales basados en paleobioindicadores acuáticos y la mayoría han sido realizados en cuerpos de agua en el altiplano (centro de México: polen, diatomeas) o las tierras bajas (Península de Yucatán). Es por esto que el presente estudio se realizará en cuerpos de agua de media altura (Selva Lacandona) para así completar un transecto altitudinal y latitudinal referente a estudios paleoambientales en México. Los resultados del presente proyecto de investigación proporcionarán información sobre 1. la evolución de los ecosistemas acuáticos, 2. efecto el cambio climático sobre las comunidades acuáticas y 3. variabilidad climática durante el Holoceno. Comparando estos resultados con los de estudios palinológicos previos en el área, podrá ser posible la comparación de las respuestas de las comunidades acuáticas y terrestres ante el cambio climático y ambiental durante el Holoceno.

El presente proyecto utilizará por primera vez en México técnicas paleoambientales nuevas, las cuales se basan en la combinación del estudio de comunidades actuales y fósiles de artrópodos altamente sensibles al cambio ambiental y climático como lo son los quironómidos y ostrácodos, así como el análisis de isótopos estables en sus respectivos restos biológicos, cápsulas cefálicas y valvas calcáreas. La combinación de ambos paleobioindicadores en un estudio paleoambiental es una excelente combinación, debido a que los resultados de ambos taxa se complementarán, proporcionando inferencias más robustas. Por ejemplo, los quironómidos son por excelencia buenos indicadores de paleotemperaturas y paleoproductividad, mientras que los ostrácodos son indicadores de conductividad y la composición química del agua. Ambos responden a las fluctuaciones de los niveles del lago, lo que permitirá la comparación de una misma variable cuantitativamente reconstruida mediante dos indicadores independientes. Otro pilar importante de las reconstrucciones del presente proyecto será el análisis de isótopos estables en restos biológicos. Existen varios estudios previos que han utilizado valvas de ostrácodos, especialmente en la Península de Yucatán, lo cual demuestra su gran potencial para reconstrucciones climáticas e hidrológicas. Sin embargo, para el caso de los quironómidos, el primer estudio de isótopos estables a nivel mundial es muy reciente (Heiri et al. 2012). El presente análisis de isótopos estables de carbono y oxígeno en cápsulas cefálicas de quironómidos será el primero en México y para toda la región del norte de los Neotrópicos, lo que será una gran contribución a las investigaciones paleoambientales y paleoclimáticas tropicales. Para la mejor interpretación de las firmas isotópicas en restos fósiles es de suma importancia establecer calibraciones actuales, lo cual será realizado durante el presente proyecto. Considerando la taxonomía, preferencias ecológicas de las especies, hábitat, etc. se realizarán análisis de isótopos estables en organismos actuales, lo que ayudará al mejor entendimiento de los valores isotópicos determinados en organismos fósiles. Un gran número de publicaciones para ambos grupos taxonómicos resaltan la necesidad de este tipo de calibraciones actuales, por lo que la presente investigación será de interés amplio. Con todos los estudios anteriores se descifrará al máximo la información paleoclimática, paleoambiental y paleohidrológica archivada en las comunidades fósiles en secuencias sedimentarias extraídas en cuerpos de agua de la Selva Lacandona, Chiapas, México. Son este tipo de estudios lo que proporcionan reconstrucciones más confiables, que los estudios basados en uno o pocos indicadores. En el territorio mexicano existen iniciativas importantes que han establecido “sets de calibración”, estudios limnológicos y ecológicos a lo largo de gradientes ambientales, tanto en el centro de México (28 lagos en el altiplano) como en la Península de Yucatán (100 cuerpos de agua en tierras bajas). Sin embargo, pocos estudios de este tipo se han realizado en lagos de media altura (Selva Lacandona), lo que hace este estudio otra gran contribución a los estudios limnológicos y paleolimnológicos del país. Así mismo, se generará información sobre la variabilidad climática pasada durante el Holoceno, en especial de eventos climáticos de interés como el óptimo climático, sequía Maya, período cálido medieval, Pequeña Edad de Hielo, entre otros. Las reconstrucciones climáticas y ambientales realizadas en la Selva Lacandona serán comparadas con otros estudios de registros lacustres disponibles en el área y región. Paralelamente al estudio de las comunidades fósiles, se estudiarán las comunidades actuales en los lagos donde secuencias sedimentarias hayan sido extraídas, así como en lagos en sus alrededores, lo cual permitirá mejorar el conocimiento de las preferencias ecológicas de las especies en las secuencias sedimentarias. Es así, cómo los muestreos ecológicos y limnológicos en el presente estudio serán también un pilar importante y otra de las grandes contribuciones del estudio es el recabar información limnológica básica de estos cuerpos de agua en áreas remotas en México, de las cuales muy poco se conoce. Esto tendrá un impacto en la comunidad científica limnóloga del país así como para las comunidades locales que subsisten de estos recursos hídricos. Luego de las campañas de muestreo y análisis de las muestras de agua colectadas y sedimentos superficiales se redactarán reporten que serán entregados a las autoridades locales, así como a los responsables de las Áreas de Protección de Fauna y Flora Nahá y Metzabok, y así ayudar a la protección de la biodiversidad acuática. Cabe mencionar que los quironómidos y ostrácodos son principales componentes en la cadena trófica de los lagos, ya que otros grupos taxonómicos de niveles más altos (peces, macroinvertebrados, etc.) se alimentan de éstos. Es decir, cambios en las abundancias de estas especies de zooplancton/zoobentos puede tener repercusiones negativas en recursos naturales con valor económico como lo es la pesca. Es bien conocido que el recurso pesca es uno de los más importantes para las comunidades locales que habitan en los alrededores de los cuerpos de agua a ser estudiados en esta investigación. Vivimos en una época en la cual el crecimiento poblacional a nivel mundial está incrementando, por lo que el impacto humano en el medio ambiente es casi inevitable, especialmente en cuerpos de agua lacustres en las cercanías de comunidades y poblados, debido a que prestan varios servicios ambientales. Se estudiará del impacto human pre- y post-colombino, lo que permitirá el estudio de cómo las comunidades acuáticas han respondido tanto al cambio climático como al cambio ambiental e impacto antropogénico y servirá como base para la definición de estrategias de manejo para los ecosistemas acuáticos en estudio y toma de decisiones.