Estadística y Diseño II Instructor: David Siddons MSc. Horarios: Martes de 15 a 17 Miércoles de 10 a 13

Objetivo Facilitar herramientas que permitan el diseño de investigaciones de alta calidad científica Manejo de pruebas estadísticas apropiadas para el diseño de investigación Interpretación de resultados estadísticos

Sílabo Diseño experimental Ciclo de Indagación: Repaso sobre los pasos del diseño Tipos de diseño experimental

Manejo de software

Sílabo Introducción a principios estadísticos Recordatorio sobre estadística descriptiva

Probabilidad, distribución de datos

Inferencia estadística: Hacer predicciones o inferencias a partir de un set finito de datos (muestras) hacia otro set de observaciones (potencialmente infinito) que corresponde a una población Población Muestra

Herramientas Estadísticas Análisis de dos muestras Modelos lineales Regresión lineal Análisis de varianza Introducción a modelos lineales generalizados Introducción a estadística multivariada

Programación del curso Teoría de diseño y estadística Manejo de software estadístico (R) en base a prácticas con que provienen de ciencias biológicas Estudios de caso

Sistema de evaluación

Sistema de evaluación

Prácticas de campo Fuera de la ciudad: Estación científica “El Gullan” Parques y Patios de la Universidad del Azuay

Introducción

Biología es una ciencia Que es ciencia? Es un método usado para descubrir y temporalmente explicar observaciones sobre el mundo, así como también predecir futuras observaciones (Pigliucci 2002).

Fundamentos de la ciencia Una explicación natural es suficiente para determinar el funcionamiento del universo El universo puede ser entendido a través de la lógica y pensamiento racional

La navaja de Occam - Principio de parsimonia Siendo todas las condiciones las mismas, las explicaciones más simples son preferidas a las explicaciones más complejas Ockham fraile inglés en el siglo 16

Nunca se puede tener absoluta certeza Cambia todo cambia!

Cambia todo cambia!

Incluye varias hipótesis Una teoría es una construcción racional compleja, que provee una explicación causal del mundo y que predice su comportamiento futuro. Incluye varias hipótesis

Hipótesis: es una idea razonable que provee una explicación causal preliminar a una serie de observaciones o hechos

Una ley es una explicación general de ciertos patrones sobre eventos que siempre ocurre siempre que las condiciones se den

Importancia de la estadística en Biología Fenómenos naturales son altamente variables y requieren de uso de probabilidades Observaciones empíricas y experimentación son necesarias para responder preguntas de investigación Estadística ha permitido grandes avances científicos Es divertido ver el esfuerzo invertido con el levantamiento de datos empíricos

Datos no dicen nada. Deben tener una interpretación teórica La amplitud de nicho de Amazilia tobaci es mayor en la isla de Tobago que en la isla de Trinidad. En Trinidad existen otras 15 especies de colibríes mientras que en Tobago solamente 4 Liberación competitiva!

El método científico - clásico Observación de un fenómeno Producción de hipótesis causales relacionados con el fenómeno Prueba de las hipótesis causales a través de más observaciones y la experimentación

Ciencia se aprende haciendo ciencia

Existen varios tipos de investigación “El nitrógeno es el principal factor limitante del crecimiento de plantas en el matorral andino” 1) Observación de campo Positivo: Elevado número de replicas Negativo: No se tiene control sobre otros factores que pueden afectar a las plantas en estudio. No se puede establecer una relación causa – efecto.

Existen varios tipos de investigación Experimento de campo: Añadir nitrógeno en parcelas en el campo Positivo: Puede tener alto control sobre todas los factores que pueden afectar a las plantas Negativo: Poco número de réplicas Costoso Es necesario añadir nit´rogeno de una for maleatoria y tratar de controlar por otras variables

Existen varios tipos de investigación Experimentos en laboratorio Positivo: Total control sobre todas los factores que pueden afectar a las plantas Negativo: No siempre es un reflejo a lo que ocurre naturalmente. Costoso

Unidad de respuesta (casos): Como varía la riqueza de especies de aves de bosque en la reserva Jurupis, entre concesiones de bosque talado selectivamente y bosque no talado? Factor de diseño: Unidad de respuesta (casos):

- Mediremos aves en transectos de 1 km, recorridos de 6 a 8 am

Seis pareas de unidades de evaluación, cada par en una concesión TS y un área ST adyacente; los puntos se emparejan tanto como sea posible con respecto a todas las otras características, y los pares se distribuyen aleatoriamente, cubriendo toda la gama de variación de tipos de bosque, vertientes, orientaciones, pendientes y alturas presentes en la reserva.

Fuentes de variación de cada dato de registros de aves en cada zona de muestreo Variación intrínseca o error Variación asociada con el factor de diseño Variación asociada con factores alineados o tramposos Tipo de bosque , orientación, pendiente, vertiente, altura. Bloque 𝑋 𝑖 =𝑈 + 𝑓𝑑 𝑖 + 𝑓𝑏 𝑖 + 𝐸 𝑖 Variación proveniente del factor de diseño Diseño por bloques: Permitirá calcular la variación proveniente del factor de diseño 𝑓𝑑 𝑖 y la variación que proviene de bloques

Distribución normal Media, mediana y moda se encuentran en el pico El ancho de la curva está determinada por la desviación estándar. Las dos figuras mostradas tienen la misma μ = 5, pero tiene distintas desviaciones estándar. El gráfico con líneas continuas σ = 1, y el de líneas entrecortadas σ = 2.

Distribución y probabilidades El día de primera llegada es el mismo en el año 1 que en el año 33 En el año 33 la mitad de la aves a llegado entre 48 días de la primavera, mientras que en el año 1 solamente 23% de las aves han llegado a 48 días de la primavera Será que estas diferencias son significativas?

Inferencia estadística: Hacer predicciones o inferencias a partir de un set finito de datos (muestras) hacia otro set de observaciones (potencialmente infinito) que corresponden a una población Población Muestra

Hipótesis estadística