Viabilidad de poblaciones de fauna silvestre Néstor Javier Mancera Rodríguez Curso: Vida Silvestre
Código: 3000431-1
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FORESTALES
La clave para la protección y la gestión de especies amenazadas o en peligro de extinción es entender su relación con su ambiente y la situación (estatus) de sus poblaciones.
Dinámica metapoblacional Análisis de viabilidad poblacional
Población mínima viable (PMV)
La población mínima viable de una especie concreta en un hábitat concreto es la menor población aislada que posea una probabilidad del 99 % de persistir durante 1000 años a pesar
de
los
demográfica,
previsibles
ambiental
y
efectos genética,
catástrofes naturales (Shaffer, 1981).
de así
la
aleatoriedad
como
de
las
Población mínima viable (PMV)
Es decir, la población más pequeña de la que pueda predecirse una elevada probabilidad de persistencia. Tanto la probabilidad de supervivencia como el período de tiempo son arbitrarios y podrían utilizarse definiciones alternativas
Análisis de Viabilidad Poblacional Análisis demográfico que intenta establecer la capacidad de una especie para persistir en un ambiente determinado. ESTIMACIÓN DEL RIESGO DE EXTINCIÓN.
Los modelos PVA exploran la relación entre tamaño poblacional (y otros parámetros poblacionales) y la probabilidad de extinción
Análisis de Viabilidad Poblacional Se estudian los requerimientos de una especie y los recursos de que dispone en su medio para identificar las fases más vulnerables de su estrategia vital 9 Es
útil
para
conocer
los
efectos
de
la
pérdida,
fragmentación o degradación del hábitat sobre las especies raras 9 Todavía se está desarrollando como método predictivo, por lo que aún no ofrece una metodología de muestreo y estadística estándar
Los estudios más completos realizados combinan estudios de: - Demografía - Comportamiento - Genética poblacional - Recursos del medio y su variabilidad en el tiempo
Aproximaciones básicas para la creación de modelos PVA: Reglas
genéricas
basadas
en
predicciones
teóricas
o
acumulación de datos empíricos para otras especies y/o poblaciones (por ej., regla 50/500) Modelos deterministas Modelos estocásticos Modelos de simulación detallados
Productos de los Análisis de Viabilidad Poblacional 9 Predicciones de probabilidad de extinción 9 Estimas del tamaño mínimo de una población viable 9 Predicciones del efecto de la gestión sobre la persistencia 9 Estimas del requerimiento de hábitat de la población 9 Identificación de fases más vulnerables de su ciclo vital (análisis de sensibilidad) 9 Determinar que datos adicionales se deben obtener
Criterios para establecer los riesgo de extinción: Los criterios de la IUCN (Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza) Indicadores cualitativos de riesgo:
Poblaciones con importantes declives
Distribución restringida y declive
Tamaño poblacional pequeño y declive
Población muy pequeña o muy restringida
http://www.redlist.org/info/categories_criteria2001
Análisis de Viabilidad Poblacional en elefantes africanos Principales problemas: pérdida de hábitat y caza ilegal AVP incluye estocasticidad demográfica y fluctuaciones ambientales dentro de un área protegida con una capacidad de carga definida Explora la viabilidad poblacional en áreas protegidas de diferente tamaño
Se necesitan unos
3000
individuos para alcanzar una
probabilidad
persistencia del
de 99%
durante 1000 años Esta
población
necesitaría
al
viable menos
500 millas2 de hábitat
P Gaona, P Ferreras & M Delibes (1998). Dynamics and viability of a metapopulation of the endangered Iberian lynx (Lynx pardinus). Ecological Monographs 68:349-370
Estudio de la viabilidad de la metapoblación del lince Ibérico en la zona del Coto Doñana. Se utilizan datos de: 9 Demografía y comportamiento de la especie en el área 9 Fecundidad y migración dependiente de la densidad 9 Estocasticidad demográfica y ambiental Obtienen una probabilidad de extinción del 33.8% en los próximos 100 años
Distribución
espacial
de
las
poblaciones locales Flechas: migración entre poblaciones locales debida a la dispersión Línea de puntos: límites del parque Círculos
negros:
asentamientos
humanos Líneas gruesas: carreteras de elevado tráfico
Probabilidad de extinción de la metapoblación del lince de Doñana durante 100
años de simulación en modelos que incluyen
estocasticidad demográfica (línea continua) y tanto demográfica como ambiental (línea discontinua)
Representación esquemática del proceso que ha conducido a la situación actual de la población de lince en Doñana, similar a la de muchas otras poblaciones fragmentadas de animales de gran tamaño. El retorno al estado inicial (una población continua) no es realista y la única solución factible es la gestión de la población fragmentada para permitir la persistencia metapoblacional.
Factores intrínsecos de amenaza para la diversidad animal En general, las especies no amenazadas poseen poblaciones grandes. Especies con poblaciones pequeñas pueden estar en peligro de extinción. Población
mínima
población
viable.
Tamaño
efectivo
de
Factores intrínsecos de amenaza para poblaciones pequeñas
Estocasticidad demográfica: variación demográfica debida a variaciones aleatorias de las tasas de natalidad y de mortalidad. Puede producir la disminución de una población debido a la destrucción o fragmentación del hábitat.
Estocasticidad
genética:
deriva
genética,
endogamia,
exogamia
Fluctuaciones ambientales: debidas a variaciones en la depredación, competencia, enfermedades, disponibilidad de alimento, catástrofes (incendios, sequías, inundaciones). Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
Algunas causas de los declives de las poblaciones pequeñas Proporción de sexos desigual: En poblaciones muy pequeñas, existe la posibilidad de que disminuya la tasa de natalidad por una proporción de sexos desigual. Pérdida
de
la
estructura
social:
En
muchas
especies
animales, las poblaciones muy pequeñas son inviables porque por debajo de un número mínimo de individuos se destruye la estructura social de la población (depredadores sociales, manadas de herbívoros, bandos de aves, etc.).
Algunas causas de los declives de las poblaciones pequeñas Efecto Allee o Denso-dependencia Inversa: Poblaciones
muy
dispersas
pueden
ser
incapaces
de
encontrar pareja si la densidad de población cae por debajo de cierto punto.
Significado de la estocasticidad en el contexto de la dinámica poblacional Tasas
individuales
de
mortalidad y natalidad
P(a)
Incertidumbre:
“estocasticidad demográfica”
ambientales crecimiento
en que
3
factores afectan
poblacional
“estocasticidad ambiental” (clima, otras especies, …)
al Æ
2 Growth rate R
Incertidumbre
a
1
0
-1
-2 0
10
20 30 T im e , y e a rs
40
Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
50
Fluctuaciones demográficas Estocasticidad demográfica: En
las
poblaciones
reales
las
tasas
de
natalidad
y
mortalidad pueden fluctuar en un rango amplio. En poblaciones pequeñas (ej., menos de 50 indiv.), la variación individual de las tasas de nacimientos y muertes ocasiona fluctuaciones aleatorias en el tamaño de la población. Mientras
menor
fluctuaciones
es
la
aleatorias
población,
mayores
y
la
mayor
serán
las
probabilidad
de
extinguirse sólo por azar. Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
Fluctuaciones demográficas
Las
especies
con
tasas
de
natalidad
muy
bajas
(ballenas, primates, etc.) tienen mayor probabilidad de extinción por esta causa y tardan más en recuperarse de una reducción al azar del tamaño de su población.
Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
2500
N=800
Estocasticidad demográfica en orcas: Predicción de la evolución poblacional en función del tamaño poblacional
Population size
2000
1500
1000
500
0 2000
2020
2040
2060
2080
2100
Year
250
N=78 Population size
200
150
100
50
0 2000
2020
2040
2060
2080
Year
Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
2100
Uno
de
los
documentados
casos de
mejor
tamaño
de
población viable mínima, donde la estocasticidad demográfica ha jugado un papel clave, procede de un estudio de la persistencia de 122 poblaciones del borrego cimarrón (“bighorn sheep”)
Berger, J. 1990. Persistence of different-sized populations: an empirical assessment of rapid extinctions in bighorn sheep. Conservation Biology 4:91-98 Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
El 100% de las poblaciones con menos de 50 individuos se extinguieron en 50 años 120
% poblaciones persistentes
101+ 100 80
51-100
16-30
60 40
1-15
31-50
20 0
10
20 30 40 Tiempo (Años)
50
Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
Fluctuaciones ambientales Factores externos de amenanza para la diversidad animal: - Cambios en el hábitat (destrucción, fragmentación, degradación). - Presencia de organismos alóctonos. -
Contaminación ambiental (biocidas, lluvia ácida,
etc.). - Impactos humanos directos: persecución directa, caza y pesca, tráfico de especies, turismo. - Cambios globales. Modificado de: www.udc.es/dep/bave/jfreire http://www.slideshare.net/jfreire/cera12factoresintrinsecos-de-amenaza/
Tasas de extinción de aves como función del tamaño poblacional en un periodo de 80 años
% extinciones
Jones, L. and J. Diamond. 1976. Short-term base studies of turnover in breeding bird populations on the California Channel Islands. Condor 78:526-549.
60
* 30
* *
0 Parejas Extinción 10 39% 10-100 10% 1000> 0%
* 1
10
100
*
*
1000
* 10000
Tamaño poblacional (no. parejas)
Estimaciones de población mínima viable Para obtener una estima precisa de la PMV son necesarios: • Análisis detallado de la demografía de la población • Evaluación ambiental de lugar que habita
Ejemplos: • Especies de vertebrados: entre 500 y 5.000 individuos • Especies de invertebrados: más de 10000 individuos
Área Dinámica Mínima La extensión de hábitat apropiado necesario para mantener una PMV. Puede estimarse mediante estudios del tamaño de las áreas de dispersión de individuos o grupos. Por ejemplo: •
Pequeños mamíferos: -
•
reservas de 10.000 a 100.000 ha
Osos pardos canadienses: -
50 individuos: 49.000 km²
-
1.000 individuos: 2.420.000 km²
Mantenimiento de la variabilidad genética de la población Las poblaciones pequeñas se ven amenazadas por la pérdida de la variabilidad genética, por lo que un parámetro importante para conocer el tamaño mínimo de la población es el número de individuos necesarios para que ésta no pierda su variabilidad genética: 9 Según datos de tasas de mutación en Drosophila, se observó que en poblaciones de 500 individuos, la tasa de generación de variabilidad genética por mutación puede bastar para contrarrestar la pérdida debida al pequeño tamaño de la población. 9 En otros organismos, como ciertos animales domésticos, puede ser suficiente un tamaño mínimo de población de 50 individuos para mantener la variabilidad genética.
Mantenimiento de la variabilidad genética de la población Este intervalo de valores se conoce como Regla 50/500: las poblaciones aisladas necesitan al menos 50 individuos, pero preferiblemente 500, para mantener la variabilidad genética. Sin embargo, dado que no todos los individuos de la población se reproducen, es necesario conocer también el denominado tamaño efectivo de la población (y a este parámetro se deberían aplicar estas reglas).
Tamaño efectivo de la población (Ne) Número de individuos de la población con potencial reproductor Este número suele ser notablemente inferior al tamaño de la población, ya que hay muchos individuos que no se reproducen (inmaduros, viejos, enfermos, malnutridos, subordinados, etc.). Como la tasa de pérdida de variabilidad genética se basa en el tamaño efectivo de la población, esta pérdida puede ser muy grande, aun cuando el tamaño real de la población no sea muy bajo.
Tamaño efectivo de la población (Ne) Un tamaño efectivo de la población menor que el esperado puede producirse por alguna de las siguientes causas: - Proporción desigual de sexos - Variación en el esfuerzo y éxito reproductivos - Fluctuaciones poblacionales - Cuellos de botella - Efecto fundador
Proporción desigual de sexos • Por azar, una población puede estar formada por un número diferente de machos que de hembras. • En muchas especies, los sistemas sociales pueden impedir que muchos individuos de la población (normalmente machos) se apareen, aunque puedan hacerlo. • Efecto del número desigual de machos que de hembras reproductores sobre Ne: Ne = 4 Nm·Nh / Nm+Nh (Nm
y
Nh:
reproductores)
número
de
machos
y
de
hembras
potencialmente
