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

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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