Los seres humanos tienen una larga historia de persecución de depredadores vértices como lobos, tigres y leopardos. La pérdida de estos depredadores, animales en la parte superior de la cadena alimentaria, ha tenido un impacto ecológico, económico y social en todo el mundo. Raramente los depredadores se recuperan completamente de la opresión humana, y cuando lo hacen, a menudo nos faltan datos o herramientas para evaluar su recuperación.
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Las nutrias marinas en Glacier Bay, Alaska, son una excepción. En un estudio reciente, nuestro equipo relató el increíble regreso de las nutrias marinas a un área donde han estado ausentes durante al menos 250 años.
Nuestro enfoque, que fusiona las matemáticas, las estadísticas y la ecología, puede ayudarnos a comprender mejor el papel de las nutrias marinas en los ecosistemas marinos y la capacidad de los depredadores de ápice para regresar a un ecosistema después de que hayan estado ausentes. Incluso puede ayudarnos a aprender qué significa un clima cambiante para muchas otras especies.
Aunque normalmente no se ven en la misma línea que los lobos, tigres y leopardos, las nutrias marinas son un depredador del ecosistema marino cercano a la costa, la banda estrecha entre el hábitat terrestre y oceánico.
Durante el comercio comercial de pieles marítimas en los siglos XVIII y XIX, las nutrias marinas casi fueron cazadas hasta la extinción en su área de distribución en el Océano Pacífico Norte. Para 1911, solo quedaba un puñado de pequeñas poblaciones aisladas.
Rango histórico (sombreado gris) y poblaciones remanentes de 1911 (iconos rojos) de nutrias marinas. Las poblaciones de las islas Queen Charlotte y San Benito se extinguieron en 1920. (CC BY) Pero las poblaciones de nutria marina se han recuperado en muchas áreas, gracias a algunos cambios. El Tratado Internacional sobre lobos marinos en 1911 protegió a las nutrias marinas de la mayor parte de la cosecha humana. Las agencias de vida silvestre también hicieron un esfuerzo para ayudar a la recolonización de la nutria marina.
Finalmente, las nutrias marinas comenzaron a aumentar en abundancia y distribución, y se dirigieron a Glacier Bay, un fiordo glaciar de marea y parque nacional en el sureste de Alaska. Glacier Bay es funcionalmente una de las áreas marinas protegidas más grandes del hemisferio norte.
Glacier Bay estuvo completamente cubierta por hielo glaciar hasta aproximadamente 1750, casi al mismo tiempo que las nutrias marinas desaparecieron del área circundante debido a la sobreexplotación. Luego soportó el retiro de glaciares de marea más rápido y extenso de la historia registrada. Después del retiro de los glaciares, surgió un ambiente rico. Este nuevo entorno soportó altas concentraciones de vida silvestre, incluidas las especies de presas de nutrias marinas, como cangrejos, moluscos y erizos de mar, que pudieron aumentar su tamaño y abundancia en ausencia de nutrias marinas.
Las nutrias marinas reaparecieron por primera vez en la boca de Glacier Bay en 1988. Aquí encontraron un vasto hábitat, abundantes poblaciones de presas y protección contra toda la cosecha humana.
Parque Nacional Glacier Bay, sureste de Alaska. (Mapa utilizado con permiso del Servicio de Parques Nacionales) Nuestro enfoque
Es difícil estimar cómo crecen y se propagan las poblaciones, debido a su naturaleza dinámica. Cada año, los animales se mudan a nuevas áreas, lo que aumenta la cantidad de área y el esfuerzo necesarios para encontrarlos. Los aviones que buscan nutrias marinas tienen que cubrir más terreno, generalmente con la misma cantidad de tiempo y dinero. Además, las personas pueden moverse de un área a otra durante cualquier período de tiempo por una serie de razones, que incluyen el comportamiento social de la nutria marina y su reacción al medio ambiente. Debido a que estos desafíos pueden interferir con las estimaciones precisas de la población, es importante comprenderlos y abordarlos.
Poco después de que las nutrias marinas llegaran a Glacier Bay, los científicos del Servicio Geológico de EE. UU. Comenzaron a recopilar datos para documentar su regreso. Aunque los datos indicaban claramente que las nutrias marinas estaban aumentando, necesitábamos nuevos métodos estadísticos para revelar el alcance de este aumento.
Primero, desarrollamos un modelo matemático utilizando ecuaciones diferenciales parciales para describir el crecimiento y la propagación de las nutrias marinas. Las ecuaciones diferenciales parciales se usan comúnmente para describir fenómenos como la dinámica de fluidos y la mecánica cuántica. Por lo tanto, fueron una elección natural para describir cómo una masa, en nuestro caso, la población de nutrias marinas, se propaga a través del espacio y el tiempo.
El nuevo enfoque nos permitió incorporar nuestra comprensión actual de la ecología y el comportamiento de las nutrias marinas, incluidas las preferencias de hábitat, las tasas máximas de crecimiento y dónde se observaron por primera vez las nutrias marinas en Glacier Bay.
Segundo, incorporamos nuestras ecuaciones dentro de un modelo estadístico jerárquico. Los modelos jerárquicos se utilizan para sacar conclusiones de los datos que surgen de procesos complejos. Proporcionan flexibilidad para describir y distinguir entre varias fuentes de incertidumbre, como la incertidumbre en la recopilación de datos y los procesos ecológicos.
Las ecuaciones diferenciales parciales no son nuevas en el campo de la ecología, se remontan al menos a 1951. Sin embargo, al fusionar estas ecuaciones con modelos estadísticos formales, podemos inferir de manera confiable procesos ecológicos dinámicos, mientras cuantificamos adecuadamente la incertidumbre asociada con nuestros hallazgos. Proporciona una forma basada en datos para analizar encuestas de abundancia de nutrias marinas durante los últimos 25 años.
Esto nos dio estimaciones rigurosas y honestas de la dinámica de colonización que incorporaron nuestra comprensión del sistema ecológico.
Grupo de nutrias marinas en el Parque Nacional Glacier Bay, 2016. (Foto de Jamie Womble) Con nuestro nuevo enfoque, descubrimos que la población de nutrias marinas de Glacier Bay creció más del 21 por ciento anual entre 1993 y 2012.
En comparación, las tasas de crecimiento estimadas de las nutrias marinas en otras poblaciones de Alaska, que también se estaban recuperando, se han limitado del 17 al 20 por ciento. Además, la tasa máxima de reproducción biológica, la tasa más rápida que las nutrias marinas pueden reproducir, es de entre 19 y 23 por ciento por año. Eso significa que la tasa de crecimiento de la nutria marina de Glacier Bay fue cercana o máxima, y mayor que cualquier población de nutria marina registrada en la historia.
A raíz de la retirada de los glaciares, las nutrias marinas pasaron de ser inexistentes a colonizar casi toda Glacier Bay en un lapso de 20 años. Hoy en día, son uno de los mamíferos marinos más abundantes en Glacier Bay. Observaciones recientes han documentado grandes grupos de más de 500 nutrias marinas en algunas partes del bajo Glacier Bay, lo que sugiere que los recursos de presas son abundantes.
(a través de GIPHY) La fusión de métodos estadísticos y matemáticos de última generación describió, por primera vez, cuán extraordinario fue el crecimiento y la expansión de esta población.
Las nutrias marinas tuvieron un gran éxito a raíz del retiro de glaciares de marea en Glacier Bay. Si bien la pérdida de hielo marino inducida por el clima puede afectar negativamente a algunos depredadores de ápices de gran alcance, como los osos polares o las morsas, otras especies pueden beneficiarse de la aparición de nuevos hábitats y recursos de presas disponibles.
Los seres humanos han causado la disminución global de los depredadores del ápice, y estas disminuciones son a menudo difíciles de revertir. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que, cuando hay una mínima interferencia humana, los depredadores pueden ser ampliamente exitosos en recolonizar el hábitat adecuado.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Perry Williams, becario postdoctoral en estadística y biología de peces, vida silvestre y conservación, Universidad Estatal de Colorado
Mevin Hooten, Líder Asistente de Unidad, Servicio Geológico de EE. UU., Unidad Cooperativa de Investigación de Pesca y Vida Silvestre de Colorado; Profesor Asociado, Biología y Estadística de Peces, Vida Silvestre y Conservación, Universidad del Estado de Colorado
