Ecología trófica de los principales recursos en el Ecosistema de la Corriente de Humboldt. Principales especies presa

Transcripción

1 Métodos Resultados y Discusión Ecología trófica de los principales recursos en el Ecosistema de la Corriente de Humboldt. Principales especies presa Dra. Ana Renza Paola Alegre Norza Sior Área Funcional de Recursos Transzonales y Altamente Migratorios Dirección General de Investigaciones en Recursos Pelágicos Instituto del Mar del Perú

2 Contenido 1. Introducción 2. Ecología Trófica de y cefalópodos 3. Principales presas 4. Finales

3 Ecosistema marino Un ecosistema se define como el conjunto de organismos vivos (biocenosis) que se relacionan entre sí en función del medio físico en el que se desarrollan (biotopo). Un ecosistema marino contiene agua, detritos, cientos de tipos de organismos, incluyendo bacterias, fitoplancton, zooplancton, peces, mamíferos, aves y los pescadores (Phillipe Cury).

4 Ecología trófica Etimológicamente, la palabra Ecología deriva de las palabras griegas Oikos (casa) y Logos (estudio). Significa literalmente el Estudio de la casa (Haeckel, 1866). Es la ciencia que estudia los sistemas formados por individuos de muchas especies, que se desarrollan en ambientes de característica definibles, e implicados en un proceso dinámico de interacción, ajuste y regulación de intercambio de materia y energía, (Margalef, ). Por otro lado, la palabra Trófica deriva del griego τροφή (trophē). Hace alusión a comida o alimentación. Una red alimentaria es una sucesión de organismos que comen otros organismos, y a su vez, son comidos. Es decir que describe el proceso de transferencia de energía

5 NIVELES TRÓFICOS 4. CONSUMIDORES TERCIARIOS Perico Bonito Calamar gigante o Pota Medianos pelágicos (Transzonales) Jurel Caballa Pequeños pelágicos. CONSUMIDORES SECUNDARIOS Anchoveta Sardina Vinciguerria Mictófidos mesopelágicos (linternas). CONSUMIDORES PRIMARIOS Zooplancton Zoeas Copépodos Eufáusidos Múnida. PRODUCTORES Fitoplancton

6 Corte transversal del mar peruano Zona litoral Zona nerítica Zona oceánica Anchoveta Bonito Caballa Jurel Pota Perico Pelágicos Costeros Lorna Suco o Coco Cachema Cabrilla Tollos Merluza Anguilas Congrios Vinciguerria Vinciguerria Bacalao de profundidad, Langostino de profundidad Centollas, Langostas. Poblaciones transzonales Demersales Llanura abisal 200 millas ZEE Alta Mar

7 El control Bottom-up: los muy pequeños manejan los muy grandes En caso de control Bottom-up, el ambiente físico afecta drásticamente la productividad general de los ecosistemas pero también la dinámica de las comunidades de peces. Los cambios de régimen a escala decadal o secular sugieren la existencia de diversos estados estables en las comunidades de peces, resultado de cambios de condiciones ambientales y de pesca sustentable o no.

8 El control Top-down: los muy grandes manejan los muy pequeños Un control Top-down puede ayudar a entender algunos patrones ecológicos observados al nivel de los ecosistemas. La pesca reduce la abundancia de los mayores predadores y se puede inferir que las poblaciones de presas y sus efectos en las comunidades marinas deben aumentar después de la reducción de su control por los predadores. Sin embargo, no todas las cascadas tróficas se propagan hasta los niveles inferiores o tienen un impacto significativo sobre el funcionamiento de los ecosistemas porque muchos mecanismos compensatorios pueden interrumpir o eliminar los efectos de cascada.

9 Control Wasp-Waist: los medianos controlan a los más grandes y a los más pequeños El control Wasp-Waist (cintura de avispa) controla el colapso de una especie presa dominante puede generar cambios drásticos en el predador tope, pero lo más sorprendente en los niveles tróficos inferiores (Es decir la producción primaria). Al reducir a las especies forrajeras aumentan los consumidores primarios y esto genera un fuerte impacto en la producción primaria.

10 Corriente de Humboldt Norte

11 El ambiente marino y la alta variabilidad Patrón global de variación espacial del océano que muestra la variación de temperatura de la superficie del mar (Chávez et al 2008). Variabilidad TSMºC ( ) Zona de Mínimo Oxígeno (ZMO) intensa y poco profunda, con concentración de O 2 <0,5 ml l -1 (Fuenzalida et al. 2009).

12 VARIABLES cuál o cuáles son los factores que infieren sobre la disponibilidad de los recursos? Predadores Áreas de agregación Pequeños pelágicos Zooplancton Fitoplancton Condiciones oceanográficas Temperatura Alegre, 2012 CONTROL BOTTOM UP Hay condiciones bióticas y abióticas (factores físco-químicos y biológicos) favorables que confluyen para la sobrevivencia del recurso

13 Situación de día Zona Mínima de Oxígeno 13

14 Situación de noche Zona Mínima de Oxígeno

15 Cuál es el secreto de la alta productividad de peces? Alta productividad de peces Productividad primaria media (Fuente: Chávez et al. 2008) El alimento importa Existe la necesidad de estudiar la estructura trófica y transferencia energética

16 El Sistema de la Corriente Peruana es el Campeón Mundial en términos de producción Con menos de 0.1 de la superficie de los océanos, produce el 10% de las capturas mundiales La Reina La Anchoveta (Engraulis ringens) : más de 275 millones de toneladas de anchoveta fueron capturadas(fao, 2014) Sector pesquero: genera más de 145,000 empleos (FAO, 2014b)

17 s(year) s(year) *10^ *10^6 6*10^6 Cuál es el secreto de la alta productividad de peces? En el Sistema de la Corriente Humboldt Norte: Los eufáusidos son muy importantes en la dieta de los peces pelágicos. Euphausiids Euphausiids year year Total (Anch + Sard Sard + J.M. J.M. + Mackerel) Dominancia de Eufáusidos en el zooplancton (Ayón et al. 2011) year year

18 Toneladas (t) Anchoveta Se distribuye en agregaciones superficiales accesibles a los depredadores y realiza migraciones muy pequeñas. Es muy lenta en sus reacciones para evitar a los depredadores. Adapta a su periodo de alimentación a la accesibilidad presa, utilizando los alimentos de varios niveles tróficos. Concentrarse en zonas de refugio cuando las condiciones son adversas. Adapta su comportamiento reproductivo. Desova millones de huevos. Puede lograr una enorme biomasa en un tiempo corto. Se distribuye sobre un rango bastante grande de la temperatura Años Fuente: FAO Fish Stat 2015 Peru Chile China Japan Turkey Korea South Africa Italy Ghana Ecuador

19 Anchoveta Lo que antes se postulaba: la anchoveta consume fitoplancton (cadenas tróficas cortas). (Rojas, 1953; Rojas de Mendiola, 1969; Alamo, 1989; Pauly et al., 1989b; Alamo et al., 1996a, b, 1997a, b; Alamo and Espinoza, 1998; Espinoza et al., 1998a, b, 1999, 2000 etc...). Konchina (1991) Ryther (1969) Espinoza and Bertrand (2008) Anchoveta Fitoplancton Macrozooplancton Mesozooplancton Actualmente sabemos que la anchoveta consume principalmente zooplancton (cadenas tróficas largas) (Espinoza and Bertrand, 2008) Espinoza & Bertrand

20 Anchoveta Eufáusidos Copépodos Espectro trófico de la anchoveta Engraulis ringens, de 1996 a verano de 2015, procedente de los cruceros de investigación realizados por el IMARPE. Pepe Espinoza et al., 2016 (Laboratorio de ecología trófica-imarpe)

21 Anchoveta Huevos de anchoveta Eufáusidos Copépodos Espectro trófico de la anchoveta Engraulis ringens, de 2004 a otoño de 2015, procedente del seguimiento de pesquerías a lo largo del litoral realizados por el IMARPE. Pepe Espinoza et al., 2016 (Laboratorio de ecología trófica-imarpe)

22 Toneladas (t) Sardina Consume principalmente zooplancton Consume presas más pequeñas que la anchoveta (se alimentan por filtración) Sin embargo, tienen acceso a presas más grandes que las sardinas de otros sistemas Años Peru Chile Ecuador Cuba Estonia Georgia Latvia Lithuania Poland Russian Espinoza and Bertrand Fuente: FAO Fish Stat 2015

23 Sardina (c) 100% (c) 100% 80% 80% 60% 40% 20% 60% 40% 20% 0% 0% TOTAL NTOTAL TOTAL N TOTAL C C Diatoms Dinoflagelates Silic-Foram-Tinti-Rad Diatoms Dinoflagelates Silic-Foram-Tinti-Rad Copepods Copepods Euphausiids Gastropods Others Others Espinoza and Bertrand

24 Jurel y Caballa Investigar los patrones espacio-temporales y comparar la composición de la dieta de jurel Trachurus murphyi y caballa Scomber japonicus.

25 Jurel y Caballa Distribución geográfica Jurel Trachurus murphyi (Fuente: Gerlotto et al., 2012) Caballa Scomber japonicus (Fuente: FAO)

26 Jurel y Caballa Capturas Necesitamos entender mejor la razón de este colapso Distribución jurel y caballa depende de la disponibilidad de alimento. Necesidad de comprender mejor los patrones espaciotemporales de la composición de la dieta de jurel y caballa. Fuente: FAO Fish Stat 2015

27 Jurel Caballa Cambios en la composición de la dieta con la latitud. Presa oceánica (eufáusidos): dominó donde la plataforma fue estrecha (norte y sur) Jurel y Caballa Cambios latitudinales

28 Chub mackerel Jack mackerel Introducción % Weight % Weight Biomasa de P. monodon Jurel y Caballa Distancia a la plataforma continental 100% 80% 60% 40% 20% 0% 100% [-86.8, 0.0] [1.0, 26.1] [26.2, 63.9] [64.0, 912.2] Distance Shelf (km) Cephalopoda 80% Copepoda Zoea larvae Euphausiidae Pleuroncodes monodon Others Crustacea 60% Urochordata Engraulidae Mesolpelagics Coastal 40% fishes Others Teleostei Eggs and larvae Teleostei Others 20% 0% [-86.8, 0.0] [1.0, 26.1] [26.2, 63.9] [64.0, 912.2] Distance Shelf (km) Cephalopoda Copepoda Zoea larvae Euphausiidae Pleuroncodes monodon Others Crustacea Urochordata Engraulidae Mesolpelagics Coastal fishes Others Teleostei Eggs and larvae Teleostei Others La plataforma continental puede ser una fuerte biogeográfica. Distancia a la costa (mn) (Ballón (Gutiérrez et et al. al. 2011) 2008)

29 Jurel Caballa Introducción Jurel y Caballa Los eventos El Niño y La Niña La Niña El Niño El Niño La Niña 1999 Jurel La Niña 2007 Hipótesis eventos excepcionales de El Niño afectan a todos los componentes de los ecosistemas marinos (e.g. Barber and Chavez, 1983; Arntz and Tarazona, 1990) incluyendo las poblaciones de jurel y caballa (Arcos et al., 2001; Bertrand et al., 2004b; Gerlotto et al., 2012). No hay evidencia de un fuerte efecto interanual del ENOS (El Niño y La Niña) en la composición de la dieta de jurel; lo que contradice a Sánchez y Muck (1987), Orrego y Mendo (2015) y confirma los hallazgos de Espinoza y Bertrand (2014) sobre la dieta de la anchoveta.

30 % Peso Peso Caballa Jurel Introducción Jurel y Caballa La primera división del árbol de regresión separa dos períodos de tiempo 100% Cambios decadales Jurel y Caballa Alegre et al % 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% Años Años Urochordata Cephalopoda Copepoda Zoea larvae Urochordata Cephalopoda Copepoda Zoea larvae Euphausiidae Pleuroncodes monodon Other Crustacea Engraulidae Euphausiidae Pleuroncodes monodon Other Crustacea Engraulidae Mesopelagics Coastal fishes Other Teleostei Eggs and larvae Teleostei Mesopelagics Coastal fishes Other Teleostei Eggs and larvae Teleostei Others Others Shift Temporal El jurel y caballa son especies oportunistas. Se alimentan de las presas que son más accesibles y fáciles de capturar como la múnida. Desde la última década la múnida estuvo presente en la costa (Gutiérrez et al. 2008)

31 Euphausiids dominance s(year_1,8.9) Euphausiids dominance Introducción Jurel y Caballa La paradoja de los eufáusidos Dominancia de eufáusidos Los eufáusidos fueron fuertemente dominantes en la dieta de jurel y El caballa camaroncito antes rojo de en el SNCH ; sin embargo, los eufáusidos disminuyeron Proporción en de la dieta después de 2000, (Ayón et al., 2011) contrariamente a la oferta en el sistema Years Years Proporción de eufáusidos en el sistema (Ayón et al. 2011) eufáusidos en la dieta aumentó en el sistema desde mediados de los noventa (Gutiérrez et al. 2008) Year_1 El camaroncito rojo es una presa más lenta y de mayor talla, más fácil de ser capturada Los eufáusidos Los eufáusidos que los frente eufáusidos. fueron a Perú fuertemente (Ayón et al., dominantes 2011) presentaron en la dieta las más de Ambas bajas jurel dominancias especies y caballa jurel a finales y especialmente caballa de los son años oportunistas en setenta los años y a con principios noventa; alta plasticidad. de sin los Se alimentan ochenta embargo, cuando de las presas disminuyeron SCHN más era menos accesibles. productivo la dieta y después más oxigenado del 2000, que Desde antes contrariamente la y desde última finales década dominacia de el 1990 camaroncito de (Ayón eufáusidos et rojoestuvo al., en 2011; el sistema. Bertrand presente et en al., la costa peruana. 2011).

32 Jurel y Caballa Riqueza Hipótesis: La temperatura y la riqueza de especies están positivamente relacionadas (Frank et al., 2007) Caballa Jurel Baja riqueza Alta riqueza Nuestros resultados cambian ese paradigma. Se evidencia un patrón contrario en una escala de tiempo decadal. El enfriamiento costero y el aumento de la productividad se produjeron en el NHCS durante las últimas décadas

33 Otro ejemplo de riqueza en el mar peruano (Ecosistema epipelágico) Giancarlo Morón (en prensa) El mismo efecto se puede apreciar en la comunidad epipelágica, hay un quiebre en entre 1992 y 1996, aumenta la riqueza y se estabiliza a partir de 1999 durante el periodo decadal frio

34 Perico Objetivos Conocer las relaciones ontogénicas y espaciotemporales del Perico Coryphaena hippurus con sus presas en el NHCS. Conocer el rol que cumple el recurso anchoveta como presa del Perico para comprender su importancia en el desarrollo y supervivencia de esta especie.

35 Perico Distribución geográfica Japón Ecuador Taiwan Perú Brasil Indonesia

36 Toneladas (t) Introducción Perico Capturas Perú tiene las capturas más altas de perico a nivel mundial desde el año Inicio de la pesquería 1988 Con 41.6% de las capturas mundiales desde el Perú Japan Ecuador Indonesia Taiwan Brasil Alcanzando el 57.4% de las capturas mundiales el año Años Fuente: FAO Fish Stat 2015 Se necesita conocer la biología de este recurso para recomendar las medidas de administración y regulación pertinente Alegre et al.

37 % Peso % Llenura Perico Cambios temporales % % 60% 40% 20% 0% Años Argonauta sp. Dosidicus gigas Otros Cephalopoda Exocoetidae Engraulidae Strongylura exilis Scomberesocidae Trachurus murphyi Vinciguerria lucetia Myctophidae Otros Teleostei Euphausiidae Pleuroncodes monodon Otros Crustacea Otros Alegre et al.

38 Serie Inercia: 53.1% Sur y Centro Sur Centro Zona Myctophidae D..gigas P..monodon Norte Norte <100 mn Distancia V..lucetia S..exilis Argonauta Exocoetidae Engraulidae Scomberesocidae Otros Crustacea 100 >100 mn T..murphyi Teleostei Cephalopoda Euphausiidae <30 cm cm >90 cm Talla Alegre et al.

39 5 S, 7 S, 8 S Norte S Centro Grupo=año talla latitud distancia estación Distancia >60mn Talla cm Distancia <60mn Talla >90 cm Distancia >60mn Distancia <60mn 2007, 2011, 2013, 2014 Años con presencia de anchoveta en la dieta Norte Engraulidae Centro cm <60 mn Engraulidae Centro cm >60 mn Otros teleósteos Centro >90 cm >60 mn Dosidicus gigas Centro >90 cm <60 mn Strongylura exilis Alegre et al.

40 Perico Consumo sobre anchoveta Se encontró anchoveta en el contenido estomacal principalmente.. Dentro de las 60 mn de distancia a la costa En la estación de primavera En pericos medianos en un rango de talla de 50 a 90 cm En su mayoría hembras En años fríos con anomalía de -1 Estos resultados podrían explicar un comportamiento oportunista del perico o la necesidad de acumular energía en un periodo de su ciclo vital? Se necesita mayor cobertura espacio temporal para responder esta pregunta Alegre et al.

41 % Weight Introducción Bonito Consumo sobre anchoveta Con 78.4% de las capturas mundiales desde el 2000 y 82.5 desde 1950 Fuente: FAO Fish Stat % 80% 60% 40% 20% 0% 65.1% de consumo promedio sobre anchoveta desde Years Cephalopoda Zoea larvae Euphausiidae Pleuroncodes monodon Others Crustacea Engraulidae Mesopelagics Coastal Teleostei Other Teleosteii Others Alegre et al.

42 Calamar gigante Investigar la variabilidad ontogenética y espacio-temporal de la composición de la dieta del calamar gigante (Dosidicus gigas) en el sistema de la corriente de Humboldt Norte (SCH).

43 Toneladas (t) Calamar gigante Distribución geográfica y capturas Años Con 47.6% de las capturas mundiales desde el año 2000 Peru Chile China Mexico Japan Taiwan Korea Ecuador USA Ukraine

44 Calamar gigante Composición de la dieta

45 Calamar gigante Análisis CART ~ Llenura + DistPlat + ATSM + Talla + Estación V. Lucetia DS >159 y 197 mn Talla >80 cm V. lucetia DS >192 mn Canibalismo Talla cm

46 Calamar gigante Modelo conceptual Pequeños calamares Fuera de la plataforma continental (Consumen Mesopelágicos) Calamares medianos Dentro de la plataforma (Consumen otros cefalópodos) Calamares grandes Offshore al borde de la plataforma (Consumen Eufáusidos) Alegre et al. 2014

47 Calamar gigante El oxígeno es importante La hipótesis propuesta: el calamar gigante no puede ingresar a aguas muy costeras caracterizadas por una delgada capa donde hay alta saturación de oxígeno No existe sobreposición entre el calamar gigante y anchoveta cerca a la costa donde ocurre una condición de baja saturación de oxígeno

48 Variable %Importancia Especies Talla Distancia Latitud Bon - Pota Jur - Cab Pota Bon Cab Jur >66 cm <66 cm >10 LS <10 LS Anchoveta >14 mn <14 mn Eufáusido Vinciguerria Eufáusidos ~ Especies + Distancia + Latitud + Talla Eufáusidos Otros peces

49 Distancia a la plataforma Jurel Caballa

50 Distribución de las presas Principales presas Mesopelágicos y Anchoveta

51 Red trófica peruana South North Mamíferos y Aves e invertebrados Zooplancton

52 Red trófica peruana El sistema de la Corriente Peruana tiene un control trófico de abajo hacia arriba, es decir que la productividad primaria controla al resto de la cadena trófica, y esta es regulada principalmente por el clima. La anchoveta tiene un rol muy importante como presa; sin embargo, existen otras especies claves en el ecosistema como los eufáusidos y la Vinciguerria que se adaptan a la zona de mínimo oxígeno. Las presas pueden ser indicadoras de cambios en el ambiente; pero muchas veces no indican cambios en la biomasa de las mismas, en los procesos de alimentación estarían jugando un papel importante otros factores como la accesibilidad y la capturabilidad de las presas.

53 Red trófica peruana La mayor parte de las especies están adaptadas a la alta variabilidad del ambiente, esto permite que los procesos de recuperación de las biomasas sean más rápidos, especialmente en los pequeños pelágicos. El éxito de la alta producción pesquera se debe tanto a factores ambientales, como a la capacidad de recuperación de las especies dentro de las cadenas tróficas. Finalmente, Perú es el primer país pesquero en el mundo, porque aparte de la alta biomasa de anchoveta, también somos los primeros en producción de perico, bonito y calamar gigante entre otros recursos.

54