4. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE VIABILIDAD DE POBLACIONES

Transcripción

1 4. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE VIABILIDAD DE POBLACIONES Fundamentos de la Biología de la Conservación Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos Facultad de Biología

2 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA 4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales: estocasticidad ambiental y demográfica 4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad: denso-dependencia y factores genéticos 4.5. Población mínima viable y tamaño efectivo de la población 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional

3 BIBLOGRAFÍA Morris, F.W. y Doak, D.F Quantitative Conservation Biology. Theory and Practice of Population Viability Analysis. Sinauer, Sunderland. Mills, L.S Conservation of Wildlife Populations. Demography, Genetics, and Management. Blackwell, Oxford.

4 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA Definiciones Aplicación de datos y modelos para estimar las probabilidades de persistencia de una población a lo largo del tiempo (Mills, 2007) Uso de métodos cuantitativos para predecir el estatus futuro de una población (Morris & Doak, 2002) Componentes Persistencia (no extinción, umbral de cuasi-extinción) Tiempo (predicciones, a corto y largo plazo) Probabilidades (modelos no deterministas, riesgo de extinción)

5 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA Usos potenciales del PVA Categoría de uso Uso específico Ejemplos Evaluación del riesgo de extinción Fuente: Morris & Doak 2002 Evaluación del riesgo de extinción de una población Comparación relativa del riesgo de extinción de dos o más poblaciones Análisis y síntesis de datos de censos y seguimientos biológicos Shaffer 1981 (Bioscience), Shaffer & Samson 1985 (American Naturalist), Lande 1988 (Oecologia) Menges 1990 (Conservation Biology), Forsman et al (Studies in Avian Biology), Allendorf et al (Conservation Biology) Menges & Gordon 1996 (Natural Areas Journal), Gerber et al (Conservation Biology)

6 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA Usos potenciales del PVA Categoría de uso Uso específico Ejemplos Asesoramiento para la gestión Fuente: Morris & Doak 2002 Identificación de las etapas o procesos demográficos clave como objetivos de gestión Determinación del tamaño de una reserva necesario para garantizar un nivel determinado de protección frente a la extinción Determinación del número de individuos a liberar para establecer una nueva población Crouse et al (Ecology) Shaffer 1981 (Bioscience), Armbruster & Lande 1993 (Conservation Biology) Bustamante 1996 (Conservation Biology), Howells & Edwards Jones 1997 (Biological Conservation), Marshall & Edwards Jones 1998 (Biodiversity and Conservation), South et al (Biological Conservation)

7 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA Usos potenciales del PVA Categoría de uso Uso específico Ejemplos Asesoramiento para la gestión Fuente: Morris & Doak 2002 Establecimiento de los límites en la recolección o captura de individuos compatibles con su persistencia Decidir cuántas poblaciones de una especie hay que proteger para evitar la extinción regional o global (metapoblaciones) Nantel et al (Conservation Biology), Ratsirarson et al (Conservation Biology), Caswell et al (Ecological Applications), Tufto et al (Proceedings of the Royal Society of London B) Menges 1990 (Conservation Biology), Lindenmayer & Possingham 1996 (Conservation Biology)

8 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA Tipos de PVA 1. PVA basados en censos (series temporales) 2. PVA demográficos 3. PVA multi-sitio (poblaciones espacialmente estructuradas)

9 4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional Tasas vitales 1. Supervivencia 2. Crecimiento (cambio de estadio) 3. Reproducción Valores medios y variabilidad temporal Determinan en última instancia la evolución temporal de la población

10 4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional Tamaño poblacional actual Calidad del hábitat Denso-dependencia (positiva o negativa) Estocasticidad demográfica Factores genéticos Estocasticidad ambiental Valores medios de supervivencia, crecimiento y reproducción Variabilidad temporal en supervivencia, crecimiento y reproducción Crecimiento poblacional medio Incremento o declive poblacional Variabilidad en el crecimiento poblacional Riesgo de extinción Fuente: Morris & Doak 2002

11 4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional R 0 : tasa reproductiva neta (número medio de descendientes hembras producidas por una hembra durante toda su vida) λ (lambda): tasa anual de crecimiento poblacional (tasa finita de incremento) N t+1 = λ t N t R 0 = λ T T = tiempo generacional (edad media a la que las hembras producen sus descendientes hembras) Declive poblacional: R 0 < 1 ó λ < 1

12 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales Fuentes de variabilidad temporal (estocasticidad temporal) Estocasticidad ambiental Catástrofes Bonanzas Estocasticidad demográfica

13 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales Estocasticidad (aleatoriedad) ambiental Definición: Variación temporal en las tasas vitales debida a cambios ambientales impredecibles No se incluyen tendencias de cambio consistentes Correlaciones intra-anuales entre tasas vitales (años buenos y años malos ) Correlaciones inter-anuales entre tasas vitales (autocorrelación, generalmente positiva; factores ambientales o biológicos persistentes: años adyacentes similares)

14 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales Catástrofes y bonanzas Catástrofes: años extremos con tasas muy bajas de supervivencia o reproducción Bonanzas: años extremos con tasas muy altas de supervivencia o reproducción Son un componente más del fenómeno de estocasticidad ambiental Muy infrecuentes, pero con gran influencia en la viabilidad poblacional

15 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales Estocasticidad (aleatoriedad) demográfica Afecta a poblaciones reducidas (p. ej. < individuos reproductores) Causada por la aleatoriedad en el destino de los diferentes individuos Fuente: Morris & Doak 2002

16 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales Fuente: Morris & Doak 2002

17 4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales Otros aspectos de variabilidad 1. Variabilidad espacial, espacio-temporal y movimientos PVA multi-sitio: variaciones debidas a diferentes hábitats PVA multi-sitio: correlaciones de la variación temporal en las tasas vitales entre sitios 2. Errores observacionales Sesgos en censos y estimaciones de tasas vitales Process variance y sampling variance No afectan a la viabilidad de la población, pero sí a las estimas de viabilidad

18 4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad Denso-dependencia negativa Disminución de las tasas vitales (reproducción, supervivencia) conforme aumenta el tamaño de la población Denso-dependencia positiva (efecto Allee) Disminución de las tasas vitales en poblaciones reducidas Dificultad de encontrar pareja o alimento Difícil de cuantificar (ej. < 20 ind. en plantas)

19 4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad Efecto Allee: la tasa de crecimiento per cápita disminuye a bajas densidades Densodependencia Equilibrio estable dn N dt Equilibrio inestable Tamaño poblacional (N) U K

20 4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad Factores genéticos Problemas genéticos en poblaciones reducidas (cambios aleatorios en las frecuencias alélicas de generación en generación: deriva genética) Incremento de la probabilidad de desaparición de alelos (disminución de la heterocigosidad) Disminución de la eficacia biológica debido a la pérdida de variabilidad genética (depresión endogámica) Estocasticidad demográfica + depresión endogámica: vórtices de extinción Cuellos de botella poblacionales y efecto fundador

21 4.5. Población mínima viable y tamaño efectivo de la población MVP población mínima viable (y área dinámica mínima) Pérdida de heterocigosidad: H t+1 = H t (1 1 / 2N e ) 50 ind. retienen el 99% de la variabilidad genética [ Coeficiente de endogamia: ΔF = 1 / 2N e ] N e : tamaño efectivo de la población ó población efectiva (depende del sex-ratio, de fluctuaciones poblacionales, de la estructura social) Relación N e / N muy variable (~0,1) Regla 50 / 500: variabilidad genética y flexibilidad evolutiva ~500/5000 individuos maduros

22 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional Estimación del riesgo de extinción 1. Medidas de viabilidad relacionadas con la probabilidad de cuasi-extinción 2. Medidas de viabilidad relacionadas con la tasa de crecimiento poblacional 3. Medidas de viabilidad relacionadas con el tamaño poblacional

23 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional 1. Medidas de viabilidad relacionadas con la probabilidad de cuasi-extinción Cuasi-extinción: umbral poblacional (p. ej. 20 indiv.) Función de densidad de probabilidad (FDP / PDF) Función de distribución acumulada (FDA / CDF)

24 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional PDF Función de densidad de probabilidad Fuente: Morris & Doak 2002

25 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional CDF Función de distribución acumulada Fuente: Morris & Doak 2002

26 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional CDF y PDF: valores resumen 1. Probabilidad de extinción en un determinado periodo 2. Probabilidad última de extinción 3. Mediana de los tiempos de extinción 4. Media de los tiempos de extinción 5. Moda de los tiempos de extinción

27 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional 2. Medidas de viabilidad relacionadas con la tasa de crecimiento poblacional λ < 1 [ puede ser un indicador de futuros problemas ] [ ventajas con datos irregulares o escasos ]

28 4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional 3. Medidas de viabilidad relacionadas con el tamaño poblacional Criterios de la UICN A. Reducción poblacional B. Distribución geográfica C. Tamaño poblacional, reducción, fragmentación y fluctuaciones D. Tamaño poblacional E. Análisis cuantitativo (PVA)