Los seres humanos tienen una larga historia de persecución de depredadores ápice como los lobos, tigres y leopardos. La pérdida de estos depredadores, animales en la parte superior de la cadena alimentaria, ha resultado en impactos económicos y sociales en todo el mundo. Rara vez los depredadores se recuperan completamente de la opresión humana, y, cuando lo hacen a menudo carecemos de datos o herramientas para evaluar su recuperación.

Las nutrias marinas en Glacier Bay, Alaska, son una excepción. En un estudio reciente, nuestro equipo hizo una crónica del increíble regreso de las nutrias marinas a un área donde han estado ausentes durante al menos 250 años.

Nuestro enfoque, que fusiona las matemáticas, Estadísticas y ecología:pueden ayudarnos a comprender mejor el papel de las nutrias marinas en los ecosistemas marinos y la capacidad de los depredadores ápice para regresar a un ecosistema después de haber estado ausentes. Incluso puede ayudarnos a aprender qué significa un clima cambiante para muchas otras especies.

Regreso a Glacier Bay

Aunque normalmente no se ve en la misma línea que los lobos, tigres y leopardos, Las nutrias marinas son un depredador ápice del ecosistema marino cercano a la costa, la estrecha franja entre el hábitat terrestre y oceánico.

Durante el comercio marítimo comercial de pieles en los siglos XVIII y XIX, las nutrias marinas casi fueron cazadas hasta la extinción en toda su área de distribución en el Océano Pacífico Norte. Para 1911, sólo quedaba un puñado de pequeñas poblaciones aisladas.

Pero las poblaciones de nutrias marinas se han recuperado en muchas áreas, gracias a algunos cambios. El Tratado Internacional de Lobos Marinos de 1911 protegió a las nutrias marinas de la mayoría de las capturas humanas. 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 un 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 cubierto por hielo glaciar hasta aproximadamente 1750, aproximadamente al mismo tiempo que las nutrias marinas desaparecieron del área circundante debido a la sobreexplotación. Luego soportó el retroceso de glaciares de marea más rápido y extenso de la historia registrada. Después de la retirada del glaciar, surgió un entorno rico. Este nuevo entorno soportó altas concentraciones de vida silvestre, incluidas las especies de presas de nutria marina, como cangrejos, moluscos y erizos de mar, que pudieron aumentar de tamaño y abundancia en ausencia de nutrias marinas.

Las nutrias marinas reaparecieron por primera vez en la desembocadura de la Bahía de los Glaciares en 1988. Aquí encontraron un vasto hábitat, abundantes poblaciones de presas y protección contra toda cosecha humana.

Nuestro enfoque

Es un desafío estimar cómo crecen y se propagan las poblaciones, debido a su naturaleza dinámica. Cada año, los animales se trasladan a nuevas áreas, aumentando la cantidad de área y el esfuerzo requerido para encontrarlos. Los aviones que buscan nutrias marinas tienen que cubrir más terreno, generalmente con la misma cantidad de tiempo y dinero. Adicionalmente, las personas pueden moverse de un área a la siguiente durante cualquier período de tiempo por una serie de razones, incluyendo el comportamiento social de la nutria marina y su reacción al medio ambiente. Debido a que estos desafíos pueden interferir con estimaciones precisas de la población, es importante comprenderlos y abordarlos.

Poco después de la llegada de las nutrias marinas a Glacier Bay, Los científicos del Servicio Geológico de EE. UU. comenzaron a recopilar datos para documentar su regreso. Aunque los datos indicaron claramente que las nutrias marinas estaban aumentando, necesitábamos métodos estadísticos novedosos 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 utilizan 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 esparce por el espacio y el tiempo.

El nuevo enfoque nos permitió incorporar nuestra comprensión actual de la ecología y el comportamiento de la nutria marina, incluidas las preferencias de hábitat, tasas de crecimiento máximas y donde 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 a partir de 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, que se remonta al menos a 1951. Sin embargo, fusionando estas ecuaciones con modelos estadísticos formales, podemos inferir de manera confiable procesos ecológicos dinámicos, al mismo tiempo que cuantificamos adecuadamente la incertidumbre asociada con nuestros hallazgos. Proporciona una forma basada en datos para analizar los estudios de la abundancia de nutrias marinas durante los últimos 25 años.

Esto nos dio estimaciones rigurosas y honestas de la dinámica de la colonización que incorporaron nuestra comprensión del sistema ecológico.

Una recuperación récord

Usando nuestro nuevo enfoque, Descubrimos que la población de nutrias marinas de Glacier Bay creció más del 21 por ciento por año 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 a entre el 17 y el 20 por ciento. Es más, la tasa de reproducción biológica máxima, la tasa más rápida que pueden reproducirse las nutrias marinas, es de entre el 19 y el 23 por ciento anual. Eso significa que la tasa de crecimiento de la nutria marina de Glacier Bay estaba cerca o al máximo, y mayor que cualquier población de nutria marina registrada en la historia.

A raíz del retroceso de los glaciares, Las nutrias marinas pasaron de ser inexistentes a colonizar casi toda la Bahía de los Glaciares en un lapso de 20 años. Hoy dia, 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 de la parte baja de Glacier Bay, lo que sugiere que los recursos de presas son abundantes.

La fusión de métodos estadísticos y matemáticos de última generación representados, por primera vez, cuán extraordinario fue el crecimiento y la expansión de esta población.

Las nutrias marinas tuvieron un gran éxito a raíz del retroceso de los glaciares de marea en Glacier Bay. Si bien la pérdida de hielo marino inducida por el clima puede afectar negativamente a algunos depredadores ápice de gran alcance, como los osos polares o las morsas, otras especies pueden beneficiarse de la aparición de nuevos hábitats y recursos de presa disponibles.

Los seres humanos han causado el declive global de los depredadores ápice, y estos descensos suelen ser difíciles de revertir. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que, cuando hay una mínima interferencia humana, los depredadores ápice pueden tener mucho éxito en recolonizar un hábitat adecuado.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.