4. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE VIABILIDAD DE ... - AV · 4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones 4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA Definiciones • Aplicación

4. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS DE

VIABILIDAD DE POBLACIONES

Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes

mediterráneos

Facultad de Biología

Fundamentos de la Biología de la Conservación

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

BIBLOGRAFÍA

Morris, F.W. y Doak, D.F. 2002. Quantitative Conservation Biology.

Theory and Practice of Population Viability Analysis.

Sinauer, Sunderland.

Mills, L.S. 2007. Conservation of Wildlife Populations. Demography,

Genetics, and Management.

Blackwell, Oxford.

4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones


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)

Fundamentos de la Biología de la Conservación - Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos



Categoría de uso Uso específico Ejemplos

Evaluación del

riesgo de extinción

• Evaluación del riesgo de extinción de una

población

Shaffer 1981 (Bioscience),

Shaffer & Samson 1985

(American Naturalist), Lande

1988 (Oecologia)

• Comparación relativa del riesgo de

extinción de dos o más poblaciones

Menges 1990 (Conservation

Biology), Forsman et al. 1996

(Studies in Avian Biology),

Allendorf et al. 1997

(Conservation Biology)

• Análisis y síntesis de datos de censos y

seguimientos biológicos

Menges & Gordon 1996 (Natural

Areas Journal), Gerber et al.

1999 (Conservation Biology)

Usos potenciales del PVA


Fuente: Morris & Doak 2002




Asesoramiento

para la gestión

• Identificación de las etapas o procesos

demográficos clave como objetivos de

gestión

Crouse et al. 1987 (Ecology)

• Determinación del tamaño de una reserva

necesario para garantizar un nivel

determinado de protección frente a la

extinción

Shaffer 1981 (Bioscience),

Armbruster & Lande 1993

(Conservation Biology)

• Determinación del número de individuos a

liberar para establecer una nueva

población

Bustamante 1996 (Conservation

Biology), Howells & Edwards

Jones 1997 (Biological

Conservation), Marshall &

Edwards Jones 1998

(Biodiversity and Conservation),

South et al. 2000 (Biological

Conservation)







Asesoramiento

para la gestión

• Establecimiento de los límites en la

recolección o captura de individuos

compatibles con su persistencia

Nantel et al. 1996 (Conservation

Biology), Ratsirarson et al. 1996

(Conservation Biology), Caswell

et al. 1998 (Ecological

Applications), Tufto et al. 1999

(Proceedings of the Royal

Society of London B)

• Decidir cuántas poblaciones de una

especie hay que proteger para evitar la

extinción regional o global

(metapoblaciones)

Menges 1990 (Conservation

Biology), Lindenmayer &

Possingham 1996 (Conservation

Biology)




Tipos de PVA

1. PVA basados en censos (series temporales)

2. PVA demográficos

3. PVA multi-sitio (poblaciones espacialmente estructuradas)






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




Tamaño poblacional actual

Denso-dependencia

(positiva o negativa) Estocasticidad

demográfica Factores genéticos

Calidad

del hábitat

Estocasticidad

ambiental

Valores medios de

supervivencia, crecimiento y

reproducción

Variabilidad temporal en

supervivencia, crecimiento y

reproducción

Crecimiento

poblacional medio

Variabilidad en el

crecimiento poblacional

Incremento o

declive

poblacional Riesgo de extinción



R0 : 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)

Nt+1 = λt Nt

R0 = λT

T = tiempo generacional (edad media a la que las hembras producen sus

descendientes hembras)

Declive poblacional: R0 < 1 ó λ < 1




Fuentes de variabilidad temporal

(estocasticidad temporal)

• Estocasticidad ambiental

• Catástrofes

• Bonanzas

• Estocasticidad demográfica


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)




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




Estocasticidad (aleatoriedad) demográfica

• Afecta a poblaciones reducidas (p. ej. < 20 - 100 individuos reproductores)

• Causada por la aleatoriedad en el “destino” de los diferentes individuos









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




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)


4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad





Tamaño

poblacional

(N)

K U

Equilibrio inestable

Equilibrio estable

Efecto Allee: la tasa de crecimiento per cápita disminuye a bajas densidades

dN

N dt

Denso-dependencia

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




MVP – población mínima viable (y área dinámica mínima)

• Pérdida de heterocigosidad:

Ht+1 = Ht (1 – 1 / 2Ne) 50 ind. retienen el 99% de la variabilidad genética

[ Coeficiente de endogamia: ΔF = 1 / 2Ne ]

Ne : tamaño efectivo de la población ó población efectiva (depende del sex-ratio, de fluctuaciones poblacionales, de la estructura social)

Relación Ne / N muy variable (~0,1)

• Regla 50 / 500: variabilidad genética y flexibilidad evolutiva


4.5. Población mínima viable y tamaño efectivo de la población


~500/5000 individuos maduros

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





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)




PDF

Función de

densidad de

probabilidad





CDF

Función de

distribución

acumulada





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





tasa de crecimiento poblacional

λ < 1

[ puede ser un indicador de futuros problemas ]

[ ventajas con datos irregulares o escasos ]




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)




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