TEMA 8. DIN

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TEMA 8. DINÁMICA DE POBLACIONES EXPLOTADAS. EL
CASO DE LOS RECURSOS PESQUEROS

• Modelos clásicos de poblaciones de peces stock
  unitario, mezcla dinámica (dynamic-pool)
• Ciclos vitales
• Teoría básica de la dinámica de la poblacional
• Relación stock-reclutamiento
• Tipos de recursos pesqueros efecto de la
  movilidad y del tipo de pesquería
• Metapoblaciones marinas

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CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS MODELOS CLÁSICOS DE
POBLACIONES DE PECES STOCK UNITARIO

• Pitcher Hart (1982)
• - Población explotada
• Hilborn Walters (1992)
• - Colección arbitraria de poblaciones
  suficientemente grande para renovarse por
  reproducción (cambios de abundancia no dominados
  por migraciones).
• Individuos presentan patrones similares de
  crecimiento, reproducción, migración y
  dispersión, y los mismos riesgos de mortalidad
  natural o por pesca. Esquema
• Organismos encargados de la gestión de pesquerías
• (ej. International Council for the Exploration of
  the Sea, North Atlantic Fisheries Organziation,
  Food and Agriculture Organization)
• - Áreas geográficas (definidas por criterios
  ecológicos y políticos) cuyas poblaciones se
  evalúan y gestionan como una unidad. Mapas

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STOCK UNITARIO
POBLACIÓN (STOCK)
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ÁREAS GEOGRÁFICAS Y STOCKS DEFINIDAS POR
ORGANISMOS INTERNACIONALES DE GESTIÓN PESQUERA
NAFO (North-Atlantic Fisheries Organziation)
FAO (Food and Agriculture Organization, ONU)
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CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS MODELOS CLÁSICOS DE
POBLACIONES DE PECES MEZCLA DINÁMICA (DYNAMIC
POOL)

• COMPORTAMIENTO INDIVIDUAL
• La velocidad y escala de movimiento de los
  individuos es grande en relación a la
  distribución geográfica del stock
• Todos los individuos tienen similar probabilidad
  de interaccionar entre si

• CONSECUENCIAS POBLACIONALES
• Los individuos se distribuyen aleatoriamente
  dentro del área de distribución del stock.
• El stock no presenta estructura espacial.
• Todos los individuos experimentan ambientes
  abióticos y bióticos (densidad local) similares.

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MEZCLA DINÁMICA

• EFECTO DE LA PESCA
• Reduce la densidad poblacional
• No cambia la distribución espacial

Población vírgen t 0 N 1000
Población explotada t 1 N 500
Capturas (C) C qEN 0.5 N q
capturabilidad E esfuerzo de pesca
Capturas (C) C 0.5 N
t 2 N 250
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PROPIEDADES ÚNICAS DE LAS POBLACIONES DE PECES

• Producción superabundante de embriones (huevos)
• Fertilización externa
• Ambiente abstracto y difícil de definir
• Una fuente de mortalidad externa pesca
• Diferencias de escala considerables entre los
  eventos que afectan a los adultos y los que
  afectan a larvas y juveniles

F fitoplancton Z zooplancton P peces pelágicos
F
Rothschild, B. J. 1986. Dynamics of marine fish
populations. Harvard University Press.
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CICLOS VITALES EN ORGANISMOS MARINOS
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TEORÍA BÁSICA DE LA DINÁMICA POBLACIONAL
DINÁMICA DE UNA COHORTE
1) NÚMERO INICIAL DE RECLUTAS

• COHORTE
• Grupo de individuos nacidos en un periodo de un
  año u otro periodo menor
• RECLUTAMIENTO
• POBLACIONAL Número de individuos vivos en una
  población en cualquier momento arbitrario tras la
  fase larvaria. Normalmente se utiliza la primera
  fase postlarvaria fácilmente cuantificable.
• A LA PESQUERÍA Número de individuos vivos en una
  población en el momento que son vulnerables por
  primera vez a la captura por la pesquería

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2) MORTALIDAD (1/2)
t0 reclutamiento poblacional tc edad de primera
captura
Tasas instantáneas de mortalidad Z total (Z
MF) M natural F por pesca Supervivencia s
e-Z
dN / dt - Z N N1 N0 e-Z N0 s Nt N0
e-Zt ln Nt ln N0 - Zt
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2) MORTALIDAD (2/2)
Distribuciones de frecuencia de tasas de
mortalidad natural en peces (Pauly 1980)
Tasa exponencial de mortalidad (Z) mortalidad anual
0.1 7.5
0.5 32.2
1 54.1
2 78.9
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3) CRECIMIENTO INDIVIDUAL
Ecuación de crecimiento de Von Bertalanffy dL /
dt K (L8 - Lt) L tamaño corporal Lt L8 (1
- e-kt) W peso corporal Wt W8 (1 -
e-kt)3 L 8, W8 L, W máximos k tasa de
crecimiento
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4) DINÁMICA TEMPORAL DE LA BIOMASA DE LA COHORTE
(curva de biomasa virgen)
Nt Wt Bt N0 e-Zt W8 (1 - e-kt)3
B biomasa
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5) PRODUCCIÓN DE HUEVOS

• RELACIÓN CON TAMAÑO POBLACIONAL
• proporcional a la biomasa, pero
• producción denso-dependiente
• RELACIÓN CON ESTRATEGIA VITAL
• edad (tamaño)
• frecuencia puesta
• relación fecundidad (número) / tamaño huevos

6) RELACIÓN ENTRE PRODUCCIÓN DE HUEVOS Y
RECLUTAMIENTO
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RELACIÓN STOCK-RECLUTAMIENTO

• Relación empírica entre el tamaño del stock
  reproductivo y el reclutamiento subsiguiente de
  la cohorte producida por ese stock.
• CUANDO SE DETERMINA LA MAGNITUD DEL
  RECLUTAMIENTO?
• Fases vitales con tasas de crecimiento y
  mortalidad elevadas Larvas / Juveniles
• FACTORES DETERMINANTES DEL ÉXITO LARVARIO
• (supervivencia hasta METAMORFOSIS)
• Abundancia de alimento Match/mismatch
  hypothesis (coincidencia en espacio y tiempo de
  larvas y su alimento, fito- y zooplancton)
• Transporte físico a hábitats adecuados
• Predación
• FACTORES DETERMINANTES DEL ÉXITO DE JUVENILES
• (supervivencia hasta MADUREZ SEXUAL)
• Abundancia de alimento
• Limitación de hábitats
• Predación / Canibalismo

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HIPÓTESIS NULAS SOBRE LA RELACIÓN
STOCK-RECLUTAMIENTO
more commonly the number of recruits is
effectively independent of the adult stock size
over most of the observed range of stock size
(Gulland 1983)
Compensación
Independencia de la densidad
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PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS MODELOS DE RELACIÓN
STOCK-RECLUTAMIENTO (Ricker, 1975)

• La curva stock-reclutamiento debería pasar por el
  origen cuando no hay stock parental no hay
  reclutamiento
• La curva no debe descencer hasta reclutamientos
  nulos a niveles de stock muy elevados. La
  reproducción no es nunca eliminada totalmente a
  densidades elevadas
• La tasa de reclutamiento (reclutas/adulto)
  debería decrecer continuamente con los
  incrementos del stock parental
• El reclutamiento debe exceder al stock sobre una
  parte del rango de stocks posibles

(0, 0)
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EJEMPLOS DE RELACIONES STOCK-RECLUTAMIENTO
1. Obtención de series temporales stock y
reclutamiento
2. Relación entre stock y reclutamiento
subsiguiente
3. Ajuste de modelos estadísticos
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MODELOS STOCK-RECLUTAMIENTO E ÍNDICES DE
SUPERVIVENCIA (RECLUTAMIENTO / ABUNDANCIA STOCK
ADULTOS)
Reclutamiento R
Índice de supervivencia R/S
Abundancia stock adultos, S
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MODELO DE BEVERTON Y HOLT (1957)
R a S / (b S)
R reclutamiento S stock a reclutamiento
máximo b stock necesario para producir un
reclutamiento a/2 Pendiente inicial (máximo
reclutas / adulto) a/b

• Competencia entre juveniles determina una tasa de
  mortalidad dependiente linearmente del tamaño de
  la cohorte en cada momento
• competencia por alimento o hábitat

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MODELO DE RICKER (1954)
R S ea (1-S/b) R a S e-bS
ea pendiente inicial, b valor de S al que
RS a reclutas/adulto cuando el stock es
pequeño, b velocidad con que los reclutas/adulto
se reducen al aumentar el stock

• Tasa de mortalidad de huevos, larvas y juveniles
  es proporcional al tamaño inicial de la cohorte
  (dependencia del stock, no denso-dependencia)
• canibalismo de juveniles por adultos
• transmisión de enfermedades
• crecimiento denso-dependiente acoplado con
  predación dependiente del tamaño

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CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE RECURSOS PESQUEROS
MOVILIDAD DEL RECURSO Sedentario Escasa
movilidad, Repertorio comportamental
limitado Escasa movilidad, Repertorio
comportamental complejo Movilidad
intermedia Alta movilidad
algas, esponjas, corales, ostras, mejillones,
cirrípedos, ascidias pectínidos,
holoturias, erizos pulpos, gasterópodos,
cangrejos cangrejos, camarones, langostas,
peces de arrecifes camarones y peces costeros (y
algunos oceánicos)
laminariales (kelp beds) pectínidos snow
and Tanner crabs, king crabs peces, calamares,
gambas
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METAPOBLACIONES MEROPLANCTÓNICAS

• DIFERENCIAS CON EL PARADIGMA DE METAPOBLACIÓN
  DESARROLLADO PARA ESPECIES TERRESTRES
• Especies marinas con fases larvarias (excepto en
  casos de duración muy corta) no presentan
  mecanismos de reproducción local. Por tanto, las
  poblaciones locales son abiertas. Las tasas de
  producción de adultos no son consecuencia de la
  dinámica de la población local.
• La dinámica de la dispersión es simple en la
  mayoría de especies marinas dado que la
  propensidad a la dispersión no depende de las
  condiciones locales de densidad, abundancia de
  alimento, hábitat o predadores. Todas las larvas
  se dispersan independientemente de las
  condiciones del hábitat local.
• Las larvas pelágicas se desarrollan en un fluido
  móvil, por lo que la dirección y amplitud de la
  dispersión es parcialmente un proceso de
  transporte físico.

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DEFINICIONES DE TÉRMINOS IMPORTANTES PARA LAS
METAPOBLACIONES MARINAS

• POBLACIÓN LOCAL grupo de individuos que
  interaccionan regularmente entre ellos
• - Cerrada migración entre poblaciones locales
  rara o inexistente. Crecimiento dependiente de la
  reproducción dentro de la población local.
• - Abierta migración entre poblaciones común. En
  especies marinas con vidas larvarias largas, la
  inmigración es el único mecanismo de crecimento
  en las poblaciones locales. En estas poblaciones,
  la reproducción local no afecta la dinámica de la
  población local.
• METAPOBLACIÓN grupo de poblaciones locales
  abiertas que interaccionan a través del
  intercambio de individuos. Para la mayoría de
  invertebrados marinos, esta migración se realiza
  a través de la dispersión larvaria.

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TIPOS DE METAPOBLACIONESEfecto de la distancia
de dispersión larvaria
POBLACIÓN CERRADA (distancia de dispersión corta)
FUENTE - SUMIDERO (distancia de dispersión larga)
MÚLTIPLES FUENTES (distancia de dispersión larga)
LIMITADA POR LA DISTANCIA
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DISEÑO DE RESERVAS MARINASEJEMPLO DE LA
IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA METAPOBLACIONAL
Reserva protege la población fuente de otras
muchas poblaciones
Reserva no protege ninguna población fuente