Los seres humanos tienen una larga historia de persecución de depredadores como lobos, tigres y leopardos. La pérdida de estos depredadores, los animales en la cima de la cadena alimenticia, ha resultado en un desarrollo ecológico, económico y social. impactos en todo el mundo. Rara vez los depredadores se recuperan completamente de la opresión humana y, cuando lo hacen, a menudo nos faltan 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, las estadísticas y la ecología, puede 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 que han 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, los tigres y los leopardos, las nutrias marinas son un ápice depredador del ecosistema marino costero: la banda estrecha entre el hábitat terrestre y el oceánico.
Durante el comercio comercial de pieles marítimas en los siglos 18 y 19, las nutrias marinas casi fueron cazadas hasta la extinción en toda su área de distribución en el Océano Pacífico Norte. Por 1911, solo quedaba un puñado de pequeñas poblaciones aisladas.
Rango histórico (sombreado gris) y 1911 poblaciones remanentes (íconos rojos) de nutrias marinas. Las poblaciones de las islas Queen Charlotte y San Benito se extinguieron por 1920. CC BY
Pero las poblaciones de nutria marina se han recuperado en muchas áreas, gracias a algunos cambios. los Tratado internacional sobre el lobo fino en nutrias marinas protegidas 1911 de la mayoría de las cosechas 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 de glaciares de marea y un parque nacional en el sureste de Alaska. Glacier Bay es funcionalmente uno de los mayores áreas protegidas en el hemisferio norte
Glacier Bay estuvo completamente cubierto por hielo glacial hasta aproximadamente 1750 - casi al mismo tiempo que las nutrias marinas desaparecieron de los alrededores debido a la sobreexplotación. Luego soportó el retiro de glaciares de mareas más rápido y extenso en la historia registrada. Después de la retirada de los glaciares, surgió un ambiente rico. Este nuevo entorno favoreció las 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 Glacier Bay en 1988. Aquí encontraron vastos hábitats, abundantes poblaciones de presas y protección de toda la cosecha humana.
Cómo trabajamos
Es difícil estimar cómo crecen y se extienden 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 encontrarlas. Los aviones que buscan nutrias marinas deben cubrir más terreno, generalmente con la misma cantidad de tiempo y dinero. Además, las personas pueden moverse de un área a la siguiente durante cualquier período de tiempo por varias razones, incluida la conducta social de la nutria marina y su reacción al medio ambiente. Debido a que estos desafíos pueden interferir con las estimaciones exactas de la población, es importante comprenderlos y abordarlos.
Poco después de que las nutrias marinas llegaran a Glacier Bay, los científicos del Servicio Geológico de EE. UU. Comenzaron a recopilar datos para documentar su regreso. Aunque los datos indicaban claramente que las nutrias marinas estaban aumentando, necesitábamos nuevos métodos estadísticos para revelar el alcance de este aumento.
Primero, desarrollamos un modelo matemático usando ecuaciones diferenciales parciales para describir el crecimiento y la diseminación de las nutrias marinas. Las ecuaciones diferenciales parciales se usan comúnmente para describir fenómenos tales 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 nutria marina, se propaga a través del 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, las tasas de crecimiento máximo y dónde se observaron por primera vez las nutrias marinas en Glacier Bay.
En segundo lugar, incorporamos nuestras ecuaciones dentro de un modelo estadístico jerárquico. Los modelos jerárquicos se utilizan para extraer conclusiones 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.
Ecuaciones diferenciales parciales no son nuevas en el campo de la ecología, que se remonta a al menos 1951. Sin embargo, al fusionar estas ecuaciones con modelos estadísticos formales, podemos deducir con fiabilidad los procesos ecológicos dinámicos, al mismo tiempo que cuantificamos adecuadamente la incertidumbre asociada con nuestros hallazgos. Proporciona una forma basada en datos para analizar encuestas de abundancia de nutria marina durante los últimos años de 25.
Esto nos dio estimaciones rigurosas y honestas de la dinámica de la colonización que incorporaron nuestra comprensión del sistema ecológico.
Una recuperación sin precedentes
Usando nuestro nuevo enfoque, descubrimos que la población de nutria marina 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 porcentajes de 17 a 20. Además, la tasa máxima de reproducción biológica, la tasa más rápida de reproducción de nutrias marinas, es de 19 a 23 por ciento por año. Eso significa que la tasa de crecimiento de la nutria marina de Glacier Bay fue cercana o máxima, y mayor que cualquier población registrada de nutria marina en la historia.
A raíz de la retirada 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 en día, son uno de los mamíferos marinos más abundantes en Glacier Bay. Observaciones recientes han documentado grandes grupos de nutrias marinas 500 en algunas partes de la parte inferior de Glacier Bay, lo que sugiere que los recursos de las presas son abundantes.
La fusión de métodos estadísticos y matemáticos de última generación representó, por primera vez, cuán extraordinario fue el crecimiento y la propagación de esta población.
La nutria marina tuvo un gran éxito a raíz de la retirada 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 de ápices de gran alcance, como los osos polares o las morsas, otras especies pueden beneficiarse con la aparición de recursos de hábitat y presas recientemente disponibles.
Los seres humanos han causado la disminución global de los depredadores ápice, y estas disminuciones a menudo son difíciles de revertir. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que, cuando hay una interferencia humana mínima, los depredadores ápice pueden ser ampliamente exitosos en la recolonización del hábitat adecuado.
Sobre el Autor
Perry Williams, becario postdoctoral en estadística y peces, vida silvestre y biología de la conservación, Universidad del Estado de Colorado y Mevin Hooten, Subdirectora de Unidad, US Geological Survey, Unidad Cooperativa de Investigación de Pesca y Vida Silvestre de Colorado; Profesor Asociado de Pescado, Vida Silvestre y Biología y Estadística de la Conservación, Universidad del Estado de Colorado
Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.
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