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5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 1
Modelos clsicos de poblaciones de peces: stock unitario, mezcla
dinmica (dynamic-pool)
Ciclos vitalesTeora bsica de la dinmica de la poblacional
Relacin stock-reclutamiento
Tipos de recursos pesqueros: efecto de la movilidad y del tipo de
pesquera
Metapoblaciones marinas
TEMA 8. DINMICA DE POBLACIONESEXPLOTADAS. EL CASO DE LOS RECURSOS
PESQUEROS
http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/es/
http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/es/http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/es/5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 2
CONCEPTOS BSICOS DE LOS MODELOS CLSICOSDE POBLACIONES DE PECES: STOCK UNITARIO
Pitcher & Hart (1982):
- Poblacin explotada
Hilborn & Walters (1992):
- Coleccin arbitraria de poblaciones suficientemente grande para renovarse porreproduccin (cambios de abundancia no dominados por migraciones).- Individuos presentan patrones similares de crecimiento, reproduccin, migracin ydispersin, y los mismos riesgos de mortalidad natural o por pesca. [Esquema]
Organismos encargados de la gestin de pesqueras(ej. International Council for the Exploration of the Sea, North Atlantic Fisheries
Organziation, Food and Agriculture Organization):
- reas geogrficas (definidas por criterios ecolgicos y polticos) cuyas poblacionesse evalan y gestionan como una unidad. [Mapas]
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 3
POBLACIN(STOCK)RECLUTAMIENTO
REPRODUCCIN MORTALIDADNATURAL (M)
MORTALIDADPOR PESCA (F)
(INMIGRACIN)(EMIGRACIN)
STOCK UNITARIO
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 4
REAS GEOGRFICAS Y STOCKS DEFINIDAS POR ORGANISMOSINTERNACIONALES DE GESTIN PESQUERA
FAO (Food and Agriculture
Organization, ONU)
NAFO (North-AtlanticFisheries Organziation)
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 5
CONCEPTOS BSICOS DE LOS MODELOS CLSICOS DEPOBLACIONES DE PECES: MEZCLA DINMICA(DYNAMIC POOL)
CONSECUENCIAS POBLACIONALES
Los individuos se distribuyen aleatoriamente dentro del rea dedistribucin del stock.
El stock no presenta estructura espacial.
Todos los individuos experimentan ambientes abiticos y biticos(densidad local) similares.
COMPORTAMIENTO INDIVIDUAL
La velocidad y escala de movimiento de los individuos es grande enrelacin a la distribucin geogrfica del stock
Todos los individuos tienen similar probabilidad de interaccionar entre si
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6/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 6
MEZCLA DINMICA
EFECTO DE LA PESCA
Reduce la densidad poblacional No cambia la distribucin espacialPoblacin vrgen
t = 0N = 1000
Poblacin
explotada
t = 1N = 500Capturas(C)C = qEN = 0.5 Nq = capturabilidadE = esfuerzo de pesca
t = 2N = 250
Capturas(C)C = 0.5 N
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES TEMA 8 7
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
7/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 7
1 10 100 1000
ESCALA ESPACIAL (km)ESCALA
TEMPORAL(das
)
100
1
10
1000
PROPIEDADES NICAS DE LAS POBLACIONES DE PECES
Produccin superabundante de embriones (huevos)
Fertilizacin externa Ambiente abstracto y difcil 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
huevos,
larvas
Z
Padultos
F: fitoplanctonZ: zooplanctonP: peces pelgicos
Rothschild, B. J. 1986.Dynamics of marine fishpopulations. Harvard University Press.
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 8
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
8/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 8
CICLOS VITALES EN
ORGANISMOS MARINOS
JUVENILES
> 15 mmpocosaos
ADULTOS
> 15 cmmuchos
aos
LARVASvariosmm semanas
HUEVOS
1 mm das
Correlacin
alta
Correlacin
baja
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 9
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
9/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 9
TEORA BSICA DE LA DINMICAPOBLACIONAL: DINMICA DE UNA COHORTE
COHORTE:
Grupo de individuos nacidos en un periodo de un ao u otroperiodo menor
RECLUTAMIENTO:
POBLACIONAL: Nmero de individuos vivos en una poblacinen cualquier momento arbitrario tras la fase larvaria. Normalmentese utiliza la primera fase postlarvaria fcilmente cuantificable.
A LA PESQUERA: Nmero de individuos vivos en unapoblacin en el momento que son vulnerables por primera vez a lacaptura por la pesquera
1) NMERO INICIAL DE RECLUTAS
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 10
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
10/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 10
2) MORTALIDAD (1/2)
dN / dt = - Z N
N1= N0 e-Z = N0 sNt= N0 e-Zt
ln Nt= ln N0- Zt
Edad
Tamaocohorte(N)
t0 tc
M
F
M
M+ FTasas instantneas de
mortalidad:
Z: total (Z = M+F)
M: natural
F: por pesca
Supervivencia: s = e-Z
t0: reclutamiento poblacionaltc: edad de primera captura
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 11
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
11/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 11
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
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 12
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
12/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
3) CRECIMIENTO INDIVIDUAL
Ecuacin de crecimiento de Von BertalanffydL / dt = K (L- Lt) L: tamao corporal
Lt= L (1 - e-kt
) W: peso corporalWt= W (1 - e-kt)3 L , W: L, W mximosk: tasa de crecimiento
Edad (t)T
amaocorporal(
L)
L
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 13
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
13/26ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
4) DINMICA TEMPORAL DE LA BIOMASA DE LACOHORTE (curva de biomasa virgen)
Nt Wt= Bt = N0 e-Zt W (1 - e
-
kt)3
B: biomasa
Edad (t)Biomasadelacohorte
Edad (t)
Tamao(W)
Edad (t)Cohorte(N)
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 14
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
5) PRODUCCIN DE HUEVOS
RELACIN CON TAMAO POBLACIONAL proporcional a la biomasa, pero produccin denso-dependiente
RELACIN CON ESTRATEGIA VITAL edad (tamao)
frecuencia puesta relacin fecundidad (nmero) / tamao huevos
6) RELACIN ENTRE PRODUCCIN DEHUEVOS Y RECLUTAMIENTO
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 15
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
RELACIN STOCK-RECLUTAMIENTO
Relacin emprica entre el tamao 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 XITO LARVARIO
(supervivencia hasta METAMORFOSIS):Abundancia de alimento + Match/mismatch hypothesis (coincidencia enespacio y tiempo de larvas y su alimento, fito- y zooplancton)Transporte fsico a hbitats adecuadosPredacin
FACTORES DETERMINANTES DEL XITO DE JUVENILES(supervivencia hasta MADUREZ SEXUAL):
Abundancia de alimentoLimitacin de hbitatsPredacin / Canibalismo
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 16
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
STOCK REPRODUCTIVORECLUTAMIENTO
HIPTESIS NULAS SOBRE LA RELACIN STOCK-RECLUTAMIENTO
STOCK REPRODUCTIVORECLUTAMIENTO
Desarrollo pesquera
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)
Compensacin Independencia de la
densidad
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 17
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
PRINCIPIOS BSICOS DE LOS MODELOS DERELACIN STOCK-RECLUTAMIENTO (Ricker, 1975)
La curva stock-reclutamiento deberapasar por el origen: cuando no haystock parental no hay reclutamiento
La curva no debe descencer hastareclutamientos nulos a niveles de stockmuy elevados. La reproduccin no esnunca eliminada totalmente a
densidades elevadas
La tasa de reclutamiento(reclutas/adulto) debera decrecercontinuamentecon los incrementos delstock parental
El reclutamiento debe exceder al stocksobre una parte del rango de stocksposibles
(0, 0)STOCK REPRODUCTIVO
RECLUTAMIENTO 1:1
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 18
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
EJEMPLOS DE RELACIONES STOCK-RECLUTAMIENTO
1. Obtencin de series temporales
stock y reclutamiento
2. Relacin entre stock y
reclutamiento subsiguiente
3. Ajuste de modelos
estadsticos
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 19
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
MODELOS STOCK-RECLUTAMIENTO E NDICES DE SUPERVIVENCIA(RECLUTAMIENTO / ABUNDANCIA STOCK ADULTOS)
Abundancia stock adultos, S
Reclutamiento
R
ndicede
supervivencia
R/S
BEVERTON Y HOLT RICKER HOCKEY STICK(Barrowman & Myers, 2001)
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 20
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
MODELO DE BEVERTON Y HOLT (1957)
R: reclutamientoS: stock
a: reclutamiento mximob: stock necesario para producir un reclutamiento a/2
Pendiente inicial (mximo reclutas / adulto) = a/b
Competencia entre juveniles determina una tasa demortalidad dependiente linearmente del tamao de lacohorte en cada momento:
competencia por alimento o hbitat
R = a S / (b + S)
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 21
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
MODELO DE RICKER (1954)
ea: pendiente inicial, b: valor de S al que R=Sa: reclutas/adulto cuando el stock es pequeo,b: velocidad con que los reclutas/adulto se reducen alaumentar el stock
R = S ea (1-S/b)
R = a S e-bS
Tasa de mortalidad de huevos, larvas y juveniles esproporcional al tamao inicial de la cohorte (dependenciadel stock, no denso-dependencia):
canibalismo de juveniles por adultos
transmisin de enfermedadescrecimiento denso-dependiente acoplado con
predacin dependiente del tamao
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 22
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
CLASIFICACIN DE LOS TIPOS DE RECURSOS PESQUEROS
MOVILIDAD DELRECURSOSedentario
Escasa movilidad,
Repertorio comportamental
limitado
Escasa movilidad,
Repertorio comportamental
complejo
Movilidad intermedia
Alta movilidad
algas, esponjas, corales, ostras,mejillones, cirrpedos, ascidias
pectnidos, holoturias,erizos
pulpos, gasterpodos, cangrejos
cangrejos, camarones,
langostas, peces de arrecifes
camarones y peces costeros (yalgunos ocenicos)
laminariales(kelp beds)
pectnidos
snow and Tanner
crabs, king crabs
peces, calamares, gambas
Modelosclsicos
TIPO DE PESQUERA
ARTESANAL.PEQUEA ESCALA
INDUSTRIAL.
GRAN ESCALA
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 23
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
METAPOBLACIONES MEROPLANCTNICAS
DIFERENCIAS CON EL PARADIGMA DE METAPOBLACINDESARROLLADO PARA ESPECIES TERRESTRES:
1. Especies marinas con fases larvarias(excepto en casos deduracin muy corta) no presentan mecanismos de reproduccinlocal. Por tanto, las poblaciones locales son abiertas. Las tasas deproduccin de adultos no son consecuencia de la dinmica de lapoblacin local.
2. La dinmica de la dispersin es simple en la mayora de especiesmarinas dado que la propensidad a la dispersin no depende de lascondiciones locales de densidad, abundancia de alimento, hbitat opredadores. Todas las larvas se dispersan independientementede las condiciones del hbitat local.
3. Las larvas pelgicas se desarrollan en un fluido mvil, por lo que ladireccin y amplitud de la dispersin es parcialmente unproceso de transporte fsico.
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 24
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
DEFINICIONES DE TRMINOS IMPORTANTES PARA LASMETAPOBLACIONES MARINAS
POBLACIN LOCAL: grupo de individuos que interaccionanregularmente entre ellos
- Cerrada: migracin entre poblaciones locales rara o inexistente.Crecimiento dependiente de la reproduccin dentro de lapoblacin local.
- Abierta: migracin entre poblaciones comn. En especiesmarinas con vidas larvarias largas, la inmigracin es el nicomecanismo de crecimento en las poblaciones locales. En estaspoblaciones, la reproduccin local no afecta la dinmica de lapoblacin local.
METAPOBLACIN: grupo de poblaciones locales abiertas queinteraccionan a travs del intercambio de individuos. Para lamayora de invertebrados marinos, esta migracin se realiza atravs de la dispersin larvaria.
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 25
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
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ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
Poblaciones locales de adultosTasas elevadas de reclutamiento
Tasas bajas de reclutamiento
TIPOS DEMETAPOBLACIONES:Efecto de la distancia dedispersin larvaria
POBLACIN CERRADA(distancia de dispersin corta)
FUENTE - SUMIDERO(distancia de dispersin larga)
MLTIPLES FUENTES(distancia de dispersin larga)
POOL LARVARIO
LIMITADA POR LA DISTANCIA
CONSERVACIN Y EXPLOTACIN DE RECURSOS ANIMALES > TEMA 8 > 26
5/26/2018 8 Dinamica Poblaciones Explotadas
26/26
ZOOLOGA, FACULTAD DE CIENCIAS, UDC
Reserva protege la poblacin fuente deotras muchas poblaciones
Reserva no protege ninguna poblacin fuente
DISEO DE RESERVAS MARINAS:EJEMPLO DE LA IMPORTANCIA DE LAESTRUCTURA METAPOBLACIONAL
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