Modelización de poblaciones en la gestión de la biodiversidad

En nuestros intentos por enmendar el daño causado por nosotros mismos, los seres humanos, la gestión poblacional de especies está tomando cada vez mayor importancia como disciplina profesional en nuestra sociedad. Ya sea para trabajos de conservación de especies y ecosistemas como para control de especies invasoras, tomar datos poblacionales, modelizar la población y establecer predicciones a futuro, es fundamental.

Gestión poblacional, ¿qué es y por qué es necesaria?

Como es bien sabido, a raíz del impacto derivado de la dispersión y crecimiento experimentado por las poblaciones humanas en los últimos siglos, multitud de ecosistemas se han visto afectados negativamente. Buena parte de los cambios que han tenido lugar en este sentido están relacionados de una forma u otra con las dinámicas poblacionales de una o varias especies de animales.

La extinción de especies, o en primera instancia, el declive de sus poblaciones, derivan muchas veces de daños perpetrados hacia el ecosistema del que forman parte. El ejemplo más claro de esto es la degradación y la fragmentación del hábitat de muchas especies que tiene lugar tras talas masivas para la explotación de monocultivos. Sin embargo, el retroceso poblacional de ciertas especies y, en general, la pérdida de biodiversidad, suponen un problema agregado para los -muchas veces ya degradados- ecosistemas de los que forman parte, pues conllevan un desbalance agregado de los mismos. Especies parcialmente frugívoras como los grandes guacamayos, por ejemplo, se ven negativamente afectadas por la deforestación, que les priva de los lugares de anidación que requieren para reproducirse. En estos casos, sus poblaciones se ven reducidas, lo cual priva a su vez al ecosistema de su rol como dispersores de semillas y termina por lo tanto repercutiendo negativamente en cualquier potencial recuperación ecosistémica que pudiera tener lugar.

La colocación de nidos artificiales es una estrategia para mitigar los devastadores efectos que la deforestación ha tenido sobre las poblaciones de guacamayos en buena parte de su rango de distribución. - Fotografía de Noelia Sánchez.

Por otra parte, puede darse el caso opuesto. A lo largo de su historia, el ser humano ha introducido especies en regiones geográficas que no les corresponden. Y a veces, estos individuos logran adaptarse y establecerse como especie invasora, como es el caso de multitud de especies de mamíferos en Nueva Zelanda (ratas, gatos, mustélidos…) , o de cotorras de varios tipos por prácticamente todo el mundo (especialmente destacable por su adaptabilidad es el caso de la cotorra argentina, Myiopsitta monachus). En estos casos, nos encontramos con poblaciones que, a causa de la falta de depredadores u otras funciones ecosistémicas de regulación poblacional, son capaces de crecer a velocidades de vértigo pudiendo poner en riesgo a las poblaciones de especies locales y, en consecuencia, a la totalidad del ecosistema.

En cualquiera de estas situaciones, la intervención del ser humano puede ayudar de varias formas en la recuperación del equilibrio del ecosistema (que nosotros mismos hemos contribuido a deteriorar), trabajando para la regulación (positiva o negativa) de la población de una especie en particular. En ecología, una población puede definirse como un grupo de individuos de la misma especie que viven en un área definida y en un tiempo concreto. Intervenir de alguna forma en la dinámica de estas se conoce como "gestión o manejo de poblaciones".

La cotorra argentina es una especie considerada invasora en España, sin embargo, los esfuerzos de gestión de sus poblaciones se empezaron a llevar a cabo de forma tardía (más de 30 años después de su introducción), local y descoordinada, con lo que no se está consiguiendo nada en materia de control poblacional. Por no hablar de las implicaciones éticas de cómo se ha abordado el asunto en muchas ocasiones, pero eso ya es otro tema. - Fotografía propia.

¿Qué son los modelos y cómo pueden ayudarnos en la gestión de poblaciones?

A grosso modo, un modelo puede definirse como una representación que describe y puede predecir cómo cambia una población y, por tanto, las variables que la componen, a lo largo del tiempo. Cuanto más se ajusta un modelo a lo que verdaderamente sucede en la población que pretende representar, más fiables son las predicciones que de él pueden obtenerse. El objetivo de cualquier profesional que trabaja en modelización de poblaciones es, por tanto, tratar de elaborar modelos que representen lo mejor posible la realidad de lo que sucede en el ecosistema, y ello implica también contar con datos de campo certeros sobre la población en cuestión y/o los individuos que la componen.

Para elaborar un modelo, se utilizan datos obtenidos en trabajos de investigación previos (tasa de supervivencia individual, tasa de crecimiento, capacidad de carga…). Utilizando estos datos en una serie de operaciones lógicas o matemáticas que representen lo que sucede con la población que estamos estudiando, es cómo obtenemos el susodicho modelo. Una vez listos, los modelos son capaces de entregarnos la dinámica de una población simplemente introduciendo una serie de variables, como puede ser el tamaño de la población inicial, la tasa de pérdida de un recurso clave en su hábitat, etcétera. Aunque, por supuesto, pueden entregar resultados erróneos (a causa de estar elaborados con información errónea o sesgada, o simplemente haber malinterpretado el funcionamiento del “sistema”), su utilidad recae, no ya en predecir el futuro, que también, sino en predecir futuros alternativos. Esto, que suena tan de ciencia-ficción, significa sencillamente que nos permite simular diferentes escenarios futuros, en cada uno de los cuales se implemente una estrategia de gestión de la población diferente.

Predicción en la evolución del tamaño de la población a lo largo del tiempo tras diferentes esfuerzos aplicando una estrategia de control de natalidad de cotorra argentina consistente en el pinchado de los huevos. - Creación propia.

Un modelo en el que trabajé hace un par de años trataba de representar la dinámica de una población de cotorras argentinas (Myiopsitta monachus) en un municipio del pre-litoral barcelonés (y el potencial efecto de diferentes medidas de control), el cuál pretendía llevar a cabo una serie de acciones de reducción de la población de la especie en el pueblo. Elaboré un modelo matemático que representaba el crecimiento de la población de cotorras a lo largo del tiempo a partir de datos de censos anteriores en otros lugares de la geografía catalana que podían ser de perfecta aplicación al municipio en cuestión, siguiendo una estructura de crecimiento exponencial. A partir de ahí, se modelizó el efecto de diferentes estrategias de gestión poblacional de acuerdo con datos obtenidos de la literatura científica, como tasas de natalidad y mortalidad, entre otros. De aquella forma, se pudo estimar la evolución que tendría la población en diferentes escenarios y compararlo además con la que tendría en caso de no realizar ninguna acción de control poblacional. En este caso, se trató de un modelo agregado o matemático, los cuales interpretan a toda la población como una masa homogénea, sin entrar en detalles sobre cada individuo. Estos modelos utilizan promedios y tasas globales para describir el comportamiento de la población, en lugar de hacer lo propio con variables referidas a los individuos que la componen.

Interfaz y display del programa en funcionamiento. - Creación propia.

Por otro lado, existen modelos que, en lugar de tratar a la población como un bloque uniforme, simulan la dinámica de cada individuo por separado. Esto significa que tienen en cuenta el comportamiento de cada organismo de forma individual, considerando factores como su edad, sexo, estado de salud o incluso su ubicación. Los modelos basados en el individuo (Individual-Based Models, IBM), pese a ser más difíciles de elaborar de forma que representen una realidad de forma fidedigna, son especialmente útiles cuando queremos capturar procesos ecológicos complejos cuya dinámica depende mucho de la interacción entre individuos. En mi último año en la universidad elaboré un modelo de este tipo para representar la dinámica de una población de guacamayas en un bosque tropical en deforestación, así como el efecto de la instalación de nidos artificiales como estrategia de conservación de la especie. Como ves, los modelos son herramientas súper útiles para predecir lo que puede suceder en el futuro en un ecosistema y, en el campo de la gestión de poblaciones, determinar cuál puede ser la mejor estrategia a tomar por nuestra parte, ya no sólo en términos técnicos o puramente ecológicos. También en términos de gestión de recursos (humanos, económicos, etcétera), ya se trate de proyectos de financiación pública o privada.

Ejemplo de simulación que representa, no sólo el efecto de la deforestación sobre la población de guacamayas, sino también el de la colocación de nidos artificiales como estrategia de conservación. - Creación propia.

Espero que esta entrada del blog te haya resultado interesante y te haya ayudado a entender mejor cómo se trabaja en gestión poblacional en el ámbito de la ecología y la conservación. Como siempre, te animo a que dejes tus comentarios, dudas o sugerencias en la sección destinada a ello más abajo. ¡Nos leemos en la próxima entrada!

Roger Valls Martínez