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
4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA
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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA
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
Fundamentos de la Biología de la Conservación - Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos
Fuente: Morris & Doak 2002
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA
Categoría de uso Uso específico Ejemplos
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)
Usos potenciales del PVA
Fundamentos de la Biología de la Conservación - Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos
Fuente: Morris & Doak 2002
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA
Categoría de uso Uso específico Ejemplos
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)
Usos potenciales del PVA
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Fuente: Morris & Doak 2002
Tipos de PVA
1. PVA basados en censos (series temporales)
2. PVA demográficos
3. PVA multi-sitio (poblaciones espacialmente estructuradas)
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.1. Definición, usos y tipos de AVP/PVA
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4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional
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
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4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional
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
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Fuente: Morris & Doak 2002
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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.2. Tasas vitales y viabilidad poblacional
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Fuentes de variabilidad temporal
(estocasticidad temporal)
• Estocasticidad ambiental
• Catástrofes
• Bonanzas
• Estocasticidad demográfica
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales
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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)
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales
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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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales
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Estocasticidad (aleatoriedad) demográfica
• Afecta a poblaciones reducidas (p. ej. < 20 - 100 individuos reproductores)
• Causada por la aleatoriedad en el “destino” de los diferentes individuos
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4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales
Fuente: Morris & Doak 2002
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4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales
Fuente: Morris & Doak 2002
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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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.3. Variabilidad temporal en la tasas vitales
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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. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad
Fundamentos de la Biología de la Conservación - Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad
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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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.4. Otros procesos relacionados con la viabilidad
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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. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.5. Población mínima viable y tamaño efectivo de la población
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~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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
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1. Medidas de viabilidad relacionadas con la
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)
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
Fundamentos de la Biología de la Conservación - Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos
Función de
densidad de
probabilidad
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
Fuente: Morris & Doak 2002
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CDF
Función de
distribución
acumulada
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
Fuente: Morris & Doak 2002
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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
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
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2. Medidas de viabilidad relacionadas con la
tasa de crecimiento poblacional
λ < 1
[ puede ser un indicador de futuros problemas ]
[ ventajas con datos irregulares o escasos ]
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
Fundamentos de la Biología de la Conservación - Máster en gestión de la biodiversidad en ambientes mediterráneos
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)
4. Introducción al Análisis de Viabilidad de Poblaciones
4.6. Cuantificación de la viabilidad poblacional
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