Un equipo multiinstitucional de investigadores, dirigido por Meryl Mims, ha evaluado cómo los factores ambientales, demográficos y genéticos juegan un papel en la reintroducción de la trucha toro en el estado de Washington.
Su proyecto es uno de los primeros en utilizar un modelo informático avanzado para simular los resultados genéticos y demográficos de la reintroducción proyectando 200 años en el futuro.
"Este es un estudio que realmente fue impulsado por una política necesaria para comprender cómo las acciones de manejo podrían influir en una especie en el futuro y cómo se vería el rango de resultados", dijo Mims, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas enFacultad de Ciencias: "Esta fue una oportunidad única de utilizar simulaciones por computadora para comprender cómo una especie, en este caso, la trucha toro, puede responder a los cambios en su hábitat".
Su trabajo colaborativo fue publicado en Ecosfera en febrero y lleva cinco años en desarrollo.
La reintroducción de especies puede ser costosa e intensiva en recursos, y no siempre es exitosa tampoco. Debido a la disminución o la extirpación de las poblaciones, en parte debido a la fragmentación del hábitat, la trucha toro, Salvelinus confluentus, fue catalogada como amenazada bajo En PeligroLey de especies en 1999. El rango natural de la especie se extiende desde el noroeste del Pacífico hasta el oeste de Canadá.
Mims y su equipo desarrollaron un marco para evaluar la reintroducción de especies acuáticas, centrando sus esfuerzos en los factores espaciales, demográficos y genéticos de reintroducir la trucha toro en tres cuencas hidrográficas del sistema del río Pend Oreille en el noreste del estado de Washington.
"Fue extremadamente alentador para mí ser parte de esta colaboración en la que las partes interesadas, los científicos y los gerentes estaban dispuestos a compartir datos y realmente apoyaban este esfuerzo, que fue impulsado por todos los que querían la mejor ciencia disponible", dijo Mims, un afiliadomiembro de la facultad del Centro de Cambio Global, ubicado dentro del Instituto de Ciencias de la Vida Fralin.
Hay cinco represas hidroeléctricas en el río Pend Oreille entre los EE. UU. Y Canadá. Aguas abajo del sistema de estudio, la presa del límite de 340 pies genera aproximadamente el 46 por ciento de la energía producida por Seattle City Light. Sin embargo, las represas pueden crear grandesperturbaciones ya que las especies acuáticas no pueden abrirse paso aguas arriba y presas pasadas. Para muchas especies, el movimiento es crítico para su historia de vida.
La trucha toro persiste en las metapoblaciones: grupos de la misma especie separados por el espacio. El movimiento de los individuos entre las poblaciones es fundamental para la persistencia de las metapoblaciones. La extinción local puede ocurrir en un área debido a una multitud de razones, pero la recolonización de los desocupadoslos parches son importantes para la persistencia de la especie. Las presas y alcantarillas amenazan la conectividad del ecosistema al aislar las poblaciones y reducir la probabilidad de recolonizaciones.
Erin Landguth, un científico de la computación de la Universidad de Montana que estudia cómo las poblaciones de vida silvestre interactúan con el paisaje, creó CDMetaPOP para comprender las complejidades de cómo las especies como la trucha toro interactúan con sus paisajes. El equipo utilizó una amplia variedad de parámetros, incluidos datos demográficosinformación, tasas vitales, un mapa del paisaje, datos genéticos empíricos y datos de movimiento para proyectar poblaciones de trucha de toro 200 años en el futuro.
"Una de las cosas poderosas con una simulación como esta es que, por muchas razones, a menudo no podemos hacer estudios empíricos donde podamos validar los estudios en el terreno", dijo Mims. "Estamos interesados no solo encómo están respondiendo las cosas en la próxima década o dos, pero también en la probabilidad de persistencia a largo plazo ".
La simulación dio una idea de lo que hay que hacer para una reintroducción exitosa de la trucha toro. Los investigadores preguntaron: si se produjera una reintroducción, ¿hay alguna diferencia en repoblar con un grupo de truchas genéticamente diverso o similar?Al rastrear la variación genética neutral, el equipo descubrió que el stock genético original no es significativo cuando se estudian 200 años en el futuro. Descubrieron que la clave para la persistencia es la conectividad y la disponibilidad de hábitat. La estructura de metapoblación permite el acceso de la trucha toroparches desocupados. Como resultado, un movimiento suficiente de genes entre poblaciones, llamado flujo de genes, es probable que mantenga la variación genética.
"Con lo que sabemos acerca de la especie, dada su biología y los aportes que proporcionamos para el modelo, existen escenarios en los que la especie persistirá mientras la conectividad sea lo suficientemente alta en el sistema. El sistema fluvial parece unbuen lugar para potencialmente reintroducir la especie ", dijo Mims." Eso fue realmente alentador ".
El sistema de estudio ya está experimentando cambios importantes. Las mejoras incluyen la eliminación de barreras, como la Represa Mill Pond en 2018, y la adición de pasajes de peces a presas y alcantarillas para permitir el movimiento aguas arriba y controlar especies no nativas que compiten o cazanen la vida silvestre nativa. Muchas de estas mejoras y cambios son en respuesta a los requisitos de la Comisión Federal Reguladora de Energía para volver a otorgar licencias a grandes represas hidroeléctricas, como la presa Boundary, propiedad y operada por la empresa de servicios públicos de la ciudad de Seattle.
"CDMetaPOP ya se está utilizando para otras especies y preguntas de gestión de vida silvestre aplicadas, no solo en ecosistemas de agua dulce, sino también para especies terrestres. Espero que este tipo de enfoques, y CDMetaPOP en general, continúen siendo extremadamenteherramientas valiosas ", dijo Mims.
Sin embargo, las simulaciones necesitan datos confiables como entradas. Para muchas especies, no se sabe lo suficiente sobre su historia natural para poder desarrollar una simulación compleja.
Mims todavía está en colaboración con su equipo, y planean continuar su investigación para comprender mejor los detalles de la conectividad, sus implicaciones a largo plazo y los efectos de que los peces puedan moverse libremente a través de presas y alcantarillas.
Los investigadores también están interesados en los desafíos que plantea el cambio climático. A medida que las temperaturas aumentan debido al cambio climático, las especies acuáticas tienden a moverse aguas arriba hacia aguas más frías. Con presas y alcantarillas que les impiden hacerlo, las especies acuáticas no pueden acceder a estasubicaciones de agua fría que apoyarían a sus poblaciones. Esto puede plantear problemas adicionales para el declive de las especies y su posible reintroducción.
Esta investigación es un ejemplo de una exitosa colaboración de varios años. Mims conoció a sus coautores a través del Seminario de Posgrado Distribuido de Landscape Genetics como estudiante de posgrado, y desde entonces han desarrollado esta colaboración para involucrar a las partes interesadas, Seattle City Light, agencias federales,y estudiantes de posgrado. Seattle City Light y West Fork Environmental proporcionaron datos de campo, mientras que la tribu Kalispel, indígena de la zona, recolectó muestras genéticas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Virginia Tech . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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