Os seres humanos têm uma longa história de perseguição de predadores de ponta, como lobos, tigres e leopardos. A perda desses predadores - animais no topo da cadeia alimentar - resultou em resultados ecológicos, impactos econômicos e sociais em todo o mundo. Raramente os predadores se recuperam totalmente da opressão humana, e, quando eles fazem, frequentemente carecemos de dados ou ferramentas para avaliar sua recuperação.

As lontras marinhas na Baía Glacier, Alasca, são uma exceção. Em um estudo recente, nossa equipe registrou o incrível retorno das lontras marinhas a uma área onde estiveram ausentes por pelo menos 250 anos.

Nossa abordagem - que funde matemática, estatísticas e ecologia - podem nos ajudar a entender melhor o papel das lontras marinhas nos ecossistemas marinhos e a capacidade dos predadores do ápice de retornar a um ecossistema após sua ausência. Pode até nos ajudar a aprender o que uma mudança no clima significa para muitas outras espécies.

Voltar para Glacier Bay

Embora não seja normalmente visto da mesma forma que os lobos, tigres e leopardos, lontras marinhas são um predador do ápice do ecossistema marinho próximo à costa - a estreita faixa entre o habitat terrestre e o oceânico.

Durante o comércio marítimo de peles nos séculos 18 e 19, lontras marinhas foram caçadas quase até a extinção em toda a sua distribuição no Oceano Pacífico Norte. Em 1911, apenas um punhado de pequenas populações isoladas permaneceu.

Mas as populações de lontras marinhas se recuperaram em muitas áreas, graças a algumas mudanças. O Tratado Internacional de Lobo-marinho em 1911 protegeu lontras marinhas da maior parte da colheita humana. As agências de vida selvagem também fizeram um esforço para ajudar na recolonização das lontras marinhas.

Eventualmente, lontras marinhas começaram a aumentar em abundância e distribuição, e eles fizeram o seu caminho para Glacier Bay, um fiorde glaciar com água das marés e um parque nacional no sudeste do Alasca. A Baía Glacier é funcionalmente uma das maiores áreas marinhas protegidas do hemisfério norte.

A baía glaciar estava completamente coberta por gelo glaciar até aproximadamente 1750 - aproximadamente na mesma época em que as lontras marinhas desapareceram da área circundante devido à colheita excessiva. Em seguida, sofreu o mais rápido e extenso recuo das geleiras com as marés da história. Após o recuo da geleira, um rico ambiente emergiu. Este novo ambiente suportou altas concentrações de vida selvagem, incluindo espécies de presas de lontras marinhas - como caranguejos, moluscos e ouriços-do-mar - que podiam aumentar de tamanho e abundância na ausência de lontras marinhas.

As lontras marinhas reapareceram na boca da Baía Glacier em 1988. Aqui, elas encontraram um vasto habitat, populações de presas abundantes e proteção contra toda a colheita humana.

Nossa abordagem

É um desafio estimar como as populações crescem e se espalham, devido à sua natureza dinâmica. Cada ano, animais se mudam para novas áreas, aumentando a quantidade de área e esforço necessários para encontrá-los. Os aviões em busca de lontras marinhas precisam cobrir mais terreno, geralmente com a mesma quantidade de tempo e dinheiro. Adicionalmente, os indivíduos podem se deslocar de uma área para outra durante qualquer período de tempo por uma série de razões, incluindo o comportamento social das lontras marinhas e sua reação ao meio ambiente. Como esses desafios podem interferir nas estimativas populacionais precisas, é importante entendê-los e tratá-los.

Pouco depois da chegada das lontras marinhas à Baía Glacier, cientistas do U.S. Geological Survey começaram a coletar dados para documentar seu retorno. Embora os dados indiquem claramente que as lontras-do-mar estão aumentando, precisávamos de novos métodos estatísticos para desvendar a extensão desse aumento.

Primeiro, desenvolvemos um modelo matemático usando equações diferenciais parciais para descrever o crescimento e a propagação das lontras marinhas. Equações diferenciais parciais são comumente usadas para descrever fenômenos como dinâmica de fluidos e mecânica quântica. Portanto, eles foram uma escolha natural para descrever como uma massa - no nosso caso, a população de lontras marinhas - espalha-se pelo espaço e pelo tempo.

A nova abordagem nos permitiu incorporar nosso conhecimento atual da ecologia e do comportamento das lontras marinhas, incluindo preferências de habitat, taxas máximas de crescimento e onde as lontras marinhas foram observadas pela primeira vez na Baía Glacier.

Segundo, incorporamos nossas equações em um modelo estatístico hierárquico. Modelos hierárquicos são usados ​​para tirar conclusões de dados que surgem de processos complexos. Eles fornecem flexibilidade para descrever e distinguir entre várias fontes de incerteza, como incerteza na coleta de dados e processos ecológicos.

Equações diferenciais parciais não são novas no campo da ecologia, datando de pelo menos 1951. No entanto, fundindo essas equações com modelos estatísticos formais, podemos inferir com segurança processos ecológicos dinâmicos, enquanto quantificamos apropriadamente a incerteza associada às nossas descobertas. Ele fornece uma maneira baseada em dados para analisar pesquisas sobre a abundância de lontras marinhas nos últimos 25 anos.

Isso nos deu estimativas rigorosas e honestas da dinâmica da colonização que incorporou nossa compreensão do sistema ecológico.

Uma recuperação recorde

Usando nossa nova abordagem, descobrimos que a população de lontras marinhas da Baía Glacier cresceu mais de 21% ao ano entre 1993 e 2012.

Por comparação, as taxas de crescimento estimadas de lontras marinhas em outras populações no Alasca, que também estavam se recuperando, foram limitados a 17 a 20 por cento. Além disso, a taxa reprodutiva biológica máxima - a taxa mais rápida que as lontras marinhas podem reproduzir - está entre 19 a 23 por cento ao ano. Isso significa que a taxa de crescimento das lontras marinhas da Baía Glaciar estava próxima ou no máximo, e maior do que qualquer população de lontras marinhas registrada na história.

Na esteira do recuo da geleira, lontras marinhas passaram de inexistentes a colonizar quase toda a Baía Glacier em um período de 20 anos. Hoje, eles são um dos mamíferos marinhos mais abundantes na Baía Glacier. Observações recentes documentaram grandes grupos de mais de 500 lontras marinhas em algumas partes da parte inferior da Baía Glaciar, sugerindo que os recursos das presas são abundantes.

A fusão de métodos estatísticos e matemáticos de última geração descritos, pela primeira vez, quão extraordinário foi o crescimento e a disseminação dessa população.

As lontras marinhas tiveram grande sucesso após o recuo das geleiras na baía Glacier. Enquanto a perda de gelo marinho induzida pelo clima pode afetar negativamente alguns predadores de vértice de amplo alcance - como ursos polares ou morsas - outras espécies podem se beneficiar com o surgimento de habitat recém-disponível e recursos de presas.

Os humanos causaram o declínio global dos predadores do ápice, e esses declínios costumam ser difíceis de reverter. Contudo, nossos resultados sugerem que, quando há interferência humana mínima, predadores de vértice podem ser amplamente bem-sucedidos na recolonização de habitat adequado.

Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.