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Análise de Viabialidade Populacional

Simulações estocásticas da extinção

A fragmentação de habitat cria populações fragmentadas pequenas que correm um risco de extinção individual elevado, especialmente se não podem interagir.

Os fatores que levam a extinção se os humanos não interferem mais, são:

* Estocasticidade demográfica,
* Estocasticidade genética.
* Estocasticidade ambiental, e
* Catástrofes naturais.

Esses fatores afeitam mais as populações pequenas que ocorrem em áreas geográficas limitadas, do que populações maiores em áreas maiores.

Por exemplo, um ave (heath hen) foi muito comum em New England e Virginia, mas diminuo drasticamente após a chegada dos colonos europeus, e em 1900, existiram somente 100 indivíduos numa ilha solitária. Foram implantados programas de conservação, incluindo controle de predadores, e em 1916, a população aumentou à 800 indivíduos. No verão aconteceu um fogo que destruiu uma parte grande da população e do habitat da espécie ( catástrofe natural). Nos dois anos posteriores, a predação por predadores foi muito elevada (estocasticidade ambiental). A população caiu 100 a 150. Em 1920 a metade da população morreu por doença (catástrofe natural). Nos próximos 12 anos, a proporção sexual mostrou desvio (estocasticidade demográfica) e as taxas de esterilidade aumentaram (efeitos genéticos, provavelmente endocruzamento com desvio geníco). Em 1932, morreu o último indivíduo.

Quais foram os problemas desta espécie? Seria possível aumentar a probabilidade de sobrevivência? Como podemos reduzir os efeitos desses fatores () sobre populações pequenas?

Podemos investigar esse problema usando programas de computadora que nós permitem variar os fatores variados que podem afeitar o sobrevivência de populações pequenas. Você usará o programa Vortex (como no vortice da extinção), desenvolvido por Robert Lacy da Chicago Zoological Society.



O problema de tamanho populacional pequena

O que acontece com a probabilidade de sobrevivência de uma população ao largo prazo se você começa com tamanhos iniciais diferentes?

Use as condições iniciais de praxe para o programar Vortex, e quando perguntado, avise o programa a produzir um arquivo de sáida "vortice1.out". Faz um modelo de somente uma população (o programa perguntará quantas populações você quer no modelo). Ao ser perguntado qual é o tamanho inicial da população, entre um número pequeno. Aceite as opções iniciais de praxe do programa e roda a simulação. Quando o programa termina de rodar, um arquivo sairá chamado vorticex.out. Você pode olhar esse arquivo usando um editor como EDIT (em DOS), ou WRITE (em Windows). Próximo ao fim desse arquivo existe uma linha que resuma quanto tempo sua população sobreviveu. Registre esse número junto com o tamanho populacional inicial. Repete esse procedimento para vários tamanhos populacionais diferentes, e grafique o resultado como o tempo médio à primeira extinção (no eixo Y) contra o tamanho populacional inicial.

Essa técnica não isola o efeito da estocasticidade demográfica, mas essa é um dos determinantes primários dos resultados de sua simulação porque não devem existir modificações ambientais ou genéticas desde a última rodada do programa programa.

Leituras sugeridas
Metapopulações

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Existem padrões em seus dados?

Você precisa o programa VORTEX. Clique aqui para baixar

Problemas genéticas de populações pequenas

Ao terminar essas simulações, repete o procedimento mas modifique um fator diferente. Nesse exemplo, você precisa investigar os efeitos do endocruzamento sobre a sobrevivência da população. Você primeiro aceita todas as condições iniciais de praxe do programa com exceção pela opção de "quantos genes letaias equivalentes por genoma diploide na população?" Verifique que você está modelando duas populações! Especifique uma variação de equivalentes letais de 0 a 5.

Grafique o número de populações que foram extintas (ou a probabilidade de extinção) contra os equivalentes letais.

Refaz as simulações para outros valores diferentes de equivalentes letais (tenta 0 e 5), mas usa o modelo de recessivo letal (LETHAL RECESSIVE) em lugar do modelo de HETEROSIS. Qual efeito isso tem sobre os resultados comparado com a técnica de HETEROSIS? Qual é mais realístico?

Qual é o efeito sobre o número de populações que se extinguerem e o número de populações que sobreviverem?

Qual efeito pode Ter o tamanho populacional sobre o nível de endocruzamento da população com o tempo? Explique a sua resposta.


Catástrofes ambientais

Os catastrophes são variações ambientais extremos, e podem causar uma mortalidade elevada devido a destrução de habitat causado por enchente, fogo, doença,... In this round of simulations, run the model over again, but with 30 individuals in two populations. Mude o número de catástrofes ambientais variando de amplitude de 0 à 9, e registre as diferencias na probabilidade de extinção (no fim do arquivo "VORTEX.OUT").

Qual o efeito de mudanças no número de catástrofes ambientais sobre a sobrevivência da população?

Variabilidade ambiental menos extrema também pode afeitar a sobrevivência da população, e você pode experimentar mas com o modelo para confirmar esse fato.


Referencias

Lacy, Hughes, e Kreeger. 1995. Vortex user's manual. UN species survival commission.

Lacy, Robert C. 1993. Vortex: a computer simulation model for population viability analysis. Wildl. Res. 20: 45-65.

Lande, R. 1988. Demographic models of the northern spotted owl. (Strix occidentalis caurina). Oecologia 75: 601-7.

Ralls, K., Ballou, J. D., e Templeton, A. R. 1988. Estimates of lethal equivalents e the cost of inbreeding in mammals. Cons. Biol. 2: 185-93.

Shaffer, M. L. 1990. Population viability analysis. Cons. Biol. 4: 39-40.

Soulé, Michael E. 1987. Viable populations for conservation. Cambridge University Press, Cambridge.