Os seres humanos têm uma longa história de perseguição de predadores, como lobos, tigres e leopardos. A perda desses predadores - animais no topo da cadeia alimentar - resultou em impactos ecológicos, econômicos e sociais em todo o mundo. Raramente os predadores se recuperam totalmente da opressão humana e, quando o fazem, muitas vezes não temos dados ou ferramentas para avaliar sua recuperação.
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As lontras do mar em Glacier Bay, no Alasca, são uma exceção. Em um estudo recente, nossa equipe narrou o incrível retorno das lontras marinhas a uma área em que elas estiveram ausentes por pelo menos 250 anos.
Nossa abordagem - que combina matemática, estatística e ecologia - pode nos ajudar a entender melhor o papel das lontras marinhas nos ecossistemas marinhos e a capacidade de os predadores do topo retornarem a um ecossistema depois de estarem ausentes. Pode até nos ajudar a aprender o que significa um clima em mudança para muitas outras espécies.
Embora não sejam vistos tipicamente na mesma linha que lobos, tigres e leopardos, as lontras marinhas são um predador do ecossistema marinho próximo da costa - a estreita faixa entre os habitats terrestre e oceânico.
Durante o comércio comercial de peles marítimas nos séculos XVIII e XIX, as lontras marinhas foram quase caçadas até a extinção em todo o seu alcance no Oceano Pacífico Norte. Em 1911, apenas um punhado de pequenas populações isoladas permaneceu.
Alcance histórico (sombreamento cinza) e 1911 populações remanescentes (ícones vermelhos) de lontras marinhas. As populações das Ilhas da Rainha Charlotte e das Ilhas San Benito foram extintas em 1920. (CC BY) Mas as populações de lontras do mar se recuperaram em muitas áreas, graças a algumas mudanças. O Tratado Internacional das Focas em 1911 protegeu as lontras marinhas da maioria das colheitas humanas. Agências de vida selvagem também fizeram um esforço para ajudar na recolonização de lontras marinhas.
Por fim, as lontras do mar começaram a aumentar em abundância e distribuição, e seguiram para a Baía Glacier, um fiorde glacial de maré e um parque nacional no sudeste do Alasca. Glacier Bay é funcionalmente uma das maiores áreas marinhas protegidas no hemisfério norte.
A Baía das Geleiras foi completamente coberta pelo gelo da geleira até aproximadamente 1750 - aproximadamente na mesma época em que as lontras do mar desapareceram da área circundante devido ao excesso de colheita. Em seguida, ele suportou o recuo mais rápido e extenso das geleiras de maré na história registrada. Após o recuo das geleiras, surgiu um ambiente rico. Esse novo ambiente sustentava altas concentrações de vida selvagem, incluindo espécies de presas de lontras do mar - como caranguejos, moluscos e ouriços do mar - que aumentavam de tamanho e abundância na ausência de lontras marinhas.
As lontras marinhas reapareceram pela primeira vez na foz da Baía das Geleiras em 1988. Aqui encontraram um vasto habitat, abundantes populações de presas e proteção contra toda a colheita humana.
Parque nacional de louro de geleira, Alaska do sudeste. (Mapa usado com permissão do National Park Service) Nossa abordagem
É um desafio estimar como as populações crescem e se espalham, devido à sua natureza dinâmica. A cada ano, os animais se mudam para novas áreas, aumentando a quantidade de área e esforço necessários para encontrá-los. Aviões à procura de lontras do mar precisam cobrir mais terreno, geralmente com a mesma quantidade de tempo e dinheiro. Além disso, os indivíduos podem se deslocar de uma área para outra durante qualquer período de tempo por várias razões, incluindo o comportamento social das lontras do mar e sua reação ao meio ambiente. Como esses desafios podem interferir em estimativas populacionais precisas, é importante compreendê-las e abordá-las.
Logo após as lontras do mar chegarem à Baía Glacier, cientistas do Serviço Geológico dos EUA começaram a coletar dados para documentar seu retorno. Embora os dados indicassem claramente que as lontras marinhas estavam aumentando, precisávamos de novos métodos estatísticos para revelar a extensão desse aumento.
Primeiro, desenvolvemos um modelo matemático usando equações diferenciais parciais para descrever o crescimento e a disseminação de 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 do mar - se espalha através do espaço e do tempo.
A nova abordagem nos permitiu incorporar nossa compreensão atual da ecologia e do comportamento das lontras do mar, incluindo as preferências de habitat, as taxas máximas de crescimento e onde as lontras marinhas foram observadas pela primeira vez na Baía Glacier.
Em segundo lugar, incorporamos nossas equações dentro de 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, ao fundir essas equações com modelos estatísticos formais, podemos inferir confiavelmente processos ecológicos dinâmicos, enquanto quantificamos adequadamente a incerteza associada a nossos achados. Ele fornece uma maneira orientada por dados para analisar pesquisas de abundância de lontras do mar nos últimos 25 anos.
Isso nos deu estimativas rigorosas e honestas da dinâmica da colonização que incorporou nossa compreensão do sistema ecológico.
Grupo de lontras do mar no Parque Nacional Glacier Bay, 2016. (Foto por Jamie Womble) Usando nossa nova abordagem, descobrimos que a população de lontras do mar da Baía Glacier cresceu mais de 21% ao ano entre 1993 e 2012.
Em comparação, as taxas de crescimento estimadas de lontras marinhas em outras populações no Alasca, que também estavam se recuperando, foram limitadas a 17 a 20 por cento. Além disso, a taxa reprodutiva biológica máxima - a taxa mais rápida que as lontras marinhas podem reproduzir - é entre 19 e 23% ao ano. Isso significa que a taxa de crescimento das lontras marinhas da Baía dos Glaciares era próxima ou máxima e maior do que qualquer população registrada de lontras marinhas na história.
Na esteira do recuo dos glaciares, as lontras marinhas passaram de inexistentes a quase todas as geleiras da Baía em 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 do baixo Glacier Bay, sugerindo que os recursos das presas são abundantes.
(via GIPHY) A fusão de métodos estatísticos e matemáticos de última geração retratou, pela primeira vez, quão extraordinário era o crescimento e a disseminação dessa população.
As lontras marinhas tiveram grande sucesso na esteira do recuo das geleiras de maré em Glacier Bay. Enquanto a perda de gelo do mar induzida pelo clima pode afetar negativamente alguns predadores ágeis - como os ursos polares ou as morsas -, outras espécies podem se beneficiar do surgimento de novos habitats e presas disponíveis.
Os seres humanos causaram o declínio global dos predadores do topo, e esses declínios são muitas vezes difíceis de reverter. No entanto, nossos resultados sugerem que, quando há mínima interferência humana, os predadores de ponta podem ser amplamente bem sucedidos em recolonizar habitats adequados.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Perry Williams, bolsista de pós-doutorado em estatística e biologia de peixes, vida selvagem e conservação, Universidade Estadual do Colorado
Mevin Hooten, Líder da Unidade Assistente, US Geological Survey, Unidade Cooperativa de Pesquisa em Peixes e Vida Selvagem do Colorado; Professor Associado, Peixe, Vida Selvagem e Biologia e Estatística da Conservação, Colorado State University
