De buitengewone terugkeer van Sea Otters naar Glacier Bay Alaska

Mensen hebben een lange geschiedenis van het vervolgen van toproofdieren zoals wolven, tijgers en luipaarden. Het verlies van deze roofdieren - dieren aan de top van de voedselketen - heeft geresulteerd in ecologische, economische en sociale omstandigheden effecten over de hele wereld. Zelden herstellen de roofdieren volledig van menselijke onderdrukking, en als ze dat doen, hebben we vaak geen gegevens of hulpmiddelen om hun herstel te beoordelen. The Conversation

De zeeotters in Glacier Bay, Alaska, vormen een uitzondering. In een recente studie, ons team boekte de ongelooflijke terugkeer van zeeotters naar een gebied waar ze al minstens 250 jaren afwezig waren.

Onze aanpak - die wiskunde, statistiek en ecologie combineert - kan ons helpen de rol van zeeotters in mariene ecosystemen beter te begrijpen en het vermogen van toproofdieren om terug te keren naar een ecosysteem nadat ze afwezig zijn geweest. Het kan ons zelfs helpen te leren wat een veranderend klimaat voor veel andere soorten betekent.

Keer terug naar Glacier Bay

Hoewel ze niet typisch in dezelfde lijn worden beschouwd als wolven, tijgers en luipaarden, zijn zeeotters een toproofdier van het ecosysteem van de nearshore mariene ecosystemen - de smalle band tussen land- en oceaanhabitat.

Tijdens de handel in maritieme pelsdieren in de 18TH en 19TH eeuw, werden zeeotters bijna gejaagd tot uitsterving over hun verspreidingsgebied in de Noord-Stille Oceaan. Door 1911 bleven slechts een handvol kleine geïsoleerde populaties over.


innerlijk abonneren grafisch


De buitengewone terugkeer van Sea Otters naar Glacier Bay AlaskaHistorisch bereik (grijswaarden) en 1911-restpopulaties (rode pictogrammen) van zeeotters. De populaties op Queen Charlotte Islands en San Benito Islands zijn uitgestorven door 1920. CC BY

Maar de zeeotterpopulaties zijn in veel gebieden hersteld, dankzij een paar veranderingen. De Internationaal pelsrobbenverdrag in 1911 beschermde zeeotters tegen de meeste menselijke oogst. Natuuragentschappen hebben ook inspanningen geleverd om de herkolonisatie van zeeoters te ondersteunen.

Uiteindelijk begonnen zeeotters te groeien in overvloed en verspreiding, en ze maakten hun weg naar Glacier Bay, een gletsjerfjord en een nationaal park in het zuidoosten van Alaska. Glacier Bay is functioneel een van de grootste zeeën beschermde gebieden op het noordelijk halfrond.

De gletsjerbaai was volledig bedekt met gletsjerijs tot ongeveer 1750 - ongeveer dezelfde tijd dat zeeotters verdwenen uit de omgeving als gevolg van overoogst. Het doorstond vervolgens de meest snelle en uitgebreide gletsjerretraite in de opgenomen geschiedenis. Na de terugtocht van de gletsjer ontstond een rijke omgeving. Deze nieuwe omgeving ondersteunde hoge concentraties van dieren in het wild, waaronder zeeotter-prooisoorten - zoals krabben, weekdieren en zee-egels - die in omvang en in overvloed konden toenemen in afwezigheid van zeeotters.

Zeeotters verschenen voor het eerst aan de monding van Glacier Bay in 1988. Hier ontmoetten ze een enorme leefomgeving, overvloedige prooipopulaties en bescherming tegen alle menselijke oogst.

Onze aanpak

Het is een uitdaging om te schatten hoe populaties groeien en verspreiden, vanwege hun dynamische aard. Elk jaar verhuizen dieren naar nieuwe gebieden, waardoor de hoeveelheid ruimte en inspanning die nodig is om ze te vinden, toeneemt. Vliegtuigen op zoek naar zeeotters moeten meer grond bestrijken, meestal met dezelfde hoeveelheid tijd en geld. Bovendien kunnen individuen om verschillende redenen van het ene gebied naar het volgende gaan, waaronder het sociale gedrag van de zeeotter en hun reactie op de omgeving. Omdat deze uitdagingen kunnen interfereren met nauwkeurige populatieschattingen, is het belangrijk om deze te begrijpen en aan te pakken.

Kort nadat zeeotters in Glacier Bay aankwamen, begonnen wetenschappers van de US Geological Survey gegevens te verzamelen om hun terugkeer te documenteren. Hoewel de gegevens duidelijk aangaven dat zeeotters toenechten, hadden we nieuwe statistische methoden nodig om de omvang van deze toename te onthullen.

Eerst hebben we een wiskundig model ontwikkeld met behulp van partiële differentiaalvergelijkingen om de groei en verspreiding van zeeotters te beschrijven. Gedeeltelijke differentiaalvergelijkingen worden vaak gebruikt om fenomenen als vloeistofdynamica en kwantummechanica te beschrijven. Daarom waren ze een logische keuze om te beschrijven hoe een massa - in ons geval de zee-otterpopulatie - zich verspreidt door ruimte en tijd.

De nieuwe aanpak stelde ons in staat om ons huidige inzicht in de ecologie en het gedrag van zeeotter op te nemen, inclusief habitatvoorkeuren, maximale groeisnelheden en waar zeeotters voor het eerst werden waargenomen in Glacier Bay.

Ten tweede hebben we onze vergelijkingen opgenomen in een hiërarchisch statistisch model. Hiërarchische modellen worden gebruikt om conclusies te trekken uit gegevens die voortkomen uit complexe processen. Ze bieden flexibiliteit om verschillende bronnen van onzekerheid te beschrijven en te onderscheiden, zoals onzekerheid bij het verzamelen van gegevens en ecologische processen.

Gedeeltelijke differentiaalvergelijkingen zijn niet nieuw op het gebied van ecologie, daterend uit tenminste 1951. Door deze vergelijkingen te combineren met formele statistische modellen, kunnen we echter op betrouwbare wijze dynamische ecologische processen afleiden, terwijl we de onzekerheid met betrekking tot onze bevindingen op de juiste manier kwantificeren. Het biedt een gegevensgestuurde manier om enquêtes naar de overvloed van zeeoters te analyseren voor de afgelopen 25-jaren.

Dit gaf ons rigoureuze en eerlijke schattingen van kolonisatiedynamiek die ons begrip van het ecologische systeem omvatte.

Een recordbrekend herstel

Met behulp van onze nieuwe aanpak, ontdekten we dat de Sea Otter-populatie van de Glacier Bay met 21 procent per jaar groeide tussen 1993 en 2012.

Ter vergelijking: de geschatte groeipercentages van zeeotters in andere populaties in Alaska, die ook herstelden, waren beperkt tot 17 tot 20 procent. Bovendien ligt de maximale biologische voortplantingssnelheid - de snelste snelheid die zeeotters kunnen reproduceren - tussen 19 en 23 procent per jaar. Dat betekent dat de snelheid van de Sea Yotter-gletsjer bijna of maximaal was en groter was dan de geregistreerde zeeotterpopulatie in de geschiedenis.

In het kielzog van de terugtocht van de gletsjer, zijn zeeotters verdwenen van nietbestaand tot bijna geheel van Glacier Bay koloniseren in een reeks van 20 jaar. Tegenwoordig zijn ze een van de meest voorkomende zeezoogdieren in Glacier Bay. Recente observaties hebben grote groepen van meer dan 500 zeeotters gedocumenteerd in sommige delen van de lagere gletsjerbaai, wat suggereert dat prooidieren overvloedig aanwezig zijn.

De samensmelting van state-of-the-art statistische en mathematische methoden die voor de eerste keer zijn weergegeven, hoe buitengewoon de groei en verspreiding van deze populatie was.

Zeeotters hadden groot succes na de terugtrekking van het gletsjerwater in Glacier Bay. Hoewel het door klimaat veroorzaakte verlies van zee-ijs een aantal wijdverspreide toproofdieren negatief kan beïnvloeden, zoals ijsberen of walrussen, kunnen andere soorten profiteren van de opkomst van nieuw beschikbare hulpbronnen voor leefgebieden en prooien.

Mensen hebben de wereldwijde achteruitgang van toproofdieren veroorzaakt en deze dalingen zijn vaak moeilijk om te keren. Onze resultaten suggereren echter dat, wanneer er minimale menselijke tussenkomst is, topoofdors veel succes kunnen hebben bij het herkoloniseren van een geschikte habitat.

Over de auteur

Perry Williams, postdoctoraal fellow in Statistics and Fish, Wildlife, and Conservation Biology, Colorado State University en Mevin Hooten, Assistant Unit Leader, US Geological Survey, Colorado Cooperative Fish and Wildlife Research Unit; Hoofddocent, vis, natuur- en natuurbeschermingsbiologie en statistiek, Colorado State University

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon