Človeška bitja imajo dolgo zgodovino preganjanja plenilcev vrhov, kot so volkovi, tigri in leopardi. Izguba teh plenilcev - živali na vrhu prehranske verige - je povzročila ekološke, gospodarske in družbene vplive po vsem svetu. Redko se plenilci v celoti opomorejo od človekovega zatiranja, in ko to storijo, nam pogosto primanjkuje podatkov ali orodij za oceno njihovega okrevanja.
Sorodne vsebine
- Štiri neverjetna dejstva o morskih vidah
- Za razliko od delfinov morske vidre, ki uporabljajo orodja, niso tesno povezane
- Morske vidre lahko zbolijo za človeško gripo
Morske vidre v zalivu Glacier na Aljaski so izjema. V nedavni raziskavi je naša ekipa kronirala neverjetno vrnitev morskih vidrjev na območje, kjer so bili odsotni že vsaj 250 let.
Naš pristop - ki združuje matematiko, statistiko in ekologijo - nam lahko pomaga bolje razumeti vlogo morske vidre v morskih ekosistemih in sposobnost plenilcev apex, da se vrnejo v ekosisteme, potem ko so bili odsotni. Morda nam celo pomaga, da se naučimo, kaj spreminjajoče se podnebje pomeni za številne druge vrste.
Čeprav jih navadno ne vidijo enako kot volkovi, tigri in leopardi, so morske vidre vrhunski plenilec obmorskega morskega ekosistema - ozek pas med kopenskim in oceanskim habitatom.
Med trgovinsko pomorsko trgovino s krznom v 18. in 19. stoletju so morske vidre skoraj lovili na izumrtje po vsem svojem območju v Severnem Tihem oceanu. Do leta 1911 je ostalo le peščica majhne izolirane populacije.
Zgodovinski razpon (sivo senčenje) in 1911 ostanki populacije (rdeče ikone) morskih vidr. Populacija na otokih Queen Charlotte in na otokih San Benito je do leta 1920 izumrla. (CC BY) Populacije morske vidre so se na številnih območjih okrevale po zaslugi nekaj sprememb. Mednarodna pogodba o tjulnjih iz leta 1911 je morske vidre zaščitila pred večino človeške letine. Agencije za prostoživeče živali so se prav tako potrudile, da bi pomagale pri prenovi morske vidre.
Sčasoma so morske vidre začele naraščati v številčnosti in razširjenosti, zato so se podale v zaliv Glacier, fjord ledeniškega morja in nacionalni park na jugovzhodni Aljaski. Ledeniški zaliv je funkcionalno eno največjih morskih zaščitenih območij na severni polobli.
Ledeniški zaliv je bil do leta 1750 popolnoma prekrit z ledeniškim ledom - približno toliko, ko so morske vidre izginile iz okolice zaradi prekomerne letine. Nato je utrpel najhitrejši in obsežnejši umik ledeniškega morja v vodeni zgodovini. Po umiranju ledenikov je nastalo bogato okolje. To novo okolje je podpiralo visoke koncentracije prosto živečih živali, vključno z vrstami plena morske vidre (na primer raki, mehkužci in morskimi ježki), ki so se lahko povečale v velikosti in številčnosti, če morske vidre niso več.
Morske vidre so se prvič pojavile na ustju zaliva Ledenik leta 1988. Tu so naleteli na ogromen habitat, obilno populacijo plena in zaščito pred vso človeško letino.
Nacionalni park Glacier Bay na jugovzhodni Aljaski. (Zemljevid se uporablja z dovoljenjem službe Nacionalnega parka) Naš pristop
Težko je oceniti, kako se populacija raste in širi zaradi njihove dinamične narave. Vsako leto se živali preselijo na nova območja, s čimer se poveča količina površine in napora, ki jo potrebujejo, da jih najdejo. Letala, ki iščejo morske vidre, morajo pokriti več tal, običajno z enako količino časa in denarja. Poleg tega se lahko posamezniki iz katerega koli časovnega obdobja iz več razlogov premikajo z enega območja na drugo, vključno s socialnim vedenjem morske vidre in njihovo reakcijo na okolje. Ker lahko ti izzivi motijo natančne ocene prebivalstva, jih je pomembno razumeti in reševati.
Kmalu potem, ko so morske vidre prispele v zaliv Glacier, so znanstveniki ameriškega geološkega zavoda začeli zbirati podatke, da bi dokumentirali njihovo vrnitev. Čeprav podatki jasno kažejo, da se morske vidre povečujejo, smo potrebovali nove statistične metode, da bi razkrili obseg tega povečanja.
Najprej smo razvili matematični model z uporabo delnih diferencialnih enačb za opis rasti in širjenja morskih vidr. Delne diferencialne enačbe se običajno uporabljajo za opisovanje pojavov, kot so dinamika tekočin in kvantna mehanika. Zato so bili naravna izbira, da opišejo, kako se množica - v našem primeru populacija morske vidre - širi skozi prostor in čas.
Nov pristop nam je omogočil vključitev našega trenutnega razumevanja ekologije in vedenja morske vidre, vključno s preferenčnimi habitati, najvišjimi stopnjami rasti in tam, kjer so morske vidre prvič opazili v zalivu Glacier.
Drugič, naše enačbe smo vključili v hierarhični statistični model. Hierarhični modeli se uporabljajo za črpanje zaključkov iz podatkov, ki izhajajo iz zapletenih procesov. Zagotavljajo prožnost za opisovanje in razlikovanje med različnimi viri negotovosti, kot so negotovost pri zbiranju podatkov in ekološki procesi.
Delne diferencialne enačbe niso novo na področju ekologije, ki segajo vsaj v leto 1951. Vendar lahko z zlitjem teh enačb s formalnimi statističnimi modeli zanesljivo sklepamo na dinamične ekološke procese, hkrati pa ustrezno količinsko določimo negotovost, povezano z našimi ugotovitvami. Ponuja podatke, ki temeljijo na podatkih za analizo raziskovanj številčnosti morske vidre v zadnjih 25 letih.
To nam je dalo natančne in poštene ocene dinamike kolonizacije, ki so vključevale naše razumevanje ekološkega sistema.
Skupina morskih vidrjev v Nacionalnem parku Glacier Bay, 2016. (Foto: Jamie Womble) Z novim pristopom smo odkrili, da je populacija morske vidre Glacier Bay med letoma 1993 in 2012 rasla več kot 21 odstotkov na leto.
Za primerjavo so bile ocenjene stopnje rasti morskih vidrv pri drugih populacijah na Aljaski, ki so prav tako okrevale, omejene na 17 do 20 odstotkov. Poleg tega je največja stopnja biološke reprodukcije - ki se morske vidre najhitreje razmnožuje - med 19 in 23 odstotki na leto. To pomeni, da je bila stopnja rasti morske vidre v ledeniškem zalivu blizu ali največja in večja od katere koli v preteklosti zabeležene populacije morske vidre.
V času ledeniškega umika so morske vidre prestopile iz neobstoječega v koloniziranje skoraj celotnega zaliva Glacierja v razponu 20 let. Danes so eden najbolj obilnih morskih sesalcev v zalivu Glacier. Nedavna opazovanja so dokumentirala velike skupine več kot 500 morskih vid v nekaterih delih spodnjega ledeniškega zaliva, kar kaže na to, da so viri plena v izobilju.
(prek GIPHY) Spoj najsodobnejših statističnih in matematičnih metod je prvič prikazal, kako izjemna sta bila rast in širjenje tega prebivalstva.
Morske vidre so imele velik uspeh zaradi umika ledeniškega morja v zalivu Glacier. Medtem ko lahko podnebne izgube morskega ledu negativno vplivajo na nekatere zelo razširjene plenilce - kot so polarni medvedi ali morski morski pes -, lahko druge vrste izkoristijo nastanek na voljo razpoložljivih habitatnih in pleniških virov.
Človek je povzročil svetovni upad pleničev plemenskih vrhov, zato je te upade pogosto težko obrniti. Vendar pa naši rezultati kažejo, da so plenilci apex, kadar je minimalno človeško vmešavanje, lahko zelo uspešni pri ponovni prenovi ustreznega habitata.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Perry Williams, podoktorski sodelavec za statistiko in ribe, prostoživeče živali in ohranjanje biologije, Državna univerza Colorado
Mevin Hooten, pomočnik vodje enote, Ameriški geološki inštitut, Colorado Cooperative Cooperative Rish and Wildlife Unit; Izredni profesor za ribe, prostoživeče živali in naravovarstveno biologijo in statistiko, ameriška univerza Colorado
