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METAPOBLACIONES, MÁXIMO RENDIMIENTO SOSTENIBLE
    Y MANEJO PESQUERO DEL JUREL Trachurus murphyi
                 EN EL PACIFICO SUR




                                        François Gerlotto


                               Lima, 20 de Marzo de 2013



Manta,
22-23 de Enero de 2013
Manejo pesquero: un fracaso global




         Estado de las poblaciones marinas explotadas en el mundo, desde 1950
                           (Pauly, 2007, con datos de la FAO)


¿Un fracaso que se debe a razones coyunturales repetidas, o sistémicas?
El jurel del Pacifico Sur: un caso ejemplar
      Extensión de las pesquerías internacionales de jurel en el Pacifico Sur




New                                           El cinturón del jurel
Zealand
                                                                             Perú




                                                           Europe + others
                                       USSR
     Russia + China + others
     (+ Chile offshore)

                                                                                Chile
   CHILE                     PERU                 E.U                  USSR/RUSSIA
Los problemas del manejo pesquero del jurel en el Pacifico Sur

                                                                                         A pesar de inversiones importantes
                                                                                         en investigación pesquera, las
                                                                                         pesquerías tuvieron que acompañar
                                            URSS/Rusia
                                            Perú                                         pasivamente una caída :
                                            Centro Chile                                      de 5 M. toneladas (1995)
                                            Norte Chile                                       a 0.5 M. toneladas (2011)
Captura total (en k. toneladas)




                                        Fracaso global del manejo pesquero cuando no se toman en cuenta
                                         la biologia y la ecologia del recurso y que se usan solamente datos
                                                                        de pesca.
SPRFMO:
                                   South Pacific Regional
                                   Fisheries Management
                                   Organization

                                      OROP-PS:
                                   Organisación Regional de
                                   Ordenamiento Pesquero,
                                   Pacífico Sur

                                      ORP-PS :
                                   Organisation Régionale
                                   des Pêcheries du
                                   Pacifique Sud

                                   www.southpacificrfmo.org

OROP: UN INSTRUMENTO INTERNACIONAL DE MANEJO PESQUERO
Aplicando modelos basados sobre datos de pesca y fundados sobre el RMS,
    la OROP no es libre de los problemas relacionados con el ecosistema




 “Low recruitment, low and declining           “further declines in stock status are likely
 spawning..”En realidad el 2008 fue un año     unless fishing mortality is reduced..”
 de fuerte reclutamiento tal como se           Aunque indicaciones de alto reclutamiento
 observo en las muestras de huevos y larvas,   se dejaban ver, el ”paradigma” de la presión
 pero esta información no se tomó en cuenta    pesquera impidió tomarlas en consideración
“an increasing stock since 2010… at       El reconocimiento de la existencia de
very low levels” Este aumento de la       una sub-población en Perú y Ecuador
abundancia del jurel no fue previsto (a   obligó a revisar todo el modelo
pesar de indicaciones del ecosistema)     aplicado los años anteriores…
y sobre todo no corresponde con la
realidad por no tomaren cuenta el
reclutamiento del 2008-9
                                             DEFINIR LA ESTRUCTURA
                                          DE LA POBLACIÓN ES ESENCIAL
Definición de la estructura poblacional del jurel




  Manta,
  22-23 de Enero de 2013
Definición de una población: el triángulo de Harden-Jones
             (Harden-Jones, F. 1968. Fish Migration. Edward Arnold Ltd, London)


                         j


                (L)


        Ad/H                         Aa


Ad/H : adultos desovando y huevos
          (área de desove)
(L) : larvas (si diferente del área de crianza)
j   : juveniles (área de crianza)
Aa : adultos en fase de alimentación
          (área de engorda)
                                                            Migraciones entre area de desove, zonas de
                                                          crecimiento y d ealimentacion (periodo anterior al
                                                                  Niño 1998) (Arcos et al., 2001).

           Aplicación al caso del jurel en Chile
¿Que pasa cuando una misma especie ocupa varios
                 triángulos de Harden-Jones en zonas vecinas?


                                                           J


                                        ¿?
                                                     (L)

                             J
                                             Ad/H                   Aa
                     (L)
                                                               ¿?
             Ad/H                      Aa

                                                           J
                                             ¿?
                                                     (L)
Ad/H : adultos desovando y huevos
L:     larvas
j :    juveniles                                                    Aa
                                              Ad/H
Aa : adultos en fase de alimentación
Las tres principales estructuras poblacionales


                                                                            Poblaciones independientes:
    D                   D                       D                           triángulos vecinos pero sin
                                                                            ningún intercambio entre
A           j   A               j       A                j                  poblaciones



                                                                            Metapoblación: triángulos
                                                                            independientes pero con
    D                   D                   D                               conexiones esporádicas a
                                                                            nivel de individuos
A       j           A       j           A            j
                                                                            (intercambio genético)


                                                                            Patchy population
                D                   j                                       (poblacion en parches): un
                                                                            solo triángulo aunque
                                                                            unos de los ángulos (con
                                            A
        A                                                                   excepción del área de
                        A
                                                                            desove) pueden ser
                                                    Kritzer y Sales, 2004
                                                                            múltiples
Una hipótesis sobre la formación de metapoblaciones
pasando de población simple (I) a metapoblación (IV) en 4 etapas




  Population           Patchy population   Mixed             Metapopulation
  A   adultos
  L   larvas                  A                A                             A
  J   juveniles
  R   desove



                                           R                        R            J

                   J                   J                 J                           J

                                                                             L
                                                             J
  R                       R                R                        R
               A                   A                 A                           A

                                                             A
           I                  II               III                      IV
Una descripción del concepto de metapoblación
                                         a través de la “Basin theory” de McCall

                               Metapopulation                   Patchy population
                                                                                            Poco
                                                                                            conveniente
                      óptima
Condición ambiental




                                                                                          Características del nicho
                                                              Vida posible




                                                                                                 ecológico
                      promedia



                                                              Vida imposible


                      mala


                                                                                                óptimo
                                                                                Espacio

                               Sub-poblaciones      Población fuente
Condiciones ambientales poco favorables


                               Metapopulation                  Patchy population
                                                                                           Poco
                                                                                           conveniente
                      óptima
Condición ambiental




                                                                                         Características del nicho
                                                             Vida posible




                                                                                                ecológico
                      promedia



                                                             Vida imposible


                      mala


                                                                                               óptimo
                                                                               Espacio

                               Sub-poblaciones     Población fuente
Mejoramiento de las condiciones ambientales


                               Metapopulation                  Patchy population
                                                                                           Poco
                                                                                           conveniente
                      óptima
Condición ambiental




                                                                                         Características del nicho
                                                             Vida posible




                                                                                                ecológico
                      promedia



                                                             Vida imposible


                      mala


                                                                                               óptimo
                                                                               Espacio

                               Sub-poblaciones     Población fuente
Condiciones ambientales óptimas


                               Metapopulation                   Patchy population
                                                                                            Poco
                                                                                            conveniente
                      óptima
Condición ambiental




                                                                                          Características del nicho
                                                              Vida posible




                                                                                                 ecológico
                      promedia



                                                              Vida imposible


                      mala


                                                                                                óptimo
                                                                                Espacio

                               Sub-poblaciones      Población fuente
Condiciones ambientales pasando de optimas a promedias


                               Metapopulation                Patchy population
                                                                                         Poco
                                                                                         conveniente
                      óptima
Condición ambiental




                                                                                       Características del nicho
                                                           Vida posible




                                                                                              ecológico
                      promedia



                                                           Vida imposible


                      mala


                                                                                             óptimo
                                                                             Espacio

                               Sub-poblaciones   Población fuente
Estructura poblacional del jurel
                      ¿una metapoblación?




Distribución espacial de las principales especies del género Trachurus
Estructura genética de la población




             Los resultados enseñan la existencia de
                       una población única
Las relaciones con las condiciones ambientales (1)


                                                                          Figure 5 Scatter plot (grey dots) and cubic spline
                                                                          smoothers fits (black solid lines) of bivariate GAM
                                                                          models based on jack mackerel (c) log-transformed
                                                                          fish back-scattered acoustic energy by surface unit
                                                                          (sA) according to distance to the coast (DC) in
Campagne de prospection acoustique




                                                                          nautical miles (1 nautical miles ¼ 1852 m), sea
                                                                          surface temperature (SST) in degree centigrade,
                                                                          salinity and dissolved oxygen (DO) in mL L)1. The
                                                                          black dotted lines show the 95% confidence limits
                                                                          of GAM models. Left y-axis shows the log-
                                                                          transformed fish sA. The right y-axis are in relative
                                                                          scale, they corresponds to the spline smoother that
                                                                          was fitted on the data, so that a y-value of zero is
                                                                          the mean effect of the environmental variable on
                                                                          the response. Positive and negative y-values
                                                                          indicate respectively positive and negative effect
                                                                          on the response. Tick marks on the x-axis show the
                                                                          location of data points.




                                                                       No limitado en su fisiología a
                                                                        un tipo particular de agua
                                                                         (aunque principalmente
                                                                            limitado a las aguas
                                                                        subtropicales oxigenadas y
                                       Bertrand et al 2004b              moderadamente cálidas)
Las relaciones con las condiciones ambientales (2)
                                                                                    Límite vertical del hábitat

                                                 5
            Cardúmenes
                                                                                   Exclusion zone


                                                         Physiological limit
                 densos
                            Log(sA Echo-trace)   4

            Agregaciones                         3
               medianas


            Agregaciones
                                                 2
               pequeñas

                                                 1
               Individuos
                dispersos
                                                 0
4      15      16      17                            0                         1       2      3      4      5      6      7
(°C)                                                                               Dissolved Oxygen (mL.L -1)
                                                                                         El oxigeno es un factor limitante de la
                                                                                     distribucion espacial: el jurel no puede pasar
                                                                                         por debajo de la ZMO (la cual es una
                                                                                                 característica del área)
Las relaciones con las condiciones ambientales (3a)
                              Reproduccion & Ambiente




                                                              Gran plasticidad del jurel
                                                                frente a temperatura
                                                              para el desove: areas de
                                                               desove no unicamente
                                                                    definidas por
                                                              caracteristicas abioticas




                                                              Según los años el
                                                              preferendum varia de
                                                              15º a 19º


  Cubillos et al 2008
GAM presentando las relaciones entre abundancia de huevos y
temperatura de superficie (SST)
Las relaciones con las condiciones ambientales (3b)

      Reproducción , 1972-1995 (síntesis de los datos sobre presencia de huevos)



  los resultados ulteriores (y
  particularmente los de estos
  últimos año) confirmaron estas
  observaciones.



En síntesis:

Un área de desove principal al
oeste de 80º W entre latitudes 35-
40ºS

Una (o varias) área(s) de desove
costeras entre 12ºS y 25ºS

Desoves esporádicos dispersos en
toda el área observada
Las dinámicas demográficas según las zonas                 CS Chile                                        N Chile                                                 Perú
   (vistas a través de los datos de pesca)   0,3
                                             0,2
                                             0,1
                                                                                       1975
                                                                                                 0,4

                                                                                                 0,2

                                               0                                                  0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


                                             0,2
                                                                                       1976      0,2

                                               0                                                  0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                 0,4

                                             0,2
                                                                                       1977      0,2

                                               0                                                  0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,4

                                             0,2
                                                                                       1978      0,2
                                                                                                 0,1

                                               0                                                  0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


                                             0,2
                                                                                       1979      0,2
                                                                                                 0,1
                                               0                                                  0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11                                                       0,6




    Cohortes importantes aparecieron de
                                             0,4                                                       1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2
                                                                                       1980      0,3
                                                                                                 0,2                                                 0,4

                                                                                                 0,1                                                 0,2

                                              0                                                   0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,4                                                 0,4

                                             0,2
                                                                                       1981      0,2                                                 0,2




    forma diferentes en la pesca chilena y
                                               0                                                  0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,3                                                 0,3                                                 0,6
                                             0,2                                       1982      0,2                                                 0,4
                                             0,1                                                 0,1                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11    1    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,3




    la del “Far North”, demostrando la
                                             0,2                                       1983      0,2                                                 0,5
                                             0,1
                                              0                                                   0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,3                                                                                                     0,6
                                             0,2                                       1984      0,2                                                 0,4
                                             0,1                                                 0,1                                                 0,2
                                               0                                                  0                                                   0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                                                                     0,3




    existencia de desoves y                  0,2

                                              0
                                             0,4

                                             0,2
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9
                                                                                       1985
                                                                                       10
                                                                                       1986
                                                                                            11
                                                                                                 0,2

                                                                                                  0
                                                                                                 0,3
                                                                                                 0,2
                                                                                                 0,1
                                                                                                       1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                                                                     0,2
                                                                                                                                                     0,1
                                                                                                                                                      0
                                                                                                                                                     0,6
                                                                                                                                                     0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                                                                                                                                           1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




    reclutamientos diferentes según las
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


                                             0,2
                                                                                       1987      0,4                                                 0,4
                                                                                                 0,2                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2                                       1988      0,4
                                                                                                                                                     0,2




    áreas
                                             0,1                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


                                             0,2
                                                                                       1989      0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                                                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


                                             0,2
                                                                                       1990      0,4                                                 0,4
                                                                                                 0,2                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2
                                                                                       1991      0,2                                                 0,4
                                                                                                 0,1                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2                                       1992      0,2
                                                                                                                                                     0,2
                                             0,1                                                 0,1
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,2   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11    1    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


                                             0,1
                                                                                       1993      0,5
                                                                                                                                                     0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,2   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                                                                     0,6

                                             0,1
                                                                                       1994      0,2
                                                                                                                                                     0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                              0                                                   0                                                    0
                                             0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,2                                       1995      0,2                                                 0,2
                                             0,1
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2                                       1996      0,2                                                 0,2
                                             0,1
                                              0                                                   0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,4
                                                                                       1997      0,4                                                 0,4




 Según los años
                                             0,2
                                                                                                 0,2                                                 0,2

                                              0                                                   0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11    1    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,3                                                  1
                                             0,2                                       1998      0,5                                                 0,5
                                             0,1
                                              0                                                   0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,4                                                  1
                                                                                       1999

    se pueden
                                                                                                                                                     0,4
                                             0,2                                                 0,5
                                                                                                                                                     0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                 0,4
                                             0,4                                       2000      0,2
                                                                                                                                                     0,4
                                             0,2                                                                                                     0,2
                                              0                                                   0                                                   0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11    1    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11     1   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                                                                       2001

     observar                                0,2

                                              0
                                             0,3
                                             0,2
                                             0,1
                                              0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

                                                                                       2002
                                                                                            11
                                                                                                 0,5

                                                                                                  0
                                                                                                 0,6
                                                                                                 0,4
                                                                                                 0,2
                                                                                                  0
                                                                                                       1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                                                                     0,5

                                                                                                                                                       0
                                                                                                                                                     0,6
                                                                                                                                                     0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                                                                                                                                       0
                                                                                                                                                           1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11




 diferencias en la
                                             0,4                                                 0,6                                                 0,4

                                             0,2
                                                                                       2003      0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                                                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                    0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,4                                                  1                                                  0,6

                                             0,2
                                                                                       2004      0,5
                                                                                                                                                     0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                              0                                                   0                                                    0




     dinámica
                                             0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,4                                       2005      0,4
                                                                                                                                                     0,2
                                             0,2                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                    0
                                             0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2                                       2006      0,4                                                 0,4
                                             0,1                                                 0,2                                                 0,2




 demográfica por
                                              0                                                   0                                                    0
                                             0,2   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                                                                     0,6

                                             0,1
                                                                                       2007      0,4                                                 0,4
                                                                                                 0,2                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                    0
                                             0,3   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                                                                                                                                     0,6
                                             0,2                                       2008      0,4                                                 0,4
                                             0,1                                                 0,2                                                 0,2




       área
                                              0                                                    0                                                   0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,3                                                                                                     0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,2                                       2009      0,4
                                                                                                                                                     0,4
                                             0,1                                                 0,2                                                 0,2
                                              0                                                   0                                                    0
                                             0,4   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   0,6   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   1,5   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

                                             0,2
                                                                                       2010      0,4                                                   1
                                                                                                 0,2                                                 0,5
                                              0                                                   0                                                    0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
                                             0,3                                                  1                                                    1
                                             0,2                                       2011      0,5                                                 0,5
                                             0,1
                                              0                                                   0                                                    0
                                                   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11         1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Metodología para identificar una metapoblación

      Características del jurel                             Condición para una metapoblación
• Especie ubiquista de vida larga (>15 años).               • Population size or density is significantly affected by
• Una sola población genética                               migrations
• Similitud de conductas (Chile y Perú)                     • Population density is affected by patch areas and
• Comportamiento gregario afectado por El Niño (biomasa     isolation
y talla de los cardúmenes)
                                                            • Existence of asynchronous local dynamics
• Alta adaptabilidad a las variaciones del ambiente
                                                            • Population turnover, local extinctions and
• No tiene exigencias particulares en cuanto a las
características del agua (subtropical)                      establishment of new populations
• Biomasa altamente variable                                • Presence of empty habitats
• El oxígeno es el factor limitante principal               • Metapopulations persist despite population turnover
• No tiene exigencias particulares para el área de desove   • Extinction risk depends on patch area
• Un área de desove principal permanente y zonas            • Colonization rate depends on patch isolation
segundarias temporales                                      • Patch occupancy depends on patch area and isolation
• Relaciones predador/presa poco claras                     • Spatially realistic metapopulation models can be used
• Siempre presente en una zona central (80-120ºW, 30-       to make prediction about metapopulation dynamics in
40ºS)                                                       particular fragmented landscape
• Reclutamiento probablemente relacionado con los ENSO
                                                            • Metapopulation coexistence of competitors
• reclutamiento sumamente exitoso cada 5-10 años
                                                            • Metapopulation coexistence of prey and its predator
• Colapso simultaneo en toda el cinturón al fin de los 90
(relacionado con La Vieja ?)                                • Evidence of genetic linkage
• Bajada luego aumento del área ocupado en el norte         • Genetic or morphometric, meristic or
(Perú-Ecuador)                                              biological/behavioural differences
• Etc…                                                      • Existence of source/sink populations
                                                            • Discrete local populations
¿Está el stock de jurel del Pacífico Sur organizado en metapoblación?
                                                                                                                  -Población genética única (I)
Una metapoblación requiere (entre otras condiciones):                                                             -Áreas de desove separadas (II)
                                                                                                                  -Reclutamientos independientes III
                                                                                                                  -Distribuciones espaciales diferentes




                                                                                                                              0

(I)                                                                                                                           -5



                                                                                                                             -10




                                                                                                              ϖ              -15                                                 (II)
                                                                                                                             -20


                                                  LH >25cm ( % Núm er o)   LH <26cm ( % Núm er o)   % Peso

                                   20
                                   10
                                                                                                1995                         -25
                                    0
                                   20
                                                                                                1996
                                   10
                                    0
                                   20
                                                                                                1997
                                   10
                                    0
                                   20
                                                                                                1998
                                                                                                                             -30
                                   10
                                    0

                                   10
                                                                                                1999
                                    0
                                   20
                                                                                                2000
                                   10




         (III)
                                    0                                                                                        -35
                                                                                                2001
                                   10
                  recuenci a (%)




                                    0
                                                                                                2002
                                   10

                                    0
                                                                                                2003
                                                                                                                             -40
                 F




                                   10




                                                                                                              ϖ
                                    0
                                                                                                2004
                                   10

                                    0
                                                                                                2005
                                   10

                                    0

                                   10
                                                                                                2006                         -45
                                    0
                                   20
                                                                                                2007
                                   10
                                    0
                                        10   15    20    25    30     35   40     45     50   55    60   65
                                                               Longi ud H qui ( LH cm)
                                                                   t     or l
                                                                            a     ,
                                                                                                                             -50
                                                                                                                               -105   -100   -95   -90   -85   -80   -75   -70




              Conclusión: queda confirmado que las condiciones del stock
                            son las de una metapoblación
Consecuencias de la organización en metapoblación para el manejo (1)



 Population         Patchy population       Mixed               Metapopulation
 A adultos
 J juveniles              A                   A                                 A
  L larvas
 R desove

                                        R                              R            J

                J                  J                    J                               J

                                                                                L
                                                            J
  R                   R                 R                              R
            A                  A                    A                               A


        I                 II                  III           A
                                                                           IV


                    Manejo global                           Manejos diferenciados
Consecuencias de la organización en metapoblación para el manejo (2)
                                      Metapopulation             Patchy population

                                                                                     óptima




               Condición ambiental
                                                               Vida posible


                                                                                     promedia


                                                               Vida imposible


                                                                                     pésima




                                     características particulares de la población fuente

    - Patchy population: es la única y todo el stock se maneja de forma clasica;

    -metapoblación: la fuente es la única parte “permanente” del stock y requiere de un
    manejo específico : la existencia a largo plazo de las sub-poblaciones depende de su
    sobrevivencia

       ATENCIÓN: no confundir “manejo independiente” y “manejo
  diferenciado”. La metapoblación necesita de un manejo diferenciado
     dentro de un sistema global. El manejo independiente sirve para
poblaciones independientes, lo que no es el caso de las metapoblaciones
Aplicabilidad de los métodos tradicionales de manejo pesquero
al caso del jurel:

el Rendimiento Maximo Sostenible , RMS
(en inglés Maximal Sustainable Yield, MSY )
Manejo pesquero:
MSY, el paradigma dominante
                                           Beverton y Holt
                                           en Lowestoft in
   Edad crítica                                      1954

                                 “.. a fishery will yield its
                              maximum physical returns
                              if all fish are allowed to grow
                  Growth      to the point where the rate of
                                  increase in weight just
                              ceases to outstrip losses due
                               to natural mortality and then
                                         harvested…           Beverton and Holt, 1954
   Growth                                Critical age!
    over-         Biomass
   fishing                    “This is logical, and is how a farmer would
                              produce meat, bearing in mind that he must
                              leave a breeding stock.”
                                                                Hillis and Arnason 1995
                  Mortality
                                   Pero todos sabemos
                                  que hay problemas con
                                    este paradigma …
… desde mas de 40 años.




      MSY: un muerto …
… que es todavía (muy) vivo


      «Stocks should be kept at biomass levels that
                 can produce MSY»
    Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar (UNCLOS)
             UNCLOS (1982) – WSSD ( 2002) Declaration § 31 (a)




         Un principio criticado desde los 70 por los científicos
           pero siempre considerado en todas las cumbres




¿Porque esta diferencia entre lo que se sabe y lo que se hace?
“This is logical, and is how a
farmer would produce meat,
bearing in mind that he must leave
a breeding stock.”
                        Hillis and Arnason 1995
                                                             Esquema de una reja de escape en un arrastre, permitiendo pescar
                                                             solamente peces grandes (talla de los individuos representada por la
                                                             dimensión de las flechas)


                                  Desove importante
                                  (40 000 adultos => 109 huevos por desove)
                                                                                          La “logica” de un
 Número de individuos




                                                                                       ganadero no puede ser la
                                                                                         misma que la de un
                        Mortalidad huevos y larvas                                            pescador

                         Abundancia por                          Talla primera reproducción
                         talla                                   (= talla mínima de captura)
                                Mortalidad                                                              Mortalidad por pesca
                                por predación
                                (juveniles)      Mortalidad                                      Parte « util » de la cohorte
                                                 por predación                                   (stock reproductor: mejor
                                                 (adultos)                                       fecundidad, viabilidad de
                                                                                                 los huevos, entrenamiento,
                                                                                                 etc.)



                                                                                            Edad (=talla)
Otro factor limitante del MSY: su reduccionismo determinista



                                        Serie cronológica
                                          de una variable
                                            sometida a un
                                        sistema caótico y
                                            a « atractores
                                               extraños »
                                           (Lorenz, 1963)




  Esquema de los "regime
 shifts" (Collie et al, 2004)


« … ecological dynamics in the oceans can be characterized by nonlinear
amplification of stochastic physical forcing by biological processes. [That ]
should call into question static conceptions of maximum sustainable yield
[because of ] rapid and unpredictable shifts in response to environmental
stochasticity and human impact. »
                                    Chi-Hao Hsieh et al (2005)
Algunas alternativas posibles al MSY cumpliendo con la
necesidad de un enfoque ecosistemico
Una nueva estrategia de pesca cumpliendo con el enfoque
    ecosistémico: el concepto de “Balanced Harvest”
          (conferencia y documentos de Serge Garcia)
Balanced harvesting
La estrategia obedeciendo a las reglas del MSY: pescar unicamente los individuos mas grandes




                                                              Fishing
     Biomass




                                       Size                     From Serge M. Garcia, 2012

     Produce un desequilíbrio en la cadena trófica y en el ecosistema en general
Balanced harvesting
    Pescar “todas” las especies y las tallas proporcionalmente a su productividad natural




                                             Fishing
    Biomass




                                       Size                      From Serge M. Garcia, 2012

Reconcilia los objetivos de mantener la estructura de la comunidad y maximizar la producción
Otra alternativa conceptual al MSY:
                 El enfoque ecosistémico a través del uso del
                      comportamiento de las poblaciones

Charles Darwin                                                        Jean-Henri Fabre



 «…because the [Darwinian evolutionary] trial-and-error procedure has
 gone for billions of years, (…) every living thing has or is a machinery for
 learning, remembering, and forecasting. The objective is to provide
 anticipatory reactions to the interactions with the external world ". Marchetti
 (1998)

 Primera observación. Las especies animales desarrollaron estrategias de
 sobrevivencia para adaptarse a (anticipar) eventos de tipo caótico.

 Segunda observación. Los animales seleccionaron señales integradoras del
 ambiente (a) a los cuales reaccionan a umbrales inferiores a las
 capacidades de medición de los instrumentos actuales o (b) que el hombre
 no mide.
                        Es imposible conocer todo un
                     ecosistema: dejemos que los peces lo
                             hagan para nosotros
Hacia una « eco-etología pesquera »


  « Lo simple es falso; lo complicado es inutilisable »                                                                                                                                        Valéry, 1930?
  « No podemos siempre comprender pero podemos medir »                                                                                                                                         Gerlotto, 2002
  « DNA is an active memory that learns through hypothesis (mutation in
  a broad sense) and experiment (survival value of the mutated offspring). »                                                                                                                   Marchetti, 1998

 La evolución implementa, por el intermedio de patrones comportamentales, algoritmos
   analógicos que permiten a los animales desarrollar respuestas simples y eficaces a
                   situaciones procediendo de dinámicas complejas

  Prospection factors                 Fishery factors                  Biotic factors
                                                                                                                                                      >Survey Ivory Coast Vargget 3/97

                                                                                                                        65

                                                                                                                        60
                                                                                                                        55       Evitement (Senegal)    Vuelos de Lévy
                                         •History of the           •Species proportions
                                                                                                                        50


  •Surveyed area (geographical
                                                                                                                        45



                                         fishery                   •Schooling behaviour (size,
                                                                                                                        40


  characteristics)
                                                                                                                                                                            P(N(x )) ~ x -a
                                                                                                                        35


                                         •Fishing power            swimming speed and patterns
                                                                                                                        30


  •The vessel: noise, dimension,




                                                                                                   F re q u e n c y
                                                                                                                        25



  speed, light, etc                      •Fishing effort           etc.)                                                20

                                                                                                                        15



  •Period (moonlight, season,                                      •school depth                                        10
                                                                                                                         5

                                                                   •biological cycles (spawning,
  rythms, etc.).
                                                                                                                         0
                                                                                                                             8           24                        40                     56            72           88


                                                                   feeding, migration, etc.)
                                                                                                                                                                 Distance to the vessel


  •The environment: transparency,
                                                                   •demographic structure
  SST, salinity, sound velocity and        Behaviour
                                                                                                                                                       Survey VARGET 1/97 (Senegal)




                                                                                                                                                         -11.5
                                                                                                                                                   School characteristics (RESON SEABAT)


                                                                   •spatial structure
  absorption, Chlorophylle, etc.
                                                                                                                        84




                                                                                                                                                         -12.0
                                                                   •presence of predators
                                                                                                                        78
                                                                                                                        72       Evitement (RCI)
                                                                                                                        66


                                                                   •learning?




                                                                                                                                                         -12.5
                                                                                                                        60
                                                                                                                        54
                                                                                                                        48




                                                                                                                                                         -13.0
                                                                                                                        42



    Avoidance                                                                          Aves                             36




                                                                                                    F r e q u e n c y
                                                                                                                        30




                                                                                                                                                         -13.5
                                                                                                                        24




      model?
                                                                                                                        18




                                 Avoidance characteristics:                            Pescadores
                                                                                                                        12




                                                                                                                                                         -14.0
                                                                                                                         6




   Or Continuous
                                                                                                                         0
                                                                                                                             9                29                                 48               68                 88



                                      •vertical components




                                                                                                                                                         -14.5
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   recording of                       •horizontal components               Raw data                                                                                      -78.5        -78.0     -77.5        -77.0   -76.5




     avoidance                        •speed and patterns                  (survey)
        Complex
   parameters?                        •distance of alarm
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     and multiple                                    Food-Webs with
                                      •school morphology, etc.



  Corrected data:
      Interactions                                  preferential trophic
                                 Abundance, school characteristics, assessment, distribution,                                                                                                  Food-Chain
  behaviour etc.
Bertrand S., 2004;
2007                                                    interactions                                                                                                                                                 40
Aplicación metodologica
de los conceptos de “eco-etologia pesquera”



(parte inspirada de un trabajo de Jérémie Habasque, robandole figuras)
Introducir el animal en su ambiente a traves de la
        observacion directa permanente




            Eddy kinetic energy in South Pacific
            (figura prestada por Demarcq y Habasque)
                                                       42
Usando los conocimientos y modelos biologicos y ecologicos
y los datos colectados en tiempo real sobre toda el area de distribucion,




    …podemos obtener una descripcion del habitat potencial del jurel
                     SST and CHL-a range estimation
                     [9-26°C] & >0.07 g/m3
Se modeliza la abundancia del jurel con los parametros
                   ambientales mas relevantes


        PERU 1997-                                  CHILE 1998-
        2008                                        1999




                              sA
                              Jack Mackerel


SST                  CHL-a                    SST                 CHL-a




                                                                    44
Definicion y mapeo del habitat potencial
Una metodología realizable gracias a la riqueza de la información
acústica y oceanográfica colectada a bordo de los barcos de pesca
     • posiciones de los barcos de pesca y estrategia de prospección
     • distribución espaciotemporal de las presas (micronekton)
     • medición en continuo de índices ambientales : termoclina, oxiclina, etc.
     • Detección de predadores apicales.
     • Identificación especifica en caso de uso de multifrecuencia
     • Posibilidad de detección e identificación automatizada.
Análizar los datos acústicos colectados
                a bordo de un barco durante un viaje de pesca




 Echogram of the whole trip



Sv (blue) and NASC per school
(red) during the trip. EDSU: 0.5
          nautical mile




                                                  A
Drawing of the routes and CJM
         abundance
                                             E                 R

                                   Separating the trip in 3 parts: route to fishing grounds
                                      ( A ), exploration/exploitation ( E ), return ( R )
Pruebas realizadas durante un taller sobre datos de los pescadores,
                            Lima, marzo de 2011

                                             Routes of the 25 fishing trips
Datos acústicos sobre jurel proporcionados   used for the research (15000 EDSUs).
por 4 Empresas pesqueras (Enero-Marzo
2011)                                        Black: distribution of the CJM schools
                                             observed during the trips. Circles are
                                             proportional to the NASCs

                                             Orange: fishing operations

                                             January-March, 2011




        Map of the 150 000 structures
        sampled by the 4 main fishing
         companies, January-March,
                    2011
Conclusión (1)    ¿Y ahora?

     ¿(Que) podemos predecir en un sistema caótico ?
              ¿Que metodología desarrollar?


               Escenario                         ¿predecible?




¿predecible?




       Historia                impredecible
  (series temporales)
Conclusión (2)
               Metodología para un manejo de las pesquerías
                    dentro de un enfoque ecosistémico

A. Observar la especie en su ecosistema (in situ) y delimitar su habitat
B. Comprender y reproducir (modelar) los algoritmos seleccionados por la
     especie en sus estrategias de sobrevivencia y de adaptación para responder a
     las presiones del ambiente (ejemplo: estrategia de reproducción)
C.   Analizar y modelar sus interacciones (tróficas y no tróficas) con sus presas
     / predadores / competidores / comensales /parásitos /atractores etc.
D.   Definir dentro de sus conductas las que son
      • Motivaciones autónomas propias a la especie
      • Reacciones / adaptaciones a los cambios ambientales
E.   Efectuar mediciones lo mas exhaustivas posible (uso de los pescadores
     como fuente de información eco—etológicas) y grabar simultáneamente las
     características eco-etológicas y ambientales 3D de todos los
     compartimientos (desde el plancton hasta los predadores apicales y la pesca)
F.   Construir indicadores sobre las métricas obtenidas por los instrumentos de
     observación directa
G.   Introducir los indicadores en modelos probabilistas con todas las otras
     informaciones históricas (escenarios), hidrológicas, climáticas, ecológicas y
     pesqueras
H.              … Rezar para que funcione.

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Metapoblaciones, Maximo Rendimiento Sostenible y Manejo Pesquero del Jurel "Trachurus murphyi" en el Pacifico Sur

  • 1. METAPOBLACIONES, MÁXIMO RENDIMIENTO SOSTENIBLE Y MANEJO PESQUERO DEL JUREL Trachurus murphyi EN EL PACIFICO SUR François Gerlotto Lima, 20 de Marzo de 2013 Manta, 22-23 de Enero de 2013
  • 2. Manejo pesquero: un fracaso global Estado de las poblaciones marinas explotadas en el mundo, desde 1950 (Pauly, 2007, con datos de la FAO) ¿Un fracaso que se debe a razones coyunturales repetidas, o sistémicas?
  • 3. El jurel del Pacifico Sur: un caso ejemplar Extensión de las pesquerías internacionales de jurel en el Pacifico Sur New El cinturón del jurel Zealand Perú Europe + others USSR Russia + China + others (+ Chile offshore) Chile CHILE PERU E.U USSR/RUSSIA
  • 4. Los problemas del manejo pesquero del jurel en el Pacifico Sur A pesar de inversiones importantes en investigación pesquera, las pesquerías tuvieron que acompañar URSS/Rusia Perú pasivamente una caída : Centro Chile de 5 M. toneladas (1995) Norte Chile a 0.5 M. toneladas (2011) Captura total (en k. toneladas) Fracaso global del manejo pesquero cuando no se toman en cuenta la biologia y la ecologia del recurso y que se usan solamente datos de pesca.
  • 5. SPRFMO: South Pacific Regional Fisheries Management Organization OROP-PS: Organisación Regional de Ordenamiento Pesquero, Pacífico Sur ORP-PS : Organisation Régionale des Pêcheries du Pacifique Sud www.southpacificrfmo.org OROP: UN INSTRUMENTO INTERNACIONAL DE MANEJO PESQUERO
  • 6. Aplicando modelos basados sobre datos de pesca y fundados sobre el RMS, la OROP no es libre de los problemas relacionados con el ecosistema “Low recruitment, low and declining “further declines in stock status are likely spawning..”En realidad el 2008 fue un año unless fishing mortality is reduced..” de fuerte reclutamiento tal como se Aunque indicaciones de alto reclutamiento observo en las muestras de huevos y larvas, se dejaban ver, el ”paradigma” de la presión pero esta información no se tomó en cuenta pesquera impidió tomarlas en consideración
  • 7. “an increasing stock since 2010… at El reconocimiento de la existencia de very low levels” Este aumento de la una sub-población en Perú y Ecuador abundancia del jurel no fue previsto (a obligó a revisar todo el modelo pesar de indicaciones del ecosistema) aplicado los años anteriores… y sobre todo no corresponde con la realidad por no tomaren cuenta el reclutamiento del 2008-9 DEFINIR LA ESTRUCTURA DE LA POBLACIÓN ES ESENCIAL
  • 8. Definición de la estructura poblacional del jurel Manta, 22-23 de Enero de 2013
  • 9. Definición de una población: el triángulo de Harden-Jones (Harden-Jones, F. 1968. Fish Migration. Edward Arnold Ltd, London) j (L) Ad/H Aa Ad/H : adultos desovando y huevos (área de desove) (L) : larvas (si diferente del área de crianza) j : juveniles (área de crianza) Aa : adultos en fase de alimentación (área de engorda) Migraciones entre area de desove, zonas de crecimiento y d ealimentacion (periodo anterior al Niño 1998) (Arcos et al., 2001). Aplicación al caso del jurel en Chile
  • 10. ¿Que pasa cuando una misma especie ocupa varios triángulos de Harden-Jones en zonas vecinas? J ¿? (L) J Ad/H Aa (L) ¿? Ad/H Aa J ¿? (L) Ad/H : adultos desovando y huevos L: larvas j : juveniles Aa Ad/H Aa : adultos en fase de alimentación
  • 11. Las tres principales estructuras poblacionales Poblaciones independientes: D D D triángulos vecinos pero sin ningún intercambio entre A j A j A j poblaciones Metapoblación: triángulos independientes pero con D D D conexiones esporádicas a nivel de individuos A j A j A j (intercambio genético) Patchy population D j (poblacion en parches): un solo triángulo aunque unos de los ángulos (con A A excepción del área de A desove) pueden ser Kritzer y Sales, 2004 múltiples
  • 12. Una hipótesis sobre la formación de metapoblaciones pasando de población simple (I) a metapoblación (IV) en 4 etapas Population Patchy population Mixed Metapopulation A adultos L larvas A A A J juveniles R desove R R J J J J J L J R R R R A A A A A I II III IV
  • 13. Una descripción del concepto de metapoblación a través de la “Basin theory” de McCall Metapopulation Patchy population Poco conveniente óptima Condición ambiental Características del nicho Vida posible ecológico promedia Vida imposible mala óptimo Espacio Sub-poblaciones Población fuente
  • 14. Condiciones ambientales poco favorables Metapopulation Patchy population Poco conveniente óptima Condición ambiental Características del nicho Vida posible ecológico promedia Vida imposible mala óptimo Espacio Sub-poblaciones Población fuente
  • 15. Mejoramiento de las condiciones ambientales Metapopulation Patchy population Poco conveniente óptima Condición ambiental Características del nicho Vida posible ecológico promedia Vida imposible mala óptimo Espacio Sub-poblaciones Población fuente
  • 16. Condiciones ambientales óptimas Metapopulation Patchy population Poco conveniente óptima Condición ambiental Características del nicho Vida posible ecológico promedia Vida imposible mala óptimo Espacio Sub-poblaciones Población fuente
  • 17. Condiciones ambientales pasando de optimas a promedias Metapopulation Patchy population Poco conveniente óptima Condición ambiental Características del nicho Vida posible ecológico promedia Vida imposible mala óptimo Espacio Sub-poblaciones Población fuente
  • 18. Estructura poblacional del jurel ¿una metapoblación? Distribución espacial de las principales especies del género Trachurus
  • 19. Estructura genética de la población Los resultados enseñan la existencia de una población única
  • 20. Las relaciones con las condiciones ambientales (1) Figure 5 Scatter plot (grey dots) and cubic spline smoothers fits (black solid lines) of bivariate GAM models based on jack mackerel (c) log-transformed fish back-scattered acoustic energy by surface unit (sA) according to distance to the coast (DC) in Campagne de prospection acoustique nautical miles (1 nautical miles ¼ 1852 m), sea surface temperature (SST) in degree centigrade, salinity and dissolved oxygen (DO) in mL L)1. The black dotted lines show the 95% confidence limits of GAM models. Left y-axis shows the log- transformed fish sA. The right y-axis are in relative scale, they corresponds to the spline smoother that was fitted on the data, so that a y-value of zero is the mean effect of the environmental variable on the response. Positive and negative y-values indicate respectively positive and negative effect on the response. Tick marks on the x-axis show the location of data points. No limitado en su fisiología a un tipo particular de agua (aunque principalmente limitado a las aguas subtropicales oxigenadas y Bertrand et al 2004b moderadamente cálidas)
  • 21. Las relaciones con las condiciones ambientales (2) Límite vertical del hábitat 5 Cardúmenes Exclusion zone Physiological limit densos Log(sA Echo-trace) 4 Agregaciones 3 medianas Agregaciones 2 pequeñas 1 Individuos dispersos 0 4 15 16 17 0 1 2 3 4 5 6 7 (°C) Dissolved Oxygen (mL.L -1) El oxigeno es un factor limitante de la distribucion espacial: el jurel no puede pasar por debajo de la ZMO (la cual es una característica del área)
  • 22. Las relaciones con las condiciones ambientales (3a) Reproduccion & Ambiente Gran plasticidad del jurel frente a temperatura para el desove: areas de desove no unicamente definidas por caracteristicas abioticas Según los años el preferendum varia de 15º a 19º Cubillos et al 2008 GAM presentando las relaciones entre abundancia de huevos y temperatura de superficie (SST)
  • 23. Las relaciones con las condiciones ambientales (3b) Reproducción , 1972-1995 (síntesis de los datos sobre presencia de huevos) los resultados ulteriores (y particularmente los de estos últimos año) confirmaron estas observaciones. En síntesis: Un área de desove principal al oeste de 80º W entre latitudes 35- 40ºS Una (o varias) área(s) de desove costeras entre 12ºS y 25ºS Desoves esporádicos dispersos en toda el área observada
  • 24. Las dinámicas demográficas según las zonas CS Chile N Chile Perú (vistas a través de los datos de pesca) 0,3 0,2 0,1 1975 0,4 0,2 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1976 0,2 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 0,2 1977 0,2 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 0,2 1978 0,2 0,1 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1979 0,2 0,1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 Cohortes importantes aparecieron de 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1980 0,3 0,2 0,4 0,1 0,2 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 0,4 0,2 1981 0,2 0,2 forma diferentes en la pesca chilena y 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 0,3 0,6 0,2 1982 0,2 0,4 0,1 0,1 0,2 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 la del “Far North”, demostrando la 0,2 1983 0,2 0,5 0,1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 0,6 0,2 1984 0,2 0,4 0,1 0,1 0,2 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 existencia de desoves y 0,2 0 0,4 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1985 10 1986 11 0,2 0 0,3 0,2 0,1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 0,1 0 0,6 0,4 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 reclutamientos diferentes según las 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1987 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1988 0,4 0,2 áreas 0,1 0,2 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1989 0,4 0,2 0,2 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1990 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1991 0,2 0,4 0,1 0,2 0 0 0 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1992 0,2 0,2 0,1 0,1 0 0 0 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,1 1993 0,5 0,4 0,2 0 0 0 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 0,1 1994 0,2 0,4 0,2 0 0 0 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1995 0,2 0,2 0,1 0 0 0 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 1996 0,2 0,2 0,1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1997 0,4 0,4 Según los años 0,2 0,2 0,2 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 0,2 1998 0,5 0,5 0,1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 1999 se pueden 0,4 0,2 0,5 0,2 0 0 0 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 0,4 2000 0,2 0,4 0,2 0,2 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2001 observar 0,2 0 0,3 0,2 0,1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2002 11 0,5 0 0,6 0,4 0,2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,5 0 0,6 0,4 0,2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 diferencias en la 0,4 0,6 0,4 0,2 2003 0,4 0,2 0,2 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 0,6 0,2 2004 0,5 0,4 0,2 0 0 0 dinámica 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,4 2005 0,4 0,2 0,2 0,2 0 0 0 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 2006 0,4 0,4 0,1 0,2 0,2 demográfica por 0 0 0 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 0,1 2007 0,4 0,4 0,2 0,2 0 0 0 0,3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 0,2 2008 0,4 0,4 0,1 0,2 0,2 área 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 2009 0,4 0,4 0,1 0,2 0,2 0 0 0 0,4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,2 2010 0,4 1 0,2 0,5 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 0,3 1 1 0,2 2011 0,5 0,5 0,1 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
  • 25. Metodología para identificar una metapoblación Características del jurel Condición para una metapoblación • Especie ubiquista de vida larga (>15 años). • Population size or density is significantly affected by • Una sola población genética migrations • Similitud de conductas (Chile y Perú) • Population density is affected by patch areas and • Comportamiento gregario afectado por El Niño (biomasa isolation y talla de los cardúmenes) • Existence of asynchronous local dynamics • Alta adaptabilidad a las variaciones del ambiente • Population turnover, local extinctions and • No tiene exigencias particulares en cuanto a las características del agua (subtropical) establishment of new populations • Biomasa altamente variable • Presence of empty habitats • El oxígeno es el factor limitante principal • Metapopulations persist despite population turnover • No tiene exigencias particulares para el área de desove • Extinction risk depends on patch area • Un área de desove principal permanente y zonas • Colonization rate depends on patch isolation segundarias temporales • Patch occupancy depends on patch area and isolation • Relaciones predador/presa poco claras • Spatially realistic metapopulation models can be used • Siempre presente en una zona central (80-120ºW, 30- to make prediction about metapopulation dynamics in 40ºS) particular fragmented landscape • Reclutamiento probablemente relacionado con los ENSO • Metapopulation coexistence of competitors • reclutamiento sumamente exitoso cada 5-10 años • Metapopulation coexistence of prey and its predator • Colapso simultaneo en toda el cinturón al fin de los 90 (relacionado con La Vieja ?) • Evidence of genetic linkage • Bajada luego aumento del área ocupado en el norte • Genetic or morphometric, meristic or (Perú-Ecuador) biological/behavioural differences • Etc… • Existence of source/sink populations • Discrete local populations
  • 26. ¿Está el stock de jurel del Pacífico Sur organizado en metapoblación? -Población genética única (I) Una metapoblación requiere (entre otras condiciones): -Áreas de desove separadas (II) -Reclutamientos independientes III -Distribuciones espaciales diferentes 0 (I) -5 -10 ϖ -15 (II) -20 LH >25cm ( % Núm er o) LH <26cm ( % Núm er o) % Peso 20 10 1995 -25 0 20 1996 10 0 20 1997 10 0 20 1998 -30 10 0 10 1999 0 20 2000 10 (III) 0 -35 2001 10 recuenci a (%) 0 2002 10 0 2003 -40 F 10 ϖ 0 2004 10 0 2005 10 0 10 2006 -45 0 20 2007 10 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Longi ud H qui ( LH cm) t or l a , -50 -105 -100 -95 -90 -85 -80 -75 -70 Conclusión: queda confirmado que las condiciones del stock son las de una metapoblación
  • 27. Consecuencias de la organización en metapoblación para el manejo (1) Population Patchy population Mixed Metapopulation A adultos J juveniles A A A L larvas R desove R R J J J J J L J R R R R A A A A I II III A IV Manejo global Manejos diferenciados
  • 28. Consecuencias de la organización en metapoblación para el manejo (2) Metapopulation Patchy population óptima Condición ambiental Vida posible promedia Vida imposible pésima características particulares de la población fuente - Patchy population: es la única y todo el stock se maneja de forma clasica; -metapoblación: la fuente es la única parte “permanente” del stock y requiere de un manejo específico : la existencia a largo plazo de las sub-poblaciones depende de su sobrevivencia ATENCIÓN: no confundir “manejo independiente” y “manejo diferenciado”. La metapoblación necesita de un manejo diferenciado dentro de un sistema global. El manejo independiente sirve para poblaciones independientes, lo que no es el caso de las metapoblaciones
  • 29. Aplicabilidad de los métodos tradicionales de manejo pesquero al caso del jurel: el Rendimiento Maximo Sostenible , RMS (en inglés Maximal Sustainable Yield, MSY )
  • 30. Manejo pesquero: MSY, el paradigma dominante Beverton y Holt en Lowestoft in Edad crítica 1954 “.. a fishery will yield its maximum physical returns if all fish are allowed to grow Growth to the point where the rate of increase in weight just ceases to outstrip losses due to natural mortality and then harvested… Beverton and Holt, 1954 Growth Critical age! over- Biomass fishing “This is logical, and is how a farmer would produce meat, bearing in mind that he must leave a breeding stock.” Hillis and Arnason 1995 Mortality Pero todos sabemos que hay problemas con este paradigma …
  • 31. … desde mas de 40 años. MSY: un muerto …
  • 32. … que es todavía (muy) vivo «Stocks should be kept at biomass levels that can produce MSY» Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar (UNCLOS) UNCLOS (1982) – WSSD ( 2002) Declaration § 31 (a) Un principio criticado desde los 70 por los científicos pero siempre considerado en todas las cumbres ¿Porque esta diferencia entre lo que se sabe y lo que se hace?
  • 33. “This is logical, and is how a farmer would produce meat, bearing in mind that he must leave a breeding stock.” Hillis and Arnason 1995 Esquema de una reja de escape en un arrastre, permitiendo pescar solamente peces grandes (talla de los individuos representada por la dimensión de las flechas) Desove importante (40 000 adultos => 109 huevos por desove) La “logica” de un Número de individuos ganadero no puede ser la misma que la de un Mortalidad huevos y larvas pescador Abundancia por Talla primera reproducción talla (= talla mínima de captura) Mortalidad Mortalidad por pesca por predación (juveniles) Mortalidad Parte « util » de la cohorte por predación (stock reproductor: mejor (adultos) fecundidad, viabilidad de los huevos, entrenamiento, etc.) Edad (=talla)
  • 34. Otro factor limitante del MSY: su reduccionismo determinista Serie cronológica de una variable sometida a un sistema caótico y a « atractores extraños » (Lorenz, 1963) Esquema de los "regime shifts" (Collie et al, 2004) « … ecological dynamics in the oceans can be characterized by nonlinear amplification of stochastic physical forcing by biological processes. [That ] should call into question static conceptions of maximum sustainable yield [because of ] rapid and unpredictable shifts in response to environmental stochasticity and human impact. » Chi-Hao Hsieh et al (2005)
  • 35. Algunas alternativas posibles al MSY cumpliendo con la necesidad de un enfoque ecosistemico
  • 36. Una nueva estrategia de pesca cumpliendo con el enfoque ecosistémico: el concepto de “Balanced Harvest” (conferencia y documentos de Serge Garcia)
  • 37. Balanced harvesting La estrategia obedeciendo a las reglas del MSY: pescar unicamente los individuos mas grandes Fishing Biomass Size From Serge M. Garcia, 2012 Produce un desequilíbrio en la cadena trófica y en el ecosistema en general
  • 38. Balanced harvesting Pescar “todas” las especies y las tallas proporcionalmente a su productividad natural Fishing Biomass Size From Serge M. Garcia, 2012 Reconcilia los objetivos de mantener la estructura de la comunidad y maximizar la producción
  • 39. Otra alternativa conceptual al MSY: El enfoque ecosistémico a través del uso del comportamiento de las poblaciones Charles Darwin Jean-Henri Fabre «…because the [Darwinian evolutionary] trial-and-error procedure has gone for billions of years, (…) every living thing has or is a machinery for learning, remembering, and forecasting. The objective is to provide anticipatory reactions to the interactions with the external world ". Marchetti (1998) Primera observación. Las especies animales desarrollaron estrategias de sobrevivencia para adaptarse a (anticipar) eventos de tipo caótico. Segunda observación. Los animales seleccionaron señales integradoras del ambiente (a) a los cuales reaccionan a umbrales inferiores a las capacidades de medición de los instrumentos actuales o (b) que el hombre no mide. Es imposible conocer todo un ecosistema: dejemos que los peces lo hagan para nosotros
  • 40. Hacia una « eco-etología pesquera » « Lo simple es falso; lo complicado es inutilisable » Valéry, 1930? « No podemos siempre comprender pero podemos medir » Gerlotto, 2002 « DNA is an active memory that learns through hypothesis (mutation in a broad sense) and experiment (survival value of the mutated offspring). » Marchetti, 1998 La evolución implementa, por el intermedio de patrones comportamentales, algoritmos analógicos que permiten a los animales desarrollar respuestas simples y eficaces a situaciones procediendo de dinámicas complejas Prospection factors Fishery factors Biotic factors >Survey Ivory Coast Vargget 3/97 65 60 55 Evitement (Senegal) Vuelos de Lévy •History of the •Species proportions 50 •Surveyed area (geographical 45 fishery •Schooling behaviour (size, 40 characteristics) P(N(x )) ~ x -a 35 •Fishing power swimming speed and patterns 30 •The vessel: noise, dimension, F re q u e n c y 25 speed, light, etc •Fishing effort etc.) 20 15 •Period (moonlight, season, •school depth 10 5 •biological cycles (spawning, rythms, etc.). 0 8 24 40 56 72 88 feeding, migration, etc.) Distance to the vessel •The environment: transparency, •demographic structure SST, salinity, sound velocity and Behaviour Survey VARGET 1/97 (Senegal) -11.5 School characteristics (RESON SEABAT) •spatial structure absorption, Chlorophylle, etc. 84 -12.0 •presence of predators 78 72 Evitement (RCI) 66 •learning? -12.5 60 54 48 -13.0 42 Avoidance Aves 36 F r e q u e n c y 30 -13.5 24 model? 18 Avoidance characteristics: Pescadores 12 -14.0 6 Or Continuous 0 9 29 48 68 88 •vertical components -14.5 Distance to the vessel (metres) recording of •horizontal components Raw data -78.5 -78.0 -77.5 -77.0 -76.5 avoidance •speed and patterns (survey) Complex parameters? •distance of alarm Trophic levels Pas d’évitement (Chile) and multiple Food-Webs with •school morphology, etc. Corrected data: Interactions preferential trophic Abundance, school characteristics, assessment, distribution, Food-Chain behaviour etc. Bertrand S., 2004; 2007 interactions 40
  • 41. Aplicación metodologica de los conceptos de “eco-etologia pesquera” (parte inspirada de un trabajo de Jérémie Habasque, robandole figuras)
  • 42. Introducir el animal en su ambiente a traves de la observacion directa permanente Eddy kinetic energy in South Pacific (figura prestada por Demarcq y Habasque) 42
  • 43. Usando los conocimientos y modelos biologicos y ecologicos y los datos colectados en tiempo real sobre toda el area de distribucion, …podemos obtener una descripcion del habitat potencial del jurel SST and CHL-a range estimation [9-26°C] & >0.07 g/m3
  • 44. Se modeliza la abundancia del jurel con los parametros ambientales mas relevantes PERU 1997- CHILE 1998- 2008 1999 sA Jack Mackerel SST CHL-a SST CHL-a 44
  • 45. Definicion y mapeo del habitat potencial
  • 46. Una metodología realizable gracias a la riqueza de la información acústica y oceanográfica colectada a bordo de los barcos de pesca • posiciones de los barcos de pesca y estrategia de prospección • distribución espaciotemporal de las presas (micronekton) • medición en continuo de índices ambientales : termoclina, oxiclina, etc. • Detección de predadores apicales. • Identificación especifica en caso de uso de multifrecuencia • Posibilidad de detección e identificación automatizada.
  • 47. Análizar los datos acústicos colectados a bordo de un barco durante un viaje de pesca Echogram of the whole trip Sv (blue) and NASC per school (red) during the trip. EDSU: 0.5 nautical mile A Drawing of the routes and CJM abundance E R Separating the trip in 3 parts: route to fishing grounds ( A ), exploration/exploitation ( E ), return ( R )
  • 48. Pruebas realizadas durante un taller sobre datos de los pescadores, Lima, marzo de 2011 Routes of the 25 fishing trips Datos acústicos sobre jurel proporcionados used for the research (15000 EDSUs). por 4 Empresas pesqueras (Enero-Marzo 2011) Black: distribution of the CJM schools observed during the trips. Circles are proportional to the NASCs Orange: fishing operations January-March, 2011 Map of the 150 000 structures sampled by the 4 main fishing companies, January-March, 2011
  • 49. Conclusión (1) ¿Y ahora? ¿(Que) podemos predecir en un sistema caótico ? ¿Que metodología desarrollar? Escenario ¿predecible? ¿predecible? Historia impredecible (series temporales)
  • 50. Conclusión (2) Metodología para un manejo de las pesquerías dentro de un enfoque ecosistémico A. Observar la especie en su ecosistema (in situ) y delimitar su habitat B. Comprender y reproducir (modelar) los algoritmos seleccionados por la especie en sus estrategias de sobrevivencia y de adaptación para responder a las presiones del ambiente (ejemplo: estrategia de reproducción) C. Analizar y modelar sus interacciones (tróficas y no tróficas) con sus presas / predadores / competidores / comensales /parásitos /atractores etc. D. Definir dentro de sus conductas las que son • Motivaciones autónomas propias a la especie • Reacciones / adaptaciones a los cambios ambientales E. Efectuar mediciones lo mas exhaustivas posible (uso de los pescadores como fuente de información eco—etológicas) y grabar simultáneamente las características eco-etológicas y ambientales 3D de todos los compartimientos (desde el plancton hasta los predadores apicales y la pesca) F. Construir indicadores sobre las métricas obtenidas por los instrumentos de observación directa G. Introducir los indicadores en modelos probabilistas con todas las otras informaciones históricas (escenarios), hidrológicas, climáticas, ecológicas y pesqueras H. … Rezar para que funcione.