Mennesker har en lang historie med forfølgelse af spids rovdyr såsom ulve, tigre og leoparder. Tabet af disse rovdyr - dyr øverst i fødekæden - har resulteret i økologiske, økonomiske og sociale følger over hele kloden. Sjældent er rovdyrene fuldstændigt genoprette efter menneskelig undertrykkelse, og når de gør det, mangler vi ofte data eller værktøjer til at vurdere deres bedring.
Relateret indhold
- Fire utrolige fakta om hav Ottere
- I modsætning til delfiner er hav Ottere, der bruger værktøjer, ikke tæt forbundet
- Sea Otters kan få den menneskelige influenza
Havterterne i Glacier Bay, Alaska, er en undtagelse. I en nylig undersøgelse udbredte vores team den utrolige tilbagevenden af havterne til et område, hvor de har været fraværende i mindst 250 år.
Vores tilgang - der smelter sammen matematik, statistik og økologi - kan hjælpe os med bedre at forstå søternes rolle i marine økosystemer og spids rovdyrs evne til at vende tilbage til et økosystem, efter at de har været fraværende. Det kan endda hjælpe os med at lære, hvad et skiftende klima betyder for mange andre arter.
Selvom de typisk ikke ses i samme vene som ulve, tigre og leoparder, er havterne en spids rovdyr for det nærliggende marine økosystem - det smalle bånd mellem jordbunden og oceanisk habitat.
I løbet af den kommercielle maritime pelshandel i det 18. og 19. århundrede blev havtudere næsten jaget til udryddelse på tværs af deres rækkevidde i det nordlige Stillehav. I 1911 var der kun en håndfuld små isolerede populationer tilbage.
Historisk rækkevidde (grå skygge) og 1911 restbestande (røde ikoner) af havterne. Befolkningerne på Queen Charlotte Islands og San Benito Islands blev udryddet i 1920. (CC BY) Men bestande af havterter er kommet sig i mange områder takket være et par ændringer. Den internationale pelsæl-traktat i 1911 beskyttede havterne mod de fleste menneskelige høst. Dyrelivsbureauer gjorde også en indsats for at hjælpe med at rekolonisere søttere.
Til sidst begyndte havtuderne at stige i overflod og distribution, og de kørte sig hen til Glacier Bay, en tidewater gletscherfjord og nationalpark i det sydøstlige Alaska. Glacier Bay er funktionelt et af de største marine beskyttede områder på den nordlige halvkugle.
Glacier Bay var fuldstændigt dækket af gletscher indtil ca. 1750 - omtrent på samme tid forsvandt havterne fra det omkringliggende område på grund af overhøst. Derefter udholdt den den hurtigste og mest omfattende tidevand gletscher tilbagetog i registreret historie. Efter gletscher tilbagetog opstod et rigt miljø. Dette nye miljø understøttede høje koncentrationer af vilde dyr, herunder arter af søttere - såsom krabber, bløddyr og søpindsvin - der var i stand til at stige i størrelse og overflod i fravær af havterne.
Havodder dukkede først op ved mundingen af Glacier Bay i 1988. Her stødte de på store levesteder, rigelige byttedyrbestande og beskyttelse mod al menneskelig høst.
Glacier Bay National Park, sydøst for Alaska. (Kort brugt med tilladelse fra National Park Service) Vores tilgang
Det er udfordrende at estimere, hvordan populationer vokser og spreder sig på grund af deres dynamiske natur. Hvert år flytter dyr til nye områder, hvilket øger mængden af areal og kræfter for at finde dem. Fly, der søger efter havterne, skal dække mere grund, normalt med den samme mængde tid og penge. Derudover kan enkeltpersoner bevæge sig fra det ene område til det næste i en hvilken som helst periode af forskellige årsager, herunder social udøvelse af søteruter og deres reaktion på miljøet. Da disse udfordringer kan forstyrre nøjagtige befolkningsestimater, er det vigtigt at forstå og adressere dem.
Kort efter, at havterne ankom til Glacier Bay, begyndte forskere fra den amerikanske geologiske undersøgelse at indsamle data for at dokumentere deres tilbagevenden. Selvom dataene tydeligt tydede på, at havterne steg, havde vi brug for nye statistiske metoder for at afsløre omfanget af denne stigning.
Først udviklede vi en matematisk model ved hjælp af partielle differentialligninger til at beskrive vækst og spredning af havterne. Partielle differentialligninger bruges ofte til at beskrive fænomener såsom væskedynamik og kvantemekanik. Derfor var de et naturligt valg for at beskrive, hvordan en masse - i vores tilfælde havodderbestanden - spreder sig gennem rum og tid.
Den nye fremgangsmåde gjorde det muligt for os at indarbejde vores nuværende forståelse af havterningens økologi og opførsel, herunder habitatpræferencer, maksimal væksthastighed og hvor havterne først blev observeret i Glacier Bay.
For det andet integrerede vi vores ligninger i en hierarkisk statistisk model. Hierarkiske modeller bruges til at drage konklusioner fra data, der stammer fra komplekse processer. De giver fleksibilitet til at beskrive og skelne mellem forskellige kilder til usikkerhed, såsom usikkerhed i dataindsamling og økologiske processer.
Partielle differentialligninger er ikke nye inden for det økologiske felt, der går tilbage til mindst 1951. Ved at blande disse ligninger med formelle statistiske modeller kan vi imidlertid pålideligt udlede dynamiske økologiske processer, mens vi kvantificerer den usikkerhed, der er forbundet med vores fund. Det tilvejebringer en datadrevet måde at analysere undersøgelser af havodterens overflod i de sidste 25 år.
Dette gav os strenge og ærlige skøn over koloniseringsdynamikken, der inkorporerede vores forståelse af det økologiske system.
Gruppe af havterne i Glacier Bay National Park, 2016. (Foto af Jamie Womble) Ved hjælp af vores nye tilgang opdagede vi, at befolkningen i Glacier Bay søterder voksede mere end 21 procent om året mellem 1993 og 2012.
Til sammenligning er de anslåede vækstrater for havterne i andre befolkninger i Alaska, der også var på vej, blevet begrænset til 17 til 20 procent. Endvidere er den maksimale biologiske reproduktionshastighed - den hurtigste hastighed, som havterne kan reproducere - mellem 19 og 23 procent om året. Det betyder, at gletsjerbugtens væksthastighed var tæt på eller maksimalt og større end nogen registreret befolkning af havterninger i historien.
I kølvandet på gletscher tilbagetog gik havets ottere fra ikke-eksisterende til kolonisering af næsten hele Glacier Bay i en periode på 20 år. I dag er de en af de mest rigelige havpattedyr i Glacier Bay. De nylige observationer har dokumenteret store grupper på mere end 500 havterre i nogle dele af nedre gletsjerbugt, hvilket antyder, at bytteressourcer er rigelige.
(via GIPHY) Fusionen af avancerede statistiske og matematiske metoder skildrede for første gang, hvor ekstraordinær vækst og spredning af denne befolkning var.
Havtudere havde stor succes i kølvandet på tidevand gletscher tilbagetog i Glacier Bay. Selvom klimainduceret tab af havis kan have negativ indflydelse på nogle vidtstrakte spids rovdyr - såsom isbjørne eller hvalrosser - kan andre arter drage fordel af fremkomsten af nytilgængelige naturreservater og byttedyrressourcer.
Mennesker har forårsaget den globale tilbagegang af spids rovdyr, og disse fald er ofte vanskelige at vende. Vores resultater antyder imidlertid, at når der er minimal menneskelig interferens, kan spids rovdyr have stor succes med at genkolonisere et passende habitat.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Perry Williams, postdoktor i statistik og fisk, dyreliv og konserveringsbiologi, Colorado State University
Mevin Hooten, assisterende enhedsleder, US Geological Survey, Colorado Cooperative Fish and Wildlife Research Unit; Lektor, fisk, dyreliv og konserveringsbiologi og statistik, Colorado State University
