Modelowanie przestrzennej dynamiki populacji dużego drapieżnika w obliczu zmian środowiska

Duże drapieżniki to duże wyzwanie dla działań w celu ochrony ich populacji. Znaczne rozmiary ciała i wymagania co do przestrzeni, niskie zagęszczenia i tempo rozrodu komplikują ich współistnienie z ludźmi w środowisku silnie zdominowanym przez tych ostatnich. Wiele populacji dużych drapieżników w Europie jest pofragmentowanych i kurczy się, choć w ostatnich latach obserwuje się ich powrót na tereny, na których zostały wcześniej wytępione. W rezultacie wzrasta częstotliwość konfliktów drapieżników z ludźmi. Strategie ochrony populacji drapieżników wymagają zatem planowania i koordynacji w dużej skali, często przekraczającej granice międzynarodowe.

W badaniu odpowiedzi organizmów na zmiany w środowisku coraz ważniejszym narzędziem stają się przestrzenne modele populacyjne (ang. spatially explicit population models). Modele te dają możliwość badania procesów ekologicznych w różnych skalach: od lokalnej do globalnej, łącząc wiedzę o lokalnej demografii i procesie dyspersji. Dyspersja (czyli rozprzestrzenianie się) obejmuje wszelkie przemieszczenia osobników mogące skutkować przepływem genów. Jest ona kluczowym czynnikiem leżącym u podstaw złożonych procesów związanych z dynamiką środowiska, rozmieszczeniem siedlisk i osobników wewnątrz nich.

Duże drapieżniki przemieszczają się często na ogromnych przestrzeniach i nie robią tego w sposób przypadkowy, stosując zależne od gatunku, a często też i od osobnika, strategie poruszania się. Chcąc zbudować model populacji takich zwierząt, trzeba więc także uwzględnić ich behawior związany z poruszaniem się i zmienność osobniczą, a także oddziaływanie środowiska, w którym poruszają się zwierzęta.

Spośród przedstawicieli dużych drapieżników występujących w Europie niedźwiedź brunatny jest szczególnie interesującym gatunkiem do badania wpływu zmian środowiska, strategii rozprzestrzeniania i przemieszczania się na dynamikę populacji. Jest tak ze względu na duże pofragmentowanie populacji niedźwiedzi i obserwowaną w niektórych regionach ekspansję. Ponadto pomiędzy płciami istnieją duże różnice w sposobach poruszania się, a co za tym idzie w rozprzestrzenianiu się osobników obu płci.

Ścieżki przemieszczeń niedźwiedzi w Bieszczadach często skupiają się wokół licznych miejsc dokarmiania, czyli tzw. nęcisk. Jedna z tych ścieżek jest wynikiem symulacji, która?

Celem niniejszego projektu jest poznanie, na przykładzie niedźwiedzia brunatnego, strategii przemieszczania się dużych drapieżników oraz określenie wpływu tychże strategii na populacje w obliczu zmian krajobrazu. Posłuży temu model przestrzennej dynamiki populacji, którego oryginalnym składnikiem będzie realistyczna reprezentacja dyspersji osobników. Coraz większa ilość danych pochodzących z telemetrycznego śledzenia niedźwiedzi pozwoli na określenie reguł, według których poruszają się osobniki i sformułowanie na ich podstawie mechanistycznego modelu przemieszczania się.

Symulacje z użyciem modelu populacyjnego pozwolą uzupełnić luki w naszej wiedzy o czynnikach kształtujących rozmieszczenie i dynamikę populacji dużych drapieżników zarówno w czasie, jak i w przestrzeni, co może przyczynić się do ulepszenia strategii ich ochrony – poznanie mechanizmów rządzących poruszaniem się organizmów daje możliwość lepszego zrozumienia dynamiki populacji w czasie i przestrzeni, tempa kolonizacji nowych siedlisk oraz zróżnicowania genetycznego wewnątrz populacji i pomiędzy nimi. Ma również znaczenie dla określenia zdolności populacji do zaadaptowania się – poprzez zmiany swojego zasięgu – do zmieniających się wskutek działalności człowieka warunków środowiska, wliczając w to zmiany klimatyczne.

Dr Kamil Bartoń

Absolwent Wydziału Biologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, doktorat wykonał w Zakładzie Badania Ssaków PAN w Białowieży. Odbył staże naukowe w Szkocji, w ramach stypendium Marie Curie, oraz w Niemczech, a obecnie pracuje w Instytucie Ochrony Przyrody PAN w Krakowie. Karierę naukową rozpoczynał jako biolog terenowy, z wiekiem skłania się jednak ku znacznie wygodniejszemu, szeroko pojętemu modelowaniu.

Data publikacji: 24.09.2015