The green sea turtle Chelonia mydas (Testudines, Cheloniidae) in the Galapagos Islands, Ecuador: a literature review coupled with a population dynamics model

Abstract

Las tortugas marinas juegan un papel importante dentro de los ecosistemas marinos. Al ser consideradas especies centinela, nos ayudan a determinar la salud del ambiente en el que se encuentran. De acuerdo con la UICN, la mayoría de las tortugas marinas se encuentran en alguna de las categorías de amenaza. En Ecuador, un país donde se han registrado cinco de las siete especies conocidas, las tortugas marinas están consideradas casi amenazadas. Gracias al programa de monitoreo de tortugas marinas en las playas de Galápagos, se han podido recolectar datos biológicos sobre la distribución, abundancia y biología reproductiva de la especie Chelonia mydas, la tortuga marina verde. Sin embargo, esta información, aunque disponible, es aún escasa y se encuentra dispersa. Esto es lamentable considerando que las Islas Galápagos son uno de los principales sitios de anidación de esta especie en el Pacífico Oriental. Además, la falta de sistematización de los datos dificulta consolidar esfuerzos de investigación más profundos como aquellos basados en teoría ecológica (incluyendo la dinámica de poblaciones) y su aplicación para la toma de decisiones relacionadas a la conservación de C. mydas en Galápagos. En la primera parte de esta tesis, se presenta una síntesis de los datos biológicos disponibles de la población de C. mydas en Galápagos, con el fin de evaluar el estado actual e histórico de la población y así poder coadyuvar a la implementación de acciones concretas de conservación. Aunque C. mydas anida en casi todas las playas de las Islas Galápagos, los principales sitios de anidación son: Quinta Playa y Bahía Barahona (Isla Isabela), Las Bachas (Isla Santa Cruz), Las Salinas (Isla Baltra), Espumilla (Isla Santiago) y Punta Cormorán (Isla Floreana). Quinta Playa y Las Bachas son las playas que históricamente han sido mejor monitoreadas. El registro histórico muestra un alto número de hembras anidadoras en algunas temporadas, pero también existen temporadas en las que la abundancia de hembras anidadoras fue sumamente baja (e.g., en el año 1983, cuando un fuerte fenómeno de "El Niño" ocurrió). Durante la temporada de anidación, las tortugas hembra regresan a la playa más de una vez para dejar sus huevos, con un intervalo promedio de 14.7 días. Además, las hembras regresan a los sitios de anidación cada 4.7 años en promedio, a diferencia de los machos que regresan casi todos los años; esta diferencia en la tasa de retorno entre sexos posiblemente se debe al mayor gasto energético que supone para una hembra todo el proceso de apareamiento y anidación. Por otra parte, las tasas de crecimiento de C. mydas en Galápagos, con una edad media de madurez sexual de 36 a 50 años, son considerablemente más lentas que las reportadas para esta especie en otros lugares. Además, los porcentajes promedio de éxito de eclosión (46.0%) y éxito de emergida (45.6%) de los neonatos en las playas de Galápagos son relativamente bajos en comparación con otros sitios. En cuanto a indicadores de conservación, vale recalcar que, aparte del problema omnipresente de predadores naturales e introducidos, el 85% de las playas que sirven de sitios de anidación se encuentran en playas que son frecuentadas por turistas y embarcaciones pesqueras, lo cual podría impactar negativamente en la población. De hecho, el 22% de la mortalidad de C. mydas en Galápagos es causada por golpes de embarcaciones. Es por tanto prioridad el establecer y reforzar las acciones de conservación de estos sitios de anidación para asegurar una población saludable de C. mydas en las Islas Galápagos a largo plazo. En la segunda parte de esta tesis, se presenta un modelo matemático de tiempo continuo estructurado por sexos para estudiar la dinámica poblacional de C. mydas, la tortuga verde marina. El modelo se parametriza utilizando como referencia los datos conocidos sobre biología reproductiva y abundancia local de esta especie en Galápagos (resumidos en la primera parte de la tesis). Etapas del ciclo de vida de las tortugas marinas en las que no son reproductivamente activas fueron descartadas, simplificando el modelo matemático. En este sentido, se consideran únicamente dos etapas: adultos y huevos. Además, el modelo hace una clara distinción de sexos dividiendo la etapa adulta en machos y hembras, resultando en un sistema tridimensional no lineal de ecuaciones diferenciables. A través del análisis matemático cualitativo del modelo se demuestra lo siguiente: 1) El flujo inducido por el sistema es positivamente invariante en la región de interés biológico (Ω); y 2) La condición (R_0>1) es necesaria y suficiente para que el único punto de equilibrio no trivial (I^*) sea globalmente y asintóticamente estable en esa región. La condición (R0 > 1) se deriva de la linearización del sistema tri-dimensional y el uso del criterio de estabilidad de Routh-Hurwitz para el análisis de estabilidad local de los puntos de equilibrio. Para el estudio de la estabilidad global, se redujo el sistema original a uno de tipo bidimensional para posteriormente aplicar el criterio de Bendixon y el Teorema de Poincare-Bendixon, y concluir que el punto de equilibrio no-trivial es global y asintóticamente estable. Cuando se implementa los valores estimados para nuestros parámetros en las simulaciones numéricas, se pudo observar que en efecto la población de tortugas verdes de Galápagos cumple con las condiciones para las cuales el punto crítico no-trivial (I^*) es global y asintóticamente estable (R_0=6.3); es decir, la estabilidad asintótica se mantiene para cualquier valor inicial dentro del conjunto Ω. En contraste, cuando se alteran los valores estimados de los parámetros de manera que no se cumpla la condición establecida, el punto crítico trivial (I_0) se vuelve globalmente estable, y la población cae hacia la extinción independientemente de los valores tomados dentro del conjunto Ω positivamente invariante. Por lo tanto, en base en los datos históricos de los registros de población anidadora, junto con los resultados del análisis cualitativo y las simulaciones numéricas, se puede concluir que la población anidadora de tortuga verde en Galápagos es una población sana, con un número significativo de individuos.