fragmentación de la población

La fragmentación de la población es una forma de segregación poblacional. ^{[ 1 ]} Es una consecuencia biológica de la fragmentación del hábitat en la que una población se divide en grupos más pequeños y aislados debido a la separación física, lo que conduce a la deriva genética y la endogamia. ^{[ 2 ]}

La fragmentación de poblaciones se caracteriza por la pérdida y degradación del hábitat, lo que conlleva una disminución del tamaño y la conectividad de las poblaciones. ^{[ 2 ]} Esta degradación puede ser causada por fuerzas naturales o, especialmente en la actualidad, por factores antropogénicos. ^{[ 3 ]} Las causas generales de la fragmentación incluyen:

• El desarrollo de terrenos alrededor de un área protegida, incluso mediante la adición de un solo carril de carretera o una línea de valla.
• El cautiverio, la captura o la matanza de especies en un área que conecta poblaciones.
• El desplazamiento de una población alejándose de otros individuos de esa especie, como la introducción natural de lobos y alces en la Isla Royale .
• Procesos geológicos, como deslizamientos de tierra o volcanes, que dividen un hábitat.
• El aumento del nivel del mar está separando las islas de lo que antes era una masa continental común.
• El calentamiento global, especialmente cuando se combina con montañas, reduce el movimiento de un hábitat a otro. ^{[ 4 ]}

Las consecuencias de la fragmentación poblacional son principalmente genéticas, contribuyendo a diversos efectos como la depresión por endogamia , que conduce a una menor variabilidad genética dentro de las poblaciones fragmentadas. ^{[ 5 ]} Esta reducción de la variabilidad disminuye la aptitud poblacional por varias razones. Primero, la endogamia aumenta la competencia entre individuos estrechamente emparentados, lo que reduce la aptitud evolutiva de la especie en su conjunto. ^{[ 5 ]} Segundo, la menor variabilidad genética aumenta la probabilidad de que se expresen rasgos recesivos homocigotos letales , lo que puede disminuir el tamaño promedio de la camada y reducir aún más el tamaño de la población. ^{[ 6 ]}

Las poblaciones pequeñas también son más vulnerables a la deriva genética , lo que lleva a una fijación de alelos menor o aleatoria . Como resultado, esto conduce a mayores niveles de homocigosidad y afecta negativamente la aptitud individual. Dado que los individuos en poblaciones pequeñas tienen más probabilidades de estar emparentados, tienen más probabilidades de endogamia. La efectividad de la selección natural también puede verse comprometida, perjudicando el desempeño de una especie al permitir que se acumulen mutaciones deletéreas en estas poblaciones pequeñas. Debido a que los individuos en poblaciones pequeñas tienen más probabilidades de estar emparentados, la probabilidad de endogamia también aumenta. ^{[ 7 ]} Con el tiempo, el potencial evolutivo de una especie —y su capacidad para adaptarse a cambios ambientales, como el cambio climático— disminuye. ^{[ 8 ]} El flujo genético limitado restringe aún más la adaptación y puede aumentar la susceptibilidad de una especie a la extinción. ^{[ 9 ]}

Dependiendo del grado de fragmentación de una población, los impactos genéticos resultantes variarán en gravedad. Si una población se divide en muchas poblaciones de igual tamaño, el flujo genético puede ser uniforme entre todas ellas. En otros casos, el movimiento de individuos y sus genes puede ocurrir principalmente entre poblaciones fragmentadas cercanas, replicando un diseño lineal, como un sistema de escalones. Esto crea una dispersión desigual de la información genética en un rango más amplio. Organizaciones poblacionales más complejas pueden reflejar una dinámica de fuente-sumidero , donde una población mayor sirve como fuente para un gran número de poblaciones pequeñas. En el caso de poblaciones fragmentadas significativamente aisladas, pueden experimentar poco o ningún flujo genético, lo que aumenta su susceptibilidad a la extinción. En general, las consecuencias genéticas dependen de la facilidad con la que los individuos pueden moverse entre los fragmentos y de la consistencia con la que se intercambian los genes a lo largo del tiempo. ^{[ 9 ]}

Si bien se espera que los cuellos de botella poblacionales resultantes de la fragmentación reduzcan la diversidad genética con el tiempo, algunas especies que experimentan estas condiciones logran mantener niveles relativamente altos de diversidad genética. ^{[ 10 ]} La fragmentación en múltiples subpoblaciones más pequeñas, especialmente cuando el flujo genético es bajo, puede preservar adecuadamente la riqueza alélica (el número de alelos presentes en una población), aunque a menudo a expensas de una heterocigosidad reducida . ^{[ 10 ]}

También se ha demostrado que la fragmentación de la población causada por la fragmentación del hábitat aumenta la diferenciación genética entre subpoblaciones, ya que hay menos flujo genético debido a la separación física. ^{[ 11 ]}

La fragmentación de poblaciones puede resultar en una reducción del flujo genético, aumentando el riesgo de depresión por endogamia y extinción en general. Sin embargo, las implicaciones de la fragmentación de poblaciones en los esfuerzos de conservación requieren más investigación. El flujo genético, que es la transferencia de material genético de una población a otra, conduce a organismos genéticamente y fenotípicamente similares. Además, puede aumentar la biodiversidad en una población al introducir nuevos alelos de varios individuos. Para reducir los efectos o prevenir la fragmentación de poblaciones, los investigadores proponen múltiples soluciones relacionadas con la actividad humana. Primero, afirman que la eliminación de barreras (por ejemplo, cercas, carreteras) podría restaurar las poblaciones. ^{[ 12 ]} Esto es especialmente relevante para las áreas urbanas, donde la construcción de infraestructura puede impedir físicamente el movimiento de ida y vuelta entre hábitats, obligándolos a reubicarse o incluso a formar nuevas poblaciones. Sin embargo, la eliminación de barreras no siempre es posible, especialmente en entornos de rápida urbanización.

Una segunda solución propuesta es mantener la conectividad entre hábitats ubicados más allá de barreras, así como hábitats de alta calidad (es decir, control climático, niveles reducidos de contaminación). Los investigadores tenían en mente especies acuáticas al proponer estas soluciones y es posible que no tengan las mismas aplicaciones para organismos terrestres. Los efectos del cambio climático pueden dificultar la consecución de estas soluciones sin la legislación pertinente. De manera similar, investigadores de un estudio independiente propusieron resistir las políticas que apoyan la fragmentación del hábitat y controlar el acceso humano a los hábitats para no alterarlos. ^{[ 13 ]} Nuevamente, esto solo podría lograrse mediante la implementación de políticas. Por último, comprender las implicaciones del cambio climático y cómo las diferentes especies pueden verse afectadas según su nicho ecológico requiere más investigación.

Una solución importante a considerar para mitigar los efectos de la fragmentación de poblaciones es un corredor de vida silvestre . Los corredores de vida silvestre sirven como rutas de conexión designadas entre paisajes fragmentados, lo que permite a los animales viajar de un área a otra. De esta manera, facilitan el acceso a los recursos necesarios, apoyan y mantienen el flujo genético y permiten comportamientos naturales de los que dependen los animales para sobrevivir. ^{[ 14 ]} La eficacia de los corredores de vida silvestre depende de varios factores, incluyendo su ubicación, ancho y diseño estructural. Investigaciones sobre ungulados migratorios en los Estados Unidos han demostrado que los corredores ubicados a lo largo de rutas migratorias previamente establecidas, diseñados como pasos elevados que se asemejan al hábitat natural, tienden a soportar tasas de cruce más altas que las estructuras cerradas. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Los estudios también indican que los corredores deben ser suficientemente anchos para acomodar los patrones de movimiento naturales y reducir los efectos de borde , ^{[ 17 ]} y que el mantenimiento regular de cercas y otras estructuras de guía es necesario para garantizar su funcionalidad a largo plazo. ^{[ 18 ]}

• flujo genético
• erosión genética
• Fragmentación del hábitat
• Ecología del paisaje
• Metapoblación
• dinámica de parches
• corredor de vida silvestre