Características y tendencias clave de una revisión sistemática de pesquerías multi-especies

Guía para actores clave, tomadores de decisiones y científicos para comprender el trabajo existente sobre modelos multi-especies

Tradicionalmente, la gestión de la pesca marina se ha basado en gran medida en modelos poblacionales mono-específicos para guiar el desarrollo de medidas destinadas a garantizar la sostenibilidad de los recursos pesqueros. Estos modelos suelen centrarse en la dinámica poblacional clave, como la tasa de crecimiento, el reclutamiento, la selectividad, la biomasa, la mortalidad natural y la mortalidad por pesca. La interacción de estos factores determina las fluctuaciones en el tamaño poblacional de las especies objetivo a lo largo del tiempo.

Más allá de los modelos poblacionales mono-específicos, la gestión pesquera emplea cada vez más modelos complejos, como los modelos ecosistémicos. Estos modelos buscan dar cuenta de procesos ecológicos más amplios, incluyendo las interacciones biológicas entre especies, un aspecto fundamental de los modelos multi-especies. Un modelo ecosistémico (EM) es un marco que incorpora componentes del ecosistema (p. ej., especies o grupos funcionales) y procesos ecológicos (p. ej., depredación, perturbaciones y dispersión), utilizando datos para extraer conclusiones sobre elementos específicos o sobre todo el ecosistema. Estos modelos, a menudo visualizados como redes, ayudan a predecir los resultados de interacciones ecológicas complejas y se utilizan ampliamente en la gestión marina y terrestre.

Los modelos multi-especies (MSM) pueden modelar las interacciones tróficas, la competencia, la depredación y otras dinámicas ecológicas, y se utilizan principalmente para el asesoramiento estratégico en la gestión pesquera, fundamentando decisiones a largo plazo y delimitando una gama de opciones viables. El uso de los MSM se ha extendido a varios otros fines; por ejemplo, en el Atlántico de EE. UU. y el Mar de Irlanda, estos modelos se han empleado para ajustar los puntos de referencia de la gestión monoespecífica, considerando las interacciones multi-especies y mejorando la comprensión del ecosistema. Numerosos estudios han mejorado nuestra comprensión de estas herramientas, pero aún falta una evaluación sistemática de la relación entre los MSM y las áreas geográficas en las que se aplican.

Este artículo – resumido de la publicación original (Couve, P. et al. 2024. Systematic Review of Multi-Species Models in Fisheries: Key Features and Current Trends. Fishes 2024, 9(10), 372) – presenta una revisión exhaustiva de la aplicación de modelos multi-especies en la investigación pesquera, destacando sus usos geográficos y específicos para cada especie.

Este estudio consistió en una revisión bibliográfica sobre modelos multi-especies (MSM) realizada mediante la base de datos Scopus de Elsevier (www.scopus.com, consultado el 23 de noviembre de 2022). La metodología de la revisión siguió las directrices PRISMA Ítems de Informe Preferidos para Revisiones Sistemáticas y Meta-Análisis). PRISMA es un marco estandarizado que ayuda a garantizar la presentación de informes claros y completos sobre los métodos y hallazgos de investigación para revisiones sistemáticas y metaanálisis. El enfoque PRISMA implica el uso de una lista de verificación y un diagrama de flujo para promover una presentación transparente y completa del proceso de investigación y sus resultados.

La fórmula de búsqueda de la revisión sistemática arrojó un total de 787 artículos. De estos, solo 78 cumplieron con los criterios de elegibilidad descritos y fueron revisados ​​en su totalidad (Fig. 1). Se identificaron 86 MSM en los 78 artículos revisados.

Para obtener información detallada sobre el diseño del estudio, la adquisición de datos y los análisis, consulte la publicación original.

Interés regional en modelos multi-especies

La mayoría de los 86 MSM identificados se clasificaron como modelos dinámicos multi-especies, DYN (modelos que utilizan un número limitado de especies o grupos funcionales que probablemente tengan interacciones relevantes con la especie objetivo), lo que representa 45 casos. Los modelos recopilados en este estudio están asociados con 25 de los 66 Grandes Ecosistemas Marinos (LME) identificados a nivel mundial, lo que representa el 38 por ciento del total. La distribución de MSM se concentra principalmente en América del Norte y Europa (Fig. 2). La distribución desproporcionada de las publicaciones sobre pesca se puede atribuir a la concentración de la producción científica en un pequeño número de centros científicos pesqueros consolidados, ubicados principalmente en Europa, América del Norte, Australia y Japón.

En los MSM revisados, la elección de las especies no se basa únicamente en su volumen de captura o valor comercial. También se ve influenciada por su importancia histórica en la investigación. Estos organismos modelo están bien estudiados, lo que permite una exploración más directa de cuestiones biológicas y ecológicas.

Mar del Norte

Además del eglefino, el arenque y el bacalao del Atlántico, los MSM encontrados en la revisión también incluyeron otras especies que constituyen una gran parte de los desembarques en el Mar del Norte, como el merlán, la faneca de Noruega, y el lanzón. Cabe destacar que el LME del Mar del Norte alberga a más de 100 poblaciones. La difícil recuperación de la población de bacalao del Atlántico a lo largo de los años también fue un factor clave para el uso y desarrollo de MSM en este LME. Estos modelos abordaron las complejas interacciones entre especies y los posibles impactos del cambio climático en el ecosistema. El desarrollo y la aplicación de MSM en el LME del Mar del Norte reflejan la preocupación de las partes interesadas por lograr una gestión pesquera sostenible, a la vez que consideran la dinámica multi-especies y los efectos de los cambios ambientales en el ecosistema.

Mar Báltico

El Mar Báltico se caracteriza por una interacción bien documentada entre tres especies de importancia comercial: el bacalao del Atlántico, el espadín y el arenque. Estas especies presentan distribuciones superpuestas, especialmente en las subdivisiones 25-29 y 32 del CIEM, y juntas representan aproximadamente el 95 % de las capturas totales de la región. Se sabe que el Mar Báltico Mar Báltico es susceptible a los cambios ambientales, lo que contribuye aún más a la relevancia y la exploración de MSM en este LME.

Inventarios del ciclo de vida de los ingredientes marinos

Golfo de Alaska

La pesquería de abadejo es la mayor pesquería de peces de fondo del Golfo de Alaska (GoA). El abadejo, junto con el arenque del Pacífico, es una de las principales presas del bacalao del Pacífico y la platija dentada, lo que los convierte en componentes clave del ecosistema y la pesca del GoA. En la pesca de arrastre, especies como el fletán del Pacífico están prohibidas, con cuotas limitadas. Sin embargo, este enfoque de gestión no ha provocado reducciones drásticas en los límites de captura de otras especies de peces. El fletán es un importante depredador en el ecosistema del GoA, en particular de los ejemplares de mayor edad que ya se han incorporado a la pesca comercial.

Mar Mediterráneo

Tradicionalmente, la gestión pesquera en el Mar Mediterráneo (MED) se ha basado en el control del esfuerzo pesquero y medidas técnicas, como restricciones de área, tallas mínimas de desembarque y limitaciones de artes de pesca, sin límites de captura ni interacciones técnicas en muchas pesquerías. Este enfoque, combinado con la complejidad de la gestión de los 23 países que rodean el MED y los múltiples factores de estrés antropogénicos y ambientales que afectan negativamente a las poblaciones de peces, ha creado una situación crítica debido al estado actual de sobreexplotación de varias pesquerías comerciales.

La merluza común es la especie que se encuentra con mayor frecuencia en los MSM de este LME. Esto se debe a que la merluza común tiene un amplio espectro de presas: los individuos más pequeños (menos de 12-13 cm de longitud total) no muestran una preferencia particular por ciertos taxones, mientras que los individuos más grandes se especializan en presas más energéticas y de mayor tamaño, como las sardinas, las anchoas Europeas o incluso las merluzas pequeñas. En contraste, las sardinas y las anchoas europeas son presa de múltiples depredadores, lo que mantiene niveles tróficos más altos y las convierte en sujetos de estudio para evaluar la dinámica trófica en diferentes escenarios de la región.

Golfo de Maine

El Golfo de Maine (GoM), en particular el Banco Georges, fue el área mencionada con mayor frecuencia para el Gran Ecosistema Marino de la Costa Este de EE. UU. en los modelos analizados. En esta región, el bacalao del Atlántico se alimenta de arenque del Atlántico y juveniles de bacalao del Atlántico. Por otro lado, la lacha del Atlántico es presa de varias especies, incluyendo peces grandes como la lubina rayada y el atún rojo del Atlántico, así como mamíferos marinos como el delfín mular. Además de sustentar la pesca comercial, algunas de estas especies depredadoras tienen un valor significativo para la pesca recreativa, el ecoturismo y el patrimonio cultural.

Grupos de Modelos Multi-Especies

Los grupos de modelos que se muestran en la Fig. 3 incorporan diferentes conjuntos de características. Incluso dentro de la misma categoría de MSM, puede haber una variación significativa en las características específicas que utilizan los diferentes MSM. En esta revisión solo se consideraron siete características para cada MSM.

La elección del modelo de respuesta funcional adecuado es crucial, ya que una elección errónea puede llevar a subestimar o sobreestimar el riesgo de deterioro de las poblaciones, en lugar de capturar la dinámica poblacional más realista. Esto se debe a que el resultado del modelo es altamente sensible a la respuesta funcional utilizada.

Los modelos de ecosistemas complejos, como Atlantis, pueden incorporar múltiples modelos de respuesta funcional, lo que permite representar cada especie mediante la respuesta funcional más adecuada según el comportamiento de los depredadores. Esta flexibilidad en el modelado de la respuesta funcional ayuda a capturar mejor las interacciones subyacentes entre depredadores y presas. Sin embargo, esto depende de la complejidad del modelo, ya que realizar un análisis de sensibilidad exhaustivo para evaluar formas alternativas de respuestas funcionales es un desafío.

Dado el impacto potencial del cambio climático, que podría reducir la biomasa pesquera global hasta en un 30 por ciento para 2100 en uno de los escenarios considerados, varios de los MSM revisados ​​han abordado los efectos de la variabilidad climática en la productividad de las especies marinas. Estos modelos emplean diversos enfoques según la categoría de MSM. Un enfoque descendente, a menudo asociado con la gestión pesquera, examina cómo variables como la depredación dependiente de la temperatura, la alimentación, el metabolismo y las tasas de crecimiento influyen en el desarrollo de las especies objetivo. Este enfoque se implementa comúnmente en modelos dinámicos o de extremo a extremo. Por el contrario, un enfoque ascendente se centra en comprender cómo los factores ambientales afectan a las poblaciones. Este método es más frecuente en plataformas acopladas e híbridas, que utilizan varios submodelos para captar la complejidad de estas interacciones.

Los modelos ecosistémicos se enfrentan a la incertidumbre, tanto de las estimaciones de parámetros como de los componentes estructurales, que aumenta con la complejidad del modelo. Sin embargo, los modelos más simples también presentan limitaciones, como la omisión de procesos clave y escalas inadecuadas. Validar modelos ecosistémicos es inherentemente desafiante, ya que crear configuraciones experimentales ideales para estos modelos complejos a menudo requiere una amplia gama de escenarios de tratamiento y control, así como un alcance temporal y geográfico significativo. Dada la complejidad inherente de la categoría MSM, realizar un análisis de sensibilidad exhaustivo para evaluar configuraciones alternativas puede resultar excesivamente complejo. En concreto, la validación cruzada de las predicciones de los modelos con múltiples enfoques de modelado puede ser una herramienta potente para mitigar la incertidumbre en los procesos de toma de decisiones.

Perspectivas

Gestionar eficazmente las pesquerías mixtas sigue siendo un desafío importante. Si bien la necesidad de mejores enfoques es evidente, las aplicaciones más frecuentes de los enfoques multi-especies y ecosistémico se han observado en el hemisferio norte, en particular en América del Norte y Europa occidental. Estas iniciativas, impulsadas por el objetivo de avanzar hacia la próxima generación de gestión pesquera basada en ecosistemas, se han centrado en pesquerías de importancia cultural y comercial, en particular las dirigidas a pequeñas especies pelágicas y demersales. Este enfoque geográfico y por especies subraya la necesidad de reconocer las interacciones depredador-presa más significativas, especialmente las que involucran a pequeños peces pelágicos.

Este trabajo muestra el desarrollo sostenido y la aplicación de MSM que incorporan la dinámica de depredación para la gestión e investigación pesquera. Nuestros resultados sirven como una guía completa para que las partes interesadas, los responsables de la toma de decisiones y los científicos revisen el trabajo existente sobre modelos multi-especies. Ofrece información sobre su adopción en la gestión e investigación pesquera, considerando la disponibilidad de datos y el desarrollo regional.