Rango de hogar

El área de distribución del hogar es el área donde normalmente vive un animal y que es suficiente para satisfacer sus necesidades básicas .

Podemos hablar del rango de hogar de un individuo promedio, de una pareja típica o posiblemente de una población dentro de una metapoblación , para todo o parte de su ciclo de vida (el rango de hogar debe, por lo tanto, definirse para un intervalo de tiempo dado (estación, año , o vida útil).

Tener un territorio y un área de distribución tiene un "costo" para el animal (por lo tanto, "dependiente" de un área en particular) y, a veces, un costo para el grupo (mayor riesgo de sobreexplotación del área y parasitosis ), pero según Stamps (1995) proporcionaría beneficios superiores a estos costes para los animales territoriales. Estos animales exploran y explotan mejor (a menores costos de energía) un entorno que se ha vuelto familiar. Por ejemplo, los costos diarios de alimentación, monitoreo, mantenimiento, defensa, desarrollo y memorización de los recursos vitales y críticos en los que basa sus decisiones para establecer un rango de hogar, deben ser menores o iguales a los beneficios adquiridos a través del rango de hogar. La presa puede parecer más vulnerable a la depredación, pero conociendo mejor su territorio, puede huir o esconderse mejor allí, además, los rastros de olor están parcialmente borrosos para el depredador que los usa.

Hay casos especiales, que incluyen:

• el campo de las especies bioconstructivas;
• el dominio de los ingenieros de especies que gestionan literalmente todo o parte de su territorio (por ejemplo, ciertas termitas o el castor y sus presas);
• especies que utilizan lugares de exhibición sexual (sin comida o sin ocultar interés, etc.); ex: paraíso ...

Definición de elementos

• Para Burt (1943), el área de distribución es “  el área que atraviesa el individuo durante sus actividades normales de búsqueda de alimento, reproducción y cuidado de las crías. Viajes ocasionales fuera de la zona, como exploraciones de la naturaleza, que no deben considerarse como parte del ámbito del hogar  ” .
  Esta definición excluye, no la migración , sino cualquier desplazamiento significativo e inusual.

• La definición de Burt se cambió en la década de 1970, donde el área de residencia se estimó luego como la probabilidad de encontrar un animal en un lugar particular en un avión.
• Para el software de cálculo, esta probabilidad es una "función de densidad" llamada "Distribución de uso" (DU). Generalmente corresponde a la distribución de las posiciones de un animal en el plano. “Se puede usar un criterio de nivel de probabilidad para eliminar las salidas ocasionales descritas por Burt (1943), al incluir en el área de distribución solo el área más pequeña donde el animal pasa el 95% de su tiempo. El uso del 95% de los rangos de hogar concuerda con el umbral de probabilidad comúnmente aceptado para validar estadísticamente una hipótesis. Los datos que se utilizan con frecuencia para cuantificar el rango de hogar de un animal se encuentran en forma de observaciones visuales o inferidas (ubicaciones o trazas telemétricas) ” .
• La noción de área de distribución no debe confundirse con la de "  territorio  " de un animal territorial , que es la parte de la zona de distribución defendida); Los entornos que no se consideran "áreas de uso" generalmente se excluyen del área de distribución del hogar, aunque los animales pueden estar familiarizados con las áreas que no usan.
  Salvo en casos especiales (elementos del territorio utilizados como punto olfativo o de marcación visual), la noción de área vital no toma en cuenta (o mal) el comportamiento de defensa del territorio por parte del animal.
• Para animales moderadamente o menos territoriales, según Powell (2000), los límites y áreas de áreas de distribución pueden ser borrosos, ya que pueden ser imprecisos para los animales mismos.
• El tamaño y la configuración del área de distribución se determina generalmente por el espacio necesario para cumplir con los alimentos requisitos del animal en el momento de la reproducción y, si procede, la acumulación de grasa en previsión de hibernación , un hibernación o una migración . Este espacio varía según los recursos locales, que pueden variar de un año a otro ( glandaies, por ejemplo).
  En consecuencia, cuanto más grande sea un animal, o cuanto más escaso o disperso sea su recurso alimentario, más tenderá a extenderse su "área de distribución".
• Dentro de un territorio y un área de residencia observada durante la vida útil total de un animal, el área de distribución puede cambiar de un año a otro (por ejemplo, para los ciervos (considerados muy sedentarios ) estudiados por Pellerin (2005), la recuperación de un año a la el siguiente fue alrededor del 60% para cada individuo).

Deducciones

El análisis deductivo de la importancia del tamaño del área de distribución debe ser interpretado según la especie y de varios factores: varía de una especie a otra, por ejemplo según:

• sexo (macho y hembra y de manera diferente según la especie);
• la época del año (que modula la disponibilidad de recursos alimentarios y la capacidad térmica del medio ambiente (en zonas frías o áridas en particular);
• el peso del animal;
• edad;
• la parte relevante del ciclo de vida del animal (bajo el agua en el renacuajo , pero aérea y terrestre en el sapo adulto);
• lugar en la cadena alimentaria. Los carnívoros y los grandes depredadores generalmente requieren un territorio más grande que los consumidores primarios.

Así, el área de residencia del alce ( Alces alces ) muestra una correlación positiva con la edad para el macho, que en este caso refleja la dominancia (Cederlund y Sand 1994), mientras que el tamaño de los rangos anuales e invernales disminuirá. edad en la hembra del ciervo o del cabra montés, esta vez revelando la experiencia del territorio adquirido por la hembra a lo largo del tiempo.

Los "dominios" de individuos de la misma especie pueden superponerse.

Si hay defensa del territorio, las áreas de distribución de los animales generalmente no se superponen, pero puede haber una superposición cuando los animales no se encuentran o excepcionalmente o si el territorio defendido es más pequeño que el área de distribución.

Historia del concepto

Esta noción parece ser utilizada por biólogos y etólogos al menos desde la publicación de 1943 , de WH Burt, quien trazó mapas de la extensión del rango de vida de las especies que estudió y de los límites exteriores de los movimientos llevados a cabo por estos. animales durante sus actividades diarias.

Diversos autores han asociado al concepto de área de distribución las nociones de patrones ( patrones ) de distribución geográfica en la zona de distribución que representan, por ejemplo, la probabilidad de encontrar un animal en un área definida de su área de distribución. El área de vida de un animal individual generalmente se construye a partir de un conjunto de puntos de ubicación que se han recolectado durante un período de tiempo. Identifica la posición en el espacio de un individuo en varios puntos en el tiempo. Ahora se recopilan automáticamente datos mucho más y más precisos a través de collares, balizas o chips electrónicos colocados en las personas, que transmiten esta información, en particular, a través de satélites o mediante el uso de tecnología celular móvil y sistemas de posicionamiento global (GPS), a intervalos regulares.

Usos y problemas

Apuestas

La noción de área de distribución es utilizada por etólogos y ecólogos (ecología del paisaje), y para el estudio del funcionamiento de poblaciones animales (de vertebrados en particular).

• Es fundamental definir las reglas de conservación o "dimensión" de un proyecto de desarrollo sostenible para esta población. Es uno de los elementos de la corología (el estudio explicativo de la distribución geográfica de las especies vivas y sus causas).

Se relacionan en particular con la biología de la conservación;

• Existe una relación entre el tamaño del área de origen y las posibilidades de supervivencia. Se ha demostrado en corzos que las hembras mayores (corzos) pueden disminuir su área de distribución, probablemente gracias a "la experiencia adquirida en relación con su territorio y el conocimiento de parches ricos en alimentos a lo largo de los meses" (Pellerin citando Stamps 1995, Dzieciolowski et al. 1998, Stamps y Krishnan 1999, Gautestad y Mysterud 2005). Esto sugiere que el rejuvenecimiento mantenido artificialmente por la caza o la caza furtiva (de trofeos en particular) de ciertas poblaciones puede tener un impacto significativo en el tamaño de su área de origen y, en consecuencia, en su supervivencia en territorios cada vez más pequeños y ecológicos .
• Comprender y conocer las limitaciones y las necesidades en términos de "áreas de acción" para las especies es necesaria para el correcto posicionamiento y dimensionamiento de los corredores biológicos , reservas de biodiversidad y determinados eco tuberías en el contexto de la protección o restauración de las redes ecológicas , a través de la verde y cuadrícula azul en Francia, por ejemplo.

usos del concepto

El estudio del rango de hogar complementa otros enfoques, o en los que participó, que incluyen:

• seguimiento de la población mediante captura-marcado-recaptura  ;
• el seguimiento de personas mediante seguimiento por radio ( seguimiento por radio);
• el índice de presión de la flora (IPF de 1991 a 1997);
• el índice de consumo de recursos (IC);
• el estudio de la calidad del hábitat sobre la dinámica de la población, por ejemplo, en cérvidos como el corzo y los rasgos del ciclo de vida  ;
• el estudio de las densidades y movimientos de los individuos.

Mapeo de rango de hogar

Condiciones iniciales :

• En todos los casos, el cartógrafo y / o el modelador deben tener datos georreferenciados adquiridos para una muestra de una población estadísticamente representativa de la especie a estudiar;
  A veces, estos datos son difíciles de recopilar en el campo (por ejemplo, para reptiles jóvenes o anfibios jóvenes (por ejemplo, tritones jóvenes) que escapan fácilmente al observador. Los estudios recientes o en curso, utilizando chips RFID o dispositivos muy ligeros de "rastreo" deberían mejorar el conocimiento de la ecología y movimientos de estos "juveniles" que generalmente sólo son re-observados en el momento de la reproducción y que antes escapan a los métodos tipo CMR ( Captura-Marcado-Recaptura );
• Una caracterización tridimensional de los datos puede ser útil para estudios de especies que viven en océanos o lagos, o incluso para especies que viven en varios estratos del suelo forestal o sotobosque;
• Mapas cada vez más precisos de hábitats o entornos naturales y, a veces, disponibles gratuitamente en datos abiertos (por ejemplo: proyecto ARCH ), a veces se pueden integrar directamente en el SIG.

Visualización de información del rango de hogar :

• La forma más sencilla de dibujar los "  límites " (límites) de un rango de hogar a partir de un conjunto de datos de ubicación georreferenciados ("plántulas de puntos" dispuestos en un mapa ) es construir el polígono más convexo, lo más pequeño posible alrededor de estos puntos.

Este enfoque se denomina "polígono convexo mínimo" (o "MCP" para "polígono convexo mínimo"). Este método todavía se usa ampliamente, pero tiene muchos sesgos e inconvenientes, incluido según Burgman, el de una sobreestimación frecuente del tamaño de los rangos de hogar. .

• Los métodos más conocidos para construir mapas de rango de hogar y distribuciones de uso del espacio se denominan estimaciones de kernel de distribución normal o gaussiana bivariada ( métodos de densidad de kernel de distribución normal o bivariada de Gauss ).

Este grupo de métodos es parte de un grupo más grande de métodos de kernel paramétricos.

• Recientemente, el enfoque del kernel se ha mejorado con la inclusión de varios métodos no paramétricos como

- Método Burgman - Método de casco alfa de Fox - Método de casco convexo local de Getz y Wilmers (LoCoh).

Software y modelado

Actualmente hay muchos programas disponibles para este tipo de cálculo que han facilitado los Sistemas de Información Geográfica (GIS, posiblemente gratuitos, como los GIS gratuitos que incluyen GRASS, QGIS); la mayoría de ellos se refieren a métodos paramétricos (debido al uso más reciente de métodos no paramétricos. Según una evaluación de Getz et al., los estudios disponibles muestran que los métodos "LoCoh" generalmente proporcionan estimaciones más precisas del tamaño. y exhiben menos sesgo que los métodos de kernel paramétricos.

De software (software) para la implementación de métodos paramétricos y kernel no paramétrico están disponibles en línea, que incluyen:

• HRT: Home Range Tools para ArcGIS 9.x ( ESRI ) (métodos de estimación: MCP y kernel);
• LoCoH para determinar el área de distribución de una especie;
• HoRAE ( código abierto ), para estudiar el ámbito doméstico;
• el software de análisis espacial R (del proyecto AniMove destinado al estudio de los movimientos de los animales) con una serie de paquetes específicos (“  Adehabitat ” y otros).

Estas herramientas generalmente permiten al menos:

• Gestión de puntos, líneas y polígonos y mapas rasterizados;
• la gestión de datos "individuales" resultantes del seguimiento por radio (cada vez más por GPS); Análisis factorial de informes de selección, análisis IMO, análisis K-select, etc. ;
• análisis de plántulas puntuales;
• el área y la estimación geográfica del área de distribución;
• estimación de la distancia de Mahalanobis  ;
• un análisis espacial más detallado de la selección de hábitat por la vida silvestre, con en particular el análisis de la selección de ciertos recursos vitales (o no vitales);
• análisis de dispersión mediante el estudio de "trayectorias", incluida la representación de distancias entre ubicaciones, "ángulos de giro" y la posible integración de actividad o datos 3D (profundidad bajo el agua para un animal buceador, elevación en la atmósfera para un pájaro), etc. , con valoración gráfica - dinámica o no) de la "ruta" de datos ( "Trajdyn", "Plotltr" , etc.); muy útil para estudios de fragmentación del paisaje ecológico (por ejemplo , fragmentación forestal ), corredores biológicos y el mapeo de corredores biológicos y reservorios de biodiversidad y sus zonas de amortiguamiento , como parte de la cuadrícula verde y azul, por ejemplo), para verificar la coherencia ecológica de un manejo o un desarrollo, o para revelar situaciones de trampa ecológica o sumidero ecológico .
• el cambio en la proyección (el mapa permanece consistente en otro sistema de proyección de mapas )
• el cálculo de la distribución de utilización (UD).

Límites: estos son principalmente aguas arriba de la presión de muestreo y aguas abajo de la memoria de la computadora y la potencia informática.

Ver también

Artículos relacionados

• Etología
• Comportamiento
• Espacio vital
• Fragmentación del territorio (p. Ej., Fragmentación de bosques
• Hábitat natural
• Nicho ecologico
• Recursos naturales
• ecología del paisaje
• Embalse de biodiversidad , corredor biológico
• mapeo de corredores biológicos
• Aplicaciones de los sistemas de información geográfica
• Sistema de información taxonómico integrado
• Teorías de distribución de especies
• Teoría fuente-sumidero

enlaces externos

• (en) Lista de discusión de R-sig-Geo (Grupo de interés especial de R sobre el uso de datos geográficos y cartografía)

Bibliografía

• (fr) Clément Calenge ( ONCFS ) Análisis del uso del espacio por la vida silvestre  ; Seminario, del Museo Nacional de Historia Natural de París, 2009-05-14 (presentación PPT / PDF, 73 pp)
• Urbano, Cagnacci, Calenge, Cameron, Dettki & Neteler. En prep. Cómo no ahogarse en los datos: un nuevo enfoque para administrar los datos de ubicación de la vida silvestre.
• Cagnacci y Urbano. 2008. Manejo de la vida silvestre: un sistema de información espacial para datos de collares GPS. Modelado ambiental y software 23. 957-959.

Referencias

1. Powell, RA 2000. Los animales rangos y territorios de origen y estimadores del ámbito hogareño. Técnicas de investigación en ecología animal: controversias y consecuencias (eds L.Boitoni y TK Fuller), Colombia University Press, Nueva York
2. sellos, JA, y VV Krishnan. 1999. Un modelo de establecimiento de territorios basado en el aprendizaje . Revisión trimestral de biología 74: 291-318.
3. Burt, VH 1943. Territorialidad y área de distribución aplicada a los mamíferos . Journal of Mammalogy 24: 346-352
4. (in) PR Moorcroft , "Rangos de animales domésticos" en Jørgensen, Sven Erik y Brian D. Fath, Enciclopedia de ecología , Amsterdam; Londres, Academic Press,2008, 174-180  p. ( ISBN  9780080454054 , presentación en línea ).
5. Jennrich, RI y FB Turner. 1969. Medición del rango de hogar no circular . Revista de biología teórica 22: 227-237.
6. Dunn, JE y PS Gipson. 1977. Análisis de datos de radiotelemetría en estudios de alcance doméstico. Biometrics 33: 85-101.
7. Anderson, DJ 1982. El rango doméstico: una nueva estimación técnica no paramétrica. Ecología 63: 103-112.
8. Tesis por Maryline Pellerin (doctorado en Fisiología, Biología de organismos, poblaciones, Interacciones, Universidad de Poitiers), uso del hábitat y la selección en el corzo a diferentes escalas espacio-temporales (2005-12-09), páginas 290
9. (en) JL Rachlow , "Ecología de la vida silvestre" en Jørgensen, Sven Erik y Brian D. Fath, Enciclopedia de ecología , Amsterdam; Londres, Academic Press,2008, 3790-3794  pág. ( ISBN  9780080454054 , presentación en línea )
10. David McFarland ( traducido  del inglés por Guy Schoeller), Diccionario de comportamiento animal , París, Laffont,1990, 1013  p. ( ISBN  2-221-05281-1 , OCLC  22441745 ).
11. Strandgaard, H. 1972: La población de corzos (Capreolus capreolus) en Kalo y los factores que regulan su tamaño . - Revista danesa de biología de juegos 7: 1-205.
12. Liberg, O., A. Johansson, R. Andersen y JDC 1998. La función de la territorialidad masculina en el corzo. El corzo europeo: la biología de un éxito (eds R. Andersen, P. Duncan y JDC Linnell), Scandinavian University Press, p.  221-256 .
13. Harestad, AS y FL Bunnell. 1979. Rango de hogar y peso corporal: una reevaluación . Ecología 60: 389-402.
14. Pettorelli, N., JM Gaillard, P. Duncan, D. Maillard, G. Van Laere y D. Delorme. 2003. La edad y la densidad modifican los efectos de la calidad del hábitat sobre la supervivencia y los movimientos de los corzos . Ecología 84: 3307-3316
15. S., F. Parrini, B. Bassano, S. Siriano y M. Apollonio. 2003. Selección de hábitat en machos adultos de cabra montés alpina, cabra montés de Capra . Folia Zoologica 52: 113–120.
16. Burt, WH 1943. Conceptos de territorialidad y rango de hogar aplicados a los mamíferos. Journal of Mammalogy 24: 346–352.
17. ennrich, RI y Turner FB 1969. Medición del rango de hogar no circular. J. Biología teórica 22: 227-237
18. Ford, RG y Krumme DW 1979. El análisis de los patrones de uso del espacio . - J. Biología Teórica 76: 125-157.
19. Stamps, JA 1995. El aprendizaje motor y el valor del espacio familiar . El naturalista estadounidense 146: 41-58.
20. Dzieciolowski, R., M. Wasilewski, J. Przypasniak, P. Havet, E. Taran y JC Berthos 1998. Áreas de distribución del corzo (Capreolus capreolus) que habita un paisaje de grano fino . Game Wild Fauna 15: 555-563.
21. Gautestad, AO e I. Mysterud. 2005. Complejidad de escala intrínseca en la dispersión y abundancia de animales . El naturalista estadounidense 165: 44-55.
22. Coulson, T., SD Albon, FE Guinness, J. Pemberton y TH Cluton-Brock. 1997. Subestructura de la población, densidad local y supervivencia invernal de los terneros en ciervos rojos. Ecología 78: 852-863.
23. Coulson, T., SD Albon, J. Pilkington y TH Cluton-Brock. 1999. Dinámica espacial a pequeña escala en una población de ungulados fluctuantes. Journal of Animal Ecology 68: 658-671
24. Milner-Gulland, EJ, TN Coulson y TH Clutton-Brock. 2000. Sobre la recolección de una población de ungulados estructurados. Oikos 88: 592-602.
25. Pettorelli, N., JM Gaillard, P. Duncan, JP Ouellet y G. Van-Laere. 2001. La densidad de población y la variación a pequeña escala en la calidad del hábitat afectan la calidad fenotípica del corzo. Oecologia 128: 400-405
26. Pettorelli, N., JM Gaillard, G. Van Laere, P. Duncan, P. Kjellander, O. Liberg, D. Delorme y D. Maillard. 2002. Variaciones en la masa corporal adulta en corzos: los efectos de la densidad de población al nacer y de la calidad del hábitat. Actas de la Royal Society of London serie B 269: 747-753)
27. Stearns, SC 1992. La evolución de las historias de vida . Prensa de la Universidad de Oxford, Oxford.
28. Proyecto European Arch (Interreg) titulado Evaluación del cambio de hábitat regional , que asocia las regiones europea, inglesa y francesa de Kent y Nord-Pas-de-Calais con el centro regional de fitosociología aprobado por el conservatorio botánico nacional de Bailleul , con el DREAL Nord -Pas -de-Calais
29. Baker, J. 2001. Estimaciones de densidad de población y rango de hogar para Eastern Bristlebird en Jervis Bay, sureste de Australia . - Corella 25: 62-67
30. Creel, S. y Creel NM 2002. El perro salvaje africano: comportamiento, ecología y conservación . - Princeton University Press, Princeton, Nueva Jersey, 341 p.
31. Meulman, EP y Klomp NI 1999. ¿Es el área de distribución del ratón Pseudomys shortridgei una anomalía en el género Pseudomys? - Naturalista victoriano. 116: 196-201
32. Rurik, L. y Macdonald DW 2003. Área de distribución y uso del hábitat del zorro kit (Vulpes macrotis) en un complejo de perros de la pradera (Cynomys ludovicianus) . - J. Zoología, 259: 1-5
33. Burgman, MA y Fox JC 2003. El sesgo en las especies de variar las estimaciones de polígonos convexos mínimos: implicaciones para la conservación y opciones para mejorar la planificación . -Conservación de animales 6: 19-28
34. Silverman, BW 1986. Estimación de densidad para estadísticas y análisis de datos . - Chapman and Hall, Londres, Reino Unido
35. Worton, BJ 1989. Métodos de kernel para estimar la distribución de utilización en estudios de rango de hogar . - Ecología 70: 164-168.
36. Seaman, DE y Powell RA 1996. Una evaluación de la precisión de los estimadores de densidad de granos para el análisis del área de distribución . - Ecología 77: 2075–2085
37. Getz, WM y CC Wilmers, 2004. Una construcción local de casco convexo del vecino más cercano de áreas de distribución y distribuciones de utilización . Ecografía 27: 489-505.
38. Getz, WM, S. Fortmann-Roe, PC Cross, AJ Lyonsa, SJ Ryan, CC Wilmers, en revisión. LoCoH: métodos de kernel no paramétricos para construir rangos domésticos y distribuciones de utilización .
39. Rodgers, AR, AP Carr, HL Beyer, L. Smith y JG Kie. 2007. HRT: Herramientas de Home Range para ArcGIS. Versión 1.1. Ministerio de Recursos Naturales de Ontario, Centro de Investigación de Ecosistemas Forestales del Norte, Thunder Bay, Ontario, Canadá
40. LoCoH: potentes algoritmos para encontrar rangos de hogar
41. HoRAE - Caja de herramientas de estimación y análisis de rango doméstico (código abierto)
42. AniMove - Métodos de movimiento de animales
43. Calenge (2005) Herramientas estadísticas para el análisis de patrones de puntos en el espacio ecológico Université Claude Bernard Lyon 1.
44. Calenge (2006) Ecological Modeling , 197: 516-519.
45. Martin, Calenge, Quenette & Allainé (2008) Ecological Modeling , 213: 257-262.
46. Girard, I., JP Ouellet, R. Courtois, C. Dussault y L. Breton. 2002. Efectos del esfuerzo de muestreo basado en la telemetría GPS en las estimaciones del tamaño del área de distribución . Revista de manejo de vida silvestre 66: 1290-1300.