Estudio de la biología reproductiva de guanacos silvestres (Lama guanicoe) y su relación con factores poblacionales aplicados a la conservación y el manejo sustentable de la especie en zonas áridas

Abstract

Mediante el estudio de la relación entre los procesos fisiológicos y la ecología poblacional es posible evaluar la influencia de las variaciones ambientales o de los efectos humanos sobre la fauna silvestre. En este sentido la endocrinología nos brinda información sobre factores fisiológicos como son la utilización de la energía o el estado de preñez que pueden ser utilizados para modelar parámetros poblacionales. Además, si la información endocrinológica se obtiene mediante metodologías no invasivas, no es necesaria la restricción física de los individuos evitando causar un estrés innecesario. Entonces, el estudio de los metabolitos fecales de progesterona y estrógenos tiene la potencialidad de brindar información sobre la proporción de hembras preñadas en una población y la tasa de natalidad. Además, si se relaciona con otros parámetros ecológicos como la supervivencia en las etapas críticas de la vida de los individuos (como el primer año de vida en los grandes ungulados), es posible conocer cuántos individuos se incorporan efectivamente a la población, es decir el reclutamiento poblacional. El guanaco (Lama guanicoe) es el principal herbívoro nativo de la estepa patagónica. Comprender los mecanismos involucrados en su reproducción es fundamental para desarrollar estrategias de coexistencia con las actividades humanas. En esta tesis se estudiaron por primera vez aspectos de la endocrinología de las hembras de guanacos silvestres durante el proceso gestacional utilizando metodologías no invasivas y su aplicación a la ecología de poblaciones. Para ellos se plantearon los siguientes objetivos: 1) validar analíticamente una metodología no invasiva de diagnóstico de preñez, y desarrollar una herramienta que facilite el diagnóstico en poblaciones silvestres utilizando modelos predictivos; 2) realizar el seguimiento del proceso gestacional de un grupo de hembras de guanacos en cautiverio para validar biológicamente la medición de metabolitos fecales de hormonas sexuales como método de diagnóstico de preñez y evaluar el éxito gestacional en la población silvestre de La Payunia mediante el diagnóstico de la preñez temprana y avanzada; 3) proponer una metodología innovadora para el cálculo de la producción de crías utilizando el estado de preñez de las hembras y utilizarla para estimar el reclutamiento poblacional, 4) estudiar la serie de tiempo más larga de relevamientos poblacionales realizados en La Payunia en primavera, explorar las variaciones interanuales en las densidades de individuos en relación a la productividad primaria y su discutir estos resultados relacionándolos a la importancia de la nutrición para el desarrollo fetal y la lactancia. Los resultados obtenidos indican que la utilización de metabolitos fecales para realizar el diagnóstico de preñez es adecuada principalmente al final de la gestación (i.e: primaveracomienzos del verano). La utilización de modelos predictivos para el diagnóstico de preñez facilitó su diagnóstico, se observó que cuando éste asigna una probabilidad de preñez mayor a 0,4 es aconsejable considerar a la hembra como preñada. El seguimiento del proceso gestacional en los guanacos en cautiverio indicó un aumento en las concentraciones de metabolitos fecales de progesterona y de estrógenos durante los últimos meses de gestación. Por otra parte, la metodología propuesta para estimar densidades de crías permitió realizar cálculos de reclutamiento con una precisión semejante o en algunos casos mejor a la de las metodologías tradicionales de recuento de animales y cálculo de densidades. La misma debería ser probada con un mayor número de muestreos y en otras poblaciones de guanacos para que pueda ser aplicada al manejo de la especie. También podría ser probada y utilizada en otros modelos biológicos. Esta herramienta complementa los métodos utilizados tradicionalmente para muestreos de grandes ungulados y los relaciona con la información proporcionada por los metabolitos fecales de hormonas sexuales. Finalmente, las estimaciones de densidades de guanacos en La Payunia indicaron una marcada variabilidad interanual que se correlaciona con la productividad primaria. Esta información abre nuevas preguntas en torno a los factores fisiológicos que regulan la localización de los individuos en la zona y la utilización del espacio. Los resultados obtenidos en esta tesis amplían el conocimiento sobre la biología del guanaco y, además, proponen herramientas que podrían ser utilizadas para disminuir el impacto del manejo sobre las hembras y asegurar la viabilidad de las poblaciones.

By studying the relationship between physiological processes and population ecology, it is possible to evaluate the influence of environmental variations or human effects on wildlife. In this sense, endocrinology provides information on physiological factors such as energy utilization or pregnancy status that are useful to model population parameters. In addition, if endocrinological information is obtained through non-invasive methodologies, without causing physical restriction of individuals unnecessary stress is avoided. Furthermore, the study of fecal metabolites of progesterone and estrogens has the potential to provide information on the proportion of pregnant females and the birth rate in a population. Additionally, if it is related to other ecological parameters such as mortality in critical life stages of individuals (such as the first year of life in large ungulates), it is possible to know how many individuals are effectively incorporated into the population, i.e: population recruitment. The guanaco (Lama guanicoe) is the most important native herbivore of the Patagonian steppe. Understanding the mechanisms involved in its reproduction is fundamental to developing strategies for coexistence with human activities. In this thesis, we studied for the first-time aspects of the endocrinology of wild guanaco females during the gestational process using non-invasive methodologies and their application to population ecology. The objectives of this research were: 1) analytically validate a non-invasive methodology for pregnancy diagnosis and develop a tool to facilitate its diagnosis in wild populations using predictive models; 2) follow up the gestational process of a group of captive guanaco females to biologically validate the measurement of fecal metabolites of sex hormones as a method for pregnancy diagnosis and evaluate gestational success in the wild population of La Payunia by diagnosing early and advanced pregnancy; 3) propose an innovative methodology for the estimate of calves production using females pregnancy status and, then apply it to estimate population recruitment; 4) study the longest time series of population surveys carried out in La Payunia in spring and explore interannual variations in guanaco's densities concerning primary productivity and discuss these results in connection to the importance of nutrition for fetal development and lactation. The results obtained indicate that the use of fecal metabolites for pregnancy diagnosis is adequate, mainly at the end of gestation (i.e.: spring-early summer). The use of predictive models for pregnancy estimates facilitated its diagnosis. The results indicated that when the model assigns a probability of pregnancy greater than 0.4, it is advisable to consider the female pregnant. The monitoring of the gestational process in captive guanacos indicated an increase in the concentrations of fecal metabolites of progesterone and estrogens during the last months of gestation. On the other hand, the proposed methodology for estimating offspring densities allowed to estimate recruitment with similar or, in some cases, better precision than traditional methodologies for counting animals and calculating densities. The method should be tested with more samples and in other guanaco populations to then be applied to the management of the species. It could also be tested and used in different biological models. This tool complements the imperfect detection methods and relates them to the information provided by fecal sex hormone metabolites. Finally, estimates of guanaco densities in La Payunia indicated a marked interannual variability that correlates with primary productivity. This information opens new questions about the physiological factors that regulate the location of individuals in the area and the use of space. The results obtained in this thesis expand the knowledge on guanaco biology, and in addition, they propose tools that could be applied to reduce the impact of management on females and ensure the viability of the populations.