Nicolaitas desarrollan modelo para conteo más preciso de mariposa monarca

Morelia, Michoacán, 25 de octubre de 2016.- Científicos mexicanos del Instituto de Investigaciones sobre Recursos Naturales de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, desarrollaron un nuevo método para cuantificar el número de ejemplares de mariposa monarca (Danaus plexippus L. 1758) en una fotografía digital, con una precisión en la estimación de la densidad poblacional de entre 80 y 90 por ciento, lo que permite acceder a datos reales para planear acciones de protección y conservación de este emblemático insecto de importancia económica y biológica.

El innovador sistema ha sido desarrollado por José Trinidad Soto González, estudiante de la licenciatura en Biología de la Facultad de Biología de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo y el Dr. Alberto Gómez-Tagle Chávez, profesor investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra del INIRENA, institución que dirige la Dra. Alma Lilia Fuentes Farías.

La importancia de este desarrollo tecnológico digital es que en algunas estimaciones sobre densidad poblacional de la monarca, se ha  comprobado que existe un porcentaje elevado error ya que se han utilizado métodos inadecuados e imprecisos que determinan un amplio margen de estimación, por ejemplo de 6.9 a 60.9 millones de mariposas por hectárea, en trabajos de investigadores como Urquhart y Urquhart en 1976; Brower y equipo en 1977 y 2004; Calvert en 2004 y Rendón-Salinas y colaboradores en 2011, por ejemplo, aseguró el Dr. Alberto Gómez-Tagle Chávez. Con el nuevo modelo, se corregirían estas desviaciones en la información reportada y se tendrían estimaciones más cercanas a la realidad.

El científico del INIRENA explicó que la metodología desarrollada en la UMSNH se basa en la detección de patrones en las alas de la mariposa y un criterio combinado de cercanía y ponderación para reducir el error por detecciones falsas o duplicadas en la imagen.

El modelo, constituye una alternativa metodológica muy adecuada para acciones de estudio y monitoreo de la especie, orientadas al manejo y conservación de este importante insecto, y más ahora que se reporta una sensible disminución en el número de ejemplares en colonias de la Reserva de la Biosfera Mariposa Monarca ubicada en bosques de Michoacán y el Estado de México, reveló el experto ambiental.

Al explicar el método, precisó que se calcula el número mariposas registradas en una fotografía y la apertura de toma (que es la superficie fotografiada), para estimar la densidad de monarcas posadas sobre un tronco o sobre las ramas. Esta novedosa técnica de conteo fue desarrollada y probada en lenguaje de programación Python dentro de un sistema operativo Linux Mint y con el uso de algoritmos.

Alberto Gómez-Tagle refirió que para evaluar la precisión de la técnica, sobre todo por el estatus de protección de la especie, se simularon los agrupamientos con “maquetas” de mariposas, que consisten en impresiones de fotografías de mariposas, de las vistas ventral y dorsal en un tamaño natural.

Las maquetas de mariposas se distribuyeron al azar con diferentes niveles de agrupamiento entre las alas de las mariposas y con diferentes cantidades de mariposas con alas plegadas y extendidas. Las pruebas se realizaron en laboratorio y en campo, con fondos claros y oscuros así como sobre troncos y ramas de árboles de oyamel (Abies religiosa). Los resultados evidenciaron que el método tiene una precisión entre 80 y 90 %. Añadió que los datos de calibración permiten ajustar modelos predictivos para cada distancia de captura de foto y para cada nivel de plegamiento de alas.

La mariposa monarca (Danaus plexippus) es un insecto que a escala mundial es fácilmente reconocido por las personas además de tener una importancia económica, cultural y biológica altamente significativa, detalló el investigador del INIRENA quien comentó que este lepidóptero anualmente migra desde el sur de Canadá y parte de los Estados Unidos hacia los bosques de oyamel en el centro de México durante la temporada de invierno.

Allí, en sus sitios de hibernación, la mariposa se establece en densas colonias en un rango de 5 m a 16 m de altura del árbol (Brower et al., 2011). En 2004, Brower y su equipo, estimaron la existencia de 50 millones de individuos por hectárea, lo que significaría que las colonias cubrirían por completo la superficie de los troncos y ramas.

Sin embargo, el Dr. Alberto Gómez-Tagle Chávez sugirió que éste y otros reportes sobre densidad poblacional de diversos investigadores, “… presentan un elevado error ya que se han utilizado métodos inadecuados e imprecisos que arrojan un amplio margen de estimación que va de 6.9 a 60.9 millones de mariposas por hectárea”. Citó, por ejemplo, trabajos de investigadores como Urquhart y Urquhart, 1976; Brower, 1977; Brower et al., 1977; Brower et al., 2004; Calvert, 2004, Rendón-Salinas et al., 2011). Añadió que “… sus implementaciones se dificultan al ser métodos que requieren constantemente colectar a las mariposas o de requerir una alta inversión en tiempo y trabajo”.

Por ello, frente a la reciente situación observada de descenso en la superficie de bosque ocupado por la mariposa monarca en México (Brower et al., 2012, WWF, 2016), el investigador nicolaita consideró que es prioritario para su estudio, monitoreo, manejo y conservación buscar nuevas alternativas que permitan conocer mejor su estado poblacional.

En el caso de la técnica desarrollada  por los científicos del INIRENA, para una distancia de captura de 75 cm en cada nivel de plegamiento de ala, se obtiene una precisión entre 83 % y 90 % (±0.01 a 0.04). Estos resultados muestran el potencial de esta técnica para realizar conteos precisos y rápidos de mariposa monarca, consideró Gómez-Tagle Chávez.

El modelo computarizado, indicó, permitiría fundamentar las bases de una método robusto y confiable para realizar el monitoreo de la mariposa monarca en los sitios de hibernación de México, que puede usarse para posteriores trabajos de investigación sobre este organismo.

De hecho, el desarrollo ha sido probado ya en la Universidad Michoacana con maquetas bajo diferentes condiciones, pero se requieren realizar pruebas de campo con organismos vivos de este insecto para calibrar la técnica y evaluar su funcionamiento. En ese sentido, dijo que será necesario realizar colectas de organismos y realizar conteos directos para contrastar con conteos automáticos derivados de fotografías digitales y así poder evaluar el desempeño de la técnica y validarla.

Por lo pronto, el innovador modelo de los investigadores michoacanos del Instituto de Investigaciones sobre Recursos Naturales de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo es una alternativa más confiable para la estimación de la densidad de la mariposa monarca, lo que será de una gran utilidad para planear acciones futuras de protección y conservación, finalizó Alberto Gómez-Tagle.