Para la sobrevivencia de la humanidad a largo plazo es inevitable conseguir una relación armoniosa con los demás componentes (bióticos y abióticos) de la Biosfera. Para ello se requiere de la comprensión profunda de las interacciones entre los participantes de los ecosistemas. Los humanos, como organismos consumidores, para subsistir necesitan de otros seres vivientes. En esta relación de dependencia para la subsistencia se encuentra la pesca. Desde la antigüedad más remota la captura de organismos acuáticos ha permitido la existencia y el desarrollo de los grupos humanos y sus parientes. Es conocido que el uso excesivo de los recursos naturales puede llevar al colapso a toda una civilización. En tiempos recientes se ha tomado conciencia de que para evitar la extinción de los recursos es necesario conocerlos a profundidad con el fin de conocer el mejor momento y la cantidad adecuada de unidades (individuos en la mayoría de los casos) a capturar. Dentro de los conocimientos necesarios para conseguir una explotación que no agote el recurso biótico están, el crecimiento, la reproducción y la alimentación.
Por otra parte, el conocimiento acerca de los procesos biológicos ha ido haciéndose cada vez más cuantitativo y el manejo de la información simbólica y numérica es en la actualidad de suma complejidad por las intricadas relaciones y su enorme cantidad. De esta forma, el uso de auxiliares para el cómputo, en la actualidad es indispensable. No sólo disponer de computadoras permite avanzar en el conocimiento, es necesario también contar con los algoritmos en adición a saber cómo manejarlos. Con lo anterior como base se integró la presente obra, la cual pretende introducir a los interesados en el uso de herramientas computarizadas para el uso de algoritmos cuantitativos enfocados a la obtención de conocimiento de la información recabada en las investigaciones de la Biología Pesquera. Se ha incluido en diferentes instancias, el uso de Excel (hoja de cálculo), de un ejecutable escrito en Visual Basic, varias rutinas en lenguajes de Stata y R, complementados con algoritmos traducidos de Turbo-Pascal al lenguaje actual Python.
El primer capítulo se ha dedicado a un tema que se ha vuelto sumamente importante, sobre todo en el estudio de los recursos pesqueros de zonas cálidas del planeta, el análisis de la frecuencia de tallas. Se repasan histogramas (H), polígonos de frecuencia (PF) y se llega a los estimadores de densidad por kernel (EDKs), que son versiones mejoradas de las gráficas tradicionales de la información contenida en tablas de frecuencia (es decir, Hs y FPs). Se presentan, asimismo, algoritmos eficaces (ASH y WARP) de cálculo que resuelven el problema de la cantidad enorme de cálculos que los EDKs requieren. La elección de la amplitud de clase (intervalo, banda en los EDKs) es fundamental para obtener una estimación adecuada. Para ello se incluye el uso de reglas prácticas y se presentan dos enfoques de cómputo intensivo (sólo factibles por la disponibilidad de ordenadores y
programas ex profeso): la validación cruzada (mínimos cuadrados y sesgada) y bootstrap (muestreo repetitivo con reemplazamiento) suavizado para probar la modalidad de una distribución.
En el caso de las distribuciones multimodales, puede ser razonable atribuirlas a la mezcla de componentes individuales mezclados en la población (cohortes). Para caracterizar a estos grupos se incluye el clásico método semigráfico de Bhattacharya, el ajuste iterativo de componentes por máxima verosimilitud (distribuciones mezcladas) e inclusive el uso
de la distribución multinomial.
En el segundo capítulo se presentan las relaciones entre las dimensiones de los organismos (Alometría) no sólo enfocada a la relación entre el peso y la longitud, sino también se consideran relaciones entre longitudes y pesos entre sí con ejemplos de equinoideos y moluscos (pelecípodos y gasterópodos).
La interpretación de marcas periódicas en estructuras duras de los organismos para estimar la edad se presenta en el capítulo tercero en el que se consideran los métodos para validar primero si la estructura es de utilidad para estudiar el crecimiento (relación cuerpo-estructura) y posteriormente la periodicidad (por el análisis del tipo de borde y su
incremento marginal) con ejemplos en pez y caracol marino.
Ya sea por la identificación de cohortes (distribuciones de tamaño multimodales) o la validación de la periodicidad de marcas en estructuras duras (opérculos) y su relación con el tamaño corporal es posible estimar la forma en que los organismos crecen individualmente, tema que se incluye en el capítulo cuatro. Se repasan los tradicionales métodos basados en la linealización del modelo matemático más usado en Biología Pesquera (von Bertalanffy) y el uso del método iterativo de la regresión no lineal que permite el ajuste de otras funciones como la Logística y la de Gompertz. Además de ejemplificarlo en un caracol marino se aplica la regresión no lineal a cohortes posibles de un pepino de mar. Este capítulo finaliza con métodos iterativos para el ajuste de formas de crecimiento variables a lo largo de las estaciones del año mediante funciones de crecimiento modificadas del modelo de von Bertalanffy por la adición de uno o dos componentes cíclicos (trigonométricos).
La información sobre el crecimiento por lo general proviene de varios lugares o bien los organismos presentan dimorfismo sexual, por lo que es de interés verificar si existen diferencias entre las maneras en que crecen grupos diferentes. En el Capítulo 5 se han incluido varias pruebas para llevar a cabo esta comparación: La T2 multivariada de Hotelling, la prueba de razón de verosimilitud y la de máxima verosimilitud, aplicada
al crecimiento de dos grupos, ajustados por funciones de von Bertalanffy, Logística y Gompertz, así como una prueba para más de dos funciones.
La reproducción y la condición de los organismos son aspectos fundamentales para el conocimiento biológico de los organismos. En el Capítulo 6 se presentan dos enfoques para su estudio: el uso de los índices morfofisiológicos tradicionales (factor de condición, índices gonadosomático y hepatosomático) comparados con el uso de medias ajustadas por tamaño corporal provenientes del Análisis Multivariado de Covarianza (ANMUCOVA). Se ejemplifica su uso con la aplicación a los datos de un pez de zona templada (“suzuki”) y un caracol marino del sur de México (“caracol chino”).
En el Capítulo 7 se introducen otros temas de importancia para el estudio de la reproducción como son las escalas de madurez gonádica tanto las basadas en las características macroscópicas de las gónadas, como aquellas derivadas de su estudio histológico. También se consideran funciones logísticas para utilizar la información de las escalas en la estimación del tamaño de los primeros individuos capaces de reproducirse.
Cabe señalar que (como el título del libro lo indica) en todos los Capítulos y sus secciones se presentan los comandos para llevar a cabo los procedimientos y obtener los cuadros y gráficas respectivos, no con un solo lenguaje sino por lo general en Stata y en R. La validación cruzada se ejemplifica con el uso del programa AED2020 ejecutable de VisualBasic y el ajuste por máxima verosimilitud de la distribución multinomial para
caracterizar componentes gaussianos hace uso de la herramienta “Solver” de Excel.
Finalmente, en los Apéndices incluyen una guía para el uso del AED2020, listas de programas para Stata, de archivos con los datos, de objetos de R, los comandos de Stata para el ANMUCOVA, hojas de Excel, una guía para el Programa PAC (Programas para el Análisis del Crecimiento) y el ajuste de componentes gaussianos por máxima verosimilitud de la distribución Multinomial (con “Solver” de Excel).
Esta obra puede considerarse como complementaria, revisada, actualizada y aumentada de los libros publicados anteriormente sobre Suavización no paramétrica y Métodos actualizados para análisis de datos biológico-pesqueros.
Como los escritos anteriores, los autores esperamos que este texto sea de utilidad a estudiosos de la Biología Pesquera, ya sea académicos, administradores de recursos, estudiantes de licenciatura y posgrado involucrados con la explotación de los recursos naturales renovables de México.
Información adicional sobre la obra (programas, datos, fe de erratas) está disponible en el blog “Biometría y Biología Pesquera” en la siguiente liga:
https://blogceta.zaragoza.unam.mx/biombiolpesca/
Isaías Hazarmabeth Salgado Ugarte
Verónica Mitsui Saito Quezada
Septiembre de 2020