Age-structure density-dependent fertility and individuals dispersal in a population model

Abstract

En este trabajo, analizamos la interacción entre las funciones de fertilidad dependientes de la densidad estructuradas por edad y la dispersión de las clases de edad en un entorno fragmentado. Como novedades, (i) la función de fertilidad depende de las clases de edad (en lugar de sobre el tamaño total de la población) y (ii) los patrones de dispersión también pueden ser diferentes para los individuos que pertenecen a diferentes clases de edad. Nuestros resultados resaltan la interacción entre la forma de la función de fertilidad dependiente de la densidad estructurada por edad y los patrones de dispersión de las clases de edad. Analizamos esta interacción desde el punto de vista de la gestión ambiental explorando las consecuencias de conectar parches que pueden soportar una población (parche fuente) o no (parche hundido), así como su relación con los efectos componentes Allee y los fuertes efectos Allee. En particular, hemos encontrado escenarios tales que la metapoblación se extingue cuando dos parches fuente aislados se conectan debido a la distribución de clases de edades heterogéneas. Por el contrario, existen configuraciones tales que la distribución de clases de edades heterogéneas permite que dos parches de sumidero aislados sean sostenibles cuando se conectan. Además, discutimos qué tipo de intervenciones locales son útiles para gestionar el efecto componente Allee y su impacto a nivel de metopopulación. El código fuente utilizado para las simulaciones está completamente disponible. El código se presenta como un documento knitr reproducible en el sistema informático de código abierto R. Por lo tanto, se otorga acceso libre y usabilidad del código.n this work, we analyze the interplay between general age structured density-dependent fertility functions and age classes dispersal in a patchy environment. As novelties, (i) the fertility function depends on age classes (instead of on the total population size) and (ii) dispersal patterns are also allowed to be different for individuals belonging to different age classes. Our results highlight the interplay between the shape of the age structured density-dependent fertility function and the age classes dispersal patterns. We analyze this interaction from an environmental management point of view by exploring the consequences of connecting patches that can sustain a population (source patch) or cannot (sink patch), as well as its relation to component Allee effects and strong Allee effects. In particular, we have found scenarios such that the metapopulation goes extinct when two isolated source patches are connect due to heterogeneous age classes distribution. On the contrary, there are settings such that heterogeneous age classes distribution enables two isolated sink patches to be sustainable when connected. Besides, we discuss what kind of local interventions are helpful to manage component Allee effect and its impact at the metopopulation level. The source code used to simulations is fully available. The code is presented as a knitr reproducible document in the open source R computing system. Thus, free access and usability of the code are granted.