Líneas de investigación

Ecología de las aves marinas

Durante los últimos años he estado muy interesado en la ecología y la conservación de las aves marinas. En colaboración con Alberto Velando, de la Universidad de Vigo, hemos trabajado en varios aspectos sobre la dinámica de poblaciones y la coloniabilidad en el Cormorán moñudo (Phalacrocorax aristotelis). Asimismo, y gracias a la ayuda de Manuel F. Pajuelo, desde 1998 hemos marcado mas de 600 cormoranes en varias colonias de Asturias con anillas de plástico con códigos alfanuméricos de lectura a distancia para estudiar la dispersión postgenerativa de esta especia, la supervivencia individual y el reclutamiento.

Uno de los mayores problemas a los que se enfrentan las poblaciones de aves marinas son los vertidos accidentales o intencionados de hidrocarburos. El 19 de noviembre de 2002, el petrolero Prestige se hundió a 130 millas del Cabo Finisterre (Galicia, NW Spain; 42°15’ N, 12°08’ W), liberando 77.000 Tm de fuel pesado. Este vertido causo una marea negra que lleno de fuel las costas mas de 1000 km de costa, tanto de la Península Ibérica como de Francia, causando la muerte de miles de aves marinas de las que sólo se recogieron una pequeña fracción de las mismas (18050 enSpain, 2648 en France and 840 en Portugal). La mayoría de estas aves fueron álcidos (19.961 aves, 92.7%). Mediante el desarrollo de varios experimentos hemos obtendio una estima de la mortalidad real producida por la marea negra que supera con creces los datos oficiales.




Publicaciones relacionadas

- Genovart M,  Arcos JM, Álvarez D, McMinn M, Meier R, Wynn R, Guilford T & Oro D. (2016) Demography of the critically endangered Balearic shearwater: impact of fisheries and time to extinction. Journal of Applied Ecology. doi: 10.1111/1365-2664.12622
- Barros, A, Álvarez D, Velando A (2014) Long-term reproductive impairment in a seabird after the Prestige oil spill. Biology Letters. doi: 10.1098/rspb.2013.1041
- Barros, A, Álvarez D, Velando A (2013) Climate Influences Fledgling Sex Ratio and Sex-Specific Dispersal in a Seabird. PLoS ONE 8(8): e71358.
- Álvarez D & Pajuelo MAF (2011). Southern populations of European shag are laying eggs earlier in response to local weather conditions but not to large-scale climate. Ardeola 58: 239-250.
- Velando A, Álvarez D, Mouriño J, Arcos F & Barros A (2005) Population trends and reproductive success of European Shag following the Prestige oil spill in the Iberian Peninsula. Journal of Ornithology 146: 116-120


Aislamiento y microevolución en poblaciones urbanas de Salamandra común

Las ciudades suelen resultar hábitats inhóspitos para la mayoría de las especies animales, pero hay algunas especies que se instalan en ellos porque eligen ciertas ventajas, como la menor densidad de depredadores y hay otras que debido a su baja movilidad, han quedado atrapadas en las pequeñas islas de hábitat adecuado que han ido quedado a medida que se ha ido urbanizando la ciudad.


Una de estas especies es la Salamandra común (Salamandra salamandra) que se ha quedado atrapada en pequeñas islas verdes dentro de las ciudades, aislándose de las poblaciones vecinas a medida que se construían calles y bloques de edificios.

En la ciudad de Oviedo hace varios años que estamos estudiando estas poblaciones, habiendo localizado unas 20 hasta el momento. En colaboración con Guillermo Velo-Antón hemos comenzado a recoger muestras de tejido de algunos individuos de estas poblaciones para estudiar si este aislamiento, que en algunas poblaciones puede haberse producido hace más de 1000 años, ha afectado a la estructura genética de las mismas.


Una característica de estas salamandras que ha favorecido su supervivencia en este hábitat inhospito, es que se trata de poblaciones vivíparas, que no necesitan pasar por una fase acuática, como ocurre en otras poblaciones vecinas.

Durante los próximos meses intentaremos completar la toma de muestras y comenzar los análisis genéticos. Asimismo, seguiremos visitando zonas de posible presencia de la especie en la ciudad, por lo que cualquier información de observaciones de las mismas será bienvenida y puede ser enviada a mi correo electrónico (dalvarezf[arroba]gmail.com)

Además de este estudio, en una de estas parcelas, situadas en los jardines de la facultad de Biología, en el campus del Cristo, hemos marcado con microchips más de 200 ejemplares a los que seguimos realizando un seguimiento periódico con el fin de conocer su capacidad de dispersión y su supervivencia.

Publicaciones relacionadas

Lourenço A, Álvarez D, Wang IJ & Velo-Antón G (2017) Trapped within the city: Integrating demography, time since isolation and population-specific traits to assess the genetic effects of urbanization. Molecular Ecology (en prensa). 
- Álvarez D, Lourenço A, Oro D & Velo-Antón G (2015). Assessment of census (N) and effective population size (Ne) reveals consistency of Ne single-sample estimators and a high Ne/N ratio in an urban and isolated population of fire salamandersConservation Genetics Resources 7: 705-712.
- Álvarez D (2012) Las salamandras de la ciudad de Oviedo: una vida entre el asfalto. Quercus 321: 26-32


Estudio del crecimiento compensatorio y sus costes asociados

El crecimiento compensatorio (CC) es una fase de crecimiento inusualmente rápido que sigue a una fase de reducción del crecimiento, normalmente tras un periodo de ayuno o de reducida ingesta de alimento. Esta respuesta permite a los animales alcanzar el mismo tamaño que sus coetáneos que han crecido en condiciones normales. Esta habilidad para aumentar las tasas de crecimiento nos indica que los animales no crecen todo lo rápido que podrían, lo que sugiere que hay unos costes asociados a ese crecimiento rápido, por lo que existiría un compromiso entre los beneficios de alcanzar un tamaño lo suficientemente grande y los costes de conseguirlo.

Durante los últimos años he realizado con Alfredo Nicieza varios experimentos para estudiar este fenómeno en la trucha común (Salmo trutta), tanto en condiciones naturales como en laboratorio. Nuestros resultados no coinciden con las teorías más extendidas, acerca de que el CC es una respuesta generalizada tras un periodo de depresión del crecimiento por lo que sugerimos que el CC puede estar relacionado con las características del ciclo de vida de las distintas especies. En algunos animales se necesita alcazar un tamaño mínimo en algunas etapas del crecimiento, por ejemplo para emigar o para reproducirse, y en ese caso compensaría afrontar los costes de incrementar las tasas de crecimiento, por el contrario, en otras especies en las que no es tan urgente o necesario alcanzar esos umbrales mínimos de tamaño, sería más importante recuperar la condición física antes que crecer a expensas de soportar unos grandes costes.

En colaborarción con Neil B. Metcalfe, durante mi etapa postdoctoral en la Universidad de Glasgow, he estudiado los costes a medio y largo plazo del CC en el espinoso (Gasterosteus aculeatus). Esta especie suele tener un ciclo anual, e invierte muchos recursos en reproducirse, tanto los machos como las hembras, por lo que resulta especialmente adecuada para este tipo de trabajo. Para ello, estudiamos los costes en la eficiencia de natación en animales que habían experimentado CC y en otros que no lo habían hecho. Asimismo, realizamos los análisis en distintas fases del ciclo de vida de los peces, con el fin de ver en cual de ellas los peces podían asumir los costes de crecer rápido y en cuales no.

También estoy interesado en los aspectos prácticos de análisis matemático del CC. En algunos casos, la selección incorrecta de las dimensiones de talla empleadas, de los descriptores de crecimiento o de las herramientas analíticas que se usan en los análisis pueden dar lugar a una falsa detecciín del CC. Debido a esto, es muy importante encontrar la forma correcta de analizar los datos para obtener unas conclusiones fiables.



Publicaciones relacionadas

- Nicieza AG & Álvarez D (2009) Statistical analysis of structural compensatory growth: how can we reduce the rate of false detection?. Oecologia 159: 27-39.
- Álvarez D & Metcalfe NB (2007) The trade-off between catch-up growth and escape speed: variation between habitats in the cost of compensation. Oikos 116: 1144-1151.
- Álvarez D & Metcalfe NB (2005) Catch-up growth and swimming performance in sticklebacks (Gasterosteous aculeatus): seasonal changes in the cost of compensation. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 62: 2169-2173
- Álvarez D & Nicieza AG (2005) Compensatory response 'defends' energy levels but not growth trajectories in brown trout, Salmo trutta L. Proceedings of the Royal Society Series B 272: 601-607



Estructura genética y modelos de dispersión en poblaciones subdivididas

La estructura genética de muchas especies está fuertemente condicionada por las características del hábitat donde viven. En muchos casos ese hábitat es discontinuo y esa estructura podría encajar con modelo de islas. Durante los últimos años hemos empleado marcadores moleculares (microsatélites de ADN) y RNA mitocondrial para examinar la estructura espacial y los patrones de diferenciación genética en peces (Trucha común), anfibios (Rana bermeja y Salamandra común) y aves (Cormorán moñudo).

En truchas (Salmo trutta), nuestros resultados preliminares sugieren un modelo unidireccional (aguas abajo) de dispersión asociado con las barreras naturales que dificultan la migración aguas arriba. La estructura poblacional de la Rana bermeja (Rana temporaria) está muy condicionada por la dependencia que tiene esta especie por las masas de agua que se distribuyen de forma discontinua en su hábitat, lo que podría encajar con un modelo de islas. Nuestros resultados preliminares no parecen apoyar la hipótesis de una diferenciación genética consistente con un patrón espacial jeráquico, pero esto podría ser debido a que aun no se han empleado suficientes marcadores moleculares en el análisis.

Con el cormorán moñudo (Phalacrocorax aristotelis) hemos realizado un análisis usando para ello 20 poblaciones distribuidas a lo largo de prácticamente todo su rango de distribución. Esta especie es muy filopátrica y no suele realizar grandes movimientos dispersivos, a pesar de lo cual nuestros resultados preliminares confirmaron la existencia de una estructura poblacional débil, tanto para microsatélites como para marcadores mitocondriales. A pesar de que se detectó la existencia de cierto aislamiento por distancia, la variación observada en el análisis de los microsatélites no parece evidenciar que el mar sea una barrera efectiva para la dispersión de esta especie.




Publicaciones relacionadas

- Fernández-Chacón A, Genovart M, Álvarez D, Cano JM, Ojanguren AF, Rodríguez-Muñoz R & Nicieza AG. (2015) Neighbouring populations, opposite dynamics: survival and growth patterns of brown trout (Salmo trutta) in mountain streams. Oecologia 178: 379-389.
- Barlow EJ, Daunt F, Wanless S, Álvarez D, Reid JM & Cavers S (2011). Weak global population genetic structure in a philopatric seabird, the European shag (Phalacrocorax aristotelis). Ibis 153: 768-778.
- Nicieza AG, Choda M & Álvarez D (2010) Estructura genética de poblaciones subdivididas: Identificación de unidades de conservación de anfibios en la Cordillera Cantábrica. En: Diego, F.J.; Bosch, J.; Ayllón, E.; Hernández, P.L.; Sevilla, L. & Mora, A. (Eds.) Anfibios y Reptiles del Parque Nacional de Picos de Europa. Colección Naturaleza y Parques Nacionales. Serie Técnica. Ministerio de Medio Ambiente, Medio Rural y Marino. pp189-202.


Evolución de las defensas anti-depredador

La depredación es una de las mayores causas de mortalidad en los estados pre-reproductivos. Debido a que gran parte de este tipo de mortalidad tiene lugar en las fases tempranas de la vida de un organismo, el riesgo de depredación normalmente disminuye al aumentar el tamaño de los individuos, por lo que tiene que haber unas fuertes presiones selectivas para el desarrollo temprano de las defensas anti-depredador.

Durante los últimos años nosotros hemos usado las larvas de anfibios y juveniles de peces para el estudio como organismos modelo para estudiar el papel del comportamiento y la morfología en la evitación de la depredación y cómo las defensas contra los depredadores se pueden inducir por la presencia de estimulos no letales de los depredadores.





Publicaciones relacionadas

Álvarez D & Nicieza AG (2009) Differential success of prey escaping predators: tadpole vulnerability or predator selection. Copeia 2009: 453-457.
Álvarez D & Bell AM (2007) Sticklebacks from streams are more bold than sticklebacks from ponds. Behavioural Processes 76: 215-217.
- Nicieza AG, Álvarez D & Atienza ES (2006) Delayed effects of larval predation risk and food quality on anuran juvenile preformance. Journal of Evolutionary Biology 19: 1902-1103.
Álvarez D & Nicieza AG (2003) Predator avoidance behaviour in wild and hatchery-reared trout: the role of experience and domestication. Journal of Fish Biology 63: 1565-1577


Evolución de los sistemas de apareamiento

Durante los últimos años, hemos comprobado que los anfibios anuros presenta una gran palsticidad reproductiva dependiendo de las condiciones ambientales que experimentan. A lo largo de este tiepo hemos estudiado la dinámica poblacional de la Rana bermeja (Rana temporaria) y el Sapo común (Bufo bufo) en zonas bajas y en áreas de montaña y hemos obserbacod que las estrategias reproductivas era muy diferentes dependiendo de la altidud (sistemas prolongados en zonas bajas y explosivos en zonas altas. Actualmente estamos intentando explorar la evolución de los sistemas de apareamiento desde un enfoque intraespecifico, que no había sido realizado hasta el momento.

Asimismo, estoy interesado en las implicaciones evolutivas del conflicto sexual, la competencia espermática y el papel de MHC (complejo mayor de histocompatibilidad) en la elección de pareja. 



Publicaciones relacionadas

Álvarez D, Viesca L & Nicieza AG (2014) Sperm competitiveness differs between two frog populations with different breeding systems. Journal of Zoology 292: 202-205.


Causas y efectos de la hibridación interespecifica en poblaciones naturales y conservación de salmónidos.

Las poblaciones ibéricas de Salmón atántico (Salmo salar) ha sufrido un importante declive a lo largo del siglo XX, tanto en la Península Ibérica como en resto de su rango de distribución. Una de las consecuencias de este declive poblacional podría ser el aumento de la frecuencia de aparición de híbridos entre Salmones y truchas comunes en aquellos ríos en los que conviven las dos especies. En los últimos años hemos realizado varios experimentos para comprobar los mecanismos de hibridación entre estas dos especies, y hemos confirmado que se produce un fenómeno de hibridación asimetrica entre las dos especies, motivado por incompatibilidades genéticas en uno de los sentidos del cruce. Mientras que los cruces entre machos de trucha y hembras de salmó tienen la misma viabilidad que los cruces intraespecíficos de las dos especies, el cruce opuesto entre machos de salmón y hembras de trucha tiene unas tasas de mortalidad que superan el 90%, la mayoría antes de la eclosión. Además, los pocos peces que sobrevivieron tuvieron importantes deformidades que comprometerían sus supervivencia en el río.

Hasta ahora, se pensaba que la observación de híbridos entre las dos especies en los que el padre siempre era un macho de trucha era debido a fenómenos de selección sexual, pero nuestros resultados confirman que independientemente de que la selección sexual pueda actuar sobre la selección de pareja en este caso, hay problemas de imcompatibilidad genética que podrían tener un mayor efecto.




Publicaciones relacionadas

Álvarez D & García-Vázquez E (2011) Maintenance of asymmetric hybridization between Atlantic salmon and Brown trout via post-zygotic barriers and paternal effects. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 68: 593-602.

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