Capacità di orientamento e migrazioni delle tartarughe marine

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1 Capacità di orientamento e migrazioni delle tartarughe marine Valentina Bottani Lavoro di maturità 2008 Liceo cantonale di Mendrisio Docente: prof. Andreas Duijts

2 Indice Capitolo Pagina 1. Premessa 2. Abstract 4 3. L oceano; l ambiente delle tartarughe marine Temperatura e concentrazione di ossigeno nell acqua marina Masse d acqua e correnti 6 4. Il campo magnetico terrestre Cartografia IGRF 9 5. Le specie sottoposte agli esperimenti Chelonia mydas Caretta caretta Alcune differenze nella nidificazione delle due specie Ruolo delle spiagge natie e delle mappe Perché e quando le tartarughe migrano? Esperimento con Chelonia mydas Diversi movimenti dopo la nidificazione Movimenti di una femmina di Chelonia mydas dopo 21 la nidificazione 8. Orientamento e navigazione in mare aperto Trovare il mare I primi attimi in mare In mare aperto Orientamento magnetico Ritorno delle femmine alle spiagge Sensibilità a parametri di tipo magnetico da parte dei neonati di 28 Caretta caretta 8.7. Mappe con bicoordinate magnetiche Nuova possibile minaccia: il surriscaldamento globale Conclusione Bibliografia e Webgrafia

3 1. Premessa: Ho da sempre avuto un forte interesse per la natura, gli animali, e la biologia. Fin da piccola mi sono posta molte domande a riguardo del comportamento animale alle quali, informandomi come potevo, cercavo di dare risposta. Quando l anno scorso mi è stata presentata la possibilità di partecipare a un lavoro di maturità con tema centrale la biologia marina, mi è sembrata l occasione perfetta per arricchire le mie conoscenze in questo ramo della biologia e per trovare risposta alle diverse domande che avevo in sospeso in questo ambito. A una di queste, in particolare, ho avuto modo di dare risposta concentrando il mio lavoro di ricerca sul tema dell orientamento e della migrazione delle tartarughe marine. Da sempre mi chiedevo come gli animali che vivono negli oceani riescano a orientarsi in queste vaste aree prive apparentemente di punti di riferimento, e come riescano a raggiungere obiettivi talvolta anche molto isolati con una precisione sorprendente. Trattare questo tema avrebbe significato però prendere in considerazione un numero di organismi marini troppo grande, considerando che diversi animali presentano eccezionali capacità di orientamento. Mi sono quindi concentrata in modo particolare sulle tartarughe marine, sulle loro tecniche di orientamento e sulle loro migrazioni. Questi animali mi hanno sempre affascinata e hanno sempre suscitato in me simpatia, inoltre nell ambito delle migrazioni sono tra gli animali che percorrono le distanze più ragguardevoli. Per questi motivi ho puntato la mia attenzione sulle tartarughe marine, e in particolare su due specie; Chelonia mydas (tartaruga verde) e Caretta caretta. Durante l estate ho trascorso tre settimane nella città di Vienna. In questa splendida città ho avuto modo di osservare dal vivo un esemplare femmina d circa trent anni di Chelonia mydas. È stata davvero una bella esperienza vedere faccia a faccia l oggetto del mio lavoro, anche se si trovava in cattività in un acquario. Sempre durante queste tre settimane ho avuto occasione di visitare il Museo di Storia Naturale di Vienna, nel quale erano esposti carapaci, fossili e scheletri di diverse specie di tartarughe marine, tra cui Chelonia mydas e Caretta caretta. Pur non trattando nel mio lavoro prettamente l anatomia di questi animali (bensì il loro comportamento), la visita al museo è stata interessante. Verso la fine della redazione del mio lavoro, mi è sembrato opportuno introdurre il tema dei cambiamenti climatici, in particolare le conseguenze che il riscaldamento globale apporta sul ciclo vitale delle tartarughe. I cambiamenti climatici sono un tema molto attuale e in futuro le conseguenze potrebbero essere visibili sia sugli esseri umani e sulla loro salute, sia sugli animali che con noi vivono sulla Terra. In particolare le conseguenze sono particolarmente evidenti sul ciclo vitale delle tartarughe e sul loro habitat, entrambi regolati da equilibri molto fragili e facili da distruggere. Trattando questo argomento ho voluto ricordare quanto la situazione potrebbe sfuggire di mano se non si dovesse agire per limitare gli effetti del riscaldamento globale, infatti tutte le cose sono connesse e la salute del nostro pianeta è in relazione con la nostra e con quella degli altri esseri viventi. 3

4 2. Abstract Nella prima parte di questo lavoro sono brevemente descritti alcuni fenomeni tipici dell ambiente marino come la concentrazione di ossigeno nell acqua, il moto ondoso, le correnti e la temperatura dell acqua. Oltre a questo viene trattato in modo altrettanto breve il fenomeno del campo magnetico terrestre, le informazioni basilari date, si riveleranno molto utili al momento della descrizione degli esperimenti e delle teorie sull orientamento delle tartarughe. La seconda parte del lavoro riguarda la descrizione anatomica e comportamentale delle due specie prese in considerazione, Chelonia mydas e Caretta caretta. Alla fine di questa parte, vengono sintetizzate le principali differenze esistenti tra le due specie. Dopo questa parte più introduttiva del lavoro, inizia la vera e propria descrizione dei comportamenti, degli spostamenti attuati dagli individui sottoposti agli esperimenti o in libertà. Vengono descritti inizialmente i primi attimi in mare da parte dei neonati, e successivamente si analizzano alcuni esperimenti effettuati da diversi ricercatori (come Lohmann et al., G. Balazs, J.K. Chan) e i dati ottenuti. Partendo da questi ultimi vengono esposte alcune teorie del comportamento migratorio e dell orientamento delle tartarughe marine. Prendendo spunto da un articolo scientifico di Lohmann et al. vengono descritte in modo approfondito le diverse fasi che caratterizzano la vita di una tartaruga dalla nascita all arrivo in mare aperto mirando soprattutto alle tecniche usate in ciascuna fase per orientarsi ed effettuare la migrazione senza perdersi e incorrere in qualche rischio. Un capitolo è totalmente dedicato alla sensibilità a parametri di tipo magnetico da parte dei neonati della specie Caretta caretta e alla formulazione di una teoria che possa spiegare i comportamenti attuati dai piccoli durante gli esperimenti. L ultimo tema trattato considera l influsso del riscaldamento globale sulla vita delle tartarughe marine e le conseguenze che potrebbero seguire alla perdita dell equilibrio nel ciclo vitale di questi animali. Vengono ipotizzati alcuni scenari che si potrebbero presentare ai nostri occhi se non ci dovesse essere alcun intervento dell uomo mirato a salvaguardare la vita delle tartarughe marine. 4

5 3. L oceano; l ambiente delle tartarughe marine Per cominciare questo lavoro, è importante dare uno sguardo generale all ambiente dove le tartarughe marine vivono; l oceano. Vedremo ora come questa vasta area possa avere caratteristiche differenti a dipendenza della zona alla quale ci troviamo Temperatura e concentrazione di ossigeno nell acqua marina L immensa superficie d acqua degli oceani del mondo può essere suddivisa in zone aventi acqua con una temperatura più bassa e altre, a latitudini diverse, aventi temperatura più elevata. Questa differenza rilevante è dovuta alla diversa quantità di energia proveniente dal sole che l acqua assorbe ad ogni latitudine. Troviamo masse d acqua più calda nelle zone circostanti l equatore, che ricevono un elevata quantità di luce durante l anno. Nelle zone più vicine ai poli invece le masse d acqua hanno temperatura minore. La differenza di temperatura determina però anche una diversa composizione dell acqua. Infatti, minore è la temperatura dell acqua, maggiori sono la solubilità e quindi la concentrazione di diossigeno. Perciò nelle acque più fredde, con una giusta quantità di luce e ricche di ossigeno vivono moltissimi microorganismi e di conseguenza moltissime specie marine che si nutrono di essi. C è anche da considerare il fatto che questo gas non è distribuito uniformemente con la profondità dell acqua. Osservando la concentrazione di ossigeno alle diverse profondità possiamo ottenere un profilo verticale. Esso indica che fino a una profondità di m abbiamo il massimo di concentrazione di ossigeno (sono le zone migliori per le attività fotosintetiche di alcuni tipi di microorganismi). Per esempio nell area tropicale dell oceano Atlantico la concentrazione di ossigeno a queste profondità può raggiungere i 5 ml per litro. Scendendo di profondità invece, tra i m nell oceano aperto, l ossigeno diminuisce fino a livelli minimi. Sempre nell area tropicale dell oceano Atlantico, nell intervallo tra queste profondità la concentrazione di ossigeno è pari a 0,2 ml al litro mentre a 500 m arriva a 0 ml per litro. Questa viene chiamata zona minima di ossigeno, e in essa il gas può anche arrivare a concentrazione zero. Sotto questo livello la concentrazione sale nuovamente ma solitamente non raggiunge i livelli elevati presenti in superficie. Questo nuovo aumento è da ricondurre all afflusso di correnti di acqua fredda, ricca di ossigeno. Figura 1 Temperatura superficiale dell acqua, visione globale. 5

6 3.2. Masse d acqua e correnti La salinità dell acqua e la sua temperatura hanno conseguenze sulla densità della stessa acqua. Usando queste differenze si possono separare le acque oceaniche in diverse masse d acqua. Distinguiamo le due principali; la massa d acqua detta superiore e la massa d acqua profonda. Esse a loro volta si possono suddividere in altre sottocategorie di masse d acqua. Ora guarderemo più in dettaglio in cosa si differenziano queste due diverse masse principali. La massa d acqua superiore ha come caratteristica fondamentale il costante movimento. Un fattore che determina questo costante movimento della superficie è il vento. Il vento è un fattore che può contribuire all originarsi di due fenomeni molto importanti: le onde e le correnti. Le prime possono avere dimensioni molto ridotte (pochi centimetri) e assumere un aspetto d increspatura dell acqua, fino ad arrivare a considerevoli altezze, per esempio nel caso delle onde durante una tempesta che possono raggiungere anche i 30 metri. L altezza di un onda dipende dalla velocità del vento, dall altezza alla quale il vento soffia e dalla durata del vento. Le onde si caratterizzano oltre che per l altezza, anche per la loro lunghezza e il loro periodo. La lunghezza di un onda viene determinata misurando la distanza orizzontale esistente tra le creste di due onde successive. Il periodo invece è il tempo necessario affinché le creste di due onde successive passino davanti a un punto prefissato. Oltre al vento, altri fenomeni naturali come esplosioni vulcaniche e terremoti possono originare onde. Lo tsunami è un fenomeno molto particolare. Da un terremoto subacqueo si genera un onda distruttiva, conosciuta appunto con il nome di tsunami. Influssi importanti sulle maree sono dati invece dal sole e dalla luna. Quando si genera un onda, il suo passaggio non ha influenza solo sulla superficie dell acqua, ma anche sull acqua sottostante fino a una profondità corrispondente a circa la metà della lunghezza d onda. Le correnti invece hanno come caratteristica principale il trasporto di masse d acqua in direzione orizzontale. Sono solo pochi venti che originano correnti negli oceani. Questi venti mettono in movimento la superficie dell acqua producendo lente correnti orizzontali che riescono a spostare enormi masse d acqua per distanze ragguardevoli. Le correnti marine non sono però semplici movimenti d acqua, infatti esse hanno anche una grande importanza nella distribuzione degli organismi marini. Rilevanti sono inoltre le conseguenze che portano sulla terraferma, infatti correnti che trasportano masse d acqua calda in regioni più fredde e viceversa hanno forte influsso sul clima e sulla fauna delle regioni che toccano. A causa dell inclinazione dell asse terrestre e della rotazione del pianeta Terra, le correnti non scorrono però parallelamente alla direzione dei venti, questo fenomeno è chiamato Effetto di Coriolis. Infatti le correnti scorrono disegnando dei cerchi in Figura 2 Nella figura a fianco possiamo osservare le principali correnti oceaniche. Le frecce di colore blu rappresentano correnti d acqua fredda, mentre quelle di colore rosso sono costituite da acqua calda. Le frecce bianche indicano il senso del movimento circolare di ogni corrente e le frecce gialle rappresentano invece la direzione dei venti che originano queste correnti. 6

7 senso orario nell emisfero nordico, e in senso antiorario nell emisfero meridionale. Questi movimenti circolari sono il risultato dell inclinazione dell asse terrestre e della rotazione del pianeta. Abbiamo già visto come il movimento dell acqua in superficie dipenda dai venti, ma sorge spontanea la domanda, come vengono coinvolte le colonne d acqua sottostante? A questo proposito è interessante osservare il grafico della spirale di Ekman qui sotto. Innanzitutto notiamo come per l effetto di Coriolis lo strato d acqua superficiale si muove verso una direzione deviata di circa 45 rispetto alla direzione del vento. L energia fornita dal vento viene passata alla colonna d acqua sottostante attraverso una serie di strati. Ogni strato, una volta ricevuta questa energia (sottoforma di movimento) la trasmette allo strato sottostante, mettendolo a sua volta in movimento. L energia però mano a mano che passa verso strati più profondi diminuisce sempre di più, e ciò comporta che in profondità gli strati d acqua si muovono a una velocità ridotta. L effetto di Coriolis agisce su ogni strato, deviandone la direzione del movimento rispetto allo strato precedente. Normalmente vengono coinvolti dal movimento gli strati d acqua a profondità minori di 100 metri, ma questa profondità può anche variare. I movimenti delle acque profonde che noi chiamiamo correnti avvengono senza l influsso diretto del vento, bensì attraverso cambiamenti dell acqua in superficie, come salinità, densità e temperatura. Infatti l acqua marina aumenta in densità mano a mano che la sua temperatura cala (fino a una densità massima a 4 C). Quando l acqua aumenta di densità, si inabissa raggiungendo le profondità oceaniche. Perciò sul fondo troviamo acqua con temperatura minore (non inferiore però ai 4 C), mentre in superficie essa ha temperatura maggiore. Con l aumento di densità dell acqua in superficie si crea un continuo movimento di masse d acqua dalla superficie al fondo. L aumento di densità può avvenire in due modi. 1. L acqua calda diretta verso i poli perde energia a causa della bassa temperatura dell atmosfera, e perciò precipita a fondo. Figura 3 La spirale di Ekman. In alto, la freccia bianca indicante la direzione del vento. Il movimento dello strato superficiale è invece deviato di 45. Procedendo in profondità il movimento degli strati è continuamente deviato e le frecce diventano sempre più corte poiché il movimento diventa più lento e limitato a causa della diminuzione dell energia impartita inizialmente dal vento. 2. L acqua calda proveniente dalle regioni tropicali e subtropicali contiene un tasso elevato di salinità, dovuta all evaporazione. Quest acqua viene trasportata verso il nord dell Atlantico dalla Corrente del Golfo. Una volta arrivata nelle regioni dell Islanda e della Groenlandia incontra l acqua fredda della Corrente di Labrador diretta verso sud. L incontro delle due correnti provoca il raffreddamento della prima corrente calda, e di conseguenza un aumento della densità dell acqua che precipita sul fondo e va a formare le acque profonde del Nord Atlantico. Queste acque fredde e dense hanno una forte concentrazione di ossigeno che viene trasportato anche in profondità. Senza di esso nelle acque profonde non sarebbe possibile una grande diversità 7

8 di specie. Oltre a ciò, c è da notare come le acque profonde si muovano lentamente, occorrono infatti centinaia d anni affinché queste masse d acqua attraversino il bacino dell oceano. Le acque profonde del Nord Atlantico (punto 2) possono rimanere sul fondale per centinaia d anni dal momento del loro affondamento nella regione dell Islanda, fino alla riemersione nelle regioni dell Antartico. Al momento della riemersione inoltre queste acque danno un grande contributo apportando in superficie nutrienti inorganici accumulati durante gli anni passati in profondità. 8

9 4. Il campo magnetico terrestre Spesso, scorrendo questo mio lavoro, ci imbatteremo nel termine campo magnetico e magnetismo. Questi termini hanno un importanza rilevante poiché è grazie al campo magnetico terrestre che le tartarughe marine possono nuotare seguendo lunghe rotte in direzione di precise spiagge (talvolta situate anche su piccole isole) senza perdere l orientamento. È perciò necessario chiarire cosa sia il campo magnetico, per poter meglio comprendere in che modo venga sfruttato dalle tartarughe marine. La Terra produce un campo magnetico, le cause prime che originano questo fenomeno non sono certe. All inizio del XVII secolo, il fisico inglese W.Gilbert dichiarò che la Terra era comparabile a un grande magnete. Era già noto infatti un particolare minerale di ferro, la magnetite, con capacità ferromagnetiche. Il campo magnetico terrestre agisce quindi sull ago di una bussola orientandolo in direzione nord-sud. La prima esatta configurazione del campo magnetico terrestre fu rilevata da Gauss nel 1832, il quale tracciò le linee di forza del campo e studiò il fenomeno da punto di vista fisico-matematico. Oltre al fenomeno del magnetismo indotto nei materiali ferromagnetici, vi sono anche altri fenomeni che possono provare la presenza di questo campo magnetico. Per esempio l attrazione da parte della Terra di particelle elettricamente cariche provenienti dallo spazio esterno. Il campo magnetico è definito da diversi elementi: Il vettore d intensità di campo La declinazione magnetica (l'angolo formato dalla direzione del Nord magnetico e da quella del Nord geografico.) L inclinazione magnetica Le componenti del vettore campo nei piani orizzontale e verticale A riguardo dell argomento del mio lavoro, parleremo soprattutto d intensità di campo e di inclinazione del campo magnetico terrestre. Si suppone infatti che questi due elementi vengano sfruttati come coordinate dalle tartarughe per individuare la loro posizione in riferimento all obiettivo da raggiungere. Gauss continuò i suoi studi, e riuscì a stabilire l origine del campo magnetico terrestre. Per circa il 96% il campo proviene dall interno del pianeta, mentre per il 4% circa è una conseguenza di scambi elettrici tra l atmosfera e la superficie terrestre, e questi scambi vengono chiamati anomalie magnetiche. Più semplicemente, se consideriamo solo il valore maggiore, si può vedere il fenomeno come se al centro della Terra vi fosse una barra magnetica molto potente e inclinata rispetto all asse terrestre di circa L unità di misura usata, nel Sistema Internazionale (SI), per indicare il campo magnetico è il tesla (T), ma viene utilizzato molto più frequentemente il nt, un suo sottomultiplo (10-9 T) Cartografia IGRF Durante lo studio del campo magnetico terrestre diventò necessario trovare un metodo per cartografare, e rendere di conseguenza più semplice lo studio del campo e le sue relazioni con la 9

10 vita di tutti i giorni. Questa esigenza venne soddisfatta con l introduzione della cartografia IGRF (International Geomagnetic Reference Field) da parte dell IAGA, l associazione internazionale del geomagnetismo e dell aeronomia (la parte della geofisica che studia i fenomeni chimici e fisici dell'atmosfera terrestre ad una quota superiore ai 30 km). Ogni cinque anni l insieme di dati disponibili su scala planetaria vengono elaborati (tenendo conto delle variazioni) e da questo procedimento viene sviluppata la cartografia. Essa può essere di vario tipo, vi sono cartografie più generali che indicano il campo nel suo insieme, mentre esistono altre cartografie più specifiche, che indicano in modo particolare un dato componente del campo come la componente orizzontale, verticale, l inclinazione, l intensità, eccetera. Oltre a ciò, ad ogni cartografia vengono aggiunti coefficienti ricavati in base a dei modelli previsionali, in modo che durante i cinque anni successivi alla pubblicazione dell IGRF esso possa restare aggiornato. Purtroppo si è potuto costatare che tanto più ci si discosta dall anno di pubblicazione, tanto più l IGRF perde di precisione a causa dei modelli non sufficientemente accettabili dal punto di vista previsionale. Le carte ottenute con questo metodo sono di tipo isomagnetico, e ciò significa che i punti che posseggono lo stesso valore di un dato parametro sono uniti attraverso delle linee chiuse. Abbiamo detto prima che vi sono diversi tipi di carte, a dipendenza dell elemento che trattano esse avranno nomi diversi. Le carte isocline riportano i valori dell inclinazione di campo, le carte isogone rappresentano la declinazione, nelle carte isodinamiche viene graficata l intensità. Figura 4.a Mappa isogona rappresentante i valori di declinazione di campo durante l anno 2005 (dati IGRF) Figura 4.b Mappa isodinamica rappresentante i valori d intensità di campo di campo durante l anno 2005 (dati IGRF) 10 Figura 4.c Mappa isoclina rappresentante i valori d inclinazione di campo durante l anno 2005 (dati IGRF)

11 5. Le specie sottoposte agli esperimenti Descriveremo ora più attentamente le due principali specie di tartarughe marine coinvolte negli esperimenti di cui parleremo. Esse sono la specie Chelonia mydas e la specie Caretta caretta Chelonia mydas Regno: Animalia Phylum: Chordata Classe: Reptilia Ordine: Testudines Famiglia: Cheloniidae Genus: Chelonia Specie: Chelonia mydas Diffusione Questa specie è diffusa largamente nelle acque con temperature superiori a 20, in particolare nelle zone tropicali e subtropicali. L oceano Atlantico, il Mar Mediterraneo, lo stretto della Manica, l oceano Indiano, il mare del Giappone, il mare della Cina, la Nuova Zelanda, la Micronesia e la Melanesia sono le principali aree dove vivono popolazioni di questa specie. Il luogo più a nord dove è possibile incontrare questa tartaruga è l Irlanda, mentre la zona più a sud è l Argentina. Spesso si possono trovare individui in alto mare, ma questa specie predilige in modo particolare le profondità modeste, dove può trovare maggiore disponibilità di piante marine. Le immersioni in apnea possono durare dai dieci minuti ai tre quarti d ora circa e molto raramente arrivano all ora. Morfologia generale La specie Chelonia mydas presenta un carapace (la parte superiore del guscio) cuoriforme, più bombato anteriormente e più sottile posteriormente. Il colore è bruno olivastro o grigio con striature più chiare. Il carapace ha un aspetto levigato. Il piastrone (parte inferiore del guscio) risulta invece bianco giallastro, abbastanza largo e costituito talvolta negli adulti da due carene longitudinali particolarmente visibili negli individui più giovani. Il colore del Figura 5 Giovane esemplare di Chelonia mydas. Si può notare il colore rossastro del carapace. carapace può ulteriormente variare. Alla nascita è di un colore blu scuro, che passa poi a una tonalità più rossastra durante l adolescenza, fino a raggiungere i tipici colori elencati prima nella Figura 6 Esemplare femmina adulta (circa 30 anni) di Chelonia mydas fotografato da me in un acquario di Vienna (Haus des Meers.) fase adulta. La testa, di colore grigiastro, può misurare fino a 15 cm di larghezza, è abbastanza 11

12 piccola rispetto ad altre specie di tartarughe marine, e presenta un muso tondo e corto. Gli occhi, a forma di mandorla, sono grandi e il becco, molto sviluppato, ha una consistente dentatura. Le pinne grigie ma talvolta anche verdastre sono molto ben adattate al nuoto. Sono caratterizzate infatti da una forma larga, e sono ricoperte da squame cornee allungate con un'unica unghia. Nei maschi le unghie sono più sviluppate, oltre a ciò essi possiedono una coda particolarmente lunga, larga e prensile con un estremità cheratinizzata usata per afferrare meglio la femmina durante l accoppiamento. La maturità sessuale è raggiunta tra gli 8 e i 15 anni. Questa specie di tartaruga è considerata di grande taglia (tra gli 80 e i 130 cm massimi). Il peso varia da 160 kg come peso medio a un massimo di 250 kg, con eccezione di taluni individui che possono raggiungere anche i 400 kg. Alimentazione Il motivo per cui queste tartarughe prediligono profondità modeste è da ricercare nella loro alimentazione. Queste tartarughe si nutrono principalmente di piante marine che crescono rigogliose nelle zone con bassa profondità. L alimentazione sembra però variare fortemente in funzione dell età. I piccoli prediligono in particolar modo la carne, e le loro prede preferite sono invertebrati e uova di pesce. Con la crescita invece la loro alimentazione diventa sempre più erbivora, anche se non disdegnano crostacei, molluschi, meduse, spugne di mare e coralli. La cellulosa vegetale viene digerita grazie alla microflora presente nei loro intestini, comparabile a quella presente nell apparato digerente dei bovini. Questa dieta a base di alghe risulta però povera di valori nutritivi e ciò spiegherebbe la lenta crescita degli individui della specie e la loro tardiva maturazione sessuale. Accoppiamento e riproduzione Non sempre le femmine accettano il corteggiamento dei maschi, che talvolta vengono rifiutati. Quando però le femmine sono consenzienti, l accoppiamento può durare anche fino a 6 ore. Esso può avere luogo sia sul fondale sia in superficie. Talvolta altri maschi disturbano la coppia, mordendo il maschio o facendogli perdere la stabilità. Un unico accoppiamento è sufficiente per tutte le covate della stagione (la femmina può nidificare fino a 6 volte in una stagione). Un importante aspetto che caratterizza le tartarughe marine è la capacità da parte delle femmine di ritenzione dello sperma. Dopo l accoppiamento, lo sperma prodotto dal maschio viene immagazzinato all interno di particolari tubuli detti ovidotti. Lo sperma può rimanere immagazzinato per molto tempo e permette alla femmina, come detto prima, di nidificare più volte in una stagione accoppiandosi una sola volta. Durante alcuni esperimenti (Ewing 1943; Magnusson 1979) alcune femmine sono state isolate da individui maschi per un periodo di 4-7 anni. Dopo questo periodo, nei loro ovidotti è stato trovato ancora dello sperma. Sono numerose le spiagge scelte dalle femmine di questa specie per deporre le loro uova, come ad esempio quelle della Costa Rica, del Messico, del Brasile, di Cuba e delle Bermuda. I periodi di deposizione variano a dipendenza dei luoghi, per esempio nella zona caraibica sono tra maggio e giugno. Spiagge tranquille, senza illuminazione artificiale, protette da una vegetazione di arbusti sono le predilette dalle femmine di questa specie che si spingono verso la terraferma soprattutto di notte e con l alta marea. Con l aiuto delle pinne anteriori la femmina scava una prima conca nella 12

13 sabbia, in seguito con le pinne posteriori scava ancora fino a che il nido raggiunge una profondità tra i 30 e i 50 cm. A questo punto può iniziare la deposizione delle uova. Esse vengono espulse solitamente a due a due o a gruppi di tre. Sono perfettamente sferiche, con un diametro di circa 45 mm e coperte da una membrana flessibile e ruvida che funge da protezione. In media, per nido, vengono deposte 100 uova anche se sono stati trovati nidi contenenti fino a 200 uova. Tramite le pinne posteriori prima, e le pinne anteriori in seguito, la femmina ricopre il nido e le uova. La deposizione può durare in totale un ora e mezza ma in caso di ostacoli che la femmina potrebbe incontrare durante la costruzione il tempo si potrebbe prolungarsi fino a tre ore e mezza. La temperatura ha una rilevante importanza durante l incubazione delle uova. Ad una temperatura di 31 l incubazione dura circa 48 giorni, invece a una temperatura di 25 il periodo si allunga a circa 74 giorni. E importante segnalare che esiste una temperatura di differenziazione sessuale di circa 28, se le uova saranno esposte a una temperatura sotto questo valore da esse nasceranno prevalentemente individui maschi, in caso di temperatura superiore invece vi saranno in prevalenza nascituri di sesso femminile. Nelle altre specie di tartarughe marine i maschi non approdano mai sulla terraferma. Nel caso della Chelonia mydas invece esiste un particolare sistema che obbliga gli individui ad abbandonare l acqua e a passare del tempo sulle spiagge. Ciò potrebbe essere dovuto all alimentazione di queste tartarughe, povera di vitamina D, una sostanza che viene prodotta dalla pelle degli animali esposta ai raggi solari. Per compensare la mancanza di vitamina D nella loro alimentazione, le tartarughe si espongono perciò ai raggi solari. 13

14 5.2. Caretta caretta Regno: Animalia Phylum: Chordata Classe: Reptilia Ordine: Testudines Famiglia: Cheloniidae Genus: Caretta Specie: Caretta caretta Diffusione Questa specie, così come la precedente, ha una distribuzione di Figura 7 Esemplare di Caretta caretta tipo mondiale nelle acque, anche in quelle delle regioni più fredde come Canada, Terranova, Argentina, Sud della Norvegia, Russia e in Giappone. Questo tipo di tartaruga ha abitudini fortemente migratrici. Morfologia generale Le dimensioni sono relativamente ridotte, raggiunge un massimo di 150 cm di lunghezza e di 160 kg di peso. Una caratteristica della specie è il cambiamento del carapace, che diventa sempre più liscio mano a mano che l età avanza. Il colore della parte superiore, è tendente al bruno rossastro ma talvolta anche color cioccolato. La parte inferiore, detta piastrone, può presentare un colore da giallo-arancio a bruno scuro e come la parte superiore tende a passare da ruvido a liscio con la crescita dell animale. La testa di queste tartarughe è grossa, fornita di un robusto e tagliente becco con pochi o talvolta privo di denti. Le narici sono leggermente prominenti. Le pinne sono ricoperte da grandi squame, molto ben adattate al nuoto, ognuna con due artigli. Nei maschi la coda è più larga e forte. Pur avendo una larga diffusione nelle acque mondiali questa tartaruga ha abitudini poco pelagiche, preferisce infatti le lunghe coste delle regioni temperate e subtropicali e le acque profonde dagli 0 ai 40 m. Questa specie ha sviluppato inoltre un sistema di termoregolazione corporea che le permette di spingersi in acque più fredde (oltre i 70 a nord) e mantenere una temperatura interna di molto superiore a quella dell ambiente circostante. Alimentazione Le prede favorite da questa tartaruga carnivora sono sia organismi bentonici (crostacei, molluschi) sia organismi planctonici (meduse) oltre a pesci ed echinodermi. Non disdegna qualche volta anche erbe marine, alghe, e coralli. 14

15 Accoppiamento e riproduzione La maturità sessuale viene raggiunta circa dopo 4 anni dalla nascita. Gli accoppiamenti avvengono sulla superficie dell acqua. Il maschio grazie ai forti artigli riesce ad aggrapparsi alla femmina e a non cadere. Le spiagge scelte dalle femmine per la deposizione delle uova sono situate nelle zone temperate e subtropicali. Particolarmente apprezzate dalle femmine sono le spiagge dell isola di Masirah (al largo dell oceano Indiano) e quelle della Florida, ma anche le coste dell Australia del nord e dell est del continente africano non vengono disdegnate. Queste spiagge vengono frequentemente condivise con femmine di altre specie, arrivate lì per il medesimo scopo. Osservando la situazione nel Mediterraneo, le spiagge più frequentate dalle femmine sono quelle della Grecia, della Turchia e di Cipro. Da una decina d anni le giovani madri di Caretta caretta non scelgono più le spiagge della Corsica per la deposizione delle uova, e questo tipo di tartaruga si aggiunge quindi all elenco delle specie sparite dalla Francia. Il periodo preferito per la deposizione è in primavera oppure verso l inizio dell estate fino agli inizi dell autunno. Le femmine effettuano lunghe migrazioni dai luoghi dove si nutrono per arrivare in queste zone per deporre le uova. Quando cala la notte, e la marea si alza le femmine iniziano a scavare i nidi nella sabbia. Questo rituale di deposizione (che dura circa un ora) può ripetersi anche sei o sette volte per stagione, a un intervallo di giorni. La profondità del nido è di circa cm, e in esso vengono deposte in minuti un massimo di 160 uova. Tutto il processo deve avvenire però in un ambiente calmo, privo di rumori molesti e pericoli. La Caretta caretta è una tartaruga molto timida ed è facile che per un piccolo disturbo durante la deposizione delle uova possa abbandonare il nido e ritornare in mare. Le uova sono in genere più piccole di quelle della Chelonia mydas, circa dai 35 ai 49 mm, e necessitano di un periodo di incubazione che varia dai 46 ai 71 giorni. La temperatura di differenziazione sessuale è di circa 32, sotto di essa nascono piccoli prevalentemente maschi, e sopra di essa prevalentemente piccoli di sesso femminile. I neonati possiedono un carapace di colore molto scuro e misurano 45 mm circa. I piccoli nati in Florida e nei Caraibi trascorrono i primi anni di vita nuotando tra le alghe galleggianti del mar dei Sargassi. Un sito di deposizione ormai accertato si trova anche in Italia, precisamente nell Arcipelago delle Pelagie (G.Comparetto& A. Celona), dove soprattutto nei mesi estivi si è registrata una presenza della specie Caretta caretta. Gli spostamenti di questa specie all interno del bacino del Mediterraneo cambiano in funzione della stagione. Dai dati raccolti (Bentivegna 2002) si è potuto constatare un movimento da ovest verso est del bacino mediterraneo nei mesi autunnali, alla ricerca di acque più calde. Invece, nel periodo di primavera-estate si assiste a un movimento in direzione opposta, da est verso ovest del bacino del Mediterraneo dove le acque possiedono generalmente maggiori risorse di cibo. Anche nei periodi invernali si è constatata una forte e regolare presenza di individui di Caretta caretta nell arcipelago delle Pelagie. Il fatto interessante è che questi avvistamenti sono avvenuti nel corso di monitoraggi indirizzati all avvistamento di cetacei, e quindi usando una metodologia diversa da quella apposita per l osservazione delle tartarughe marine. Due altri elementi hanno contribuito a dichiarare l area circostante Lampedusa, non solo un luogo di nidificazione, ma anche un luogo di svernamento. Il primo dato raccolto è stato che gli individui stazionano in aree caratterizzate da acque con una temperatura tra i 14 e i 18 (valori più bassi rispetto a quelli emersi nei lavori di 15

16 Thomas & Dabo 2005, che erano tra i ). Inoltre analizzando le dimensioni delle femmine osservate, si è supposto che si dovesse trattare di esemplari giovani, o che non avevano ancora raggiunto la maturità sessuale. Questo progetto ha come obiettivo di comprendere meglio la biologia e l ecologia di questa specie Caretta caretta al fine di individuare possibili fattori che possono influenzare la presenza di questa specie nel mondo, ma in particolare nelle acque del Mediterraneo Alcune differenze nella nidificazione delle due specie Un consistente numero di esperimenti ha raccolto dati che ci permettono di identificare le principali differenze esistenti nel processo di nidificazione delle due specie che abbiamo descritto. I luoghi di nidificazione: Prendendo in considerazione il mare Mediterraneo, l area prediletta dalle femmine di Caretta caretta per nidificare é molto ampia e comprende le coste della Grecia e della Turchia. L area dove invece le femmine di Chelonia mydas preferiscono nidificare è più ristretta e riguarda la zona est del bacino mediterraneo e le spiagge dell isola di Cipro. (Kasparek et al. 2001) La spiaggia di Samandağ, in Turchia è stata luogo di diversi esperimenti. Attraverso i dati raccolti su questa spiaggia, dove le due specie di tartarughe marine sono solite nidificare si è potuto determinare in termini percentuali la probabilità dei nidi di superare il periodo necessario all incubazione, dei piccoli di sopravvivere durante i loro primi attimi di vita, eccetera. Per esempio è stato appurato che circa il 68% dei nidi di Chelonia mydas sono sopravvissuti al maltempo, e all intervento dei predatori, mentre nel caso della specie Caretta caretta, la probabilità è del 52%. C è quindi un maggior successo e una maggiore probabilità di sopravvivenza dei piccoli nel caso della specie Chelonia mydas. Nonostante questi dati, le differenze tra le due specie significative, considerato anche il fatto che appartengono alla stessa famiglia. 16

17 6. Ruolo delle spiagge natie e delle mappe 6.1. Perché e quando le tartarughe marine migrano? La migrazione caratterizza ogni fase della vita di una tartaruga; nascita, infanzia pelagica, infanzia costiera, ed età adulta. Analizziamo brevemente queste quattro fasi del ciclo vitale delle tartarughe. Durante la prima fase, i piccoli abbandonano la spiaggia dove sono nati e si dirigono verso il mare aperto. Nel periodo della prima infanzia, gli individui si muovono all interno di una medesima area, di solito vasta, oppure seguono lunghe rotte di migrazione in mare aperto, spesso seguendo le correnti oceaniche. Infine può anche avere luogo una fase detta costiera nella quale le tartarughe ritornano a vivere lungo le coste dove stabiliscono dei feeding grounds cioè zone di nutrizione. Alcune specie cambiano zone di nutrizione a dipendenza del periodo dell anno. Questa migrazione di tipo stagionale può anche essere una caratteristica degli individui adulti. Questi ultimi hanno come ulteriore obiettivo la riproduzione, e devono quindi inserire nelle loro mappe delle rotte migratorie verso spiagge adatte alla nidificazione. Le spiagge preferite dalle femmine sembrano essere quelle natali, cioè quelle dove questi individui sono nati. Si crea quindi un ciclo, queste tartarughe ritornano a nidificare nei luoghi dove le loro stesse madri avevano scelto di nidificare. Dopo la nidificazione, le femmine ritornano alle aree di nutrizione. Ora osserveremo più in dettaglio il ruolo delle spiagge natie e delle mappe create dalle tartarughe. I due fattori che incidono maggiormente sull orientamento delle piccole tartarughe marine appena uscite dall uovo sono il moto delle onde dell oceano e il campo magnetico terrestre. Le giovani tartarughe infatti dispongono di una precisa bussola interna, che permette loro di dirigersi e migrare verso precisi obiettivi geografici. L assenza apparente di punti di riferimento nella vasta area dell oceano, rende indispensabile un meccanismo d orientamento efficiente. Le tartarughe infatti tornano a intervalli regolari in particolari zone delle coste, con una precisione incredibile. Questa loro capacità fa dunque pensare che abbiano una sorta di mappa da seguire, un sistema tramite il quale determinano la loro posizione relativa a determinati obiettivi da raggiungere, come le spiagge dove deporre le uova. Queste spiagge sono state scelte dalle tartarughe per la loro posizione vantaggiosa, che protegge le uova fino alla loro schiusa. Ogni anno quindi ritornano in questi luoghi particolarmente idonei per la riproduzione. Cambiare spiaggia infatti potrebbe significare rischiare di avere un numero troppo basso di neonati. La scelta di queste spiagge è molto importante, poiché le tartarughe marine non covano le loro uova e non svolgono cure parentali per i loro piccoli. Le uova vengono deposte e poi abbandonate, per questo è necessario che il luogo della deposizione sia il più sicuro possibile. Una volta nate, le piccole tartarughe memorizzano la posizione della spiaggia natia, alla quale ritorneranno quando saranno pronte per deporre a loro volta le uova. Avviene quindi un imprinting delle coordinate, delle caratteristiche ambientali del luogo di nascita che risulteranno molto importanti al momento del ritorno a queste spiagge. Per dimostrare l influenza del campo magnetico terrestre sull orientamento delle tartarughe marine sono stati fatti diversi esperimenti. Propongo nella pagina seguente un esempio molto semplice ma significativo. 17

18 6.2. Esperimento con Chelonia mydas (Dipartimento di biologia, Università del Nord Carolina) Durante i mesi di luglio e agosto alcune tartarughe del tipo Chelonia mydas sono state prelevate dalle zone costiere dove si procurano il cibo, vicino a Melbourne Beach in Florida. In seguito sono state portate in un sito vicino per effettuare il test. Le tartarughe sono state attrezzate di particolari imbracature, collegate con un sistema di localizzazione computerizzato. Dopo questa fase, sono state liberate in una grande vasca circolare di una riserva della città circondata da un sistema ad anello in grado di controllare il campo magnetico dell ambiente all interno dell area. La posizione e l orientamento di ogni tartaruga venivano monitorate. Dapprima le tartarughe furono esposte a un campo magnetico pari a quello esistente 337 km a nord del sito del test. Come conseguenza gli animali si sono orientati approssimatamente verso sud. Una volta esposte invece a un campo magnetico equivalente a quello di un area a 337 km a sud del sito del test, le tartarughe si sono orientate verso nord. Questi due diversi modi di posizionarsi sembrano confermare che le tartarughe possano distinguere e memorizzare i diversi campi magnetici che caratterizzano differenti zone geografiche e che si orientino verso di esse. Ciò avvalla l ipotesi della presenza di mappe magnetiche che permettono a questi animali di raggiungere con il minimo margine di errore, precisi obiettivi geografici. Dato che non possediamo ancora una teoria che illustri come queste mappe magnetiche siano organizzate, sono state formulate alcune ipotesi. La prima ipotizza che nelle mappe possedute dalle tartarughe marine i segnali provenienti dal campo magnetico forniscano solo una parte dell informazione necessaria all orientamento, cioè forniscano una sola coordinata. Le informazioni necessarie per stabilire la seconda coordinata potrebbero provenire dall osservazione delle coste durante la navigazione. Una tartaruga potrebbe quindi nuotare lungo una costa, fino a che non incontra un campo magnetico specifico dell area-obbiettivo. Un altra ipotesi invece considera la mappa delle tartarughe completamente dipendente dal campo geomagnetico. Solo tramite due parametri di tipo magnetico come inclinazione e intensità del campo magnetico terrestre le tartarughe possono orientarsi nella vastità dell oceano e ritrovare le spiagge natie. Nella zona della Florida, le linee generate dai diversi parametri del campo magnetico seguono schemi simili, ma non succede mai che due serie di schemi siano perfettamente uguali. Per questo motivo questo tipo di sistema con bicoordinate magnetiche ha successo solo se le tartarughe sono sufficientemente sensibili alle leggere variazioni dei due parametri. Attraverso questo tipo di esperimenti si è potuto dimostrare come le tartarughe marine adulte siano più abili nello sfruttare le informazioni relative 18 Figura 8 Le due fasi dell esperimento, consistente nel sottoporre un gruppo di tartarughe Chelonia mydas a campi magnetici corrispondenti a quelli delle zone indicate da un punto blu. Nel cerchio, i punti neri rappresentano l angolo medio di orientamento di ogni singola tartaruga. La freccia indica invece l angolo medio di orientamento dell intero gruppo, rispettivamente 171,7 nel cerchio in alto (campo magnetico nordico) e 15,8 nel cerchio in basso (campo magnetico meridionale). Il test fu eseguito tra le 12:00 e le 18:00 del pomeriggio.

19 al campo magnetico, rispetto alle neonate che sfruttano ancora una mappa di navigazione classica cioè dipendente per una coordinata dall osservazione delle coste, e per l altra dal campo magnetico. 19

20 7. Diversi movimenti dopo la nidificazione (F. Papi e P. Luschi, Università di Pisa) Dopo alcuni esperimenti è stato ipotizzato che dopo il ciclo di nidificazione, le femmine di tartaruga marina possano adottare diversi comportamenti all interno dell area nella quale si trovano. Il primo è rimanere nella stessa zona dove è avvenuta la nidificazione, un secondo comportamento possibile potrebbe essere effettuare spostamenti imprevedibili e discontinui (senza dirigersi verso una specifica zona residenziale di alimentazione). L ultima possibilità di comportamento ipotizzata è quella di intraprendere una migrazione in direzione di aree specifiche e separate dalle aree di nidificazione. Nel caso della Caretta caretta si è osservata una certa fedeltà alle aree residenziali di alimentazione, aree ricche di cibo dove le femmine possono predare. Perciò in questa specie, come in diverse altre, si assiste a una continua migrazione almeno tra due specifiche aree. Differenti comportamenti possono essere individuati sia tra specie o popolazioni diverse, sia tra membri di uno stesso demos (insiemi di individui delle stessa specie). Sostituendo i classici metodi di etichettamento delle tartarughe, con la nuova tecnica di telemetria satellitare, è stato possibile avere una visione migliore dei percorsi effettuati da questi animali. Gli elementi più interessanti da analizzare sono stati la capacità delle tartarughe di effettuare una navigazione lungo le coste e di praticare movimenti praticamente diritti in oceano aperto. Sono stati quindi classificati i vari tipi di spostamenti effettuati dopo la nidificazione in cinque categorie: 1. Corti spostamenti migratori o movimenti simili. Osservati soprattutto nella specie Caretta caretta. 2. Movimenti girovaghi nelle aree di predazione. Osservati negli individui giovani e adulti della specie Caretta caretta, e nella tartaruga di Kemp. 3. Spostamenti di lunga distanza apparentemente non diretti in aree specifiche. Tipici della specie Caretta caretta, e della Lepidochelys olivacea 4. Spostamenti lunghi ma incompleti su rotte migratorie. In questa categoria vengono classificati tutti i casi in cui non c è un evidente arrivo in un area residenziale di alimentazione. Specie che effettuano questi spostamenti sono la Chelonia mydas, la tartaruga di Kemp e l Eretmochelys imbricata. 5. Completa migrazione ai luoghi di alimentazione (Figura 9). Questi movimenti possono essere ulteriormente divisi in: a) Percorso prevalentemente effettuato lungo le coste. 20 Figura 9A,B,C Esempi di rotte migratorie di esemplari di Chelonia mydas seguiti da satelliti. (A) Rotte nella zona delle Hawaii (B) Rotte di tartarughe migranti dall Atollo Rosa verso le Isole Fiji (C) Percorsi effettuati da tartarughe migranti dall isola di Redang. La rotta d non è completa poiché i segnali del trasmettitore cessarono prima del raggiungimento dell area residenziale di alimentazione. La rotta e è un esempio di navigazione lungo la costa. L individuo della rotta c si fermò nelle acque vicino all isola.

21 (Chelonia mydas, tartaruga di Kemp, Eretmochelys imbricata) b) Migrazione principalmente in mare aperto. Oltre all abilità di mantenere rotte diritte, il caso b della figura 9C rivela la sorprendente capacità delle tartarughe nell individuare specifici obiettivi durante un lungo viaggio nell oceano aperto senza effettuare movimenti indicanti una ricerca casuale o sistematica. Questo comportamento è particolarmente impressionante nella tratta a della figura 9C. Questa tartaruga è stata capace di prendere una rotta approssimatamente dritta che le ha permesso di passare attraverso uno stretto e successivamente di raggiungere l area ricca di cibo dove poter predare. L osservazione delle rotte effettuate dalle tartarughe possono aiutarci a comprendere alcuni meccanismi della loro navigazione, ma solo con un approccio più sperimentale si può sperare in un effettivo progresso della conoscenza. Un metodo sperimentale che risulta promettente è quello del dislocamento di alcuni individui dalle aree di nidificazione a loro famigliari. In questo modo si può osservarne il comportamento e i metodi usati per compensare lo spostamento subito artificialmente. Un primo, imprevisto, esperimento in questo senso coinvolse una tartaruga verde (Chelonia mydas) catturata all isola dell Ascensione (situata nell Oceano Atlantico meridionale) e trasportata via nave fino allo Stretto della Manica. L animale risultava malato, e perciò venne gettato in mare. La tartaruga che fu riconoscibile poiché marchiata, venne catturata nuovamente due anni dopo sempre all isola dell Ascensione. Questo fatto risulta al giorno d oggi ancora più straordinario dopo che, grazie a ulteriori ricerche, si è scoperto che tutte le tartarughe dell isola dell Ascensione avevano le loro aree residenziali di alimentazione sulle coste brasiliane. 21

22 7.1. Movimenti di una femmina di Chelonia mydas dopo la nidificazione (J.K.Chan, George H.Balazs, 2003) Questo esperimento, effettuato nel 2002, aveva come obiettivo individuare l esatto percorso effettuato dalle femmine della specie Chelonia mydas dalla piccola spiaggia dell isola di Lamma (nelle vicinanze di Hong Kong) fino alle acque ricche di cibo nella zona dell isola di Hainan (nel mare Cinese meridionale). L esperimento è stato effettuato su un unico esemplare femmina di questa specie, catturato nelle acque di Hong Kong nell agosto del Era l unica femmina che stava nidificando in quella zona nella stagione del 2002, e la sua prima nidiata era avvenuta nel giugno dello stesso anno. Successivamente seguirono altre 4 nidiate, finché il 9 agosto venne temporaneamente fermata, le fu attaccato al carapace un trasmettitore collegato a un satellite (tramite la tecnica di telemetria satellitare detta PTT) e lo stesso giorno fu rilasciata. Appena dopo essere stata liberata la tartaruga si diresse immediatamente verso il largo, e da quel momento iniziò la sua migrazione. La distanza tenuta dalla costa del sud della Cina misurava circa 80 km, la velocità era di circa 1,5 / 2 km/h. La femmina nuotava in modo continuo e attivo, trascorrendo poco tempo immersa e molto più tempo in superficie. Raggiunse il Golfo di Qiongzhou (nella zona dell isola di Hainan) in una decina di giorni. Superata questa tappa il comportamento dell animale cambiò notevolmente; la velocità con cui riprese il suo viaggio diminuì, passando a circa 0,5 km/h, diminuì anche la distanza dalla costa, inoltre aumentò la durata delle immersioni. Tutti questi cambiamenti potrebbero essere stati dovuti alla necessità dell animale di riposarsi o nutrirsi. Un comportamento simile risulta vantaggioso, poiché mentre la tartaruga prosegue il suo viaggio, contemporaneamente, nutrendosi, riduce il costo energetico generale richiesto dalla migrazione. Intorno al 30 di agosto la femmina arrivò finalmente nelle acque della costa di Wanning City (isola di Hainan). Dopo 21 giorni di viaggio aveva percorso quindi circa 600 km, dapprima lontano dalla costa del Sud della Cina e successivamente seguendo la linea costiera dell isola di Hainan. Se la seconda Figura 10 Percorso effettuato da una femmina di Chelonia mydas dopo la nidificazione su una spiaggia nella zona di Hong Kong, fino ad acque ricche di cibo, sulle coste dell isola di Hainan. 22 Figura 11 Brevi spostamenti effettuati dalla femmina all interno dell area di predazione.sono visibili inoltre i due spostamenti più lunghi effettuati nel novembre 2002 e nell agosto 2003.

23 parte del viaggio fosse stata percorsa in mare aperto la femmina avrebbe risparmiato circa 100 km di viaggio (Figura 10). Osservando i dati raccolti dal satellite (Figura 11), si può notare come, una volta raggiunte le acque ideali per predare, la femmina trascorra la maggior parte del suo tempo all interno di una zona del diametro di circa 8 km. Si notò però che nel novembre del 2002 l animale si diresse 45 km più a nord di questa zona, alla quale ritornò solo dopo un mese. Anche nell agosto del 2003 si recò a nord, rimanendo però solo a 25 km dall area di nutrimento principale. Il motivo di questi brevi spostamenti dall area sono sconosciuti. Si ipotizza che la femmina si sposti in questo modo per cercare delle aree di nutrimento alternative. Prima della realizzazione di questo esperimento il tragitto e la posizione dei luoghi raggiunti dalla popolazione di Chelonia mydas di Hong Kong dopo la nidificazione erano sconosciuti. Pur avendo preso in considerazione un solo esemplare di questa specie le informazioni ricevute furono sufficientemente precise per dimostrare come l uso dei satelliti in questo tipo di esperimenti sia la soluzione ideale e più vantaggiosa. Altri esperimenti simili effettuati sempre nel sud della Cina con altre popolazioni di tartarughe marine, rivelarono come le femmine di ogni popolazione dispongano di diverse rotte migratorie e di diversi siti dove trovare cibo. Si è notata però una tendenza delle diverse popolazioni provenienti da Hong Kong, Mainland China, e Taiwan a recarsi verso le coste dell isola di Hainan. Da ciò si constata come le acque di quella zona siano ideali e importanti aree di pesca per le femmine. Per questo motivo varrebbe davvero la pena prendere in considerazione misure a lungo termine per la salvaguardia di questa zona frequentata da così tante popolazioni di tartarughe marine. Dai risultati di questo esperimento appare molto chiaro come la vita delle femmine di tartaruga marina sia caratterizzata da lunghe migrazioni dalle zone di nutrizione verso quelle di riproduzione e viceversa. Anche i maschi allo stesso modo durante il periodo riproduttivo migrano verso le zone di riproduzione. Il periodo degli accoppiamenti è praticamente l unico momento in cui è possibile osservare dei gruppi di tartarughe, essendo degli animali prevalentemente solitari. L'accoppiamento avviene in linea di massima a pochi km dalla spiaggia di deposizione. Una volta passata la stagione degli amori i maschi fanno ritorno verso le zone di nutrizione, mentre le femmine si recano a nidificare sulle spiagge. 23

24 8. Orientamento e navigazione in mare aperto 8.1. Trovare il mare La nascita dei piccoli di tartaruga marina avviene normalmente di notte. Una volta usciti dall uovo i neonati devono affrettarsi per raggiungere l oceano senza cadere vittime di predatori terrestri come volpi, granchi, eccetera. Apparentemente i piccoli sembrano seguire un percorso non basato su un innata preferenza per una direzione specifica. Oltre alle difficoltà dovute ai predatori, anche residui sulla spiaggia come conchiglie ed erbacce possono ostacolare la corsa verso il mare. Spesso i piccoli devono accertarsi di seguire la direzione giusta, senza però poter vedere in modo diretto l oceano. Alcuni esperimenti hanno dimostrato l importanza di punti di riferimento visivi: ad alcuni neonati sono stati bendati gli occhi, e il risultato ottenuto è stato il disorientamento dei piccoli, incapaci di trovare l acqua. Uno dei fattori che permette l orientamento delle piccole tartarughe è il riflesso della luna e delle stelle sull acqua del mare. Ciò comporta che l orizzonte sia più luminoso dell entroterra. Questi segnali luminosi guidano i piccoli verso la giusta direzione. Le luci artificiali di alberghi, bar, ristoranti localizzati dietro le spiagge, attraggono però i neonati in direzione opposta al mare. Il disorientamento che ne consegue può causare la morte degli animali per affaticamento o per disidratazione. L ipotesi che i piccoli localizzino l oceano andando in direzione delle luci dell orizzonte si é dimostrata, grazie ad alcuni esperimenti, incompleta. Propongo al riguardo un esperimento molto semplice ma significativo. Alcuni neonati di Caretta caretta sono stati rilasciati in un area circolare, avente a un fianco un orizzonte basso, con una luce fioca e invece dall altra parte un orizzonte più alto e più illuminato. I piccoli si sono diretti verso il primo orizzonte, e ciò vuol dimostrare come essi pratichino una valutazione combinata della luminosità e dell altezza dell orizzonte verso il quale decidono di dirigersi. Nel caso in cui sulla spiaggia natia entrambi gli orizzonti abbiano la stessa altezza, la valutazione si basa solo sulla luminosità. Questa scelta verso orizzonti bassi e luminosi porta i piccoli, in condizioni naturali, quasi sicuramente verso l oceano. I motivi sono due; la vegetazione e le dune che fiancheggiano la terraferma contribuiscono a rendere più alto l orizzonte dalla parte opposta al mare che quindi non viene istintivamente scelto dai piccoli. Il secondo motivo è che le femmine di tartaruga nidificano solitamente in spiagge aventi una leggera pendenza verso l acqua, in modo da indirizzare i piccoli verso la giusta direzione I primi attimi in mare Le onde sembrano essere i primi mezzi di orientamento a disposizione dei piccoli una volta giunti in acqua. Più precisamente nella prima migrazione verso il mare aperto i neonati sfruttano la direzione di propagazione delle onde per orientarsi. Dato che queste prime migrazioni fatte dai piccoli, avvengono solitamente di notte, è logico pensare che essi non usino la vista per individuare la direzione delle onde. Alcuni esperimenti praticati su piccoli appena nati hanno dimostrato la loro capacità di orientarsi per mezzo delle onde in totale assenza di luce visibile e senza punti di riferimento visivi. Ma come riescono i piccoli a sfruttare la direzione delle onde per orientarsi? Una delle ipotesi proposte da Lohmann et al. (1995) era che le piccole tartarughe possano determinare il loro orientamento in relazione alla direzione di propagazione delle onde tenendo sotto controllo la sequenza di accelerazioni che subiscono da parte delle onde stesse. A dipendenza di queste accelerazioni esse possono capire, in totale assenza di visibilità, se stanno andando contro la direzione delle onde o se stanno seguendo la stessa direzione. Per esempio, una tartaruga che si 24

25 muove verso il mare aperto subirà a causa del moto ondoso, dapprima un accelerazione verso l alto, poi indietro, in seguito verso il basso e infine in avanti (Figura 12.a). Una tartaruga che invece segue la direzione delle onde subirà un accelerazione verso l alto, poi in avanti, in seguito verso il basso e infine indietro (Figura 12.b). Il grafico della pagina seguente mostra le due diverse sequenze di accelerazioni. Figura 12.a Moto di una piccola tartaruga mentre nuota contro la direzione di propagazione delle onde, verso il mare aperto.(lohmann et al. 1995) Figura 12.b Moto di una piccola tartaruga mentre nuota seguendo la direzione di propagazione delle onde, verso la terraferma. (Lohmann et al. 1995) È importante quindi per un neonato una volta sott acqua saper distinguere tra queste due sequenze per differenziare un orientamento contro o verso la direzione di propagazione delle onde. Per verificare che i neonati realmente percepiscano la direzione delle onde in questo modo è stato costruito un simulatore del moto ondoso (figura 13). Esso riproduce in aria i movimenti circolari che deve affrontare normalmente una tartaruga diretta in mare aperto. Anche in assenza d acqua è possibile ottenere risposte affidabili poiché queste sequenze di movimenti sono attuate dai piccoli solo in assenza di contatto tra il loro ventre e il substrato solido. Una volta sottoposte a onde simulate provenienti dalla loro destra, le piccole tartarughe hanno tentato di ruotarsi verso destra, mentre se sottoposte a onde simulate provenienti da sinistra il movimento di rotazione è avvenuto verso sinistra. In presenza di onde dirette frontalmente rispetto alle tartarughe, gli animali hanno reagito facendo piccole svolte sia a destra sia a sinistra. 25

26 Figura 13 Simulatore del moto ondoso usato durante l esperimento sopra descritto. (Lohmann et al. 1995) Figura 14 I risultati dell esperimento nei tre casi, onde dirette frontalmente, verso sinistra, verso destra rispetto all animale. Le colonne nere indicano il tempo necessario alla tartaruga per girarsi verso sinistra, mentre le colonne più chiare indicano il tempo necessario per girarsi verso destra. (Dati da Lohmann et al. 1995) I risultati dimostrano che i neonati possono determinare la direzione di propagazione delle onde controllando le sequenze orbitali di movimenti. 26

27 8.3. In mare aperto Abbiamo visto come sia possibile per i piccoli orientarsi durante i primi momenti in acqua, le onde infatti nelle zone costiere si infrangono e risultano molto più forti, permettendo alle tartarughe di capire chiaramente quale sia la direzione da prendere per raggiungere il mare aperto. Ma una volta giunti nelle acque profonde le onde non forniscono più una chiara indicazione della direzione. Si può presumere quindi che i neonati sfruttino le informazioni derivate dal moto ondoso solo in un primo momento, dopo essere entrate in mare. Successivamente in mare aperto, i piccoli usano altri mezzi per raccogliere informazioni e mantenere la rotta che permetterà loro di raggiungere le correnti, e questi mezzi sono indipendenti dalla direzione delle onde. A questo proposito è stato seguito tramite satellite il percorso effettuato da alcuni neonati di Caretta caretta partiti da una spiaggia della Florida. Dopo aver percorso una certa distanza in direzione opposta a quella delle onde, i piccoli hanno seguito senza esitazione una rotta senza esitare anche in mare aperto, dove la direzione delle onde non coincideva con il percorso che stavano effettuando. Ciò dimostra l intervento di altri mezzi di orientamento dal momento che i piccoli giungono in mare aperto. In seguito parleremo di alcune ipotesi riguardo questi mezzi alternativi Orientamento magnetico Alcuni esperimenti compiuti in laboratorio hanno evidenziato la capacità dei piccoli di Caretta caretta e di Dermochelys coriacea di orientarsi sfruttando il campo magnetico terrestre. Una volta lontano dalla costa l orientamento tramite il moto ondoso viene quindi successivamente sostituito con una bussola di tipo magnetico. Ma per essere certi di seguire la giusta rotta, i piccoli devono acquisire o ereditare una preferenza di tipo magnetico - direzionale che permetta loro di non perdersi. Questa preferenza è già presente nei piccoli dal momento che lasciano il nido? Quando viene acquisita? I riferimenti di tipo luminoso hanno qualche influsso? Per rispondere a queste domande propongo ora un breve esperimento effettuato sempre da Lohmann, che mostra molto bene l utilizzo da parte dei piccoli di un orientamento di tipo magnetico nel buio. Alcuni neonati sono stati posizionati in una vasca rotonda contenente acqua di mare. A est ed a ovest sono stati piazzati dei magneti. In un primo momento i piccoli sono stati esposti a una luce proveniente da est. Una volta al buio essi si sono diretti verso questa direzione. Un altro gruppo è stato invece sottoposto a una luce proveniente da ovest, e i piccoli si sono diretti, una volta al buio, verso questa direzione. In seguito, gli sperimentatori hanno invertito i magneti, e il risultato è stato che i piccoli del primo gruppo si sono diretti verso ovest (cioè dove era stato posizionato il magnete che prima era a est) e i piccoli del secondo gruppo invece, verso est (verso il magnete che precedentemente era a ovest). Un altro gruppo di tartarughe non è stato esposto inizialmente alla luce, e una volta rilasciati nel buio, essi non si sono orientati in modo significativo verso una direzione. Da questo esperimento possiamo trarre alcune conclusioni. Come prima cosa, notiamo che i punti di riferimento di tipo visivo (la luce nel nostro caso) possono influenzare l orientamento di tipo magnetico, infatti i piccoli si dirigevano sempre verso il magnete corrispondente alla luce iniziale alla quale erano stati esposti. Il comportamento del terzo gruppo, fa invece supporre che i piccoli non escano dall uovo già con una preferenza di tipo magnetico, ma ne acquisiscano una 27

28 successivamente. Probabilmente ciò avviene durante il tragitto dal nido verso l oceano, poiché come abbiamo visto in precedenza, una volta in acqua l unico mezzo usato per orientarsi è il moto ondoso. Altri esperimenti hanno dimostrato come le onde e il loro moto possano avere la stessa funzione della luce nell esperimento precedente. Alcune tartarughe che non avevano mai praticato il tragitto nido-oceano, hanno sfruttato il moto ondoso per stabilire secondo quale campo magnetico basarsi e verso che direzione dirigersi. Ancora una volta viene confermata la teoria, secondo la quale i piccoli acquisiscono una preferenza di tipo magnetico dopo la nascita, basandosi su diverse informazioni di tipo direzionale (come la luce, le onde, ecc). In laboratorio sono stati individuati tre modi tramite i quali i piccoli acquisiscono una preferenza di tipo magnetico; sfruttando il moto ondoso, sfruttando la luce durante la corsa sulla spiaggia, sfruttando la luce una volta in acqua. In natura i mezzi a disposizione dei piccoli sono la luce naturale dell orizzonte e il moto ondoso. Osservando gli spostamenti effettuati da alcuni piccoli partiti da una spiaggia della costa est della Florida e diretti verso la Corrente del Golfo possiamo supporre che per ogni stadio di questa loro prima migrazione venga usata una diversa strategia per orientarsi, dapprima sulla spiaggia tramite la luce dell orizzonte, una volta in mare sfruttando il moto ondoso, e nell oceano aperto tramite un orientamento di tipo magnetico seguendo una traiettoria già prefissata durante la corsa verso il mare (Figura 15.) Figura 15 Il grafico raffigura i tre stadi principali che si ipotizza debbano essere affrontati dai piccoli durante la loro prima migrazione in mare aperto. Una volta usciti dal nido, sulla spiaggia (1) utilizzano punti di riferimento visivi. Nella zona di rifrazione delle onde (2), vicino alla costa sfruttano le onde come strumento per orientarsi. Infine, una volta in mare aperto (3) entra in gioco l orientamento tramite bussola magnetica. Questo diagramma è stato creato in base all osservazione di piccoli partiti dalla costa est della Florida e diretti verso la Corrente del Golfo (Lohmann et al. 1995) 8.5. Ritorno delle femmine alle spiagge Abbiamo analizzato finora come si svolge la prima migrazione effettuata dai neonati una volta usciti dal nido, ma questo viaggio è solo il primo di una lunga serie. Ci riferiamo ora al gruppo di piccoli di Caretta caretta di cui abbiamo parlato in precedenza. Una volta raggiunta la Corrente del Golfo, i piccoli restano nel Nord dell Atlantico dove trascorrono molti anni. Durante questo periodo di tempo attraversano la parte est dell Atlantico e una volta adolescenti ritornano alle coste sudorientali degli Stati Uniti. Per verificare, se le femmine che nidificano in queste spiagge siano a loro volta nate lungo quelle coste, esse sono state sottoposte ad analisi del DNA mitocondriale. I risultati hanno confermato l esistenza di questo ciclo, nel quale le femmine ritornano alle loro 28