L ambiente batiale in Mediterraneo: osservazioni sulla distribuzione, diversità e biologia della megafauna

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1 L ambiente batiale in Mediterraneo: osservazioni sulla distribuzione, diversità e biologia della megafauna Gianfranco D Onghia, Porzia Maiorano, Letizia Sion, Francesco Mastrototaro, Angelo Tursi Dipartimento di Zoologia, Università di Bari, Via E. Orabona 4, 7125 Bari (Italy) Abstract Gli studi sulla conservazione e gestione degli ecosistemi marini hanno riguardato principalmente le aree costiere mentre soltanto di recente è stato avviato il dibattito sulla conservazione dell ambiente marino profondo. Recenti esplorazioni condotte nel Mar Ionio, fino a 4 m di profondità, hanno fornito informazioni sulla distribuzione e diversità della megafauna. Densità, biomassa e diversità si riducono a partire da circa 12 m fino alle massime profondità investigate. Alle maggiori batimetrie la megafauna risulta principalmente caratterizzata da specie medio-piccole con strategie trofiche eurifagiche ed opportuniste. Sebbene la presenza di specie di interesse commerciale sia stata rilevata oltre i 1 m, le ridotte densità e le particolari strategie vitali degli organismi ne determinano un alta vulnerabilità rispetto ad un eventuale sfruttamento. Gli autori discutono gli elementi di vulnerabilità e di autoprotezione dell ambiente batiale nonché gli aspetti che ne rendono necessaria la protezione. 24 SItE. All rights reserved. Keywords: fauna batiale; distribuzione; diversità; conservazione, Mediterraneo. 1. Introduzione A partire dalla conferenza su Ambiente e Sviluppo di Rio de Janeiro (1992) è stata più volte evidenziata la necessità di promuovere azioni che mirino alla protezione e conservazione dell ambiente, al mantenimento della produttività e biodiversità degli ecosistemi nonchè alla realizzazione dello sfruttamento sostenibile delle risorse naturali (Cartes et al., 24). Mentre gli studi sulla conservazione e gestione degli ecosistemi hanno riguardato principalmente l ambiente terrestre e, in misura minore, le aree marine costiere, soltanto di recente sono stati avviati i primi passi verso la conservazione dell ambiente marino profondo sia in relazione al crescente sfruttamento delle risorse biologiche batiali sia in relazione alla scoperta di particolari habitat e biocenosi, come ad esempio quelli riguardanti le sorgenti idrotermali e i coralli di acque fredde, che possono rappresentare hot-spots della biodiversità (CIESM, 23). L ambiente marino oltre i 1 m di profondità copre circa il 6% del pianeta ed è anche quello meno conosciuto soprattutto per le difficoltà operative di esplorazione. Infatti, sebbene le prime esplorazioni nel Mediterraneo profondo risalgano alla fine dell ottocento, le attuali conoscenze sull ambiente batiale di questo bacino riguardano principalmente l intervallo batimetrico in cui si realizza lo sfruttamento delle risorse biologiche, ossia fino a circa 8-9 m di profondità. Oltre tale batimetria le conoscenze sulla bio- Corresponding author. Tel.: ; fax: ; g.donghia@biologia.uniba.it.

2 2 Available online at diversità e sull abbondanza delle risorse biologiche sono piuttosto frammentarie e limitate al Mediterraneo occidentale ed in misura minore ad alcune aree del Mediterraneo orientale e del bacino di Levante. Il Mar Ionio, pur essendo il bacino più profondo del Mediterraneo in cui si realizza lo sfruttamento delle risorse batiali, soprattutto rappresentate dai gamberi rossi Aristeus antennatus e Aristaeomorpha foliacea, è forse il meno conosciuto dal punto di vista della diversità della megafauna. Recenti esplorazioni condotte nell ambiente batiale del Mar Ionio hanno rilevato la presenza di A. antennatus fino a 33 m (Sardà et al., in stampa) e di A. foliacea fino a 11 m (Politou et al., in stampa) e consentito di acquisire informazioni sulla distribuzione, diversità e biologia della megafauna di cui si riportano alcuni risultati nel presente lavoro. 2. Materiali e Metodi La ricerca esplorativa è stata realizzata a giugno del 21 al largo della costa calabra (Mar Ionio occidentale) (area compresa tra N E e N E) nell ambito del progetto DESEAS finanziato dalla CE con il principale obiettivo di valutare la massima distribuzione di A. antennatus in Mediterraneo (Sardà et al., in stampa) (Fig. 1). Durante questa ricerca sono state realizzate 1 stazioni di campionamento della megafauna tra 6 e 4 m di profondità utilizzando la rete sperimentale MAIRE- TA (Sardà et al., 1998) e la nave oceanografica Garcia del Cid del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) di Barcellona (Spagna). La velocità e la posizione dell imbarcazione è stata misurata mediante GPS differenziale. L apertura orizzontale della rete sperimentale è stata valutata mediante il sistema telemetrico SCANMAR. Questa informazione è stata utilizzata per il calcolo dell area campionata, espressa in km 2. Il campionamento è stato realizzato durante le ore di luce. La durata di ciascun prelievo, variabile tra 1 e 3 ore, è stata standardizzata ad un ora. Gli esemplari catturati sono stati identificati a livello di specie, contati, misurati, pesati e quindi distinti nelle categorie sistematiche dei pesci (condroitti e teleostei) e dei crostacei. Per le specie più abbondanti è stato rilevato il sesso e lo stadio di maturità delle gonadi. Le densità e biomasse della fauna raccolta sono state rispettivamente espresse in N/km 2 e kg/km 2. Per ciascuna stazione di campionamento, sono stati determinati l indice di ricchezza in specie di Margalef (d) e l indice di diversità di Shannon- Wiener (H ). Le variazioni della densità, biomassa, ricchezza in specie e diversità rispetto alla profondità sono state valutate mediante correlazione non parametrica di Spearman (Conover, 198). La variazione del peso medio individuo e densità in funzione della profondità è stata analizzata per alcune delle specie più abbondanti mediante bubble plot. Al fine di evidenziare eventuali zonazioni della fauna lungo il gradiente batimetrico investigato, i dati di abbondanza specifica per stazione, dopo trasformazione in radice quadrata, sono stati sottoposti ad analisi di classificazione mediante una matrice di similarità di Bray-Curtis e utilizzando il programma PRIMER 5 (Clarke & Warwick, 21). Il contributo in numero e peso di ciascuna specie in ciascun gruppo è stato stimato mediante la procedura SIMPER del medesimo programma. Infine, le catture della fauna batiale sono state espresse anche in termini di rese orarie in peso (kg/h), distinguendo le specie di interesse commerciale (commerciale) da quelle che attualmente non hanno alcun valore di mercato (scarto). È stata, inoltre, considerata la categoria delle specie batiali (Galeus melastomus, Fig. 1. Area investigata nel Mar Ionio occidentale, con indicazione delle stazioni di campionamento ( ) effettuate a giugno 21.

3 14 th Meeting of the Italian Society of Ecology, 4-6 October 24, Siena 3 Trachyrhynchus trachyrhynchus, Mora moro, Lepidion lepidion, Hoplostethus mediterraneus) che potrebbero rappresentare nuove risorse sfruttabili nel Mar Ionio (potenziale commerciale), in quanto già sfruttate in alcune marinerie mediterranee e atlantiche (Pineiro et al., 21). Per tali specie, quindi, l avvio di un attività alieutica potrebbe modificare l attuale struttura dell ecosistema marino profondo ancora molto poco conosciuto. 3. Risultati Nell ambito di questa ricerca sono state campionate 3 specie di pesci (26 teleostei e 4 condroitti) e 25 specie di crostacei decapodi. Sia per i pesci sia per i crostacei è stato rilevato un incremento delle densità fino a 12 m e quindi una successiva riduzione fino alle maggiori profondità (Fig. 2). Fino a 17 m i pesci sono stati rinvenuti con densità maggiori a quelle dei crostacei, dopo tale batimetrica le densità dei crostacei risultavano superiori a quelle dei pesci. L incremento di biomassa fino a 12 m è stato osservato soltanto nei pesci, in relazione all incremento del peso medio degli individui mentre nei crostacei i valori di biomassa risultavano trascurabili a causa delle piccole dimensioni delle specie. N/km pesci crostacei kg/km pesci crostacei Fig. 2. Relazione tra densità (N/km 2 ) e biomassa (kg/km 2 ), per pesci e crostacei, e la profondità. Il trend del peso medio individuo, con indicazione della densità, rispetto alla profondità è mostrato per alcune specie in Fig. 3. Peso medio individuo (g) Aristeus antennatus N= Galeus melastomus N= Lepidion lepidion N= Mora moro N=57 Nezumia sclerorhynchus N= Phycis blennoides N=11 Fig. 3. Relazione tra peso medio individuo, densità (diametro delle sfere), e profondità di alcune delle specie catturate.

4 4 Available online at Per il decapode Aristeus antennatus è stata riscontrata una correlazione negativa taglia-profrondità evidenziando la presenza di forme giovanili alle maggiori batimetriche. Mentre nello squaletto Galeus melastomus gli individui più piccoli sono stati rinvenuti a 12 m, in altre specie ittiche (Lepidion lepidion, Mora moro, Nezumia sclerorhynchus, Phycis blennoides) è stato osservato un bigger-deeper trend. Sia in A. antennatus sia nelle specie ittiche sono stati rinvenuti individui in fase riproduttiva anche intorno e oltre i 1 m di profondità. Gli indici di ricchezza in specie e di diversità hanno mostrato una significativa riduzione lungo il gradiente batimetrico (d: r spearman = -,883, p <,5; H : r spearman = -,767, p <,5) (Fig. 4). Ricchezza specifica (d) Diversità (H') Fig. 4. Relazione tra ricchezza specifica (d) e diversità (H') e la profondità. L analisi multivariata delle abbondanze ha evidenziato una zonazione della megafauna rispetto alla profondità. Si distingue, infatti, il gruppo di stazioni del livello batiale superiore fino a circa 12 m, quello comprendente le stazioni tra 15 e 2 m ed infine quello delle due stazioni abissali (Fig. 5). Il primo gruppo (average similarity 28,58%) risulta principalmente caratterizzato (al 9%) dalle specie M. moro, G. melastomus, P. blennoides, N. sclerorhynchus, Lampanyctus crocodilus e H. mediterraneus. Il secondo raggruppamento (average similarity 2,7%) è caratterizzato (al 9%) da Bathypterois mediterraneus, L. lepidion e Acantephyra eximia. Le specie caratterizzanti le due stazioni più profonde (average similarity 24,26%) sono Chalinura mediterranea e A. eximia. Fig. 5. Dendrogramma delle 1 stazioni effettuate, con indicazione dei gruppi individuati (I, II e III). La resa oraria (kg/h) delle differenti specie batiali, distinta per pesci e crostacei e per le tre categorie (commerciale, potenziale commerciale e scarto), è riportata in Fig. 6. Rese commerciali sono state riscontrate fino a 1 m nei pesci e fino a 17 m per i crostacei. La cattura commerciale si riduce sensibilmente con la profondità mentre aumenta quella delle specie di scarto. Inoltre, esclusivamente nei pesci, la cattura dovuta alle specie potenzialmente commerciali aumenta in modo marcato fino alla batimetrica dei 12 m Pesci commerciale potenziale commerciale scarto Crostacei commerciale scarto,5 1 1,5 2 2,5 3 Resa oraria (kg/h) Fig. 6. Resa oraria per profondità, distinta per pesci e crostacei, delle categorie commerciale, potenziale commerciale e scarto.

5 14 th Meeting of the Italian Society of Ecology, 4-6 October 24, Siena 5 4. Conclusioni Con l incremento della profondità le densità e le biomasse nonchè la diversità della megafauna si riducono progressivamente nell ambiente batiale del Mar Ionio, confermando quanto osservato in altre esplorazioni profonde sia in Atlantico (Haedrich & Rowe, 1977; Gage & Tyler, 1991) sia nel Mediterraneo occidentale (Stefanescu et al., 1993; Moranta et al., 1998). I valori stimati sia per le abbondanze sia per la diversità sono sensibilmente inferiori a quelli rilevati in Atlantico (Haedrich et al., 198; Gordon & Duncan, 1985; Moranta et al., 23). Queste differenze sono imputabili sia agli eventi storici di colonizzazione del Mediterraneo sia alle differenti condizioni fisiche e trofiche di questo bacino rispetto all Atlantico (Fredj & Maurin, 1987; Quignard & Tomasini, 2). L incremento delle densità e delle biomasse intorno ai 12 m è soprattutto dovuto alla maggiore abbondanza di alcune specie ittiche di taglia mediogrande, molto probabilmente legata alla disponibilità di risorse trofiche rappresentate dalle specie mesopelagiche. Queste, infatti, realizzando ampie migrazioni verticali costituiscono una parte importante del trasferimento energetico tra l ambiente superficiale e quello profondo (Mauchline & Gordon, 1991). Seppure con un basso numero di stazioni, nella zonazione verticale della fauna si conferma quanto osservato sia in Atlantico (Haedrich et al., 198; Hecker, 199; Koslow, 1993) che nel Mediterraneo occidentale (Cartes & Sardà, 1992; Stefanescu et al., 1993; Moranta et al., 1998), indicando un livello batiale di transizione tra circa 12 e 15 m oltre il quale la composizione delle specie cambia profondamente. In particolare, oltre tali batimetriche la megafauna risulta principalmente caratterizzata da specie medio-piccole con strategie trofiche eurifagiche ed opportuniste e con differente mobilità in un ambiente povero di risorse trofiche che determina l assenza di specie scavenger. Anche se la presenza di specie di interesse per la pesca commerciale è stata rilevata oltre gli 8-1 m, le ridotte densità e le particolari strategie vitali degli organismi (bassi tassi di crescita, ritardata maturità sessuale, bassa fecondità) implicano un alta vulnerabilità rispetto ad un eventuale prelievo (Hureau et al., 1979; Clarke et al., 23). Il rinvenimento di individui maturi alle maggiori profondità, sia in specie di interesse commerciale che potenzialmente tali, indica la presenza di rifugi ecologici che permettono il rinnovo degli stock sfruttati nel batiale superiore. Spesso tali rifugi sono rappresentati oltre che da zone più profonde rispetto a quelle in cui si realizza il prelievo, anche da particolari habitat inaccessibili ed impraticabili come canyon e biocenosi dei coralli di acque fredde. Tali habitat sono considerati come hotspots della biodiversità in Mediterraneo e pertanto meritevoli di protezione (Gili et al., 1999; Tursi et al., 24). D altro canto, le maggiori profondità, la complessa topografia con irregolarità batimetriche e presenza di canyon nonchè la presenza delle biocenosi dei coralli di acque fredde, rappresentano elementi di autoprotezione dell ambiente batiale. La riduzione delle risorse biologiche marine dovute ad un prelievo sempre più intenso in acque costiere e nel batiale superiore potrebbe spingere verso lo sfruttamento di nuovi habitat e di specie non ancora utilizzate, così come avvenuto in Atlantico a partire dagli anni settanta (Haedrich et al., 21; Pineiro et al., 21). Per i suddetti motivi il danno provocato dagli attrezzi da pesca, come lo strascico, sugli habitat, sulle risorse e sulla biodiversità dell ambiente batiale potrebbe essere irreversibile (Roberts, 22). Considerando che spesso le conoscenze scientifiche avanzano più lentamente rispetto alle attività economiche è necessario applicare il principio precauzionale che limiti e controlli il prelievo oltre gli 8-9 m di profondità in Mediterraneo. 5. Bibliografia Cartes, J., Company, J.B., Maynou, F., Sardà, F., 24. The Mediterranean deep-sea ecosystems: an overview of their diversity, structure, functioning and fishing impacts. Contribution from WWF and IUCN to Sub-Committee on Marine Environment and Ecosystems. Coord. Tudela S. & Simard F., 27 pp. Cartes, J.E., Sardà, F., Abundance and diversity of decapod crustaceans in the deep-catalan Sea (western Mediterranean). J. Nat. Hist., 26, CIESM, 23. Mare Incognitum? Exploring Mediterranean deepsea biology. CIESM Workshop Monographs n 23, 128 pp. Clarke, K.R., Warwick, R.M., 21. Change in marine communities: an approach to statistical analysis and interpretation. 2 nd edition. PRIMER-E: Plymouth. Clarke, M.W., Kelly, C.J., Connolly, P.L., Molloy, J.P., 23. A life history approach to the assessment and management of deepwater fisheries in the Norteast Atlantic. J. Northw. Atl, Fish. Sci., Vol. 31,

6 6 Available online at Conover, W.J., 198. Practical Nonparametric Statistics. Wiley & Sons, 493 pp. Fredj G., Maurin, C., Les poissons dans la banque de données MEDIFAUNE. Application à l étude des caractéristiques de la faune ichtyologique méditerranéenne. Cybium, 11 (3), Gage, J.D., Tyler, P.A., Deep-Sea Biology: A Natural History of Organisms at the Deep-Sea Floor. Cambridge University Press, Cambridge. Gili, J.M., Bouillon, J., Pagès, F., Palanques, A., Puig, P., Submarine canyons as habitats of prolific plankton populations: three new deep-sea Hydromedusae in the Western Mediterranean. Zool. J. Linnean Soc., 125, Gordon, J.D.M and Duncan, J.A.R., The Ecology of the Deep-sea Benthic and Benthopelagic Fish on the Slopes of the Rockall Trough, Northeastern Atlantic. Prog. Oceanogr., 15, Haedrich, R.L., Merrett, N.R., O Dea, N.R., 21. Can ecological knowledge catch up with deep-water fishing? a North Atlantic perspective. Fish. Res., 51, Haedrich, R.L., Rowe, G.T., Megafaunal biomass in the deep sea. Nature, 269, Haedrich, R.L., Rowe, G.T., Polloni, P.T., 198. The Megabenthic Fauna in the Deep Sea South of New England, USA. Mar. Biol., 57, Hecker, B., 199. Variation in megafaunal assemblages on the continental margin south of New England. Deep-Sea Res., 37 (1), Hureau, J.C., Geistdoerfer, P., Rannou, M., The ecology of deep-sea benthic fishes. Sarsia, 64 (1-2), Koslow, J.A., Community structure in North Atlantic deepsea fishes. Prog. Oceanogr., 31, Mauchline, J., Gordon, J.D.M., Oceanic pelagic prey of benthopelagic fish in the benthic boundary layer of a marginal oceanic region. Mar. Ecol. Progr. Ser., 74, Moranta, J., Gordon, J.D.M., Massutí, E., Swan, S. C., Stefanescu, C., Morales-Nin, B. and Merret, N. R., 23. Differences in biomass composition and size-related structure between Mediterranean and Atlantic deep-sea assemblages. CIESM Workshop Monograph 23: Moranta, J., Stefanescu, C., Massutí, E., Morales-Nin, B., Lloris, D., Fish community structure and depth-related trends on the continental slope of the Balearic Islands (Algerian basin, western Mediterranean). Mar. Ecol. Prog. Ser., 171, Piñeiro, C.G., Casa, M., Bañón, R., 21. The deep-water fisheries exploited by Spanish fleets in the Northeast Atlantic: a review of the current status. Fish. Res., 51, Politou, C.-Y., Kapiris, K., Maiorano, P., Capezzuto, F., Dokos, J., in press. Deep-sea Mediterranean biology: the case of Aristaeomorpha foliacea (Risso, 1827) (Crustacea: Decapoda: Aristeidae). Sci. Mar. Quignard, J.P., Tomasini, J.A., 2. Mediterranean fish biodiversity. Biol. Mar. Medit., 7 (3), Roberts, C. M., 22. Deep impact: the rising toll of fishing in the deep sea. Trends Ecol. Evol., 17 (5), Sardà,, F., Cartes, J.E., Company, J.B., Albiol., A., A Modified Commercial Trawl Use to Sample Deep-Sea Megabenthos. Fish. Sci., 64 (3), Sardà, F., D Onghia, G., Politou, C.-Y., Company, J. B., Maiorano, P., Kapiris, K., in press. Maximum deep-sea distribution and ecological aspects of Aristeus antennatus in the western and central Mediterranean Sea. Sci. Mar. Stefanescu, C., Lloris, D., Rucabado, J., Deep-sea fish assemblages in the Catalan Sea (westerm Mediterranean) below a depth of 1 m. Deep-Sea Res., 4 (4), Tursi, A., Mastrototaro, F., Matarrese, A., Maiorano, P., D Onghia, G., 24. Biodiversity of the white coral reefs in the Ionian Sea. Chemistry and Ecology, 2 (Suppl. 1),