Morfometria in Thunnus thynnus: un approccio geometrico e tradizionale

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CAGLIARI Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Laurea Magistrale in Biologia Marina Dipartimento di Biologia Animale ed Ecologia Direttore: Prof. Angelo Cau Morfometria in Thunnus thynnus: un approccio geometrico e tradizionale Relatore: Prof. Angelo Cau Tesi di: Paolo Melis Dott. Piero Addis Anno Accademico

2 1.1. Inquadramento tassonomico Thunnus thynnus L. Phylum: Chordata Subphylum: Vertebrata Superclasse: Gnathostomata Classe: Osteichthyes Subclasse: Actinopterygii Ordine: Perciformes Subordine: Scombroidei Famiglia: Scombridae Tribù: Thunnini Genere: Thunnus Specie: Thunnus thynnus L. Nome volgare: Tonno rosso, Atlantic Bluefin Tuna (BFT) 3

3 2. 1. Introduzione La rappresentazione della forma degli organismi tramite misurazioni di vario tipo ed effettuate in modi differenti, ha costituito una lunga pratica nelle scienze biologiche, particolarmente in quelle zoologiche. L interesse scientifico è da sempre rivolto alla descrizione della variabilità della forma per identificare modelli di interesse evolutivo e sistematico, sia che la variabilità studiata riguardi fasi successive dello sviluppo pre- e postnatale, sia che si vogliano studiare le relazioni tra i taxa nel tempo e nello spazio per identificare le cause storiche (filogenetiche), adattative (dovute a selezione), responsabili della variabilità stessa. Le scienze biometriche della morfometria hanno tuttavia avuto un origine diversa e uno sviluppo del tutto dicotomico: un ramo si origina direttamente dalla necessità di quantificare in modo oggettivo la variabilità nelle specie mentre un secondo ha preteso di rappresentare un modo visivo, immediato, i cambiamenti di forma tra organismo ed organismo. Si sono infatti costituite, durante questo secolo, due scuole di pensiero. Da un lato vi è l approccio che si origina direttamente dalla biometria di Karl Pearson, Sewall Wright e Fisher, che applica tecniche di statistica univariata e multivariata a misurazioni quantitative della forma. L altro è quello associato al nome di D Arcy Thompson, anche se le sue origini sono da collocarsi nel XV secolo con la scoperta delle trasformazioni dovute alla prospettiva. 4

4 Fig. 1 - D Arcy Thompson (1917): trasformazione di Argylopelecus olfersi in Sternoptyx diaphana. Si sono così andate sviluppando due esperienze diverse tra loro e rimaste autonome. Solo recentemente, sul finire degli anni 80, sotto l impulso di un gruppo ristretto di ricercatori, tra cui Fred Bookstein e Jim Rohlf, queste due esperienze si sono coniugate in un approccio nuovo allo studio delle differenze in forma e dimensioni tra organismo e organismo, conosciuto come "morfometria geometrica". Per questa ragione, ci si riferisce a questo atteggiamento del tutto nuovo come alla "nuova sintesi". La morfometria si definisce dunque come lo studio quantitativo della variazione delle forme biologiche. L obiettivo non è costituito dallo studio della forma stessa, ma, piuttosto, dalle associazioni che intercorrono tra forme progressivamente diverse, al fine di identificare le cause e gli effetti delle modificazioni nella forma. La morfometria costituisce il trattamento formale delle differenze geometriche tra forme biologiche; tale formalismo deriva da un rapporto stretto e reciproco tra le metodologie numeriche e statistiche utilizzate e criteri biologici. Il formalismo procedurale è definito nella morfometria geometrica in modo tale che diviene possibile descrivere in modo ripetibile e oggettivo i cambiamenti di forma tra organismo ed organismo. Il linguaggio della morfometria geometrica segue una metodologia ripetibile e risponde a due requisiti fondamentali: 1) le forme biologiche e, dunque, i caratteri che si prendono in esame, per essere comparabili debbono necessariamente essere caratterizzate implicitamente da un criterio di omologia. 5

5 2) Lo studio delle differenze nella forma deve essere effettuato seguendo il formalismo che deriva; dalla coniugazione delle proprietà geometriche che le forme biologiche hanno nello spazio, con metodologie algebriche e statistiche esplicite Scopo della tesi Il tonno rosso, Thunnus thynnus, è da sempre stato una risorsa naturale di inestimabile valore sia da un punto di vista economico che in qualità di risorsa alimentare. Uno dei più grossi problemi, in parte irrisolto, e determinante per l attuazione di politiche di gestione responsabili, è quello di stabilire la natura stanziale o migratoria del tonno. Due sono le teorie sulle migrazioni di questa specie, seppur con aggiunte varie: la prima secondo cui i tonni nel Mediterraneo sarebbero animali che non si muovono dal bacino in cui sono nati e che, entro i limiti di esso, compiono le loro migrazioni; la seconda, invece, sostiene che, ad ogni stagione, i grossi tonni migratori, provengano in Mediterraneo dall'atlantico e che qui vi ritornino dopo aver superato l'annuale periodo riproduttivo, mentre alcuni, probabilmente quelli di dimensioni minori, rimangano in Mediterraneo durante tutto l anno e siano per questo motivo definiti stanziali (Rooker et al., 2007). Lo scopo di questa tesi è di sviluppare un metodo analitico pratico, quello proprio della morfometria geometrica e tradizionale, che permetta, mettendo in luce le differenze morfologiche tra i tonni pescati, di raccogliere informazioni aggiuntive capaci di avvalorare l una o l altra teoria. Più precisamente ho cercato di rispondere, tramite il confronto di parti anatomiche omologhe, a domande riguardanti la possibile variazione intraspecifica connesse o addirittura subordinate a variazioni geografiche cioè di provenienza. 6