LA FRAMMENTAZIONE E I SUOI EFFETTI

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1 LA FRAMMENTAZIONE E I SUOI EFFETTI

2 La frammentazione degli ecosistemi produce effetti sulle comunità e sulle popolazioni e può divenire una delle cause principali della riduzione di biodiversità. Lo studio delle cause e degli effetti della frammentazione, e delle pratiche di deframmentazione, è uno dei target principali del biologo della conservazione

3 Cause biogeografiche (storiche) della frammentazione Cause storiche antichissime e più recenti

4 Deriva dei continenti Tettonica delle macroplacche

5 Cenozoico Giurassico

6 Tettonica a zolle delle microplacche

7 Una distribuzione frammentata può essere interpretata secondo una lettura dispersalista o vicariantista

8 Areale discontinuo: almeno due porzioni separate da aree dove la specie è assente (a) areale disgiunto: poche aree maggiori ampiamente separate tra loro (b) areale frammentato: numerose aree piccole, separate fra di loro e da eventuali aree grandi

9 Relittualità per cause storico-ecologiche Podarcis raffonei Effetti dei glaciali e relittualità Insularità e relittualità Problematiche di conservazioe legate alla relittualità Rana sylvatica

10 Relittualità per cause storico-ecologiche Pinus heldreichii Buprestis splendens Betula pendula

11 Endemita: specie o taxon superiore esclusivi di un area (di norma ristretta). Origini degli endemiti e loro rilevanza conservazionistica Agostinia launoi Saxifraga florulenta Endemiti delle Alpi Liguri-marittime

12 CAUSE ECOLOGICHE (RECENTI) DELLA FRAMMENTAZIONE Alternanza naturale di ecosistemi a scale diimensionali diverse

13 CAUSE ECOLOGICHE (RECENTI) DELLA FRAMMENTAZIONE Le comunità e le popolazioni specifiche sono distribuite naturalmente in modo non continuo, a seconda della distribuzione dei loro ecosistemi o delle loro esigenze di realizzazione di nicchia (ospite, substrato, gradienti di T, microcondizioni climatiche, ecc.) all interno degli stessi ecosistemi

14 Esempio di specie naturalmente frammentate in ecosistemi non frammentati o frammentati naturalmente Picchi e insetti legati al alberi vetusti Osmoderma eremita, Dryocopus martius Piante legate a pozze astatiche o a suoli argillosi Ranunculus baudotii

15 CAUSE ECOLOGICHE (RECENTI) DELLA FRAMMENTAZIONE La presenza di una naturale discontinuità (biogeografica o ecologica) degli individui delle diverse specie, e delle specie ad esse associate, nonché le strategie riproduttive, i tassi di natalità specie-specifici e l ampiezza di nicchia, sono alla base dell ecologia delle popolazioni e della conservazione. Una frammentazione naturale o una condizione relittuale sono un elemento fondamentale nelle pratiche di conservazione Juniperus phoenicea e Juniperus thurifera in val Stura (CN): due distinte problematiche di conservazione

16 CAUSE ANTROPICHE DELLA FRAMMENTAZIONE La discontinuità indotta da attività antropiche è la sfida maggiore per i biologi della conservazione. La frammentazione ecosistemica di origine antropica (per di più se associata alla distruzione diretta) è la problematica maggiore nella conservazione. Ecologia del paesaggio ed ecologia delle popolazioni

17 Strategie di contrasto alle problematiche di frammentazione Direttiva Habitat e conservazione degli ambienti, Strategia nazionale per la biodiversità (a) Conservazione a scala ampia Leggi, stati, regioni (b) Conservazione a scala fine delle popolazioni Sorgenti pietrificanti con formazione di travertino (Cratoneurion) cod. habitat 7220 Interventi locali sulle popolazioni Albanella minore Enti gestori, ricercatori, associazioni

18 Effetti della frammentazione: riduzione della biodiversità biocenotica Cause di minaccia (non mutuamente esclusive) e relativa % per le specie minacciate negli USA. gina/strategia-nazionale-labiodiversita Si considera sempre e solo l indicatore dell alfa-diversità specifica! La Strategia è articolata attorno a tre tematiche cardine: (a) Biodiversità e servizi ecosistemici (b) Biodiversità e cambiamenti climatici (c) Biodiversità e politiche economiche

19 Dati sulle minacce e le estinzione della flora italiana (1) Piante vascolari Estinte o quasi

20 Dati sulle minacce e le estinzione della flora italiana (2) Licheni Briofite Funghi

21 Effetti della frammentazione a scala fine: riduzione di popolazioni e di individui

22 Analisi metapopolazionale in ecosistemi frammentati Metapopolazioni e reti ecologiche

23 Il concetto di metapopolazione: modelli teorici B) isola continente A) classica (Levins) C) popolazione frammentata D) non equilibrio E) realtà

24 Il ruolo della matrice ambientale e le metapopolazioni Frammento disponibile Frammenti occupati a b

25 Esempi di metapopolazioni ed ipotesi di gestione Lince pardina: un endemita iberico; la scala nazionale 1980 Donana (Sevilla); Sierra di Andujar (Jaen) + Castiglia-La Mancia Estinta in Portogallo; ca. 100 ind. nel 2005 Attività di reintroduzione in Spagna: 26 milioni di euro investiti per il recupero di esemplari e per programma di informazione, protezione ed ecoturismo (31 posti di lavoro) 2003

26 Lince pardina: un endemita iberico; la scala locale

27 Uno studio di metapopolazione: l ululone appenninico; la scala locale SISTEMA A NORD DI ROCCACARAMANICO SISTEMA DEL FOSSO DI PONTE LUCIANO Roccacaramani co PARCO NAZIONALE DELLA MAJELLA SISTEMA DEL FOSSO DEL POZZO SISTEMA DI PASSO SAN LEONARDO 1km

28 Il disegno sperimentale Analisi faunistica: Analisi variabili ecologiche: Analisi delle metapopolazioni: - individuazione siti potenziali - censimento qualitativo delle specie presenti - continue (quota, superficie, profondità media e massima, ph, conducibilità, ossigeno disciolto, temperatura dell acqua e del suolo) - ordinali (torbidità, copertura vegetale del fondo, abbondanza relativa delle specie di anfibi) - discrete (presenza/assenza di anfibi) - stima numerica della popolazione (marcaggio e ricattura) - misura parametri morfometrici (Lunghezza Totale, Lunghezza Femore, Peso) - valutazione della dispersion metapopolazionale

29 Marcaggio-ricattura come metodo di riconoscimento e stima popolazione RC028 M RC029 M RC030 M RC032 F RC033 (J 01) RC034 M RC045 F RC047 M RC048 F RC055 M

30 Marcaggio-ricattura: affidabilita del metodo RC 69 F RC 46 M

31 Numero di siti per specie N totale di siti = 109 N siti con Anfibi = 61 (χ 2 test p < 0,05) Bombina variegata Triturus carnifex Triturus italicus Hyla intermedia Bufo bufo Rana italica

32 Percentuale di specie per tipologia di corpo idrico 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% CORSI D'ACQUA FONTANILI POZZE TEMPORANEE STAGNI Triturus carnifex Triturus italicus Bombina variegata VASCHE ARTIFICIALI Hyla intermedia Bufo bufo Rana italica

33 ANALISI DISCRIMINANTE - PRESENZA/ASSENZA DI BOMBINA VARIEGATA Quadro riassuntivo dell Analisi Discriminante per la presenza/assenza di Bombina variegata nei siti. In rosso sono evidenziate le variabili significativamente predittive Lambda-Wilks:,60429 ; approx. F(11,191)=11,371 p<,0000 Lambda Parziale F-rimoss 1-Toller Di Wilks di Wilks (1,191) p-level Toller (R-quad) CAT_MET 0, , , , , , METEO 0, , , , , , T_SUOLO 0, , , , , , AREA 0, , , , , , PROF 0, , , , , , COPVEG 0, , , , , , TORB 0, , , , , , T_H2O 0, , , ,1787E-10 0, , PH 0, , , , , , O2 0, , , , , , COND 0, , , , , , Test del Chi quadro con radici successive rimosse per la presenza/assenza di Bombina variegata nei siti Auto- R Lambda valore Canonico di Wilks Chi-qua. gdl p-level 0 0, , , , ,81E-16 Radic1 CAT_MET -1, METEO 1, T_SUOLO -0, AREA -0, PROF -0, COPVEG -0, TORB 0, T_H2O 0, PH -0, O2-0, COND -0, Autoval 0, Prop.Cum 1 Righe: Classificazioni osservate Colonne: Classificazioni stimate Percent. G_1:0 G_2:1 Corretti p=,59606 p=,40394 G_1:0 85, G_2:1 65, Totale 77,

34 n individui sex-ratio n individui sex-ratio VARIAZIONE DELLA SEX-RATIO TOTALE E ANNUALE 1,31 Maschi Femmine Sex-ratio 1,21 1,56 1,03 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 RAPPORTO MASCHI/FEMMINE DI BOMBINA VARIEGATA 0 Totale ,00 50 VARIAZIONE MENSILE DELLA SEX-RATIO χ 2 M<0, ,44 Maschi Femmine Sex-ratio 2, , ,5 20 1,21 1, , ,5 0 M G L A S 0

35 n individui G/A ratio n individui G/A ratio VARIAZIONE DEL RAPPORTO GIOVANI/ADULTI RAPPORTO GIOVANI/ADULTI DI BOMBINA VARIEGATA ,00 Adulti G/A ratio 2,5 2,0 1,5 1, ,17 0,08 0,25 0,50 0,09 0,5 RAPPORTO GIOVANI/ADULTI campionamenti 0, ,08 Adulti G/A ratio 0,10 0,17 Totale ,04 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00

36 STRUTTURA E DINAMICA DI POPOLAZIONE: STIMA NUMERICA, TASSO DI SOPRAVVIVENZA, TASSO DI INCREMENTO Totale Confid. Confid. Errore N Validi Media -95,000% +95,000% Minimo Massimo Int.Var. Dev.Std. Standard N i ,72 172,18 447,27 0, , ,00 318,08 66,32 Φ i 23 1,30 0,62 1,98 0,00 7,59 7,59 1,57 0,33 g i 23-17,67-205,57 170, ,37 772, ,04 434,51 90,60 Fosso Ponte Luciano Confid. Confid. Errore N Validi Media -95,000% +95,000% Minimo Massimo Int.Var. Dev.Std. Standard N i 7 32,70 9,94 55,46 0,00 78,94 78,94 24,61 9,30 Φ i 8 0,73 0,32 1,15 0,00 1,29 1,29 0,50 0,18 g i 8 15,47-3,76 34,70-9,63 50,15 59,78 23,00 8,13 Fosso del Pozzo Confid. Confid. Errore N Validi Media -95,000% +95,000% Minimo Massimo Int.Var. Dev.Std. Standard N i 10 70,78 14,08 127,48 0,00 280,00 280,00 79,26 25,06 Φ i 10 0,82 0,46 1,17 0,00 1,51 1,51 0,50 0,16 g i 10 11,81-53,59 77,22-173,78 201,60 375,38 91,43 28,91 Passo San Leonardo Confid. Confid. Errore N Validi Media -95,000% +95,000% Minimo Massimo Int.Var. Dev.Std. Standard N i 6 3,17-0,99 7,32 0,00 10,50 10,50 3,96 1,62 Φ i 6 0,58-0,13 1,29 0,00 1,75 1,75 0,68 0,28 g i 6 1,55-1,37 4,47 0,00 7,00 7,00 2,78 1,14

37 SPOSTAMENTI DI RC m PRC14 15m PRC13 PRC10

38 SPOSTAMENTI DI RC045 PRC10/13 PRC12 PRC10 83m

39 SPOSTAMENTI DI RC071 PRC19 310m PRC10 PRC10/11

40 ANALISI DELLE METAPOPOLAZIONI Fosso di Ponte Luciano N i = 32,70 Φ i = 0,73 g i = 15,47 Fosso del Pozzo N i = 70,78 Φ i = 0,82 g i = 11,81 Passo S. Leonard o N i = 3,17 Φ i = 0,58 Totale N i = 309,72 Φ i = 1,30 g i = -17,67

41 ANALISI DELLE METAPOPOLAZIONI 5km Totale N i = 309,72 Φ i = 1,30 g i = -17,67

42 CONCLUSIONI Questa ricerca è una delle prime indagini a livello nazionale su struttura e dinamica di metapopolazione di anfibi, la prima nella regione appenninica Il popolamento dell area campione è costituito da 6 specie di anfibi, di cui 5 inserite in Direttive U.E. e liste rosse nazionali e internazionali La buona diffusione di specie di notevole valore conservazionistico (Bombina variegata, Triturus e Lissotriton spp.) testimonia l elevato livello qualitativo degli habitat presenti nell area campione La microdistribuzione degli anfibi ed il loro uso dell habitat, risulta influenzata maggiormente da variazioni di due parametri microambientali: T dell acqua e superficie del corpo idrico La struttura metapopolazionale di Bombina variegata segue il modello Source-Sink (sensu Pulliam, 1988), con evidente ruolo di sorgente per le popolazioni considerate Viene confermato lo status di specie a forte rischio d estinzione di Bombina variegata, alla luce dei dati autoecologici emersi: forte filopatria, scarsa vagilità, bassa fitness, elevata stenoecia

43 Frammentazione ed effetti sulla popolazione: riduzione numerica, riduzione del flusso genico e della variabilità genetica, colli di bottiglia Orso marsicano e orso trentino

44 Frammentazione ed effetti sulla popolazione: riduzione numerica, riduzione del flusso genico e della variabilità genetica, colli di bottiglia Bisonte europeo 1927 (Polonia e Caucaso): solo 54 ind. in cattività; 2015: 5000 ind., di cui 3200 in natura Reintroduzione in Germania ( ) e in Romania (2014) La reintroduzione in natura, iniziata nel 1951, ha avuto grande successo. La Foresta di Bielowietza (Polonia e Bielorussia) ha 800 esemplari selvatici provenienti dal gruppo "puro" di pianura. In Caucaso occidentale è presente in alcune riserve forestali e nella R.N. Prioksko-Terrasny. Altre mandrie, allo stato semibrado, anche in Spagna (2010), Germania (2014), Danimarca (2012), Lituania, Lettonia, Ucraina, Russia, Slovacchia, Romania,, Moldova (2005), Kighizistan. Progetti per Paesi Bassi, Francia, Italia (Lombardia).

45 Camoscio d Abruzzo PNALM PN Majella; PN Gran Sasso-Laga; PN Sibillini, PR Sirente-Velino Qual è l origine? Segnalazioni da metà 500 in Abruzzo. Allevamento nelle riserve borboniche Frammnetazione storica? Frammentazione recente? Una specie introdotta?

46 Ghepardo M. Merola, A Reassessment of Homozygosity and the Case for Inbreeding Depression in the Cheetah, Acinonyx jubatus: Implications for Conservation. Conservation Biology, 8: L. Marker et al., Molecular Genetic Insights on Cheetah (Acinonyx jubatus) Ecology and Conservation in Namibia. J. Heredity, 99: 2-13 Osmoderma cristinae

47 Osmoderma cristinae species status assessment Bayesian tree topology COI (617 bp) Genetics Mean genetic distances

48 L estinzione come processo naturale

49 L estinzione per causa antropica: il vortice dell estinzione

50 Estinzione è per sempre Cause di estinzione e di minaccia (%) per le specie di uccelli mondiali Specie estinte Specie minacciate Colomba migratrice Distruzione dell'habitat 20% 60% Introduzione specie esotiche 22% 12% Caccia 18% 11% Cattura per commercio (animali domestici e zoo) 1% 9% Dodo Malattie 1% 1% Inquinanti e pesticidi 0% 1% Disturbo umano 0% 2% Uccisione accidentale Causa sconosciuta 1% 1% 37% 3% Alca impenne

51 I cari estinti Tilacino Encephalartos woodii: Noto un unico maschio Alosimus tyrrhenicus Bologna 1989

52 Ibis eremita Foca monaca mediterranea (e foche monache delle Hawaii e dei Caraibi) Estinta Is. Serranilla (Colombia) ind.: ca. Egeo e Turchia;; nel Mar Jonio; nell Adriatico; ca. 10 Mediterraneo centr.; Mediterraneo occ.; ca. 135 Atlantico Specie Hawaii nel 2008, 1200 ind.

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