Unità Organizzativa Distaccata di Mazara del Vallo

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1 ISTITUTO PER L AMBIENTE MARINO COSTIERO (IAMC CNR) Unità Organizzativa Distaccata di Mazara del Vallo PROGETTO DI RICERCA N 6 C 117 SPERIMENTAZIONE DI UNA STRATEGIA DI RIPOPOLAMENTO CON MELICERTUS (PENAEUS ) KERATHURUS (FORSKÄL, 1775) NELLA FASCIA COSTIERA FRA CAPO SAN MARCO E CAPO GRANITOLA RESPONSABILE SCIENTIFICO: LEONARDO CANNIZZARO Questo studio è stato condotto con il contributo del Ministero per le politiche agricole e forestali, Direzione Generale della Pesca e dell Acquacoltura, esso non riflette necessariamente il punto di vista dell Amministrazione e non anticipa in alcun modo le future decisioni gestionali. il presente volume non è una pubblicazione e pertanto l utilizzazione dei dati in esso contenuti è sottoposta all autorizzazione scritta del responsabile dell unità operativa o dell Amministrazione RAPPORTO FINALE REDATTO IL 20 MAGGIO 2007 DA: L. CANNIZZARO, M. ARCULEO, A. M. BELTRANO, M. G. DE STEFANO, F. LUMARE, A. MILAZZO, S. VITALE 1

2 INDICE PAG 1 FRONTESPIZIO 1 2 INDICE 2 3 COLLABORATORI 4 4 ESTRATTO 6 5 ABSTRACT 7 6 SINTESI 8 7 SYNTHESIS 21 8 INTRODUZIONE 34 9 MATERIALI E METODI Indagine quadro Strati e porti campione Cattura e sforzo Campagne di pesca Reperimento dei riproduttori Analisi Genetiche Estrazioni DNA Metodologie di indagine genetica Banca arricchita in microsatelliti Elettroforesi in gel di agarosio Elettroforesi in gel di poliacrilammide Analisi dei dati Riproduzione Dieta Campionamento dello Zooplancton Determinazione dell età ed accrescimento Relazione Taglia-Peso Struttura della popolazione Indice gonadosomatico Rappresentazione cartografica delle catture commerciali di Melicertus keraturus 48 mediante Sistema Informativo Geografico (SIG Rilascio delle postlarve a mare RISULTATI Indagine quadro Indagine di cattura e sforzo Cattura, Sforzo e CPUE per specie Campagne di pesca Cattura dei riproduttori Analisi genetiche 59 2

3 10.7 Riproduzione Dieta Analisi dello Zooplancton Determinazione dell età ed accrescimento Relazione taglia-peso di Melicertus keraturus Struttura della popolazione Indice gonadosomatico Rappresentazione cartografica delle catture commerciali di Melicertus 80 keraturus mediante Sistema Informativo Geografico (SIG) DISCUSSIONI E CONCLUSIONI RACCOMANDAZIONI FINALI DIVULGAZIONE E TRASFERIBILITÀ DEI RISULTATI BIBLIOGRAFIA 92 Allegato 1 94 Allegato 2 96 Allegato

4 3 COLLABORATORI Tabella 3.1: Elenco del personale impegnato nel progetto di ricerca. Istituto di ricerche sulle Risorse Marine e l Ambiente (IRMA-CNR) sez. IAMC Nome Titolo di Studio Qualifica Ente di Appartenenza Funzione Principale Leonardo Cannizzaro Laurea in Fisica Ricercatore CNR-IAMC Mazara Coordinatore Responsabile Scientifico Marco Arculeo Anna Maria Beltrano Laurea in Biologia Laurea in Biologia Prof. Ordinario Ricercatore Dip. Biol. An. Univ. Pal. Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara M. Gabriella De Stefano Laurea in Fisica Ricercatore Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Lucrezia Genovese Maria Ingrassia Sabrina Lo Brutto Febo Lumare Daniela Lumare Teresa Maggio Giulia Maricchiolo Annamaria Mauro Maria Puleo Giuseppe Scordella Rita Sirna Laurea in Biologia Laurea in Statistica Laurea in Biologia Laurea in Biologia Laurea in Biologia Laurea in Biologia Laurea in Biologia Laurea in Biologia Laurea in Economia Laurea in Biologia Laurea in Biologia I Ricercatore Ricercatore Ricercatore Dirigente di Ricerca Ricercatore Dottoranda Ricercatore Ricercatore Ricercatore Ricercatore Dottoranda CNR-IAMC Messina Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Dip. Biol. An. Univ. Pal. CNR Unità Ricer. Gamberic. Univ. Lecce Coll. Esterno CONARGA Dip. Biol. An. Univ. Pal. Coll. Esterno CNR-IAMC Messina Coll. Esterno Dip. Biol. An. Univ. Pal. Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Coll. Esterno CONARGA Dip. Biol. An. Univ. Pal. Analisi genetica Contenuto stomacale Elaborazione Dati Riproduzione Pianificazione Campionamenti Analisi genetica Studio ovogenetico riproduttrici e morfometrico larvale Rilev. Maturità sessuale e riconosc. stadi larvali Analisi genetica Riproduzione Analisi genetica Aspetti Bioeconomici Rilevazione dati biologici e biometrici; Analisi genetica 4

5 Sergio Vitale Roberto Ardizzone Tiziana Bongiorno Nicola Campanella Laurea in Scienze Naturali Laurea in Prod. Cons. e San. degli Org. Acq. Laurea in Prod. Cons. e San. degli Org. Acq. Laurea in Agraria Ricercatore Tecnico Tecnico Tecnico Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara CNR-IAMC Mazara Salvatore Cusumano Diploma Tecnico CNR-IAMC Mazara Antonino Milazzo Diploma Tecnico CNR-IAMC Mazara Giacomo Norrito Diploma Tecnico CNR-IAMC Mazara Alessandro Picciurro Laurea in Biologia Tecnico Dip. Biol. An. Univ. Pal. Dario Polimeno Diploma Tecnico Coll. Esterno CONARGA Giovanni Salvo Diploma Tecnico Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Biagia Barraco Studentessa di Biologia Tecnico Coll. Esterno CNR-IAMC Mazara Determinazione dell'età e accrescimento Campioni Biologici Campioni Biologici Campagne di pesca Database Camp. pesca; Misure biologiche biometriche; Parametri ambientali Gestione Database Analisi genetica Proces. campioni e rilev. biometriche; Rilevazione dati cattura-sforzo Rilevazione dati cattura-sforzo 5

6 4 ESTRATTO Obiettivo primario del progetto Sperimentazione di una strategia di ripopolamento con Melicertus (Penaeus) kerathurus (Forskäl, 1775) nella Fascia Costiera fra Capo San Marco e Capo Granitola è stato il ripopolamento con post-larve di Melicertus kerathurus (mazzancolla), prodotte in impianti di acquicoltura a partire da riproduttori selvatici provenienti dalla stessa area di ripopolamento. Il progetto è cominciato nell aprile 2002 con la rilevazione campionaria nello spazio e nel tempo delle catture e dello sforzo di pesca della flottiglia di pesca artigianale che operava nella Fascia Costiera fra Capo San Marco, Capo Granitola e la batimetria dei 100 m (area di studio). Nell agosto 2004 sono state rilasciate nell area di studio circa 6000 post-larve di mazzancolla. Le catture di mazzancolla nella stagione di pesca (aprile-settembre) 2005 sono state circa il doppio di quelle effettuate nei precedenti anni di conduzione del progetto e di quelle effettuate tra il 1997 ed il Le catture della stagione 2006 sono tornati ai livelli degli anni precedenti il ripopolamento. Le catture sono continuate anche nell autunno e per la prima volta anche durante tutto l inverno Il progetto è stato concluso nel marzo Pertanto sembra opportuno proporre d intesa con le cooperative di pescatori interessati iniziative di massicci ripopolamenti con post-larve di Melicertus kerathurus così come avviene, da molti anni con specie simili a quella qua proposta, nelle acque costiere giapponesi. 6

7 5 ABSTRACT The main objective of the project Testing of a restocking strategy with Melicertus (Penaeus) kerathurus (Forskäl, 1775) in the shallow coastal waters between Cape San Marco and Cape Granitola was the restocking with post-larvae of Melicertus kerathurus (king prawn), produced in aquaculture plants through wild breeders belonging to the same restocking area. The project started in April 2002 with the sampling recording in space and time of the catch and fishing effort of the artisanal fishing fleets surveying the coastal strip between Cape San Marco, Cape Granitola and the 100 m bathymetry (study area). In August 2004 about 6000 post-larvae of king prawn were set free along the study area. The catches of king prawn during the fishing season (April-September 2005) were about twice those recorded during the previous years of the project and twice those recorded between 1997 and The catches carried out during the 2006 fishing season went back to the previous years restocking levels. The catches were carried out also in autumn and, for the first time, during the winter of The project ended in March Therefore, it seems advisable to suggest, in agreement with the fishermen s cooperatives, activities of massive restocking with post-larvae of Melicertus kerathurus as has been done for years in Japanese coastal waters with species similar to the ones mentioned above. 7

8 6 SINTESI Il progetto è iniziato il 1 aprile L obiettivo principale del progetto è stato la sperimentazione di una strategia di ripopolamento, mediante post-larve di Melicertus (Penaeus) kerathurus (Forskäl, 1775), della fascia costiera tra Capo Granitola e Capo San Marco (costa meridionale siciliana). L area di studio è stata definita come la striscia di mare fra i due suddetti capi e la batimetria dei 100 m. Per raggiungere l obiettivo primario e per monitorare l esito del ripopolamento sono stati definiti e portati a compimento una serie di lavori i cui obiettivi sono di seguito elencati: 1. Censimento di tutti i pescherecci operanti nell'area di studio. 2. Indagine di cattura e sforzo di pesca su base campionaria e mediante intervista allo sbarco con cadenza settimanale. 3. Reperimento dei riproduttori mediante opportune battute di pesca. 4. Induzione ovogenesi nelle riproduttrici e conduzione delle attività di riproduzione dei riproduttori selvatici presso strutture per l acquicoltura. 5. Individuazione e preparazione (recinzione temporanea delle zone di rilascio al fine di permettere l'acclimatamento e limitare il fenomeno della predazione degli animali rilasciati) dell'area o delle aree ove effettuare il ripopolamento. 6. Ripopolamento mediante post larve. 7. Studio sulla distribuzione degli stadi larvali di Melicertus (penaeus) kerathurus per individuare eventuali epicentri di riproduzione in mare e seguire la diffusione degli animali nelle aree in esame in relazione alla presenza delle correnti marine e ad eventuali fattori meteoclimatici. 8. Studio dei principali parametri biometrici sui campioni di Melicertus (Penaeus) kerathurus per le analisi di dinamica di popolazione, della struttura delle popolazioni naturali e della biologia della mazzancolla nel loro ambiente naturale. 9. Analisi della performance riproduttiva delle femmine mature (IV stadio; sec. Rao, 1968), attraverso la stima dell indice gonado-somatico e delle dimensioni degli ovociti, e dei maschi, attraverso valutazione della morfologia e del numero degli spermatozoi. 10. Analisi dei contenuti stomacali di Melicertus (Penaeus) kerathurus allo scopo di individuare le relazioni con le specie componenti lo zoomacrobentos, che rientrano nella dieta naturale dei vari stadi di crescita. 11. Studio della struttura genetica e identificazione, eventuale, di stocks presenti nell'area di studio. 12. Correlazione tra parametri di crescita e variazione genetica per l identificazione di relazioni tra eterozigosità e taglia degli animali. 13. Analisi della variazione genetica degli esemplari utilizzati per il ripopolamento e delle larve per prevenire perdite e/o cambiamenti di variazione genetica nelle popolazioni selvatiche. 14. Uso dei marcatori molecolari (microsatelliti) per verificare, nel tempo, attraverso l analisi delle catture il successo delle pratiche di restocking nel ripopolamento attivo. 15. Stima della cattura totale nell'area di studio delle specie bersaglio e delle principali specie commerciali o di particolare interesse biologico od ecologico. 8

9 Le tabelle 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 mostrano i dati strutturali di tutti i pescherecci che al 1 aprile 2002 potenzialmente operavano parzialmente o totalmente nell area di studio. Tabella 6.1 Numero di pescherecci per porto; Tonnellate Stazza Lorda TSL; Tonnellate Stazza Lorda media; Stazza Lorda Minima; Stazza Lorda Massima. Porto N TSL TSL media Deviazione Standard Stazza Minima Stazza Massima Mazara ,2 7,1 8,588 1,0 57,0 Selinunte 41 98,4 2,4 0,596 1,2 3,6 Sciacca e P. Palo di Menfi ,0 3,7 1,824 1,0 8,6 Tabella 6.2 Numero di pescherecci per porto; Potenza motore in Kw; Potenza motore media media; Potenza motore minima; Potenza motore massima. Porto N Potenza Motore Potenza media Deviazione Standard Potenza minima Potenza massima Mazara ,6 43,8 51,6 4,4 323,4 Selinunte ,0 16 6,8 7,4 49,5 Sciacca e P. Palo di Menfi ,0 25,7 25,1 5,9 129,4 Tabella 6.3 Numero di pescherecci per porto; Lunghezza Fuori Tutto media m LFT; Lunghezza Fuori Tutto minima; Lunghezza Fuori Tutto massima. Porto N LFT media Deviazione LFT minima LFT massima Standard Mazara 72 9,4 3,220 4,2 21,10 Selinunte 41 6,5 0,850 4,8 8,85 Sciacca e P. Palo di Menfi 30 7,8 1,492 6,0 11,30 Tabella 6.4 Numero di pescherecci per porto; Età media anni; Età minima; Età massima. Porto N Età media Deviazione Età minima Età massima Standard Mazara , Selinunte , Sciacca e P. Palo di Menfi , I dati riportati nelle tabelle sono stati rilevati presso le Capitanerie di Porto. Sono stati intervistati i proprietari dei pescherecci per rilevare gli attrezzi da pesca utilizzati e le area di pesca abitualmente frequentate. Dalle interviste è emerso che soltanto 2 pescherecci di Mazara del Vallo e 4 di Sciacca frequentano l area di studio con attrezzi da pesca potenzialmente adatti alla cattura di mazzancolle, Tramaglio (codice FAO 750) e Monofilo (codice FAO 710). Pertanto è stato scelto come porto campione Marinella di Selinunte dove il 75 % dei pescherecci utilizza tramagli e/o monofilo e dove tutti i pescherecci operano nell area di studio. A partire dal 1 aprile 2002 è stata avviata a Selinunte l indagine di cattura e sforzo mediante interviste allo sbarco (un giorno d intervista ogni otto giorni; sabato e festivi compresi). La tabella mostra il numero di giorni di intervista, con esclusione delle prove ed i periodi di assestamento, il numero di pescherecci attivi nei giorni d intervista ed il numero di interviste effettuate dal 1 aprile 2002 al 31 marzo

10 Tabella 6.5 Numero di giorni di intervista, di pescherecci attivi (nei giorni d intervista) e di interviste nel porto campione dal 1 aprile 2002 al 31 marzo Porto Campione Numero giorni di intervista Pescherecci attivi Numero di interviste Selinunte In media sono stati intervistati il 42,6 % dei pescherecci attivi nei giorni d intervista. E sembrato utile ed opportuno confrontare le stime della cattura totale, dello sforzo di pesca e della cattura per unità di sforzo dei 4 anni del progetto (1 aprile marzo 2006) con le analoghe stime effettuate per la flottiglia dello stesso porto tra il 1 ottobre 1997 ed il 30 settembre 1999 nell ambito del progetto di ricerca denominato Stocks assessment of some coastal species caught by artisanal fishery (SACS). Il progetto SACS è stato condotto dall allora Istituto di Ricerche sulle Risorse Marine e l Ambiente (IRMA - CNR) di Mazara del Vallo, dal Dipartimento di Biologia Animale ed Ecologia Marina dell Università di Messina, dallo Institute of Fisheries Research del National Agricultural Research Foundation (FRI-NAGREF) e dal Dipartimento di Biologia Animale dell Università di Palermo ed è stato finanziato dalla DGXIV dell Unione Europea, dal Consiglio Nazionale delle Ricerche e dal National Agricultural Research Foundation della Grecia. La Cattura Totale Stimata (CTS), l Errore relativo (Er), lo sforzo di pesca e la cattura per unità di sforzo (cpue) per stagione e per anno sono stati riportati nella tabella 6.6. La CTS negli anni è molto più alta di quella degli anni Nei due anni d indagine del progetto SACS lo sforzo sembra sostanzialmente costante mentre le catture e le cpue, nel secondo anno d indagine, calano di circa un quinto. Nei due anni di monitoraggio della fine degli anni 90 le stagioni in cui la cpue è risultata massima sono state la primavera nel e l inverno nel Nel e nel la cpue raggiunge il massimo in primavera invece negli ultimi due anni d indagine ( e ) la cpue è massima durante l inverno. In particolare a partire dal 1997 la cattura e la cpue diminuiscono costantemente. Nel la cattura ammontava a circa 50 t e lo sforzo di pesca corrispondente era di circa 7000 unità arbitrarie (ua) l anno successivo lo sforzo di pesca rimane praticamente costante mentre la cattura si riduce di circa un quinto. Nel la cattura è stata di circa 16 t lo sforzo di pesca corrispondente circa 3000 ua più che dimezzato rispetto agli anni novanta la cpue risultata 5,331 è tuttavia abbastanza vicina ai valori riscontrati negli anni novanta. Nei tre anni successivi sembra verificarsi un vero e proprio crollo delle catture e delle cpue. Infatti nel la cattura si attesta a circa 10 t e la cpue praticamente si riduce di circa un terzo rispetto all anno precedente passando a 3,430. La marineria reagisce nel più classico dei modi cioè aumentando lo sforzo di pesca così nel la cattura raggiunge quasi le 15 t! Ma la cpue scende ancora inesorabilmente a 2,766. Nell ultimo anno la cpue praticamente rimani costante attestandosi a 2,732 e la cattura sfiora le 13 t. L andamento della cpue è ben rappresentato da un semplice modello matematico basato su una equazione esponenziale del tipo cpue = a e -bt. Il grafico di figura mostra i dati sperimentali il modello matematico ed i valori dei relativi parametri a e b. Il coefficiente di adattabilità R 2 è risultato 0,90 confermando il buon accordo fra i dati sperimentali e modello matematico. 10

11 Tabella 6.6 Cattura Totale Stimata, Errore Relativo, Sforzo di pesca e cpue. Cattura Totale Cattura Totale Stimata Kg Er Sforzo Er cpue Autunno ,726 Inverno ,089 Primavera ,292 Estate ,129 Anno ,471 Autunno ,642 Inverno ,178 Primavera ,791 Estate ,559 Anno ,791 Primavera ,832 Estate ,667 Autunno ,202 Inverno ,357 Anno ,331 Primavera ,213 Estate ,233 Autunno ,877 Inverno ,996 Anno ,430 Primavera ,660 Estate ,634 Autunno ,758 Inverno ,845 Anno ,766 Primavera ,992 Estate ,052 Autunno ,696 Inverno ,754 Anno ,732 Figura 6.1 Andamento della cpue tra l autunno 1997 e la primavera cpue dal 1997 al 2006 cpue y = 8,5341e -0,1437x R 2 = 0, anni 11

12 Complessivamente la cattura è costituita da più di 100 specie. La tabella mostra le specie che maggiormente contribuiscono alla cattura in percentuale del peso totale. Sepia officinalis e Pleuronectformes costituiscono sempre più del 20 % della cattura. Dicentrarchus labrax nel costituiva circa il 3 % della cattura mentre a partire dal 2004 sembra del tutto scomparsa. Melicertus kerathurus negli anni novanta costituiva circa l 1 % dal 2003 e nel 2004 cresce fino a circa il 2 % e nel 2005 balza al 6 %! Tabella 6.7 Percentuale di cattura per specie e per anno Specie Cattura % Cattura % Cattura % Cattura % Cattura % Cattura % Sepia officinalis Pleuronectformes Pagellus Spp Boops boops Trachurus spp Scomber spp Scorpaena spp Lithognathus mormyrus Sarpa salpa Diplodus annularis Dicentrarchus labrax Mullus spp Sarda sarda Octopus vulgaris Seriola dumerili Mugilidae Oblada melanura Merluccius merluccius Diplodus vulgaris Diplodus sargus Bothus podas Palinurus elephas Loligo vulgaris Scophthalmus rhombus Uranoscopus scaber Sphyraena sphyraena Phycis spp Melicertus kerathurus La cattura di Melicertus keraturus (tabella 6.8) tra il 1997 ed il 2006 oscilla fra circa 300 Kg e 350 Kg con due eccezioni. La prima nel quando sono stati catturati circa 200 Kg di mazzancolle e la seconda nel in cui ne sono stati catturati circa 700 Kg. La cpue negli anni 90 è sempre stata più bassa rispetto a quella degli anni Anche nel anno in cui è stata registrata la cattura più bassa di tutto il periodo la cpue è stata comunque superiore a quella degli anni novanta. Dal 2004 piccole quantità di mazzancolle sono catturate anche in autunno e dal 2005 in inverno in precedenza soltanto nell autunno 1998 erano state catturate circa 720 mazzancolle pari a circa 24 Kg. La cattura di Melicertus keraturus è stata particolarmente abbondante nell inverno del 12

13 2007: 621 esemplari pari a 20 Kg. Probabilmente ciò è dovuto alle particolari condizioni meteomarine dovute alla eccezionale mitezza di questo inverno. Tabella 6.8 Cattura Totale Stimata per stagione e per anno in numero di esemplari (CTS N ) ed in peso, Errore Relativo, Sforzo di pesca e cpue di Melicertus keraturus. Melicertus keraturus CTS N Ern CTS Peso Kg Erpeso cpue Autunno ,000 Inverno ,000 Primavera ,075 Estate ,038 Anno ,042 Autunno ,024 Inverno ,000 Primavera ,099 Estate ,028 Anno ,048 Primavera ,107 Estate ,116 Autunno ,000 Inverno ,000 Anno ,098 Primavera ,235 Estate ,093 Autunno ,000 Inverno ,000 Anno ,061 Primavera ,064 Estate ,110 Autunno ,009 Inverno ,001 Anno ,069 Primavera ,156 Estate ,409 Autunno ,003 Inverno ,007 Anno ,146 Primavera ,096 Estate ,107 Autunno ,005 Inverno ,012 Anno ,064 I riproduttori sono stati catturati facilmente mediante tremaglio in tutte le zone di pesca dell area di studio. Sono state selezionate le femmine mature con spermatofora attaccata e perfettamente integre in tutte le loro parti. Durante il primo anno (2003) sono state effettuate 3 nottate di pesca di riproduttori; due notti a luglio ed una ad agosto. Tutte le femmine mature sono state spedite all impianto di riproduzione in Sardegna ma non c è stata shciusa uova forse a causa dello stress subito durante il lungo viaggio. 13

14 Nel 2004 sono state effettuate due notti di cattura di riproduttori una a luglio ed una ad agosto in entrambi i casi la riproduzione ha avuto successo. Nel 2005 i riproduttori sono stati catturati durante tre notti due a giugno ed una a luglio nonostante il successo della riproduzione tutte le larve sono sempre stranamente morte. Ad agosto non è stato possibile effettuare nessun tentativo perché i colleghi che si occupavano della riproduzione presso la sede di Messina del IAMC hanno scelto di andare in ferie. La tabella 6.9 riporta il numero di esemplari catturati le femmine mature e le femmine selezionate e spedite all impianto di riproduzione. Tabella 6.9 Numero di esemplari catturati per la riproduzione, femmine mature e femmine selezionate per la riproduzione. Data N di esemplari catturati Femmine mature Femmine selezionate e spedite 03/07/ /07/ /08/ /07/ /08/ /06/ /06/ /07/ Nel 2004 in totale sono stati deposti uova da cui sono nati nauplii e la percentuale di sciusa è stata di circa il 56 %. Purtroppo soltanto circa nauplii hanno raggiunto lo stadio PL22 e sono stati seminati con successo. Dal punto di vista genetico la specie ha mostrato un basso livello di variabilità intraspecifica - in accordo con quanto dimostrato in studi condotti precedentemente utilizzando i polimorfismi alloenzimici (De Mattheis, 1987) - attestata dai livelli molto bassi di divergenza nucleotidica, con un valore minimo di variabilità riscontrato nella popolazione di Lesina.La maggiore riduzione di diversità genetica trovata negli individui del bacino di Lesina potrebbe essere causato da due fattori, non esclusivi: sia la forte pressione di pesca cui sono costantemente sottoposti gli individui giovanili all interno di questo bacino costiero, che impedisce dunque un adeguato restocking di adulti, sia i fenomeni di mucillagini avvenute in Adriatico, che invadendo lo spazio antistante le coste, non hanno permesso la riproduzione in mare, impedendo il reclutamento di giovanili, causando in entrambe le situazioni un impoverimento genetico (Lumare, 2004). Infine i risultati ottenuti hanno permesso di isolare per la prima volta tre loci microsatelliti che saranno al più presto inseriti assieme alla sequenza del mtdna nel GenBank. In conclusione l indagine ha permesso di evidenziare in generale una bassa variabilità intraspecifica che è più evidente nel campione di Lesina e che bisognerebbe monitorare nel tempo questa importante risorsa per ridurre eventuali perdite di variazione genetica causate da un eccessivo sfruttamento. La dieta del gambero imperiale si presenta essenzialmente bentonica e mostra uno spettro ampio di predazione. Gli esemplari dell'area di studio concentrano la propria attenzione predatoria su Molluschi Bivalvi, con particolare attenzione nei confronti di alcune prede quali Abra alba, Nucula nucleus, Venus ovata, Tellinoide, su Gasteropodi quali Donax trunculus e su Scaphopodi quali Dentalium sp. La dieta risulta comunque ricca anche della presenza di Crostacei quali Paguridea, Ostracoda, Caridea, e di Policheti. Mentre integratori alimentari si possono considerare altre categorie di prede quali pesci, Foraminiferi o componenti occasionali nel caso di detrito, quarzite, o nel caso di tracce di Posidonia, che si può associare alla predazione degli anfipodi. Vi è infatti una presenza quasi 14

15 costante di muco, probabilmente segno di resti di sostanza organica, che potrebbe rappresentare la componente necrofaga della sua dieta. La predazione di tale specie risulterebbe abbastanza attiva, distribuendosi ampiamente sulla comunità predata, come evidenzia il valore elevato dell indice di Attività, dimostrando un tipico comportamento da opportunista. Il grado di digestione dei contenuti stomacali di tali esemplari, catturati la mattina, probabilmente è dovuto all alimentazione che si svolge nelle ore notturne. Per tale motivo la dieta, caratterizzata da un ampia varietà di prede, è probabilmente correlata alla scarsa visibilità del predatore, oltre che alla disponibilità trofica dell'ambiente. Sarebbe interessante quindi poter esaminare i contenuti stomacali catturando la specie durante la notte e nelle varie stagioni. In conclusione, la dieta di Melicerthus (Penaeus) kerathurus risulta caratterizzata da prede bentoniche, con una predazione attiva, probabilmente esercitata durante la notte e in relazione alla disponibilità ambientale. La figura 6.2 mostra le curve ed i parametri della funzione di Von Bertalanffy di crescita per maschi e femmine della mazzancolla nell area di studio. Figura 6.2 Curve di crescita e parametri di crescita per maschi e femmine di Melicertus keraturus nell ampio golfo tra Capo san Marco e Capo Granitola. Lunghezza Carapace, mm Curve di crescita 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Età, anni Femmine; Linf.=67,37 - K=0,55 - to=-0,0054 Maschi; Linf.=55,79 - K=0,38 - to=-0,0094 Il valore di L (67,37 mm) per le femmine è risultato nettamente maggiore di quello dei maschi (55,79 mm) come era da attendersi infatti le femmine, a parità di età, sono sempre più grandi dei maschi. Sembra che anche la velocità di crescita delle femmine sia maggiore di quella dei maschi poiché il K delle femmine è risultato un po più grande di quello dei maschi. 15

16 La figura 6.3 mostra i parametri della relazione taglia (lunghezza carapace) peso. Figura 6.3 Relazione taglia peso in femmine e maschi. 120 Relazione Lunghezza Carapace-Peso Peso totale g Femmine, 793 esemplari y = 0,004x 2,4411 R 2 = 0, Peso totale, g Maschi, 291 esemplari y = 0,0026x 2,5563 R 2 = 0, Lunghezza Carapace, mm Poiché come già evidenziato i maschi risultano mediamente più piccoli delle femmine il coefficiente b per i maschi, risultato 2,556 è maggiore rispetto a quello delle femmine risultato 2,441. L alto valore del coefficiente di adattabilità R 2 mostra la bontà del modello matematico. La struttura della popolazione è stata determinata per maschi e femmine per ognuno dei tre anni d indagine. 16

17 La figura 6.4 mostra l andamento temporale dell Indice Gonado-Somatico (IGS). Figura 6.4 Indice Gonado-Somatico delle femmine di mazzancolla 25 Indice gonado-somatico Mesi Considerato che non ci sono differenze tra gli individui campionanti in anni diversi nella stazione di Selinunte ci siamo soffermati a confrontare il campione di Lesina con quello di Selinunte senza differenze, per quest ultimo, temporali. L analisi di numerosi loci nucleari non ha mostrato dei profili polimorfici, attestando la presenza di una variabilità flebile contrapposta ad un alto livello di monomorfismo. I loci isolati dal genoma di M. kerathurus che hanno mostrato tramite sequenziamento, analisi elettroforetica e lettura di elettroferogrammi dei profili polimorfici (allele più comune presente con frequenza minore del 95 %) sono tre microsatelliti denominati Plasm7 Plasm15 e Plasm52, contenenti sequenze ripetute di di-nucleotidi, e tetra nucleotidi l ultimo. L analisi dei profili polimorfici ottenuti tramite reazioni di amplificazione con questi tre marker su individui prelevati da Lesina e da Selinunte ha mostrato la presenza di un numero di alleli compreso fra un minimo di sei e un massimo di sedici. La distribuzione allelica è risultata eterogenea fra le due popolazioni, con la registrazione di numerose varianti alleliche a bassa frequenza negli individui della popolazione di Selinunte. Il calcolo degli indici di eterozigosità media sui loci ha evidenziato una minore variabilità nella popolazione di Lesina, la quale ha presentato fra l altro un forte deficit di eterozigosi, con un indice di fissazione Fis significativo per due dei tre loci amplificati. Il calcolo di Fst a coppie e la Distanza calcolata con il metodo di Reynold ha mostrato un notevole grado di differenziazione tra le due popolazioni, risultato altamente significativo dopo correzione con il metodo di Bonferroni. Utilizzando la formula Nm = (1-Fst)/4*Fst, è stato stimato il numero medio di migranti fra le due popolazioni: il valore ottenuto Nm = 1,46, attesta un ridotto flusso genico, confermando la presenza di differenziazione già precedentemente evidenziata. L analisi delle sequenze ottenute dall amplificazione della porzione del gene mitocondriale della COI hanno permesso di confermare le informazioni ottenute dal genoma nucleare. Le reazioni condotte utilizzando individui provenienti rispettivamente da Lesina e da Selinunte hanno permesso di ottenere un frammento della lunghezza di 494 bp, corrispondente a una porzione codificante di 164 aa. L analisi delle sequenze ha confermato la bassa variabilità riscontrata nei loci nucleari: gli indici di diversità nucleotidica, così come la distanza genetica intrapopolazionale sono risultati bassi, con i valori minori registrati nuovamente per la popolazione di Lesina. Il numero totale di aplotipi è risultato pari a cinque con una forma aplotipica comune alle due popolazioni e quattro 17

18 varianti aplotipiche date dalla presenza di mutazioni puntiformi, di cui tre nella popolazione di Selinunte ed una soltanto nella popolazione di Lesina. I dati ricavati dall analisi delle sequenze mitocondriali del gene della subunità I della citocromo ossidasi hanno permesso di confermare e chiarire quanto visto per i loci nucleari risultati fornendo una visione omogenea e concordante sulla struttura genetica del M kerathurus: sono stati ritrovati diverse forme aplotipiche distinte per poche mutazioni puntiformi per lo più sinonime e numerose forme alleliche a bassa frequenza; la presenza di numerose forme genotipiche rare, associata a bassi livelli di divergenza nucleotidica (elevata diversità aplotipica contro una bassa diversità nucleotidica) è spesso attribuita a fenomeni demografici susseguenti un periodo di drastica riduzione della taglia effettiva di popolazione, in cui si assiste all accumulo rapido di nuove mutazioni (Avise et al, 1984; Watterson, 1984). Dall analisi dei dati ottenuti questa specie ha mostrato un basso livello di variabilità intraspecifica - in accordo con quanto dimostrato in studi condotti precedentemente utilizzando i polimorfismi alloenzimici attestata dai livelli molto bassi di divergenza nucleotidica, con un valore minimo di variabilità riscontrato nella popolazione di Lesina.La maggiore riduzione di diversità genetica trovata negli individui del bacino di Lesina potrebbe essere causato da due fattori: a) la forte pressione di pesca cui sono costantemente sottoposti gli individui giovanili all interno di questo bacino costiero, che impedisce dunque un adeguato restocking di adulti; b) fenomeni di mucillagini avvenute in Adriatico, che invadendo lo spazio antistante le coste, non hanno permesso la riproduzione in mare, impedendo il reclutamento di giovanili, causando in entrambe le situazioni un impoverimento genetico (Lumare, 2004). Infine i risultati ottenuti hanno permesso di isolare per la prima volta tre loci microsatelliti che saranno al più presto inseriti assieme alla sequenza del mtdna nel GenBank. In conclusione l indagine ha permesso di evidenziare in generale una bassa variabilità intraspecifica che è più evidente nel campione di Lesina e che bisognerebbe monitorare nel tempo questa importante risorsa per ridurre eventuali perdite di variazione genetica causate da un eccessivo sfruttamento. La rilevazione delle catture e dello sforzo di pesca nell area di studio riprende nell aprile 2002 con la stessa filosofia delle rilevazioni effettuate tra l ottobre 1997 ed il settembre 1999 ma con le opportune modifiche ed ottimizzazioni scaturite dall esperienza precedente. I risultati di queste campagne di rilevazione delle catture e dello sforzo di pesca hanno mostrato la quasi totale scomparsa di alcune specie. Una di queste specie è la spigola (Dicentrarchus labrax). La cpue di questa specie nel 1997 è risultata pari a circa 0,2 nel 2002 passa a quasi 0,1 e nel 2004 è stata praticamente 0. Probabilmente ciò è dovuto al fatto che fino al 2003 nelle acque prospicienti il porto di Porto Palo di Menfi c era un impianto per l allevamento di spigole in gabbie a mare e alcune spigole scappavano dalle gabbie. Infatti le gabbie avevano reti che impedivano la fuoriuscita di spigole di peso somatico superiore a 50 g. Le spigole venivano immesse nelle gabbie per l ingrasso a 50 g ma molto probabilmente circa il 10 % era di peso leggermente inferiore e questo consentiva la fuga. Nono stante la spigola sia un predatore formidabile sembra che le altre specie non risentissero molto della presenza di tante spigole forse perché la pesca faceva si che la loro popolazione non diventasse molto grande. Quando nel 2003 sono state tolte le gabbie le spigole sono scomparse forse perché gli esemplari che fuggivano erano probabilmente sterili e lo sforzo di pesca alto. La cpue di Melicertus keraturus dal 2002 al 2006 è doppia rispetto a quella degli anni novanta. Inoltre nel 2005 le catture di mazzancolla sono circa doppie rispetto a quelle di tutti gli altri anni duemila. Nel 2006 infatti le catture e la cpue ritornano ai livelli precedenti al questo picco di cattura sembra dovuto al ripopolamento effettuato nel Nonostante siano state messe a mare soltanto circa 6000 postlarve di Melicertus keraturus è stato rilevato un effetto benefico sulle catture e sulla popolazione a mare. Probabilmente però il numero di esemplari messo a mare è stato troppo esiguo per permettere un effetto duraturo sulla popolazione. 18

19 Per la prima volta la cattura di mazzancolla durante l inverno 2007 è stata statisticamente significativa. Potrebbe trattarsi di una piccola ma significativa manifestazione dei cambiamenti climatici in atto in particolare dell elevata temperatura dell acqua durante l inverno. Fin dall estate 2002 sono state effettuate numerose campagne di pesca con sciabica da terra e campagne statisticamente programmate mediante bongo mirate alla cattura di larve e/o post larve di mazzancolla. In particolare durante le 4 stagioni estive di durata del progetto sono state effettuate 32 campagne di pesca mediante sciabica da terra ognuna costituita da almeno 16 cale distribuite su tutta la costa fra Capo Granitola e Capo San Marco non sono mai state catturate larve o postlarve di mazzancolla. Sembra quindi che le larve o le postlarve non frequentino le basse acque a ridosso della battigia. Le larve di mazzancolla, allo stadio di zoea e mysis, sono state catturate in giugno, luglio ed agosto nelle campagne per la rilevazione dello zooplancton in acque molto basse a meno di 3 m di profondità. Sembra quindi che durante i primi stadi di vita le larve di mazzancolla stazionino nella colonna d acque basse a circa 100 m dalla riva. Le mazzancolle nell area di studio non sono catturate dalla flotta a strascico probabilmente perché la maggior parte staziona entro le tre miglia dalla costa (zona interdetta alla pesca a strascico) ed anche perché nelle ore notturne, tra le 22:00 e le 3:00 della notte, la flotta a strascico che opera nell area di studio è inattiva. Durante le campagne di pesca a strascico sperimentale effettuate anche durante tutta la notte non sono state pescate mazzancolle. Probabilmente la rete da banco usata non era adatta alla cattura di questo peneide. Gli impianti per la riproduzione della mazzancolla in Sardegna sono troppo lontani dall area di studio e le riproduttrici non sopportano il lungo viaggio. Il viaggio fino all impianto di Messina non comporta alcun problema per gli animali ma purtroppo quest impianto non è adatto per la riproduzione e soprattutto per l allevamento delle larve di mazzancolla. La pratica del ripopolamento può essere considerata una utile misura gestionale che ben si accorda con le aspettative dei pescatori dediti alla pesca artigianale sottocosta. Il raddoppio della cpue nell anno successivo al ripopolamento a accresciuto l offerta di mazzancolle; conseguentemente il prezzo pagato ai pescatori nell estate 2005 è stato circa il 20 % più basso del prezzo dell estate 2004 e Sia nell estate del 2004 che in quella del 2006 il prezzo medio pagato ai pescatori per un kg di mazzancolle è stato superiore a 52 con un massimo di 65 ed un minimo di 38 mentre nell estate del 2005 il prezzo massimo è stato di circa 54, il minimo 30 ed il prezzo medio giornaliero è risultato pari a 43. Complessivamente la risorsa nel 2004 e nel 2006 ha prodotto un ricavo di circa mentre nel 2005 il ricavo è stato circa Pertanto una strategia di ripopolamento condotta sistematicamente negli anni, visti i risultati, migliorerebbe l'attività della pesca artigianale e nell'ottica della gestione integrata delle risorse, contribuirebbe alla diversificazione dello sforzo di pesca allentando la pressione di pesca sulle specie a più lenta crescita, vulnerabili nella stagione primaverile ed estiva come l'aragosta (Hommarus gammarus). Infatti l attività di pesca dell aragosta è incompatibile con quella della mazzancolla ed il valore commerciale delle due specie è praticamente uguale (circa 50 al Kg). Il tremaglio utilizzato per la cattura della mazzancolla è fatto con filo barra 1 ed ha maglia n 11 o 12 mentre il tremaglio adatto alla cattura dell aragosta ha barra n 6 e maglia n 6 o 7. Per la cattura della mazzancolla il tremaglio va tenuto a mare al massimo per 12 ore mentre per la pesca dell aragosta il tremaglio va tenuto a mare almeno 36 ore. Inoltre le mazzancolle sono pescate su fondi sabbiosi mentre le aragoste su fondi rocciosi. Il tremaglio per la pesca delle mazzancolle è troppo delicato e fragile per essere utilizzato su fondi rocciosi. La pratica del ripopolamento attivo mediante postlarve di mazzancolla allevate a terra a partire da riproduttori selvatici autoctoni può essere praticata nell area di studio con successo disponendo di un impianto per la riproduzione delle mazzancolle e l allevamento delle larve fino allo stadio di PL22 nelle vicinanze (massimo 5 ore di macchina) dell area di cattura dei riproduttori. L investimento per la realizzazione di un piccolo impianto, capace di produrre almeno postlarve PL22, non supera il milione di euro e dovrebbe essere realizzato dallo stato. La 19

20 gestione potrebbe essere affidata ad una cooperativa di pescatori e/o ad un Istituto di ricerca e/o ad una Università come, ormai da più di trent anni, avviene in Giappone. L impianto durante i mesi estivi (giugno, luglio ed agosto) sarebbe votato alla produzione di postlarve di mazzancolla, per il ripopolamento attivo, mentre durante il resto dell anno potrebbe essere utilizzato da ricercatori, tecnici e studenti per la ricerca teorica ed applicata nell ambito della Scienza della pesca e dell acquicoltura. Il ripopolamento attivo con postlarve di mazzancolla può essere praticato con successo in particolari aree di pesca della costa meridionale siciliana. Una tale pratica può costituire una efficace forma di gestione delle risorse pescabili della fascia costiera eco-compatibile e complementare, se non alternativa, al fermo di pesca. Sicuramente adatta alla diversificazione dello sforzo di pesca. Tuttavia prima di procedere al ripopolamento attivo è necessario: monitorare l attività di pesca mediante indagini di cattura e sforzo nei 2 anni precedenti il ripopolamento, durante tutti gli anni di ripopolamento ed almeno nei due anni successivi all ultimo rilascio a mare di postlarve di mazzancolla; realizzare un impianto per la riproduzione della mazzancolla e per l allevamento delle postlarve; creare sinergie e trovare il consenso con le cooperative e/o le piccole imprese di pesca che operano nell area di ripopolamento; intraprendere studi sulla tracciabilità del prodotto mazzancolla; approfondire gli studi sul ciclo vitale della mazzancolla in relazione ai principali parametri ambientali (temperatura e salinità). Per quanto concerne la pesca artigianale nella fascia costiera sembra opportuno valorizzare questa attività senza incrementare lo sforzo di pesca stimolando attività di nicchia e connessioni con le attività turistiche. 20

21 7 SYNTHESIS The Project started on 1 April The main objective of the project was the testing of a restocking strategy, with post-larvae of Melicertus (Penaeus) kerathurus (Forskäl, 1775), in the shallow coastal waters between between Cape Granitola and Cape San Marco (southern Sicilian coast). The study area was the strip of sea between the above mentioned Capes and the 100 m bathymetry. In order to attain the main goal and monitor the restocking results, some activities were identified and carried out, the objectives of which are listed below: 16. Census of all the fishing fleets surveying the study area; 17. Catch-effort survey on sampling basis and by landing interviews with weekly deadlines; 18. Breeders catch by appropriate hauls; 19. Oogenesis inductions in female breeders and carrying out of breeding activities by wild breeders in aquaculture plants; 20. Localization and preparation (temporal fencing of the spawning areas in order to allow acclimatization and reduce the predation phenomena of larvae) of the area/s to be used for the restocking; 21. Restocking with post-larvae; 22. Study of the distribution of the larval stages of Melicertus (penaeus) kerathurus in order to individuate eventual epicentres of reproduction at sea and follow the spreading of breeders along the study areas in relation to the presence of the marine flows and eventual meteoclimatic factors. 23. Study of the main biometric parameters of samples of Melicertus (Penaeus) kerathurus for the analysis of the population dynamic, the natural populations structure and the king prawn s biology in its natural background. 24. Analysis of the breeding performance of mature female (IV stage; sec. Rao, 1968), through the estimation of the gonado-somatic index and the oocytes and males sizes, evaluating the morphology and the numbers of spermatozoa. 25. Analysis of the stomach contents of Melicertus (Penaeus) kerathurus aiming at identifying connections with the species constituting the zoomacrobenthos that are part of the natural diet of the various growth stages. 26. Study of the genetic structure and eventual identification of stocks present in the study area. 27. Correlation between growth parameters and genetic variation aiming at identifying connections between heterozygosity and size. 28. Analysis of the genetic variation of the samples used for the restocking and of the larvae in order to prevent loss and/or genetic variation mutations in the wild population. 29. Use of the molecular markers (microsatellites) to test, in time, through the analysis of catches, the success of the restocking procedures. 30. Estimation of the total catch of the target species in the study area and of the main commercial species or species of particular biological or ecological interest. Tables 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 show the structural data of all the fishing fleets surveying the study area, partially or totally, since 1 April

22 Table 7.1 Number of fishing fleets per harbour; Gross Ton Capacity TSL; Medium Gross Ton Capacity; Minimum gross capacity; Maximum gross capacity. Harbour No. TSL Medium TSL Standard deviation Minimum capacity Maximum capacity Mazara ,2 7,1 8,588 1,0 57,0 Selinunte 41 98,4 2,4 0,596 1,2 3,6 Sciacca and P. Palo di Menfi ,0 3,7 1,824 1,0 8,6 Table 7.2 Number of fishing fleets per harbour; engine power in Kw; Medium engine power; Minimum engine power; Maximum engine power. Harbour No. Engine power Medium power Standard deviation Minimum power Maximu m power Mazara ,6 43,8 51,6 4,4 323,4 Selinunte ,0 16 6,8 7,4 49,5 Sciacca and P. Palo di Menfi ,0 25,7 25,1 5,9 129,4 Table 7.3 Number of fishing fleets per harbour; Medium Overall length m LFT; Minimum Overall length; Maximum Overall length. Harbour No. Medium LFT Standard deviation Minimum LFT Maximum LFT Mazara 72 9,4 3,220 4,2 21,10 Selinunte 41 6,5 0,850 4,8 8,85 Sciacca and P. Palo di Menfi 30 7,8 1,492 6,0 11,30 Table 7.4 Number of fishing fleets per harbour; Medium years age; Minimum age; Maximum age. Harbour No. Medium age Standard deviation Minimum age Maximum age Mazara , Selinunte , Sciacca and P. Palo di Menfi , Data showed in the above tables were collected from the harbour offices. The owners of the fishing fleets were interviewed to get information about the fishing gear used and the fishing area usually surveyed. From the interviews it came out that only 2 fishing fleets from Mazara del Vallo and 4 from Sciacca survey the study area with gear fit to catch king prawns, such as trammel net (FAO 750 code) and monofilament net (FAO 710 code). Therefore, the harbour of Marinella di Selinunte was chosen as a sample harbour since 75% of the fishing fleets use trammel nets and/or monofilament nets and all the fleets survey the study area. Since 1 April 2002, a catch and effort investigation with interviews on land started (a day of interview each 8 days; Saturday and holidays included). Table 7.5 shows the number of interview days, except for the tests and the settling-down periods, the number of active fleets during the interview days and the number of interviews made from 1 April 2002 to 31 March

23 Table 7.5 Number of interview days, active fleets (during the interview days) and interviews in the sample harbour from 1 April 2002 to 31 March Sample harbour Number of interview days Active fleets Number of interviews Selinunte On an average, 42,6 % of the active fleets were interviewed during the interview days. It appeared useful and opportune comparing the estimates of the total catches, the fishing effort and the catch per effort unit during the 4 years of the project (1 April March 2006) with the estimates of the fleets of the same harbour made between 1 October 1997 and 30 September 1999 in the framework of the research project called Stocks assessment of some coastal species caught by artisanal fishery (SACS). The SACS project was carried out from the then-named Marine Resources and Environment Research Institute (IRMA - CNR) of Mazara del Vallo, the Animal Biology and Marine Ecology Department of the University of Messina, the Institute of Fisheries Research del National Agricultural Research Foundation (FRI-NAGREF) and the Animal Biology and Marine Ecology Department of the University of Palermo and was funded by the DGXIV of the European Union, the National Research Institute and the National Agricultural Research Foundation of Greece. The Estimated Total Catch (CTS), the relative Error (Er), the fishing effort and the catch per unit effort (cpue), per season and year, are showed in Table 7.6. The CTS from was much higher than that from In the two interview years of the SACs project, the effort seemed to be essentially constant, on the contrary the catches and cpue during the second interview year were about one-fifth lower. During the two monitoring years at the end of the 90s, the seasons when cpue was highest were spring in and winter in In and in cpue reached the maximum value in spring, instead during the last two interview years ( and ) cpue was highest in winter. In particular, since 1997 the catch and cpue have been lowering continuously. In , catch was about 50 t and the respective fishing effort was about 7000 arbitrary unit (ua). The following year the fishing effort was constant whereas the catch was about one-fifths lower. In the catch was about 16 t, the respective fishing effort was about 3000 ua, halved in comparison to the 90s (see chapter 11), the cpue was 5,331, quite near to the 90s values. During the following 3 years, there was a great decrease in catches and cpue. Indeed, in , the catch was 10 t and cpue was one-third lower than the previous year, being 3,430. The fleets reacted in a classical way, that is by increasing the fishing effort in when the catch reached about 15 t! On the contrary, the cpue lowed to 2,766. In the last year, , cpue kept constant at 2,732 and the catch just scratched 13 t. The state of cpue is well represented by a simple mathematic model based on an exponential equation, cpue = a e -bt. The chart in figure 7.1 shows the experimental data, the mathematic model and the values of the relative parameters a and b. The flexibility coefficient R 2 came to 0,90 confirming the good concordance between the experimental data and the mathematic model. 23

24 Table 7.6 Total Catch estimated, Relative Error, Fishing effort and cpue. Total Catch Total Catch Estimated Kg Er Effort Er cpue Autumn ,726 Winter ,089 Spring ,292 Summer ,129 Year ,471 Autumn ,642 Winter ,178 Spring ,791 Estate ,559 Year ,791 Spring ,832 Summer ,667 Autumn ,202 Winter ,357 Year ,331 Spring ,213 Summer ,233 Autumn ,877 Winter ,996 Year ,430 Spring ,660 Summer ,634 Autumn ,758 Winter ,845 Year ,766 Spring ,992 Summer ,052 Autumn ,696 Winter ,754 Year ,732 Figure 7.1 State of cpue between autumn 1997 and spring cpue from 1997 to 2006 cpue y = 8,5341e -0,1437x R 2 = 0, Years 24

25 Overall, the catch amounted to more than 100 species. Table 7.7 shows the species that most of all contributed to the catch in percentage of the total weight. Sepia officinalis and Pleuronectformes were always more than 20% of the catch. Dicentrarchus labrax in was about 3% of the catch whereas since 2004 it seems to have disappeared. Melicertus kerathurus in the 90s was 1%, in 2003 and 2004 was 2 % and in 2005 reached 6 %! Table 7.7 Catch percentage per species per year. Species Catch % Catch % Catch % Catch % Catch % Catch % Sepia officinalis Pleuronectformes Pagellus Spp Boops boops Trachurus spp Scomber spp Scorpaena spp Lithognathus mormyrus Sarpa salpa Diplodus annularis Dicentrarchus labrax Mullus spp Sarda sarda Octopus vulgaris Seriola dumerili Mugilidae Oblada melanura Merluccius merluccius Diplodus vulgaris Diplodus sargus Bothus podas Palinurus elephas Loligo vulgaris Scophthalmus rhombus Uranoscopus scaber Sphyraena sphyraena Phycis spp Melicertus kerathurus The catch of Melicertus keraturus (table 7.8) between 1997 and 2006 ranged between 300 Kg and 350 Kg with 2 exceptions. The first one in when 200 Kg of king prawn were caught and the second one in when about 700 Kg were caught. Cpue in the 90s was constantly lower than in the 2000 s. Even in when the lowest catch of the whole period was recorded, cpue was higher than that of the 90s. Since 2004, small quantities of king prawns have been caught also in autumn and since 2005 also in winter. Previously, only in autumn 1998 about 720 king prawns were caught, that is about 24 Kg. The catch of Melicertus keraturus was quite abundant in winter 2007: 621 specimens equal to 20 Kg. This may be due to the particular meteo-marine weather conditions due to the mildness of this winter. 25

26 Table 7.8 Total Catch Estimated per seasons, number of specimens (CTS No.), weight, Relative Error, Fishing effort and cpue of Melicertus keraturus. Melicertus keraturus CTS N Er n CTS Weight Er weight cpue Kg Autumn ,000 Winter ,000 Spring ,075 Summer ,038 Year ,042 Autumn ,024 Winter ,000 Spring ,099 Summer ,028 Year ,048 Spring ,107 Summer ,116 Autumn ,000 Winter ,000 Year ,098 Spring ,235 Summer ,093 Autumn ,000 Winter ,000 Year ,061 Spring ,064 Summer ,110 Autumn ,009 Winter ,001 Year ,069 Spring ,156 Summer ,409 Autumn ,003 Winter ,007 Year ,146 Spring ,096 Summer ,107 Autumn ,005 Winter ,012 Year ,064 The breeders were easily caught by trammel net in the whole fishing area of the study area. The mature females that were completely intact and with spermatophore attached were selected. During the first year (2003), 3 nights were devoted to the fishing of the breeders; 2 nights in July and one in August. All the mature females were brought to the restocking plant in Sardinia but there was not any eggs opening perhaps due to the high stress suffered during the long voyage. In 2004, 2 nights were devoted to the catch of breeders, one in July and one in August. In both cases the reproduction succeeded. 26

27 In 2005, the breeders were caught during 3 nights, 2 in June and 1 in July. Even though reproduction was a success, all the larvae died. In August, no attempt could be made since the colleagues from IAMC of Messina, who were in charge of the reproduction, decided to take their holidays. Table 7.9 shows the number of specimens caught, the mature females and the females selected and sent to the restocking plant. Table 7.9 Number of specimens caught for the reproduction, mature female and female selected for the reproduction. Date No. of specimens caught Mature female Female selected and shipped 03/07/ /07/ /08/ /07/ /08/ /06/ /06/ /07/ In 2004, in total eggs were laid, from which nauplia were born and the opening percentage was around 56 %. Unfortunately, only about nauplia reached the stage PL22 and were sowed with success. From the genetic point of view, the species showed a low level of intraspecific variability in agreement with what has been demonstrated by studies carried out previously using alloenzymic polymorphism (De Mattheis, 1987) vouched for by the very low levels of nucleotidic deviation, with a minimum value of variability discovered in the Lesina s population. The highest decrement of genetic difference discovered in the population of the Gulf of Lesina could be due to two factors, not exclusives: the high fishing pressure at which the juveniles are subjected inside this coastal basin, that do not allow a fair restocking of adults and the phenomena of mucilage found in the Adriatic Sea, that, flooding the area in front of the coasts, did not allow the breeding at sea, nor the recruitment of juveniles and caused in both cases a genetic impoverishment (Lumare, 2004). Finally, the results obtained allowed for the first time the isolation of 3 microsatellites loci that will be inserted together with the mtdna chain in the GenBank as soon as possible. In conclusion, the test highlighted in general a low intraspecific variability that is more evident in the Lesina sample and underlined that this important resource should be monitored in time in order to decrease eventual loss of genetic variation caused by an excessive exploitation. The king prawn s diet is essentially benthonic with a wide-spectrum of predation. The specimens of the study area concentrate their predation on Bivalves Molluscs, with particular attention towards some prey such as Abra alba, Nucula nucleus, Venus ovata, Tellinoide, on Gastropods like Donax trunculus and on Scaphopods like Dentalium sp. Furthermore, the diet is also abundant in Crustaceans such as Paguridea, Ostracoda, Caridea, and with Polychaetae. However, food integrator can be considered also other prey categories such as fish, Foraminifers or occasional components such as rubbish, quartzite, or traces of Posidonia, that can be connected to the amphipods predation. Actually, there is a quite constant presence of mucus, probably as sign of the remains of organic substance that can represent the necrophagous component in its diet. The predation of this species is quite active, spreading widely all over the preyed population, as is underlined by the high value of the activity index, showing a usual behaviour of opportunist. The digestion degree of the stomach contents of these specimens, caught in the morning, is due probably to the feeding occurring in the night hours. It is for this reason that the diet, characterized by a wide variety of preys, is probably connected to the poor visibility of the predator 27

28 as well as to the trophic availability of the environment. Therefore, it should be interesting to examine the stomach contents after catching the species during the night and during the different seasons. In conclusion, the diet of Melicerthus (Penaeus) kerathurus seems to be characterized by benthonic preys with an active predation, probably during the night and with respect to the environmental availability. Figure shows the curves and parameters of the Von Bertalanffy s growth function for males and females of king prawn in the study area. Figure 7.2 Growth curves and parameters of male and female Melicertus keraturus in the wide gulf between Cape San Marco and Cape Granitola. Carapace Lenght, mm Growth curve Age, years Females; Linf.=67,37 - K=0,55 - to=-0,0054 Males; Linf.=55,79 - K=0,38 - to=-0,0094 The value of L (67, 37 mm) for females was clearly higher than the one for males (55, 79 mm). Indeed, as it was expected, females, at equal age, are always bigger than males. It also seems that the growth speed of females is higher than for males since the K of females is bigger that of males. Figure shows the parameters of the relation size (carapace s length)-weight. 28

29 Figure 7.3 Relation size-weight in females and males. 120 Relationship Carapace Length - Weight Total weight, g Females, 793 specimens y = 0,004x 2,4411 R 2 = 0, Total weight, g Males, 291 specimens y = 0,0026x 2,5563 R 2 = 0, Carapace Length, mm Since, as already underlined, males are on an average smaller than females, the coefficient b for males, that was 2,556, is higher than that for females, that was 2,441. The high value of the flexibility coefficient R 2 shows the correctness of the mathematic model. The population structure was determined for males and females per each one of the 3 interview years. 29

30 Figure 7.4 shows the temporal state of the Gonad-Somatic Index (IGS). Figure 7.4 Gonad-Somatic index of female king prawns. 25 Gonad-Somatic index Months Considering that there are not any differences among the sampling specimens along the different years in the station of Selinunte, we compared the sample of Lesina with that one of Selinunte without temporal differences for the last one. The analysis of many nuclear loci did not show polymorphic profiles, bearing witness to the presence of a weak variability opposite to a high level of monomorphism. The loci isolated from the genome of M. kerathurus that, after the sequential and electrophoresis analysis and the electropherograms reading, showed polymorphic profiles (allele more common present with lower frequency than 95 %) are 3 microsatellites called Plasm7 Plasm15 and Plasm52, containing repeated sequences of di-nucleotides, and the last one tetra nucleotides. The analysis of the polymorphic profiles obtained thanks to the amplification reactions with the above mentioned markers on specimens from Lesina and Selinunte, showed the presence of a number of alleles ranging from a minimum of 6 to a maximum of 16. The allelic distribution was heterogeneous between the two populations and recorded many allelic variations at low frequency in specimens from the population of Selinunte. The calculation of the average heterozygosity indexes on the loci highlighted a lower variability in the population of Lesina, that, moreover, showed a high deficit of heterozygosity with a significant Fis fixing index for two of the three amplified loci. The calculation of Fst two by two and the Distance calculated with the Reynold s method showed a significant degree of differentiation between the two populations, quite a significant result after the correction with Bonferroni s method. Using the formula Nm = (1-Fst)/4*Fst, the average number of migrants between the two populations was estimated: the obtained value Nm = 1,46, certified a reduced genetic flux confirming the presence of differentiation that has been already underlined before. The analysis of the sequences obtained by means of the amplification of the portion of the COI mitochondrial gene allowed confirmation of the data obtained by the nuclear genome. The reactions carried out using specimens coming from Lesina and Selinunte allowed obtaining a 494 bp length fragment corresponding to a codifying portion of 164 aa. The analysis of the sequences confirmed the low variability found in the nuclear loci: the indexes of nucleotidic diversity as well as the intrapopulation genetic distance were low and the lowest values were recorded for the population of Lesina. The total number of haplotypes was equal to five with a haplotypic shape common to the two populations and 4 haplotypic variants 30

31 given by the presence of punctiform mutations, among which 3 in the population of Selinunte and only 1 in the population of Lesina. Data obtained from the analysis of the gene s mitochondrial sequences of the subunit I of the cytochrome oxidase confirmed and clarified the above mentioned statement about the nuclear loci obtained by giving an homogeneous and agreed vision of the genetic structure of the M kerathurus: different haplotypic shapes were discovered for small quite synonymous punctiform mutations and numerous low frequency halieutic shapes; the presence of numerous and rare genotopyc shapes, connected to low frequency nucleotidic divergence (high haplotyoic diversity against a low nucleotidic diversity) is usually imputed to demographic phenomena succeeding a period of drastic decrease in the population s effective size, when many new mutations occurr (Avise et al, 1984; Watterson, 1984). From the data analysis, this species showed a low intraspecific variability level in agreement with what was demonstrated by the studies previously carried out using alloenzymic polymorphisms that was certified by the much lower nucleotidic divergence levels, with a minimum level of variability noticed in the population of Lesina The highest reduction of genetic diversity, found in specimens from the Basin of Lesina, could be due to two factors: a) the high fishing pressure which the juveniles are steadily put through inside this coastal basin, that does not permit a proper restocking of adults; b) mucilage phenomena taking place in the Adriatic, that invading the area opposite the coasts did not consent to the reproduction at sea, hindering the recruitment of juveniles and causing in both of the situations a genetic impoverishment (Lumare, 2004). Finally, the results obtained allowed isolation for the first time of 3 microsatellites loci that soon will be inserted together with the mtdna chain in the GenBank. In conclusion, the research highlighted a general low intraspecific variability that is clearly visible in the sample from Lesina and to underlined that this important resource should be monitored in time to reduce eventual losses in the genetic variability caused by an excessive exploitation. The catch and fishing effort survey in the study area resumed in April 2002 using the same surveying procedures followed between October 1997 and September 1999 with appropriate changes and optimizations came from the previous experiences. The results of catch and fishing effort surveys showed the almost total extinction of some species. One of them is the bass (Dicentrarchus labrax). The cpue of this species was about 0,2 in 1997, 0,1 in 2002 and 0 in Most likely this was due to the fact that up to 2003, in the waters facing the harbor of Porto Palo of Menfi, there was a plant for bass breeding in cages and some of the bass escaped from the cages. The cages were in fact made with nets preventing bass weighing more than 50 g from escaping. The bass were put in cages for the fattening up to 50 g but most probably, about 10% of them had a lower weight allowing their escape. Even though the bass is a wonderful predator, it seems that the other species do not feel the effect of its presence, most probably because the fishing activity prevents the bass from becoming too numerous. When the cages where opened in 2003, no bass were found, perhaps because the specimens being set free were sterile and the fishing effort too high. The cpue of Melicertus keraturus, from 2002 to 2006, was twice the amount as the ones of the 90s. Furthermore, in 2005, catches of king prawns were twice as much as all the other 2000 ones. Indeed, in 2006, the catches and cpue were the same as those before This peak value of catches seems due to the restocking that occurred in That notwithstanding only about 6000 post-larvae of Melicertus keraturus were released;a beneficial effect in catch and population at sea was recorded. However, the number of specimens released was probably too low to allow a lasting effect on the population. For the first time, the catch of king prawns carried out in 2007 was statistically significant. It could be a small but significant manifestation of the climatic changes, in particular of the high temperature at sea in winter. 31

32 Since summer 2002, many surveys at sea by trawl nets and some planned surveys by bong have been carried out aimed at the catching of larvae and/or post-larvae of king prawn. In particular, 32 surveys at sea by trammel net were carried out during the 4 summer seasons of the project, each one with about 16 hauls along the whole coast between Cape Granitola and Cape San Marco but no larvae or post-larvae of king prawn were caught. Therefore, it seems that larvae or post-larvae do not swim the shallow waters facing the shoreline. The king prawn s larvae, at the stage of zoea and mysis, were caught in June, July and August during the zooplankton survey in very shallow waters at less than 3 m depth. It seems therefore that during the first stages of life, king prawns larvae swim the shallow waters at about 100 m from the shoreline. The king prawns swimning in the study area were not caught by the trawl survey probably because most of them stop at 3 miles from the coast (area prohibited to trawling) and also since the trawl fishing fleet surveying the study area during the night hours, is inactive between 22:00 and 3:00. During the experimental trawl surveys carried on also during the night, no king prawns were fished. Probably, the bank net used was not fit to catch this species. The plants for the restocking of king prawns in Sardinia are too far-away from the study area and the breeders do not bear the long travel. The travel to the Messina s plant does not imply any suffering for the specimens but, unfortunately, the plant is not suitable for the restocking and, most of all, for the breeding of king prawns larvae. The restocking experience can be considered as a useful managerial measure that confirms the expectations of the fishermen devoted to the artisanal fishing close to the shore. The doubling of cpue in the year subsequent to the restocking increased the supply of king prawns; as a consequence, the price paid to fishermen in summer 2005 was about 20% lower than in 2004 and Both in summer 2004 and 2006 the average price paid to fishermen for 1 Kg of king prawns was higher than 52 Euros with a maximum of 65 Euros and a minimum of 38 Euros; on the contrary, in summer 2005 the maximum price was about 54 Euros, the minimum 30 Euros and the daily average price was 43 Euros. In total, in 2004 and 2006 there was an income of about Euros, whereas in 2005 the income was Euros. Therefore, considering the above mentioned results, a restocking strategy to be carried out systematically in years, would improve the artisanal fishing activity and in the framework of the resources integrated management, would help to differentiate the fishing effort decreasing the fishing pressure on the slow-growth species such as the lobster (Hommarus gammarus) which are vulnerable in spring and summer. Indeed, the fishing activity of lobster is incompatible with king prawns and the commercial value of the two species is the same (about 50 Euros per Kg). The trammel net used for the catch of king prawn is made with crossbar thread 1 with mesh no. 11 or 12 whereas the trammel net suitable for the catch of lobster has crossbar no. 6 and mesh no. 6 or 7. To catch king prawn the trammel net should be kept at sea for 12 hours maximum; on the contrary, for the fishing of lobster it should be kept at sea at least 36 hours. Furthermore, king prawns are fished in sandy bottoms whereas lobsters are fished in rocky bottoms. The trammel net for the fishing of king prawns is too weak to be used in rocky bottoms. The active restocking activity by king prawns post-larvae bred on land by autochthonous wild breeders can be followed with success in the study area by arranging a plant for the restocking of king prawn up to the PL22 stage nearby the catching area of the breeders (maximum at 5 driving hours). The investment for the creation of a small plant, able to produce at least PL22 postlarvae, does not exceed overcome 1 million Euros and should be financed by the State. The management should be granted to a fishermen s cooperative and/or a Research Institute or a University as has been done in Japan for years. During the summer months (June, July and August), the plant should be devoted to the production of king prawn s post-larvae for the active restocking whereas, during the rest of the year, it should be used by researchers, technicians and students for the theoretic and applied research in the framework of the fishery and aquaculture science. 32

33 The active restocking of king prawn s post-larvae can be put into practice with success in particular in the fishing areas of the southern Sicilian coast. This activity could represent a successful form of management of the fishery resources in the eco-compatible and complementary coastal strip, if not an alternative against the biological stop, and is surely suitable for the differentiation of the fishing effort. However, before proceeding with the active restocking, it is necessary: Monitoring the fishing activity by means of catches and effort investigations during the 2 years preceding the restocking, during all the restocking years and at least during the 2 years following the last release at sea of king prawn s post-larvae; Creating a plant for the restocking of king prawn and for the breeding of post larvae; Creating synergies and finding an agreement with the cooperatives and/or small fishing concerns operating in the restocking area; Embarking on new studies about the tracking of king prawn; Studying in depth the life cycle of king prawn in connection with the main environmental parameters (temperature and salinity). Regarding the artisanal fishery in the coastal strip, it seems it advisable to enhance this activity without increasing the fishing effort by stimulating a niche activity and connections with tourist activities. 33

34 8 INTRODUZIONE Il progetto Sperimentazione di una strategia di ripopolamento con Melicertus (Penaeus) kerathurus (Forskäl, 1775) nella Fascia Costiera fra Capo San Marco e Capo Granitola RIPATT scaturisce: dall esplicita richiesta dei pescatori artigianali a trovare concrete metodiche per incrementare le risorse pescabili. Infatti i risultati di precedenti organici programmi di monitoraggio delle catture e dello sforzo di pesca delle flottiglie artigianali siciliane hanno inequivocabilmente mostrato che in Sicilia alcune specie costiere bersaglio della pesca artigianale, tra cui la mazzancolla (Melicertus kerathurus), versano in uno stato di depauperamento le cui cause, a nostro parere, non vanno ricercate solamente nella cattiva gestione delle attività di pesca. Melicertus kerathurus comunemente detto mazzancolla è il più pregiato peneide della fascia costiera. L elevato prezzo di vendita della mazzancolla in tutta la Sicilia (fino a 65 per Kg) giustifica l interesse dei pescatori nei suoi confronti. Nel tratto di mare compreso fra Capo Granitola (Mazara del Vallo) e Capo San Marco (Sciacca) opera l unica flotta di pescherecci siciliana che effettua una pesca mirata alla cattura di questo pregiato crostaceo. Il gambero Melicertus kerathurus è un crostaceo pregiato diffuso in tutto il Mediterraneo. Viene pescato in tutto il bacino Mediterraneo mediante reti da posta e nasse. Lungo le coste della Tunisia viene pescato a strascico; fino a 20 anni fa principalmente dalla flotta mazarese che riusciva ad ottenere, dal governo tunisino, licenze per la pesca entro le sei miglia dalla costa. Obiettivi primari di RIPATT sono stati: la valutazione della popolazione di mazzancolla nell area di studio, gli effetti della pesca e il ripopolamento attraverso la semina di giovani esemplari prodotti in cattività, a partire da esemplari indigeni. Gli obiettivi specifici del progetto sono stati: 31. Censimento di tutti i pescherecci operanti nell'area di studio. 32. Indagine di cattura e sforzo di pesca su base campionaria e mediante intervista allo sbarco con cadenza settimanale. 33. Reperimento dei riproduttori mediante opportune battute di pesca. 34. Induzione ovogenesi nelle riproduttrici e conduzione delle attività di riproduzione dei riproduttori selvatici presso strutture per l acquicoltura. 35. Individuazione e preparazione (recinzione temporanea delle zone di rilascio al fine di permettere l'acclimatamento e limitare il fenomeno della predazione degli animali rilasciati) dell'area o delle aree ove effettuare il ripopolamento. 36. Ripopolamento mediante post larve. 37. Studio sulla distribuzione degli stadi larvali di Melicertus (penaeus) kerathurus per individuare eventuali epicentri di riproduzione in mare e seguire la diffusione degli animali nelle aree in esame in relazione alla presenza delle correnti marine e ad eventuali fattori meteoclimatici. 38. Studio dei principali parametri biometrici sui campioni di Melicertus (Penaeus) kerathurus per le analisi di dinamica di popolazione, della struttura delle popolazioni naturali e della biologia della mazzancolla nel loro ambiente naturale. 39. Analisi della performance riproduttiva delle femmine mature (IV stadio; sec. Rao, 1968), attraverso la stima dell indice gonado-somatico e delle dimensioni degli ovociti, e dei maschi, attraverso valutazione della morfologia e del numero degli spermatozoi. 40. Analisi dei contenuti stomacali di Melicertus (Penaeus) kerathurus allo scopo di individuare le relazioni con le specie componenti lo zoomacrobentos, che rientrano nella dieta naturale dei vari stadi di crescita. 41. Studio della struttura genetica e identificazione, eventuale, di stocks presenti nell'area di studio. 42. Correlazione tra parametri di crescita e variazione genetica per l identificazione di relazioni tra eterozigosità e taglia degli animali. 34

35 43. Analisi della variazione genetica degli esemplari utilizzati per il ripopolamento e delle larve per prevenire perdite e/o cambiamenti di variazione genetica nelle popolazioni selvatiche. 44. Uso dei marcatori molecolari (microsatelliti) per verificare, nel tempo, attraverso l analisi delle catture il successo delle pratiche di restocking nel ripopolamento attivo. 45. Stima della cattura totale nell'area di studio delle specie bersaglio e delle principali specie commerciali o di particolare interesse biologico od ecologico. L'area di studio, mostrata è la fascia costiera dell'ampio golfo delimitato a est e a ovest rispettivamente da Capo San Marco e Capo Granitola e a mare dalla batimetrica dei 100 metri (costa sud occidentale della Sicilia). Fin dagli anni settanta in Giappone viene comunemente praticato il ripopolamento marino con postlarve prodotte in impianti di acquicoltura a terra a partire da esemplari selvatici. Nei primi anni 80 la produzione di postlarve di Marsupenaeus japonicus (specie simile a Melicertus kerathurus tipica del Pacifico non presente in Mediterraneo) era di circa 600 milioni di esemplari di queste circa 300 milioni erano liberate in mare a scopo di ripopolamento. Nell area di pesca di Kagoshima prima degli interventi di ripopolamento erano pescati circa 3 t/anno di Marsupenaeus japonicus dopo i primi anni di semina le catture si sono stabilizzate intorno 13 t/anno (si semina da più di 30 anni). La baia di Tokuiama è stata terreno di sperimentazione e monitoraggio da diversi anni vengono rilasciate per il ripopolamento circa 2 milioni di postlarve/anno. La cattura ammonta a circa 10 t/anno corrispondenti a circa esemplari pari al 15 % delle postlarve seminate. Risultato molto positivo e soddisfacente! Complessivamente nelle aree di pesca della prefettura di Yamaguchi, ove operano circa piccoli battelli attrezzati per la pesca a strascico e circa 50 tramagli, prima della semina le catture ammontavano a circa 100 t/anno a partire dai primi anni di ripopolamento, con 30 milioni di postlarve/anno (PL20-50), le catture sono quasi raddoppiate raggiungendo circa 200 t/anno. Le postlarve per il ripopolamento sono prodotte e vendute alle cooperative di pescatori dallo Yamaguchi Inland Sea Fisheries Research Institute. Il costo di produzione delle postlarve è di circa 4 millesimi di (7,5 ) ciascuna ma alle cooperative di pescatori sono vendute ad un prezzo politico di circa 1,3 millesimi di (2,5 ) ciascuna. Le postlarve sono vendute anche ai privati ad un prezzo di circa 0,03. Complessivamente la cattura italiana della mazzancolla ammontava agli inizi degli anni 80 a circa 257 t (Matta, 1981) tutt ora non esistono stime attendibili della cattura di mazzancolle in Italia. 35

36 9 MATERIALI E METODI Il progetto ha avuto l avvio ufficialmente il 1 luglio 2002 tuttavia, poiché la risorsa è disponibile alla pesca generalmente da aprile a settembre, è sembrato opportuno iniziare i lavori il 1 aprile Infatti per il tipo di progetto e per la natura della risorsa studiata è necessario seguire l attività di pesca, le catture e lo sforzo di pesca sulla risorsa stessa stagionalmente. La mazzancolla nell area di studio è catturata soltanto dalla pesca artigianale e soltanto in primavera ed estate. Il progetto è organizzato e gestito dall IRMA-CNR e dai collaboratori dell Università di Lecce e dell Università di Palermo. Dal 1 aprile al 30 giugno 2002 sono stati reclutati ed addestrati i rilevatori con opportune lezioni teoriche presso la sede di Mazara del Vallo dell CNR-IAMC ed esercitazioni pratiche presso il porticciolo di Marinella di Selinunte. 9.1 Indagine quadro Dal 1 aprile 2002 è stata avviata e portata a termine l Indagine Quadro (IQ; Frame Survey; FS) cioè il censimento di tutti i porti e/o località di sbarco le cui flottiglie operano nell area di studio. Contemporaneamente sono stati censiti tutti i pescherecci ed i relativi: dati strutturali; equipaggi; attrezzi da pesca utilizzati. Tutti i dati sono stati raccolti mediante appositi modelli di rilevazione secondo lo standard internazionale (vedi allegato 1). 9.2 Strati e porti campione Sulla base dell analisi dei dati del FS è stato definito un unico strato ed un solo porto campione: Marinella di Selinunte. Poichè negli altri porti (Porto Palo di Menfi, Sciacca, Mazara) i pescherecci che usano attrezzi da pesca atti alla cattura della mazzancolla e che operano nell area di studio sono soltanto Cattura e sforzo Sono stati addestrati i rilevatori e contemporaneamente sono state effettuate da tecnici e ricercatori CNR prove di rilevazione delle catture e dello sforzo con l obiettivo di calibrare il campionamento nel tempo. Poiché nell area di studio prevalentemente opera la pesca artigianale è stato scelto di adottare un campionamento temporale che tenga conto prevalentemente delle peculiarità di questo mestiere di pesca. Così è stato scelto di campionare una volta ogni 8 giorni. In pratica supponendo di cominciare a campionare il lunedì il giorno di campionamento successivo sarà il martedì della settimana successiva e poi il mercoledì e così via. Gli allegati due e tre mostrano la modulistica utilizzata per la rilevazione delle catture e dello sforzo di pesca. La cattura totale per stagione e per anno delle principali specie bersaglio della pesca artigianale è stata stimata, a partire dai campioni, mediante i classici metodi statistici secondo le formule seguenti: c m = c i / I; La varianza sara: Var(c m ) = (c i c m ) 2 / (I -1); dove c m è la cattura media per peschereccio per giorno; c i è la cattura esima dell iesimo peschereccio intervistato; I sono il totale delle interviste nel periodo considerato (un mese, una stagione, un anno). La cattura totale nel periodo di riferimento sarà: 36

37 C t = (N ba /I)(G p /g i ) c i ; La varianza sarà data da: VAR(C t ) = (N ba /I) 2 (G p /g i ) 2 Var(c m ); dove C t è la cattura totale nel periodo di riferimento; N ba è il numero di pescherecci attivi (che hanno esercitato l attività di pesca) nel periodo di riferimento; G p e g i sono rispettivamente il numero totale di giornate disponibili per la pesca e il numero di giorni d intervista nel periodo di riferimento. La cattura delle mazzancolle è stata censita nello spazio e nel tempo. Lo sforzo di pesca è stato definito come: lunghezza in chilometri di tremaglio e/o monofilo messa a mare da tutte le barche attive in ogni stagione o nell anno moltiplicato per il numero di giornate di pesca della stessa stagione o nell anno. La cattura per unità di sforzo (cpue) come rapporto tra la cattura totale nel periodo di riferimento e lo sforzo di pesca nello stesso periodo. 9.4 Campagne di pesca L area di studio è stata mappata su carte batimetriche a differente scala. Sono stati definiti gli strati sulla base dell analisi dei dati, di catture e sforzo di pesca, rilevati mediante le interviste effettuate nel primo anno di campionamento (aprile 2002 marzo 2003). Ognuno degli strati è stato suddiviso in unità elementari di campionamento (Elementary Sampling Unit, ESU). Le ESU sono state disegnate in modo tale che la loro superficie sia pari a circa 4 Km 2. In ogni strato è stato allocato un numero di pescate proporzionale all area dello strato stesso cioè al numero di ESU di ogni strato. Le pescate sono state effettuate nella parte centrale di ciascun ESU campione individuata mediante GPS. Le campagne di pesca sono state effettuate nella parte centrale di ogni stagione a partire dall estate. Convenzionalmente, in questo tipo di ricerche, l inizio e la fine di ogni stagione sono definiti come segue: 1 Luglio - 30 Settembre Estate 1 Ottobre - 31 Dicembre Autunno 1 Gennaio - 31 Marzo Inverno 1 Aprile - 30 Giugno Primavera Sia le 4 campagne di pesca sperimentale mediante reti da posta che la campagna di pesca a strascico sono state effettuate secondo il suddetto schema. La durata delle cale della campagna di pesca a strascico è stata fissata in 15 minuti dal momento in cui la rete era in pesca. Mediante i dati della campagna di pesca a strascico è stata stimata la cattura media oraria e la relativa varianza secondo la formulazione classica seguente: i= n Y = (60 / t i ). y i i=1 i=n S 2 = (n-1) -1. t i. (Y - y i / t i ) 2 _ i=1 i=n Var(Y) = ( t i ) -1. S 2. _ 9.5 Reperimento dei riproduttori Il reperimento dei riproduttori ha coinvolto, praticamente, tutta la marineria di Selinunte. Ad ogni pescatore è stato fornito un mastello. Man mano che le mazzancolle erano pescate venivano messe nel mastello pieno d acqua di mare alimentato in continuazione mediante la pompa di sentina. Il primo anno (estate 2003) allo sbarco le mazzancolle sono state messe in un contenitore di 500 l munito di ossigenatore e caricato su un furgone frigorifero in modo da mantenere il tutto alla 37

38 temperatura costante di 16 C. Finite le operazioni di carico il furgone è stato imbarcato sul traghetto Palermo-Cagliari cosicché i riproduttori arrivavano all impianto d acquicoltura entro le ore 9 del giorno successivo, ma soltanto nella notte successiva era possibile tentare la riproduzione (terza notte dalla cattura). Il secondo e terzo anno (estate 2004 e 2005) la riproduzione è stata effettuata presso gli impianti della sezione territoriale ora sede di Messina del CNR-IAMC. Le operazioni di cattura e di carico, su un normale furgone munito di contenitore da 500 l con ossigenatore, sono sempre state terminate entro le ore 2:00 ed i riproduttori sono stati consegnati alla struttura di Messina entro le ore 7:00. Subito dopo le riproduttrici cominciavano il condizionamento per l emissione delle uova e la loro schiusa. 9.6 Analisi Genetiche Gli esemplari sono stati catturati in due anni successivi nel sito di Selinunte per valutare dopo immissione di larve eventuali cambiamenti genetici nello stock di mazzancolla. Inoltre è stato utilizzato un gruppo di controllo proveniente dalla Laguna di Lesina per stimare e confrontare il grado di variazione genetica presente in questa specie Estrazioni DNA Per ogni esemplare sono stati prelevati campioni di tessuto muscolare dei pleopodi e della coda, conservati in alcool etilico o congelati a 80 C. successivamente il DNA totale genomico e stato ottenuto attraverso estrazione fenolo:cloroformio: alcol isoamilico (25:24:1) e precipitazione in alcool al 100% e tramite l uso del Qiagen QIAamp Tissue Kit; il Dna cosi estratto è stato successivamente reidratato in acqua ultrapura e conservato ad una temperatura di 20 C. La qualita e la concentrazione dei campioni estratti è stata verificata attraverso elettroforesi su gel di agarosio allo 0.8% in TAE 1 X Metodologie di indagine genetica Microsateliti I microsatelliti o VNTR (Variable Number of Tandem Repeat) sono delle sequenze oligonucleotidiche ripetute in tandem, ampiamente distribuite lungo il genoma di molti eucarioti; queste porzioni del genoma nucleare altamente instabili hanno la caratteristica di avere un metodo di trasmissione biparentale e di accumulare mutazioni neutre, principalmente per meccanismi quali lo Slip-Strand Mispairing (Goldstein & Schlötterer, 1999) intercorrenti durante la replicazione della molecola DNA; l alto livello di polimorfismo e la grande variabilita che essi presentano hanno consentito di utilizzarli come markers genetici in diversi organismi e numerose specie di peneidi con buoni risultati diagnostici: P. vannamei (Wolfus et al., 1997); P. japonicus (Moore et al., 1999, Sugaya et al, 2002); P. stylirostris (Bierne et al., 2000); P. monodon (Tassanakajon et al., 1998 a,b, Xu et al., 1999; Brooker et. al., 2000; Wuthisuthimethavee et al., 2003). Nel presente studio abbiamo utilizzato 9 primers relativi a loci microsatelliti precedentemente isolati in altre specie di peneidi che, data l alta specificità dei frammenti contenenti motivi ripetuti, hanno fornito dei profili di amplificazione scarsamente utili per il prosieguo delle indagini (Tab 1), Si è proceduto, successivamente, alla creazione di una banca arricchita in microsatelliti, utilizzando il metodo riportato nel successivo paragrafo. 38

39 9.6.3 Banca arricchita in microsatelliti Seguendo i protocolli recensiti in Zane et al, 2002, il DNA, precedentemente estratto e purificato, è stato sottoposto ad una digestione multipla (Hamilton, 1999) con gli enzimi di restrizione Rsa I/Hae III e Rsa I/ Dra I per tre ore; dopo una rapida migrazione elettroforetica in gel Tabella N 9.6.1: Primers eterologhi dei frammenti microsatelliti. Vengono evidenziate sia il successo che la qualita' della reazione di amplificazione. Amplificazione Profilo multibanda CSP2 F* + + CSP2 R CSP3 F* + + CSP3 R CSP10 F* + + CSP10 R CSP12 F* + + CSp12 R CSp15 F* + + CSP15 R DTLPm109 F** + + DTLPm109 R DTLpm115 F** + DTlPm 115 R DTLPm 130 F** + + DTLPm130 R Vanna 02 F*** - - Vanna 02 R *Moore et al,1999 ** Wuthisuthimethavee et al, 2003 *** Bierne et al, 2000 di agarosio, le bande tra bp evidenziate come smear - sono state isolate e purificate con il QIAquick Gel Extraction Kit (QIAGEN). I frammenti ottenuti, sono stati uniti con 10 pmol di sequenze adattatrici in una reazione di volume totale 10 µl contenente una T4 Dna ligasi ad alta concentrazione (New England Biolabs) e 0,1 X di BSA, in overnight a temperatura ambiente. Dopo la denaturazione a 95 C, si è proceduto con l ibridazione (20 a 56 ) dei frammenti purificati alle sonde biotinilate di oligonucleotidi costituiti da una miscela di ripetizioni dinucleotidiche e tri/tetranucleotidiche: (GT) 18 (CA) 14 (GA) 14; (GATA) 7 (CAT) 9. I frammenti e le sonde ibridate, sono stati isolati dal supernatante tramite separazione magnetica (Kandpal et al., 1999; Kijas et al., 1994) utilizzando biglie ricoperte di streptavidina contenute nel kit PolyATtract Isolation System (Promega), sottoposte a lavaggi con soluzioni decrescenti di SSC. I frammenti contenenti i motivi ripetuti sono stati recuperati tramite diluizione con una soluzione di NaOH 0,15 M, neutralizzati con TE 10 X e AcOH 1,25 M e sottoposti a purificazione con Qiaquick purification kit (QIAGEN). Dopo, i frammenti sono stati amplificati in 39

40 una reazione di 25 µl di volume, contenente 4 pmol di primer specifici per gli adattatori, secondo lo schema seguente: ciclo iniziale di 95 C 1 min, 60 C per 2 min e 72 C per 1,30 min, seguito da 30 cicli di denaturazione a 94 C per 30 secondi, temperatura di annealing per 30 second e 72 C per 1.30 min, con uno step finale di elongazione a 72 C per 10 min; i prodotti di reazione sono stati frazionati tramite corsa elettroforetica in gel di agarosio, e i frammenti corrispondenti alla taglia compresa fra bp sono stati recuperati e purificati, per essere sottoposti a inserimento nel vettore e clonaggio utilizzando il TOPO TA Cloning kit (Invitrogen). La positività della trasformazione è stata testata tramite resistenza all ampicillina e i cloni sopravvissuti nella piastra di coltura sono stati prelevati e sottoposti ad una pcr di controllo, in un volume di reazione di 50 µl con i primer M-13 F/M-13 R, per identificare la taglia dell inserto. I batteri contenenti dei vettori con un inserto superiore alle 400 bp, sono stati sottoposti a delle miniprep; i plasmidi così estratti, sono stati purificati con precipitazione alcolica e sequenziati in un sequenziatore automatico ABIPrism 310 (Applied Biosystem). Le sequenze ottenute sono state allineate a mano utilizzando il programma Bioedit (Hall, 1999) e sulla base della qualità della sequenza ripetuta contenuta nel plasmide sono stati disegnate sette paia di primer fiancheggianti i microsatelliti isolati, testandone la qualità con Oligo Analyzer (Tab 2) 40

41 Tab 9.6.2: Loci microsatelliti isolati; Ta = temperatura di annealing. Locus Repeat unit Primer sequence 5 T a Plasm2 (GT)n AGCGGTTTGTGACTGGT GTG 50 TTGTGTAGGATATAGGT TG Plasm7 (GA)n TTGGACTTGTAGGTAGA G AAGCCGGAAAATTGGCA CGA Plasm9 (CT)n CGAGCTGGGTCCAATTC AT GTAACAAGGAACTAGCC A Plasm15 (GGAT) n TAGAGGTTTGTCTGGTT CCC TCCTTCCTCAACCAATT GAT Plasm29 (CCT) 3 CTTTT CGCTCTCTAATTCCACTT CCT CGTCGGAATTGATTAAG AGC Plasm51 (CG)n(TG)n(CA)n GACTTCATGGGCTGACG ATGCCGATGCCTGCTGC Plasm52 (TG)n ACGAACTTCAGTGCCTG GACGGCAACGCCAAGG AACT Per saggiare l efficienza dei loci isolati, sono state condotte delle reazioni di amplificazione su esemplari di M. kerathurus provenienti da Lesina e Selinunte in un volume totale di 10 µl, contenente 10 ng di Dna, 1,5 3 pmol di ogni primer- uno dei quali marcato con una molecola fluorescente (6-FAM, Hex) - 1 µl di 10 X Buffer, 2.5 mm MgCl2, e 0.05 unità di Taq DNA polymerasi (AmpliTaq Dna Polymerase Applied Biosystems). Il profilo di rezione è stato: step iniziale di 5 min di denaturazione a 94 C, seguito da 35 cicli a 94 C per 1 min, 1 min alla temperatura di annealing (riportata in tabella 4) e 72 C per 1 min, con uno step finale a 72 C per 7 min. I frammenti ottenuti sono stati analizzati con ABIPrism 310 (Applied Biosystem) e gli elettroferogrammi sono stati letti con il programma Genescan 3.7 (Applied Biosystem). Sulla base della qualità degli amplificati, tre dei sette loci isolati sono stati utilizzati per saggiare il livello di polimorfismo in tutti i campioni prelevati: Plasm15, Plasm 7, Plasm52. L analisi delle popolazioni è avvenuta sia tramite lettura dei profili polimorfici dopo migrazione elettroforetica su gel di poliacrilammide denaturante, che attraverso interpretazione degli elettroferogrammi con programma Genescan 3.7 (Applied Biosystem). 41

42 Mitocondriale E stata effettuata l amplificazione di geni appartenenti al genoma mitocondriale. Questi loci hanno un metodo di trasmissione uniparentale materna- presentando un tasso di evoluzione più rapido rispetto ai geni nucleari, e contengono all interno delle sequenze codificanti per proteine funzionali. Si è scelto di amplificare e analizzare un frammento della citocromo ossidasi, largamente usato in diverse specie di invertebrati: la coppia di primers utilizzati LCO1490/ HCO2198 (Folmer et al., 1994) ha permesso di ottenere un frammento di circa 700 bp. Sono stati selezionati dei subcampioni per ogni popolazione, per i quali sono state condotte le reazioni di amplificazioni, utilizzando una Crocodile II PCR machine (Appligene, Inc., Pleasanton, CA) e una GenAmp PCR System 2700 (Applied Biosystem), in volume finale di 25 µl ad una concentrazione di MgCl2 di 2.5 µm, seguendo il seguente ciclo: 5 di denaturazione a 95 ; 35 cicli di 1 a 94, 1 a a 72 ; un ciclo finale di 7 di elongation a 72 C. I prodotti ottenuti sono stati successivamente sequenziati con il sequenziatore automatico ABIPrism 310 (Applied Biosystem) e sottoposti ad analisi interpretativa Elettroforesi in gel di agarosio I prodotti di amplificazione ottenuti sono stati miscelati con 3 µl di loading buffer (ficoll 20 %; EDTA 0.1 M Ph 8; Bromofenolo blu 0.25 %; SDS 1 %) fatti migrare in gel d agarosio ([C] 0.8 %- 1.2 % ) colorato con Etidio Bromuro per circa 40 min,e successivamente visualizzati agli U.V.; attraverso questa metodologia è stato possibile determinare sia i primers piu adatti alle nostre esigenze sia testare le migliori condizioni di reazione Elettroforesi in gel di poliacrilammide I prodotti di amplificazione ottenuti con i primers di Ef kera e Plasm 15 sono stati addizionati con 5 µl di formammide dye (95 % formammide; 20 mm EDTA; 0.05 % xylene cianolo; 0.05 % blu di bromofenolo), denaturati per 5 mn ad una T di 94 C e successivamente posti in un gel verticale denaturante di acrilammide/bisacrilammide 40 % 19 al 6-8 % in TBE 1 X, per circa 2.5 h a 25 W. Il profilo elettroforetico è stato visualizzato grazie alla presenza di molecole di fluorocromo (6-Fam o TAMRA) o direttamente legate all estremita 5 del primer forward, o attraverso uso della tecnica di MSTP - Multiplexing STRPs with Tailed Primers -( Oetting et al.,1995), dove è stato utilizzato un primer forward addizionato all estremita 5 di una coda di 20 bp contenente la sequenza dell M13; l uso durante la pcr di un terzo primer, costituito dall M13 marcato da un fluorocromo (il quale,durante la reazione di amplificazione si accoppia alla coda presente sul primer forward) permette la marcatura fluorescente del prodotto di pcr che opportunamente eccitato da un laser è visualizzato al computer tramite il software dello scanner FMBIO II Fluorescente Imaging System (HITACHI) Analisi dei dati Considerato che non esistono dati in letteratura su questa specie relativamente ai marcatori utilizzati (microsatelliti e mtdna) abbiamo utilizzato un campione di confronto proveniente dalla Laguna di Lesina e fornito dal Prof. F. Lumare per stimare il grado di variazione genetica del campione di Selinunte. Gli indici di diversità e i valori dei parametri di polimorfismo per i dati ottenuti dai loci nucleari sono stati calcolati immettendo i dati genotipici di tutti gli esemplari amplificati nel software GENETIX v ( Belkhir, 2004). Sono stati calcolati gli indici di Nei Hexp = l eterozigosità attesa sotto l ipotesi di equilibrio di Hardy-Weinberg, Hobs =l eterozigosità 42

43 osservata (Nei, 1987), il numero medio di alleli per locus e la percentuale di loci polimorfici P (95) dove la frequenza dell allele più rappresentato è uguale a 0,95. Gli intervalli di confidenza per l eterozigosità attesa sono stati stimati tramite la procedura di boostrap, considerando un numero di replicazioni = 1000, mentre la significatività dei valori di Fst e di Fis è stata stimata attraverso la procedura di permutazioni aleatorie compresa nel programma Genetix La significatività dei valori di Theta per coppie di popolazioni è stata corretta attraverso la procedura di Bonferroni ( Rice, 1989) per test multipli. Le sequenze ottenute dalle amplificazioni con i primers LCO1490/ HCO2198, relativi al frammento mitocondriale sono state allineate a mano tramite il programma Bioedit (Hall, 1999) e Clustal W (Thompson et al., 1994). Le sequenze nucleotidiche sono state traslate in sequenza aminoacidica utilizzando il codice genetico degli invertebrati: la composizione in basi nucleotidiche e l analisi dei siti polimorfici (mutazioni sinonime e non sinonime, rapporto tra numero di trasversioni e transizioni) sono state valutate tramite il software DNAsp 4.0 (Rozas et al, 2003). 9.7 Riproduzione Nell estate 2003 è stato effettuato il primo tentativo di riproduzione presso gli impianti di acquicoltura di Sant Antioco. Purtroppo nonostante gli sforzi, sono stati effettuate 3 spedizioni di riproduttori, tutti i tentativi hanno avuto esito negativo. Pertanto nel 2004 e 2005 la riproduzione è stata tentata presso la sede di Messina del CNR-IAMC. E stato necessario potenziare ed adattare l impianto di Messina per la riproduzione delle mazzancolle. L impianto, praticamente identico a quello di Sant Antioco, funziona a circuito chiuso ed è costituito dalle seguenti unità: 1) 1 vasca troncoconica di emissione uova (0,48 m 3 ); 2) 1 vasca di mantenimento (0,48 m 3 ); 3) 2 vasche da allevamento larvale (4,60 m 3 ciascuna) ; 4) n 2 cisterne da accumulo (3,40 m 3 ciascuna). La vasca di deposizione delle uova è stata ospitata all interno di una serra per evitare elementi di disturbo ai riproduttori durante il giorno e permettere l assenza totale di illuminazione durante le ore notturne. La vasca in vetroresina di forma cilindro-conica ha un volume di 0,48 m 3 ed internamente è stata verniciata in nero. L unità di emissione funziona a circuito chiuso; l acqua che serve la vasca passa attraverso un filtro a cartuccia (Millipore) con matrice filtrante in polipropilene con grado di ritenzione 10 micron nominali. Per quanto riguarda il regime termico la vasca è riscaldata mediante uno scambiatore in titanio trifase (Scubla Aquaculture) munito di termostato per un preciso controllo della temperatura. La vasca è inoltre sottoposta ad aerazione forzata. Alla vasca di deposizione è affiancata una unità analoga che viene utilizzata per il mantenimento delle mazzancolle in occasione della raccolta delle uova e della pulizia della vasca di deposizione. Le vasche di allevamento larvale sono state situate all esterno e sono dotate di un sistema di copertura. Hanno un volume di 4,6 m 3, sono di forma cilindrica e di colore bianco (sia all interno che all esterno); il fondo è quasi piatto (ha una lieve pendenza verso il punto di scarico), sono costruite in resina rinforzata (PRFV) (LAMAR, Udine) e montate su una platea di cemento dotata di scalini per svolgere le normali operazioni di gestione. Il sistema di riscaldamento è costituito da un riscaldatore in titanio trifase da 4000 Watt (Scubla Aquaculture) munito di termostato incorporato nella testata. Le vasche funzionano a circuito chiuso pertanto sono dotate di un sistema di filtri intercambiabili necessari per effettuare il ricambio giornaliero dell acqua senza che si verifichi la perdita degli organismi. I filtri sono costruiti in PVC (vedi disegno allegato), hanno un tamburo filtrante di circa 20 cm dotato di 8 finestrelle quadrangolari, queste sono ricoperte con nappa di un 43

44 particolare tessuto in poliammide, Saatifil Polyamide, della Saati (divisione SaatiTech, Como). In particolare ogni vasca dispone di tre filtri costruiti tutti secondo lo stesso schema, ma con apertura di maglia del tessuto differente: 500, 1000, 1920 micron. Le vasche da allevamento larvale sono servite da due vasche-cisterna in vetroresina del volume di 3,4 m 3. Le vasche sono collegate tramite una pompa di aspirazione che permette di effettuare le operazioni giornaliere di rabbocco. Le cisterne sono servite da ingressi di acqua salata e acqua dolce (quest ultima utilizzata per aggiustare la salinità). I serbatoi sono dotati di termoriscaldatori in titanio trifase (Scubla Aquaculture) della potenza di 2500 Watt con termostato incorporato. L impianto è, inoltre, servito da un comparto di allevamento fitoplancton e zooplancton (vedi foto) costituito da locali indipendenti nei quali sono coltivati a concentrazioni esattamente controllate, i ceppi delle varie specie (Chaetoceros sp., Tetraselmis seucica) e dove viene effettuata la produzione di Artemia salina. La tecnica di riproduzione utilizzata a Messina, sperimentata per la prima volta da Febo Lumare nel 1980, è stata la stessa di quella provata a Sant Antioco. Sostanzialmente le femmine pronte per la deposizione delle uova vengono immesse nella vasca troncoconica suddetta riempita con acqua di mare filtrata (10µm) e leggermente addolcita (37 ). Dopo il raggiungimento dell equilibrio inizia la fase di stimolazione. Questa fase consiste nell aumentare la temperatura dell acqua della vasca gradatamente, circa 1 C per ora, fino a raggiungere la temperatura d emissione circa 28 C. A questa temperatura infatti le femmine mature emettono, generalmente nell arco di tre notti, le uova. Ogni mattina si procede alla raccolta delle uova mediante filtraggio dell acqua della vasca. Praticamente si fa passare tutta l acqua della vasca prima attraverso un filtro da 500 µm per eliminare tutto il materiale di grande dimensione e poi attraverso un filtro di 150 µm per raccogliere le uova. Le uova sono sempre tenute in acqua di mare opportunamente disinfettata, ben areata e lentamente portata a circa C. Man mano che le uova si schiudono le larve (nuuplii) sono raccolte sfruttando il fototropismo positivo e trasferite in una vasca da 4,60 m 3 contenente acqua di mare disinfettata alla temperatura di C e ad areazione forzata. Inzialmente i nauplii vengono alimentate con Chaetoceros sp. dopo 5-6 giorni dalla nascita la dieta comincia ad essere integrata anche con naulii di Artemia salina. A partire dallo stadio di mysis III cioè dopo circa 10 giorni dalla nascita le larve vengono definite postlarve e chiamate PLxx, la doppia x indica il numero di giorni dallo stadio di mysis III. La dieta comincia ad essere integrata anche con mangime artificiale per postlarve di gamberi costituito da farina di pesce, olio di pesce, farina di krill, farina di grano, vitamine e minerali. Le postlarve saranno rilasciate a mare allo stadio PL22 cioè dopo circa 32 giorni dalla nascita. 9.8 Dieta Il campione per l analisi della dieta costituito da 70 esemplari è stato selezionato durante tutto l arco della stagione di pesca (aprile-settembre) del Tutti gli esemplari del campione sono stati catturati nell area di studio mediante tramaglio generalmente su fondali sabbioso-fangoso con zone di detritico costiero. Per ogni esemplare sono stati rilevati i seguenti parametri biometrici: lunghezza corpo, lunghezza carapace, lunghezza addome, lunghezza totale, lunghezza telson, ampiezza carapace, altezza carapace, lunghezza rostro, larghezza addome, altezza addome, in mm; peso totale (PT) e peso eviscerato (PE) in g, sesso, stadio delle gonadi, peso delle gonadi. E stato prelevato l apparato digerente (stomaco e intestino), il quale è stato fissato in formalina neutralizzata al 5% e successivamente è stato esaminato interamente, procedendo all identificazione delle prede contenute all interno. Il riconoscimento tassonomico delle prede è stato molto difficoltoso a causa dell elevato stato di digestione di queste. 44

45 L'analisi delle prede trovate è stata effettuata applicando i seguenti indici: F% (frequenza di occorrenza), N% (abbondanza numerica), V% (volume percentuale). Inoltre sono stati calcolati: Indice Alimentare (I.A.) di Lauzanne (1975): I.A. = F% * V%/100 Alimento principale, Main Food Item (MFI) (Zander, 1982): MFI = [ N% + F% /2] * V% Indice d'importanza Relativa (Pinkas et al., 1971): IRI = N% +V% * F%. 9.9 Campionamento dello Zooplancton Le campagne di rilevazione campionaria dello zooplancton, statisticamente programmate nello spazio e nel tempo, sono state effettuate mediante imbarcazioni opportunamente attrezzate. In particolare sono state utilizzate barche da pesca locali attrezzati all uopo con opportuna strumentazione: Verricello elettrico con braccio meccanico in modo da consentire l utilizzo dello strumento campionatore; Ecoscandaglio; GPS (Global Position System) per una precisa localizzazione dei punti di campionamento. La posizione delle stazioni è stata fornita in coordinate geografiche con sistema di riferimento WGS E stato usato un bongo 40, costituito da due bocche della dimensione di 40 cm, provviste di rete coniche a maglia fine. Queste due reti sono fornite di 2 collettori terminali, cilindrici e di materiale plastico, a ciascuno del quale è legato, mediante fascetta metallica, un retino con maglia da 200 µm. Il campionamento è stato eseguito su tutta la colonna d acqua. Al bongo è stato applicato, con opportune valutazioni, un peso di circa 25 kg per consentire di scendere al fondo ed evitare che la corrente lo spostasse. La rete è stata calata lentamente fino alla massima profondità (facendo attenzione che il collettore non toccasse il fondo) e salpata obliquamente ad una velocità compresa tra 0,5-1 m/s (la velocità di risalita del cavo veniva calcolata mediante cronometro) (Vedi figure e 9.9.2). 45

46 Figura Fase iniziale di cala del Bongo. Figura Fase finale di risalita del Bongo. La velocità di navigazione della nave non superava i 2 nodi, in modo da permettere alla rete di filtrare l acqua senza rigurgiti. Gli organismi infine venivano raccolti nel retino del collettore posto nella parte finale della rete. Prima di trasferire il plancton nel barattolo di plastica per conservarlo, veniva lavata tutta la rete con acqua di mare, solo dall esterno, in modo da convogliare 46