LIFE Project Number <LIFE +10 ENV/IT/000394/WARBO> Mid-term Report Covering the project activities from 01/09/2012 to 31/07/2013 Reporting Date <31/07/2013> LIFE+ PROJECT NAME or Acronym <WATER RE-BORN - Artificial Recharge: Innovative Technologies for the Sustainable Management of Water Resources> Annex 31 Name of Deliverable: Report sulle caratteristiche idrogeochimiche delle risorse idriche superficiali e sotterranee, calcolo dell'indice di biodiversità e valutazione delle risposte geoelettriche ai fini della programmazione della ricarica artificiale Code of the associated action: 7 Mid-term report LIFE+
Analisi della biodiversità e delle caratteristiche idrogeochimiche delle risorse idriche
7.7.1 Introduzione La Prof.ssa Marilena Leis con la collaborazione del Dott. Massimo Lanfredi, del Dr. Salvatore Pepi e della Dr.ssa Elisa Rota hanno curato lo studio della biodiversità nelle tre aree di progetto. La presente relazione consiste nel monitoraggio biologico e nell analisi delle interazioni fra gestione delle acque, qualità geochimica e biodiversità, nelle tre aree selezionate per le attività dimostrative del progetto WARBO ed ubicate rispettivamente nella Pianura Friulana (Fig. 1a) e nella Pianura Ferrarese (Fig. 2 a). Nell Alta Pianura Friulana le attività sono state condotte: a) nel Comune di San Vito in Tagliamento, Provincia di Pordenone Zona Industriale Ponte Rosso ZIPR (Fig. 1b) e, per confronto, sono state eseguite analisi anche in un canale ed in una vasca di fitodepurazione ubicati all interno del Parco delle fonti di Torrate di Chions (Pn), sede delle attività sperimentali del progetto CAMI LIFE+. b) Nel Sito test di Mereto di Tomba in provincia di Udine. Nella Pianura Ferrarese le attività sono state condotte nell invaso della cava di argilla di Ponte San Pietro (Fig. 2 b). del Comune di Copparo (Copparo, Ferrara) Il monitoraggio biologico del fondale acquatico di Mereto di Tomba non è ancora stato iniziato in quanto vincolato ai tempi dell attività di ricarica artificiale, che inizierà il prossimo anno (2014) e sarà finalizzata alla verifica dei tempi necessari al raggiungimento di condizioni di adeguata biodiversità nella vasca di infiltrazione che, oltre al suolo, esplica un ruolo importante nella fitodepurazine dell invaso di infiltrazione.
Fig. 1 a. Aree test progetto WARBO Alta Pianura Friulana: Mereto di Tomba Udine Zona Industriale Ponte Rosso, Pordenone Parco delle Fonti Torrate Fig. 1b. Dettaglio della Zona Industriale Ponte Rosso, Pordenone Fig. 2a. Comune di Copparo, Ferrara e sua localizzazione nel Delta del Po Fig. 2b. Cava a Ponte San Pietro
L analisi della biodiversità in relazione alle caratteristiche chimico fisiche delle acque nei canali irrigui ha le seguenti finalità: - raccolta di dati di letteratura su problematiche di conservazione della biodiversità e individuazione delle specie a rischio di estinzione che possono essere protette all interno delle aree di progetto per una successiva messa a punto di idonee pratiche di salvaguardia dopo la riqualificazione delle acque superficiali destinate alla ricarica artificiale. - analisi dell impatto dei sistemi di gestione dei canali irrigui per la comprensione delle loro capacità autodepuranti in relazione alle acque superficiali. Le problematiche principali sono soprattutto dovute al depauperamento dei biotopi in relazione alle attività di sfalcio della vegetazione riparia ed alle pratiche gestionali che i Consorzi di Bonifica eseguono per garantire la sicurezza idraulica. Queste attività, oltre a ridurre le capacità fitodepuranti, hanno pesanti ricadute su funzioni idrobiologiche, sopravvivenza di specie vegetali ed animali sensibili e qualità del paesaggio ripariale. - realizzazione di un impianto di fitodepurazione, ispirato al modello di manutenzione gentile New Watercourse Act, che consente il regolare deflusso delle acque in un habitat favorente lo sviluppo della flora e della fauna e che, nel contempo, riduce le attività di manutenzione del fondale acquatico. In queste condizioni si garantisce il deflusso minimo vitale e si genera un canale di corrente tale da poter limitare lo sfalcio, consentendo così un risparmio sulle spese di manutenzione delle sponde oltre a permettere il confinamento delle specie infestanti a vantaggio di specie utili in sofferenza. Su queste aree sono state svolte, nell ambito delle attività di progetto, le prime campagne di monitoraggio della biodiversità e le analisi delle caratteristiche chimico fisiche, geologiche ed idrogeologiche. I risultati del progetto pilota forniranno agli utilizzatori, agli stakeholder (ARPA, Regioni, Provincie, Comuni, Consorzi di bonifica, ecc.), ai tecnici ed ai ricercatori del settore, tutte le informazioni raccolte e le procedure di acquisizione ed elaborazione dei dati, per valutare il rischio di degrado delle risorse idriche. Data la complessità degli ambienti e le problematiche delle aree di progetto molto diverse, per per ogni settore sono stati necessari approfondimenti specifici. Pertanto di seguito vengono esposte, per ogni singola area, le attività svolte, descritte dettagliatamente le caratteristiche dell area, l inquadramento geografico, geologico e biologico. Per ogni area inoltre vengono descritti la metodologia utilizzata, le modalità di campionamento ed i risultati ottenuti. Si ritiene opportuna una premessa relativa ai concetti di biodiversità e di bioindicatori ed alle metodologie che sono state di volta in volta utilizzate per la sua valutazione nelle aree finora indagate. Per poi passare a descrivere i primi risultati ottenuti.
7.7.2 La biodiversità Il termine biodiversità, oggi utilizzato anche in campi diversi da quello strettamente scientifico, è stato coniato nel 1988 dall'entomologo americano Edward O. Wilson, ed è la traduzione dall inglese biodiversity, a sua volta abbreviazione di biological diversity. Secondo ISPRA CATAP Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale Coordinamento delle Associazioni tecnico scientifiche per l'ambiente ed il Paesaggio nel Glossario Dinamico pubblicato nel 2012 quale definisce come biodiversità la varietà degli organismi viventi presenti nell ambiente. La biodiversità può essere descritta in termini di geni, specie o ecosistemi. Ogni giorno vengono segnalate nuove specie e, ad oggi, sono state descritte più di 2 milioni di specie viventi a fronte di milioni di specie estinte (fossili) e numerose ricerche indagano gli ambienti estremi per scoprire nuove specie che, si stima, ammontino a decine di milioni. Nei 3 miliardi e mezzo di anni di evoluzione gli studi paleontologici segnalano più di 10 000 specie di diverse di Batteri, 50 000 specie di Protisti, 72 000 specie di Funghi, 270 000 specie di Piante. Altrettanto diversificata è la fauna per la quale sono segnalate circa 1 milione e 300 000 specie di cui 260 000 invertebrati e 62 500 vertebrati che comprendono un 16.59% di anfibi, 8.36 % di pesci, 26.76 % di uccelli, 32.78 % di rettili e 15.52 % di mammiferi. La biodiversità viene descritta utilizzando degli indicatori, introdotti nel 1993 dall OCSE Organization for Economic Cooperation and Development, attraverso la definizione di protocolli rapidi e agevoli con cui caratterizzare la varietà degli organismi e presentare le tendenze generali sullo stato della biodiversità in Europa, in modo da stabilire la risposta degli ecosistemi agli impatti naturali ed antropici e verificare se alcune azioni di mitigazione possono avere ricadute efficaci. Per uniformare i parametri descrittivi la metododlogia dell OCSE individua due grandi categorie: a) indicatori di stato e/o impatto Indice di Biopotenzialità Territoriale (Btc), b) indicatori di risposta. Numerose Convenzioni Internazionali sono state dedicate alla biodiversità. La prima, nota come Convenzione di Ramsar, fu firmata in Iran il 2 febbraio 1971 ed è relativa alle zone umide di interesse internazionale ed alla tutela degli uccelli acquatici. In Italia, ai sensi della Convenzione di Ramsar, sono stati riconosciuti e inseriti nell'elenco d'importanza internazionale 50 siti. Altrettanto importante è la Convenzione di Washington del 1973, disciplinata in Europa dal Regolamento UE 338/97 che definisce misure per la protezione delle specie della fauna e della flora selvatiche ed assicura la loro conservazione, controllandone il commercio secondo le disposizioni stabilite. Seguono altre Convenzioni dedicate ad ambienti specifici, fra cui di grande rilievo possono essere citate la Convenzione di Barcellona del 1978, emendata nel 1995, che diventa la Convenzione per la protezione dell'ambiente marino e la regione costiera del Mediterraneo, la Convenzione di Berna del 1979, la Convenzione di Bonn del 1983, la Commissione per le Risorse Genetiche per il Cibo e l'agricoltura del 1983. Il proliferare delle convenzioni produce una parcellizzazione delle comptenze per cui, nel 1992, si consacra il termine Bioversità grazie al trattato internazionale sottoscritto a Rio de Janeiro, ratificato fino ad oggi da 192 Paesi, noto universalmente come Convenzione sulla diversità biologica Convention on Biological Diversity (CBD) che è stato finalizzato alla tutela specifica della diversità biologica, all uso durevole dei suoi elementi ed alla equiripartizione dei vantaggi derivanti dallo sfruttamento delle risorse genetiche. L'Italia ha ratificato la Convenzione sulla Biodiversità con la legge 124 del 14 febbraio 1994, grazie alla quale è stata adottata una Strategia Nazionale per la Biodiversità in termini di: conservazione della diversità biologica, considerata a tutti i livelli, ovvero di geni, di specie, di comunità e di ecosistemi; utilizzazione durevole, o sostenibile, dei suoi elementi;
giusta ed equa ripartizione dei vantaggi che derivano dallo sfruttamento delle risorse genetiche e dal trasferimento delle tecnologie ad esso collegate. Tali strategie accolgono le linee guida definite nel giugno 1992 a Rio de Janeiro (Brasile). Nel 2001 il Consiglio dell Unione Europea di Goteborg ha ribadito la necessità di intraprendere azioni concrete per arrestare la perdita di biodiversità entro il 2010, impegno successivamente condiviso e rafforzato dal Summit mondiale per lo Sviluppo Sostenibile di Johannesburg del 2002, anche attraverso il raggiungimento dell Obiettivo 2010 con l adozione azioni mirate ad una significativa riduzione della perdita di biodiversità. L anno 2010, dichiarato dall'onu Anno Internazionale della Biodiversità (sito: http://www.cbd.int/2010/welcome), ha posto le basi per nuove misure mirate allo sviluppo sostenibile, alla protezione e conservazione degli innumerevoli ecosistemi interattivi del pianeta (Sito World Wide Fund for Nature, WWF, https://www.wwf.it/client/render.aspx?content=0&root=999). Alla luce di queste convenzioni il progetto WARBO vuole anche contribuire alle sollecitazioni internazionali dell Assemblea Generale dell ONU (Risoluzione A/RES/65/161) che ha dichiarato il decennio 2011 2020 Decennio della Biodiversità ai fini della sensibilizzazione della perdita di specie, sottospecie o varietà, i cui danni posso essere classificati come di seguito: danni ecologici, cioè tali da alterare negaivamente la funzionalità degli ecosistemi danni culturali, perché si perdono conoscenze e tradizioni umane legate alla biodiversità danni economici, perché le risorse genetiche ed il loro potenziale di sfruttamento economico, vengono drasticamente ridotti (http://www.fao.org/biodiversity/en/) Inoltre il quarto rapporto di valutazione dell Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) del 2007 e una moltitudine di studi successivi affermano che anche i cambiamenti climatici stanno producendo alterazioni significative sulle comunità vegetali e animali, biodiversità e servizi ecosistemici. Alla luce di questi scenari quindi il progetto WARBO, oltre alla valorizzazione delle risorse idriche in termini quantitativi e qualitativi, nella consapevolezza che la sostenibilità ambientale nelle aree di progetto richiede miglioramenti volti ad attenuare gli effetti negativi prodotti dai cambiamenti climatici sulla biodiversità, vuole anche progettare interventi che, in accordo con quanto dichiarato da Pearson et al. (2003) e Thomas et al. (2004) vadano nella direzione del mantenimento di ecosistemi sani, in un buono stato di salute, contribuendo a mitigare gli effetti degli estremi climatici. Per questo motivo il progetto ha posto grande attenzione all individuazione dei fattori di stress, in modo da suggerire, agli enti gestori del territorio, strategie idonee a salvaguardare gli habitat delle aree di progetto. 7.7.3. Organismi bioindicatori La direttiva quadro sulle acque stimola programmi di conservazione e riqualificazione degli ecosistemi acquatici, che devono essere monitorati con metodologie sensibili e sostenibili e in grado di definire lo stato di salute dei corpi idrici e le ricadute in termini di biodiversità (Consiglio U.E. 18 dicembre, 1995; Water Researc Center, 1996; Unione Europea, 2000). Questa visione ecosistemica del monitoraggio necessita di parametri significativi rappresentati dai bioindicatori, ovvero organismi capaci di fornire informazioni sulla qualità dell ambiente (Turner, 1989). La prima definizione è di Iserentant & De Sloover (1976) che li definiscono come organismi o sistemi biologici
usati per valutare una modificazione generalmente degenerativa della qualità dell'ambiente. Successivamente il termine è stato ampliato e può comprendere comunità, popolazioni o gruppi di specie con comportamento analogo (gruppo ecologico), specie particolarmente sensibili (specie indicatrici), oppure una porzione di organismo, come organi, tessuti, cellule o anche una soluzione di estratti enzimatici. Successivamente (Corona et al., 1997) definiscono i bioindicatori come specie animale, pianta o fungo particolarmente sensibile a cambiamenti apportati da fattori inquinanti all ecosistema che possono subire modificazioni più o meno marcate del proprio stato naturale in presenza di condizioni climatiche estreme, come uno stress climatico, o in presenza di sostanze tossico nocive di origine naturale e/o antropica. Le comunità di organismi caratteristici di diversi livelli trofici dell ecosistema acquatico forniscono quindi indicazioni sullo stato di salute delle matrici ambientali (suolo, aria ed acqua) in cui essi vivono, ed eventuali modificazioni possono essere correlate a problematiche di inquinamento (Goldsmith, 1991). Nel corsi d acqua lo stato ecologico utilizza come bioindicatori le comunità di macroinvertebrati (insetti, crostacei, nematodi, platelminti, irudinei e oligocheti) comunemente presenti nei corsi d acqua (legge 152/99) che sono caratterizzati da capacità di risposta differenziata alle alterazioni chimiche e fisiche dell ambiente di vita (Hellawell, 1991). I macroinvertebrati che vivono nei fondali acquatici sono facilmente riconoscibili, hanno dimensioni generalmente superiori al millimetro e permettono di individuare gli effetti di alterazioni dell ambiente in quanto, essendo stabilmente presenti in acqua, avendo un ciclo vitale normalmente superiore allanno e non essendo soggetti a migrazioni, la loro presenza è un valido indicatore della qualità e della salubrità dell ambiente (Iserentant & De Sloover, 1976). La riduzione o addirittura la morte di questi organismi fornisce quindi indicazioni sulle condizioni chimico fisiche di un corso d'acqua (temperatura, quantità di ossigeno, torbidità dell'acqua, ecc.) ma soprattutto su alterazioni ed impatti, in caso di immissione di sostanze inquinanti. L attenzione dei ricercatori è focalizzata sulle specie particolarmente sensibili che, necessitando di condizioni adeguate per sopravvivere, forniscono indicazioni in base alla loro presenza o assenza ed anche in relazione al numero di individui presenti, per cui le percentuali e i reciproci rapporti di abbondanza sono indici di eventuali impatti. Campionature stagionali e ripetute negli anni consentono di stimare le risposte alle modificazioni dei sistemi ambientali e di valutare incrementi o diminuzioni nelle pressioni antropiche. Fondamentale è quindi riuscire a valutare le tipologie di specie più sensibili ed a stabilire alterazioni delle loro abbondanze relative, in quanto, al mutare delle condizioni, si allontanano, presentano danni o muoiono, mentre quelle che riescono a resistere (come la maggior parte dei Coleotteri e delle loro larve) (Grillas, 1996) aumentano notevolmente di numero a causa della diminuzione dei predatori e dell'aumentata disponibilità di cibo (Buffagni, 1995). Un ambiente alterato è quindi caratterizzato da un numero ridotto di specie e da una non equa ripartizione degli esemplari tra le varie specie. Buoni bioindicatori di acque dolci sono i macroinvertebrati, spesso utilizzati a livello di comunità, tra cui Molluschi gasteropodi e bivalvi e Crostacei, che possono essere impiegati per il monitoraggio di fiumi, laghi e corsi d acqua minori, in particolare per la classificazione dei livelli trofici e per la stima dell inquinamento delle acque da metalli, erbicidi ed insetticidi. Altri buoni bioindicatori che possono essere utilizzate come gli altri macroinvertebrati acquatici sono anche le comunità di insetti acquatici o le specie che hanno lo stadio larvale a vita acquatica (per esempio Chironomidi, Odonati ecc.) che consentono stime del livello trofico di corpi idrici e il loro stato di inquinamento e rappresentano dei veri e propri segnali viventi dello stato di salute dell ambiente (Ghetti, 1997).
7.7.3.1. Bioindicatori acquatici esaminati nel presente studio Nel presente studio sono stati effettuati campionamenti attivi e passivi, per avere una visione completa delle caratteristiche qualitative dell ambiente: sono stati prelevati gli invertebrati, identificate le specie presenti, analizzate le densità nel sito in esame, analizzati i parametri chimico fisici dell acqua ed infine valutate le correlazioni tra le densità e la qualità dell acqua (McKenzie et al., 1990). I risultati sono riportati nel paragrafo 7.7.3.1.1. Gammaridae Gammarus pulex (Amphipoda Crustacea), conosciuto come gambero d acqua dolce è un crostaceo anfipode che vive preferibilmente in acqua dolce (Hendrik, 1969). I maschi adulti di G. pulex possono raggiungere una lunghezza di 21 mm, mentre le femmine di 14 mm (Fig. 3a e b). Fig. 3a. Anatomia generale a)
Fig. 3b. Gammarus pulex. Esemplari adulti, maschio (trasparente) e femmina (giallo marrone). b) Il colore del corpo è per lo più trasparente, ma talvolta ha tonalità giallo marroni (Pinkster, 1970). Gli occhi di G. pulex sono in grado assicurare al crostaceo una visione completa che gli permette di scorgere con abilità i propri predatori. Le antenne, usate come organi sensoriali, vengono utilizzate per la ricerca del cibo (Agrawal, 1965). Il torace dispone di sette paia di appendici, due utilizzate per afferrare il cibo (gnatopodi), gli altri per spostarsi sul fondale (pereopodi) o muoversi in qualsiasi direzione, in tutti gli ambienti che possono costituire un habitat favorevole per vita e riproduzione (Clemens, 1950). G. pulex vive preferibilmente in corsi d acqua con corrente moderata, ma è presente anche in laghi e stagni, vicino ai bordi ricchi di vegetazione dove si nasconde e si nutre di materiale animale e vegetale in decomposizione. L ambiente ideale per G. pulex sono acque purissime e ricche di ossigeno, possibilmente con fondale ghiaioso e vegetazione (Bengtsson, 1982) e la specie è molto sensibile alle acque inquinate o poco ossigenate (Aliyev, 1991). G. pulex si trova comunemente in quasi tutta l Europa ed è assente in Norvegia, in parte della Scozia ed in Irlanda (David, 2007), anche se è stato introdotto nel 1950 a Lough Neagh (Irlanda del Nord), dove si sta sostituendo al G. duebeni (Fig. 4) (Carter e Murphy, 1993).
Fig. 4. Gammarus duebeni, adulti. In Gran Bretagna G. pulex è uno delle due specie più comuni del genere Gammarus, insieme a G. lacustris (Fig. 5), diffuso in Scozia. G. pulex è una delle specie incluse in una delle maggiori opere di Carlo Linneo Systema Naturae, pubblicata per la prima volta nel 1735, che segna il punto di partenza per la nomenclatura zoologica (Kenney et al., 2009). Fig. 5. Gammarus lacustris, adulto. Il genere Gammarus insieme a Corophium, altro anfipode, sono stati oggetto di studio come organismi bioindicatori. Attraverso prove sperimentali è stata valutata l idoneità delle due specie
ad indicare la qualità di ambienti marini costieri e salmastri, e sono state messe a punto tecniche analitiche idonee al confronto dei risultati e all utilizzo su scala nazionale (Prato et al., 2006). 7.7.3.1.2. Daphniidae Daphnia pulex (Cladocera Crustacea) è un piccolo (da 0.2 a 5 mm) crostaceo planctonico, noto comunemente come pulce d acqua. La divisione del corpo in segmenti, tipica dei crostacei, in questo genere è quasi impercettibile. Il capo è fuso e ricurvo sul corpo, da cui è separato da un incavo ben visibile (Fig. 6). Fig. 6. Daphnia pulex, adulto. Nella maggior parte delle specie il resto del corpo è ricoperto da un carapace con un apertura ventrale da cui si dipartono 5 o 6 paia di zampe. Gli occhi composti, il secondo paio di antenne e una coppia di setae addominali costituiscono le parti più prominenti del corpo. In molte specie il carapace è traslucido o quasi, rendendo questi animali perfetti per l osservazione al microscopio, grazie al quale è possibile vedere anche il battito del cuore. Anche a bassi ingrandimenti è possibile osservare il meccanismo di nutrimento, il movimento dei giovani immaturi all'interno del corpo della madre, gli occhi mossi dai muscolo ciliare e i corpuscoli del sangue pompati nel sistema circolatorio dal cuore. D. pulex è sensibile all intossicazione da alcool e questo la rende un eccellente soggetto per lo studio degli effetti della depressione del sistema nervoso, a causa dell esoscheletro trasparente che rende possibile osservare la frequenza cardiaca alterata (Damasio et al., 2008). D. pulex si ciba raramente di piccoli crostacei e rotiferi e solitamente si nutre per filtrazione, cibandosi di alghe unicellulari, protozoi e batteri, convogliati verso il tratto digestivo dal battito delle zampe che produce una corrente costante attraverso il carapace. Le particelle di cibo intrappolate si trasformano in un bolo alimentare che si muove lungo l apparato digestivo fino all'ano, situato sulla superficie ventrale dell appendice terminale, mentre il nuoto è assicurato dal secondo paio di antenne, di solito più lunghe del primo paio. La riproduzione avviene per partenogenesi, solitamente a partire dalla primavera fino alla fine dell estate (Fig. 7).
Fig. 7. Daphnia pulex, ciclo biologico. Gli embrioni crescono all interno del corpo della madre e le dafnie neonate per diventare adulti maturi devono effettuare diverse mute in circa due settimane. Le femmine mature, in condizioni ideali, sono capaci di riprodursi ogni 10 giorni ed il processo riproduttivo continua fino a quando le condizioni ambientali sono favorevoli. All avvicinarsi dell inverno o al mutare delle condizioni ambientali, la produzione di femmine partenogenetiche cessa e sono generati i maschi (Amodei, 1993), che generalmente sono solo la metà della popolazione totale e in alcune specie sono del tutto assenti. I maschi sono molto più piccoli delle femmine e presentano un appendice addominale specializzata utilizzata durante l accoppiamento per attaccarsi alla femmina, aprire il suo carapace ed inserire una spermateca per la fecondazione delle uova. Le uova fecondate sono dette uova invernali e presentano un rivestimento detto efippio che le preserva e le protegge fino alla primavera, quando opportuni stimoli, in particolare il fotoperiodo, favoriscono la schiusa e fanno ripartire il ciclo partenogenetico. Le dafnie non vivono più di un anno e la durata della vita è ampiamente dipendente dalla temperatura (Marchetti et al., 1991). Le dafnie possono essere usate in alcuni ambienti per testare gli effetti tossici di molteplici contaminanti a livello ecosistemico. Sono infatti indicatori biologici particolarmente utili a causa del loro breve ciclo vitale e della loro capacità riproduttiva. Le specie più impiegate a tale scopo sono D. magna (Fig. 8) D. pulex e Ceriodaphnia dubia (Fig. 9). Spesso si cerca di reintrodurne colonie in natura perché questi cladoceri, oltre a fornire nutrimento agli organismi d acqua dolce, si nutrono di materiale organico filtrando e pulendo l acqua (Suter, 2001).
Fig. 8. Daphnia magna. Fig. 9. Ceriodaphnia dubia. 7.7.3.1.3. Culicidae Culex pipiens (Linnaeus, 1758) (Diptera Culicidae) (Fig. 10) è la zanzara più comune appartenente al genere Culex nell emisfero boreale. La specie è presente in varie sottospecie (ad esempio C. pipiens pipiens e C. pipiens molestus) che possono essere distinte tra loro soltanto attraverso analisi al microscopio dell apparato riproduttore. La femmina di C. pipiens punge l uomo e altri animali a sangue caldo per nutrirsi del sangue, indispensabile per la produzione delle uova, ed è dotata di sensori che le permettono la localizzazione delle prede captando, le emissioni termiche, la CO 2, stimoli chimici e, in particolari circostanze anche la luce (Tremblay 1991). Le antenne delle femmine sono sottili, mentre quelle dei maschi sono piumose. Il corpo è lungo da 5 a 7 mm; l addome, di colore bruno, nella femmina aumenta di dimensioni quando l insetto si nutre di sangue. Le ali si estendono leggermente al di fuori dell addome e sono coperte e bordate di squame (Galun et al., 1993). La specie frequenta di preferenza acque piuttosto calde e stagnanti, ma si può trovare anche in ambienti forestali ombrosi, all interno di pozze e canali ricchi di foglie morte e in luoghi umidi. Il pasto di sangue serve alla femmina per produrre una quantità ottimale di uova (fino a circa 200 per ogni deposizione) e se non trova sangue a sufficienza può nutrirsi di nettare, ma in queste condizioni non riesce a produrre più di una ventina di uova. Le uova sono deposte raggruppate in strutture a piattaforma dette a navicella, simili a piccole zattere con i bordi sopraelevati, sulla superficie di acque stagnanti, anche in volumi molto ridotti di acqua. Dalle uova che riescono a sopravvivere alla predazione da parte di pesci e anfibi escono le larve, che completano il loro sviluppo in acqua (Becker et al., 2003). Le larve (Fig. 11) sono parte dello zooplancton e si sviluppano attraverso mute successive, la quarta delle quali che porta alla formazione della pupa, lunga da 0.8 a 1.2 cm (Fig. 12). Le larve e le pupe devono periodicamente stare in superficie per respirare attraverso tubi respiratori, che fino alla terza muta è situato in posizione opposta rispetto alla testa, quindi l animale respira con la testa rivolta verso il basso mentre nella pupa è situato parte dorsale del cefalotorace, dove sono presenti due cornetti respiratori: è quindi in grado di vivere in ambienti molto poveri di ossigeno. Le larve nuotano effettuando caratteristici movimenti a scatti. Predatori delle larve sono piccoli pesci, in particolare la specie alloctona Gambusia affinis (Országh et al., 2006).
Fig. 10. Culex pipiens, femmina adulta. Fig. 11. C. pipiens: larve. Fig. 12. C. pipiens: pupa.
7.7.3.1.4. Corixidae La famiglia di insetti acquatici Corixidae (Leach, 1815) appartiene all ordine dei Rincoti, sottordine Heteroptera (Fig. 13) e costituisce l unica rappresentante della superfamiglia Corixoidea. Fig. 13. Corixa punctata, adulto I Corissidi hanno dimensioni medie o piccole, con corpo oblungo, da 1.5 a 15 mm. Il loro aspetto generale è molto simile a quello delle notonette. La pigmentazione è caratterizzata da strie o bande trasversali sul pronoto e sulle emielitre, il capo è grande, largo quanto il pronoto o poco più, con profilo frontale triangolare. Gli occhi sono molto grandi e gli ocelli in genere assenti, le antenne molto brevi, composte di quattro segmenti. L apparato boccale è atipico rispetto al tipo pungente succhiante rappresentativo dei Rincoti: i Corissidi non hanno la capacità di pungere, in quanto gli stiletti mandibolari e mascellari sono adatti a tagliare. Il rostro è formato da un solo segmento, è molto breve e in apparenza fuso con il capo. Il torace mostra un pronoto grande, spesso prolungato posteriormente fino a ricoprire il mesoscutello. Le zampe costituiscono l elemento morfologico caratterizzante della famiglia. Quelle anteriori sono relativamente brevi e hanno i tarsi (detti palae o pale) formati da un solo segmento largo e appiattito, adatto a raschiare e scavare, fornito di una sola unghia e di una frangia di setole lunghe e fitte (Hogan, 2008). Le zampe mediane sono relativamente lunghe e sottili, spesso percorse da peli, con tarsi formati da un solo segmento e provvisti di due unghie piuttosto lunghe. Le zampe posteriori sono marcatamente natatorie, con articoli appiattiti, percorse da dense frange di setole e con tarsi composti da due segmenti. Le ali sono ben sviluppate, ricoprenti interamente l addome, quelle posteriori sono talvolta ridotte. L addome ha un profilo concavo ed insieme alle ali forma una cavità che costituisce una riserva d aria per respirare sott acqua (Fig. 14). Gli ultimi tre uriti dell addome sono asimmetrici. Una particolarità dei maschi di molte specie della famiglia è quella di emettere suoni, da cui il nome comune di cicala d acqua (Riccardi et al., 2000).
Fig. 14. Corixa punctata, adulto sulla superficie dell acqua. L organo sonoro è costituito da un area zigrinata del capo nella zona clipeale labiale e da una o due file di dentelli che percorrono la faccia anteriore dei tarsi anteriori su cui vengono sfregati i tarsi per produrre i suoni. I Corissidi hanno un regime dietetico misto, sia zoofago sia fitofago, ma sono fondamentalmente detritivori. Si nutrono di detriti animali o vegetali rinvenuti nella melma dei fondali, di zooplancton e alghe. Sono in grado di assumere alimenti solidi che masticano sfruttando setole disposte nella faringe (Servadei, 1972). Il loro habitat è prettamente acquatico: vivono in acque per lo più stagnati di vario tipo, alcune specie anche in semplici pozzanghere. In generale colonizzano ambienti d acqua dolce, ma alcune specie si rinvengono in acque salmastre. Nuotano immersi usando le zampe posteriori come remi, con una propulsione a scatti veloci. A differenza delle notonette, i Corissidi nuotano normalmente con il dorso rivolto verso l alto. Gli adulti sono spesso in grado di volare, migrando da un sito ad un altro, talvolta anche a grande distanza e sono attirati dalla luce. Le femmine depongono le uova isolate o in gruppi, fissandole al substrato con un breve pedicello. La famiglia è cosmopolita ed è presente in tutte le regioni zoogeografiche (Alcaraz et al., 2006). Una delle specie più comuni della famiglia è Corixa punctata. 7.7.4. MATERIALI E METODI 7.7.4.1. Campionamento, conservazione e determinazione della fauna I campioni sono stati raccolti utilizzando un retino per il prelievo del materiale sul fondo ed un setaccio con imbuto per raccogliere il materiale (circa 2.5 gr a campione) (Fig. 15) in un contenitore graduato di plastica (Kartel) da 250 ml, opportunatamente siglato. Il campione è stato sospeso in 240 ml di acqua e 10 ml di soluzione acquosa di formaldeide al 37%, per conservare il materiale fino alla determinazione degli esemplari, che è avvenuta nel Laboratorio di Ecologia Applicata all Ambiente Terrestre del Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie dell Università di Ferrara. In ogni punto i campioni sono stati presi in triplicato. In laboratorio ogni campione è stato versato su filtro di nylon (0.44 x 0.77 mm) ed è stato lavato con acqua. Il sorting di tutta la fauna è stato effettuato tramite uno stereomicroscopio LEICA Zoom 2000 (Leica