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CAPITOLO 2. MATERIALI E METODI
2.1 Area di studio e il Santuario Pelagos
L’area situata nella porzione del Mar Ligure occidentale, compresa tra S. Raphael (43° 25’ N, 6° 50’ E), Capo Mele (43° 55’ N, 8° 10’E), Capo Corso (43° 00’ N, 9° 25’ E) e Girolata (42° 20’ N, 8° 35’ E), sull’isola di Corsica, costituisce l’ambito geografico in cui si svolgono le attività di ricerca del progetto relativo a questa tesi. Essa rappresenta solo una porzione del più vasto Santuario Pelagos dei Cetacei, sancito nel 1999 grazie ad un accordo tra il governo italiano, francese e monegasco (Notarbartolo di Sciara et al., 2007). Il Santuario (Figura 4) si estende su di un’area di circa 96.000 km2 ed è delimitato ad ovest da un’ipotetica linea che va da Capo Falcone (40° 58’ N, 08° 12’ E) alla foce del Rodano (43° 20’ 22’’ N, 04° 50’ 30’’ E) e a est da una linea che va da Capo Ferro (41° 09’ 18’’ N, 09° 31’ 18’’ E) a Fosso Chiarone (42° 21’ 24’’ N, 11° 31’ E).
Figura 4. Collocazione geografica del Santuario Pelagos; i bordi neri rappresentano i confini dell’area di studio.
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Rispetto al resto del Mediterraneo le acque del Santuario sono caratterizzate da un elevato livello di produttività primaria, dovuta alla reciproca azione di complessi fattori oceanografici, climatici e geomorfologici (Estrada, 1996; Salat, 1996; Agostini e Bakun, 2002; Arnau et al., 2004). Una corrente ciclonica dominante, che scorre verso nord lungo la Corsica e la Toscana per poi fluire verso ovest lungo le coste della Liguria e della Francia, crea un sistema frontale permanente che agisce da linea di separazione fra acque costiere e pelagiche (Stocchino e Testoni, 1977) (Figura 5). Si genera così un'intensa attività biologica lungo questa linea di separazione, dovuta proprio ai movimenti delle masse d'acqua associate al fronte (Goffart et al., 1995). Questi fenomeni sono stagionali e in alcuni casi rafforzati dal rimescolamento verticale delle acque (upwelling), generato dal vento prevalente della zona ("mistral") che, spirando da nord-ovest, sposta le acque superficiali creando una sorta di vuoto che viene riempito dalla risalita delle acque profonde: questa circolazione porta nella zona eufotica i nutrienti e le sostanze organiche giunte al mare attraverso i fiumi (soprattutto il Rodano) (Gonella et al., 1977; Arnau et al., 2004) (Figura 5).
Zona frontale Mar Ligure Corrente Tirrenica Corsica Provenza Corrente del Mediter. Occid. Liguria Corrente Ligure Zona centrale Calvì Nizza
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Gli elevati livelli di produzione primaria che ne derivano, con concentrazioni di clorofilla di oltre 10 g/m3 (Jacques, 1989), supportano una cospicua biomassa di zooplancton, fra cui il macrozooplancton gelatinoso e i banchi di eufasiacei (Meganyctiphanes norvegica), piccoli crostacei che costituiscono il cosiddetto "krill mediterraneo" (Sardou et al., 1996). Le grandi quantità di zooplancton attirano a loro volta diverse tipologie di predatori, fra cui i cetacei (Forcada et al., 1995, 1996; Gordon et al., 2000). Il Santuario rappresenta infatti un sito di alimentazione importantissimo per la sopravvivenza di molte specie di cetacei che ogni anno sono presenti in grandi concentrazioni, soprattutto nel periodo estivo.
L’istituzione del Santuario si deve in buona parte agli studi condotti dall’Istituto Tethys (Notarbartolo di Sciara et al., 2007), che ha portato alla luce la sua importanza per i cetacei. Lo stesso Istituto presentò nel 1990 il “Progetto Pelagos”, che prevedeva l’istituzione di una riserva marina protetta al fine di conservare i Cetacei che frequentano questa porzione del Mare Nostrum (Venturino, 1997). L’impossibilità legale di creare un’area protetta in acque internazionali, portò però a proporre l’istituzione di una riserva della biosfera e di un’autorità internazionale responsabile della conservazione delle risorse naturali (Notarbartolo di Sciara et al., 1992). Grazie ai numerosi studi condotti negli anni ’80 e ’90 sugli impatti antropici sulla fauna del bacino corso-ligure-provenzale (Notarbartolo di Sciara, 1990; Podestà e Magnaghi, 1989; Relini, 1994), l’opinione pubblica in Italia, Francia e Monaco prese coscienza della necessità di proteggere questa importantissima area, al fine di salvaguardare questa notevole biodiversità. La creazione del Santuario fu, però, un lento negoziato tra le parti che sancì la sua istituzione, con la firma dell’accordo tra le tre nazioni, solo nel 1999. La sua entrata in vigore nel 2002 prevede che le parti si impegnino a stabilire misure di conservazione tali da assicurare protezione per le specie marine e l’ambiente in cui esse vivono (Notarbartolo di Sciara et al., 2007).
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2.2 Metodi di campionamento
2.2.1 Campionamento in mare
La raccolta dati consiste nella ricognizione dell’area di studio (survey) a bordo di imbarcazioni al fine di avvistare gli esemplari delle specie presenti. I survey sono stati condotti con diverse imbarcazioni da ricerca: l’altezza del punto di osserva mento è però rimasta costante, rendendo confrontabili i dati presi dalle diverse imbarcazioni. Il periodo di ricerca si estende, ogni anno, da fine maggio ad inizio ottobre; durante le crociere di ricerca, l’imbarcazione rimane in mare per la maggior parte della giornata, generalmente dall’alba al tramonto con possibilità di rimanere in mare aperto anche la notte con condizioni meteo-marine favorevoli. Le condizioni meteorologiche sono mutevoli ed influenzano significativamente la probabilità di avvistamento dei cetacei. Per tale motivo ogni 30 min. e soprattutto durante gli avvistamenti vengono campionate le condizioni del vento (secondo la scala Beaufort), che determina la condizione della superficie del mare, l’altezza delle onde (secondo la scala Douglas), la visibilità (in termini di miglia nautiche) ed le condizioni atmosferiche (soleggiato, foschia, pioggia, etc.). Le diverse analisi statistiche, a cui i dati vengono sottoposti, richiedono la distinzione delle condizioni meteo-marine tra negative e positive, che vengono definite nel seguente modo:
• visibilità buona (almeno 2 miglia nautiche); • forza del vento <3 (velocità del vento <5,4 m/s);
• velocità della barca compresa tra 6 e 7 nodi (11-13 km/h);
• presenza nella postazione di avvistamento di tre persone, di cui necessariamente un ricercatore.
Se anche solo una di queste condizioni non è rispettata, le condizioni sono considerate negative. I dati relativi alla navigazione ed agli avvistamenti vengono registrati su di un computer utilizzando il software dedicato Logger 2000 (messo a
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disposizione dall’International Fund for Animal Welfare – IFAW) interfacciato con il GPS (Global Positioning System).
Durante la navigazione, con turni di un’ora, un ricercatore assistito da 2 partecipanti scruta il mare per avvistare i cetacei. Ad ogni avvistamento, si raccolgono i dati utili alla ricerca, che possono variare a seconda della specie. I dati campionati sono relativi alle caratteristiche del gruppo osservato (n° di individui, classi d’età, dimensioni), al comportamento (non sempre possibile), all’acustica (suoni registrati tramite una cortina idrofonica) e dati di foto-identificazione (solo per alcune specie). Le informazioni raccolte vengono integrate con la posizione, l’ora e la rotta dell’imbarcazione forniti dal GPS, al fine di avere una ricostruzione completa dell’avvistamento da analizzare in seguito.
2.2.2 Stima della taglia (lunghezza) degli individui
Il campionamento in mare rende impossibile misurare correttamente la dimensione degli individui avvistati; occorre pertanto stimare la lunghezza degli animali. La stima viene effettuata dai ricercatori a bordo sulla base di 4 classi di taglia, piuttosto ampie, che corrispondono, approssimativamente, a 4 stadi fondamentali del ciclo vitale della balenottera comune, indicati nella Tabella 1.
Classe Dimensioni Periodo vitale
A ≤10 m Nascita-Svezzamento
B >10 m ≤15 m Svezzamento-Maturità sessuale C >15 m <20 m Maturità sessuale-Maturità fisica D ≥20 m Maturità fisica-Morte
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Come termine di paragone per la stima è spesso utilizzata l’imbarcazione che ha una lunghezza nota (21 m), o il gommone nel caso in cui si renda necessario avvicinarsi maggiormente all’animale.
Trattandosi di una stima questo dato contiene una fonte di incertezza difficilmente quantificabile; sebbene impreciso, rappresenta l’unico dato disponibile sulla lunghezza degli animali del database Tethys.
2.2.3 La foto-identificazione
La tecnica della foto-identificazione è largamente usata negli studi condotti sui cetacei (True, 1904; Mitchell, 1972; Hammond et al., 1990; Fujiwara e Caswell, 2001). Il vantaggio principale della foto-identificazione è la poca invasività nei confronti degli animali con i quali questa tecnica viene applicata. Questo metodo consiste, infatti, nel fotografare gli individui in esame prestando attenzione a campionare i caratteri distintivi presenti su di essi, che ne consentono il riconoscimento a posteriori. Quasi tutte le specie di cetacei posseggono, infatti, particolari colorazioni, segni, tacche o graffi che permangono nel tempo e che non si ripetono mai in due individui diversi. Questa peculiarità consente di riconoscere ogni individuo e di distinguerlo dagli altri, obbiettivo principale della foto-identificazione. Il secondo vantaggio è la possibilità di applicarla a qualsiasi specie di cetaceo che presenti caratteri distintivi permanenti; la tecnica rimane invariata mentre cambia il carattere target utilizzato per il riconoscimento. Nel caso della balenottera comune (oggetto di questa tesi) vengono considerati tre caratteri distintivi: la pigmentazione sul lato destro (blaze e chevron), la forma della pinna dorsale ed eventuali altri segni permanenti (ad esempio i segni di collisioni). L’applicazione pratica prevede di scattare fotografie dei caratteri desiderati utili al riconoscimento dell’animale avvistato. Secondo il protocollo, il corpo dell’animale deve essere perpendicolare al piano della fotografia, in modo che tutti i caratteri siano perfettamente visibili e riconoscibili: eventuali angolazioni porterebbero, infatti, a errori nel riconoscimento. Devono essere, inoltre, evitate fotografie in controluce o con particolari
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ombreggiature che nascondano i caratteri distintivi. Le fotografie scattate sul campo verranno poi confrontate con un catalogo (operazione chiamata matching) in cui sono inseriti tutti gli individui precedentemente foto-identificati al fine di verificare se l’animale in esame non è mai stato riconosciuto in precedenza o se, invece, è già stato catalogato. Nel caso della balenottera, per semplificare il matching, vengono utilizzati 7 profili standard di pinna dorsale (Figura 6) (Agler et al., 1990), per classificare gli animali e ridurre il numero di individui con cui confrontarli.
Figura 6. Disegno e descrizione dei profili. A= standard
B= lunga, stretta e appuntita
C= piccola e triangolare con il margine posteriore perpendicolare al corpo D= margine anteriore piegato posteriormente o molto arcuato
E= versione corta e bassa del tipo A
F= presenza di una gobba anteriormente al punto di origine della pinna
O= tutte le forme non ascrivibili alle precedenti categorie, inclusa l’assenza della pinna
A titolo di esempio, se l’individuo che si vuole foto-identificare ha la pinna dorsale di forma A, verrà confrontato con gli individui del catalogo che hanno la pinna dorsale della stessa forma. Se l’animale non viene riconosciuto, si passa al confronto con il resto del catalogo.
Solo nel caso in cui il ricercatore abbia la certezza che i caratteri distintivi presenti sull’esemplare in esame siano chiaramente identici a quelli di un animale in catalogo lo riterrà foto-identificato. Se la qualità della foto non è ottima o i caratteri non sono perfettamente riconoscibili, il ricercatore non riterrà opportuno effettuare il
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matching onde evitare errori. Un falso positivo, come anche un falso negativo, sono errori che possono compromettere le successive analisi statistiche che si basano sulla foto-identificazione. Effettuato il matching, gli individui nuovi vengono inseriti nel catalogo con un codice progressivo che li identifica mentre quelli già foto-identificati vengono inseriti come riavvistamenti di animali già presenti.
La foto-identificazione ha molteplici applicazioni scientifiche nello studio dei cetacei. Le stime di abbondanza numerica si basano spesso sull’utilizzo di questa tecnica per riconoscere gli individui, come ad esempio quelle ottenute con il metodo della cattura-ricattura (Begon, 1979; Seber, 1982). Questo modello si basa sull’idea
che il rapporto degli individui catturati e marcati in un primo campionamento rispetto al totale della popolazione è uguale al rapporto tra gli individui marcati rispetto al totale degli individui catturati in un secondo campionamento (Hammond, 2001).
Può essere inoltre usata per studiare l’eventuale residenza in particolari aree o gli spostamenti che l’animale compie durante la stagione di ricerca e/o in periodi di tempo più ampi. In questo modo è possibile individuare, eventuali, aree di particolare importanza per i cetacei in cui attuare misure di protezione e conservazione. Inoltre si possono stimare i tassi di riproduzione fotografando un individuo femminile in associazione con il suo piccolo in anni o periodi successivi.
2.3 Dati utilizzati
Lo studio demografico di questa tesi si è avvalso di diverse fonti di dati poiché, ad oggi, non esiste un unico database mediterraneo che riunisca tutti i dati demografici raccolti dai vari istituti di ricerca. In particolare ci si è avvalsi del database dell’Istituto Tethys per la struttura della popolazione di balenottera comune del Mar Ligure occidentale, il database sugli spiaggiamenti italiani compilato dal Centro Studi Cetacei, la letteratura scientifica per ulteriori dati sugli spiaggiamenti e per altri dati demografici (relazione taglia/età, maturità sessuale, riproduzione).
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2.3.1 Il database Tethys
L’Istituto Tethys svolge ogni estate, da maggio ad ottobre, survey di ricerca nel Santuario Pelagos per compiere studi a lungo temine sull’ecologia dei cetacei. La balenottera comune è stata studiata dal 1990 al 1999 con un progetto dedicato, il
Mediterranean Fin Whale Project, mentre dal 2000 è stata studiata in un progetto comune, Cetacean Sanctuary Research Project, con le altre specie di cetacei presenti. I 18 anni di ricerca analizzati in questa tesi hanno prodotto un database contenente le informazioni raccolte nei 656 avvistamenti di balenottera comune. Attraverso la tecnica della foto-identificazione sono stati catalogati 431 animali diversi. Sebbene i dati non siano stati raccolti con l’obiettivo di compiere studi demografici, sono stati utili alla modellizzazione demografica della popolazione. Le informazioni relative alla struttura di taglia ed al sesso sono state utilizzate per fornire la struttura della popolazione, elaborare una prima life-table statica, costruire curve di sopravvivenza e compiere simulazioni sulla struttura.
2.3.2 Database Centro Studi Cetacei
Il database Centro Studi Cetacei, che ha sede al museo di storia naturale di Milano, raccoglie i dati relativi a tutti gli spiaggiamenti dei cetacei avvenuti lungo le coste italiane. Recentemente, grazie alla collaborazione tra il Ministero dell’Ambiente e l’Università di Pavia, è stato creato dal CIBRA un database liberamente consultabile in internet in cui sono pubblicate tutte le informazioni raccolte dal 1986 ad oggi (http://www.cibra.unipv.it/spiaggiamenti.html). Le informazioni riguardanti il sesso e la dimensione degli individui spiaggiati sono state utilizzate per studiare la mortalità della popolazione e in particolare per costruire una tavola di mortalità. Al fine di avere un campione di dati più esteso sono stati utilizzati dati relativi a spiaggiamenti su tutte le altre coste mediterranee pubblicati in letteratura o presenti nel database Medaces, creato per raccogliere tutte le informazioni sugli spiaggiamenti provenienti dai paesi del Mediterraneo (http://www.medaces.uv.es).
