2. MATERIALI E METODI
Nei mari italiani è accertata la presenza di 15 specie di razze. Di queste solo 6 sono state esaminate in questo lavoro, essendo le uniche specie di cui si disponeva di capsule ovariche. Dettagli sulle specie prese in esame sono riportate in Appendice I.
Raja asterias Delaroche, 1809 Raja clavata Linneaus, 1758 Raja miraletus Linneaus, 1758 Raja polystigma Regan, 1923 Dipturus oxyrinchus Linneaus, 1758 Dipturus batis Linneaus, 1758
Il ritrovamento di delle uova delle razze non è sempre semplice, essendo deposte sul fondo in balia delle correnti, delle onde e dell’attrito con il substrato e altri oggetti presenti in acqua. Non essendo inoltre fonte di interesse per i pescatori, le capsule impigliate nelle reti vengono buttate in mare e non se ne ha pertanto un segnale
di presenza. Solamente attraverso campagne scientifiche con interesse a riguardo, è possibile conservare le capsule e procedere ad uno studio specifico.
2.1 AREA DI STUDIO
L’area di studio da cui proviene la maggior parte dei campioni analizzati comprende il tratto di mare tra il Mar Ligure meridionale e il Tirreno settentrionale delimitata ad est dalla costa toscana, tra la foce del fiume Magra e quella dell’Ombrone, a sud dalla costa settentrionale dell’isola d’Elba, e ad ovest dalla batimetria degli 800 m e dal limite delle acque territoriali. I circa 10.000 Km² di quest’aerea sono stati campionati a diverse profondità, dai 5 ai 673 metri.
2.2 CAMPIONAMENTO IN MARE
I campioni utilizzati in questo lavoro provengono sia da campagne di pesca sperimentale a strascico sia dalla piccola pesca artigianale costiera, esercitate nel periodo 2001-2006. Le campagne che hanno permesso la raccolta della maggior parte dei campioni esaminati fanno parte di due programmi di ricerca, GRUND e MEDITS, promossi rispettivamente dal Ministero delle Politiche Agricole e Forestali e dall’Unione Europea.
Il progetto MEDITS (MEDiterranean Trawl Survey) è iniziato nel 1994 come collaborazione tra molti paesi mediterranei come Francia, Italia, Grecia, Spagna, Malta, Algeria, Marocco,Slovenia e Croazia. L’area interessata dal progetto va dallo Stretto di Gibilterra al Mar Egeo con profondità variabili da 0 a 800 metri.
Il progetto GRUND (GRUppo Nazionale risorse Demersali), iniziato nel 1985, è finalizzato alla valutazione delle risorse demersali dei mari italiani (legge41/82). Coinvolge 11 unità operative che operano in tutti i mari italiani a profondità compresa tra 0 e 800 metri.
In queste campagne il campionamento è di tipo random stratificato. Sono stati infatti costruiti cinque strati a diverse batimetrie al fine di garantire una maggiore omogeneità dei parametri ecologici di riferimento (Relini, 1998). Gli strati batimetrici sono così suddivisi:
Strato A = 0-50 m; Strato B = 51-100m; Strato C = 101-200m; Strato D = 201-500m; Strato E = 501-800m.
In base alla superficie dello strato, le cale complessivamente disponibili sono state distribuite proporzionalmente e posizionate secondo un disegno casuale.
Figura 18 Distribuzione delle cale nell’area di studio per le campagne GRUND e MEDITS 2001-04
Per il campionamento nell’area di studio sono stati utilizzati diversi pescherecci equipaggiati con reti a strascico:
Figura 19 Schema di una rete a strascico in pesca.
Tutte le cale sono state effettuate nell’arco di tempo tra l’alba e il tramonto, a velocità di 3 nodi e con durata effettiva calcolata dal momento in cui la rete toccava il fondo al momento in cui venivano salpati i cavi. Il tempo di strascico era di 1 ora per le cale GRUND e per quelle MEDITS a profondità maggiori di 200m; mentre era di soli
30 minuti per le cale MEDITS condotte a profondità inferiori (Relini, 1998).
Una volta raccolto il pescato, tra cui spesso si sono ritrovate le capsule di razza, veniva pesato, contato e stivato nella cella frigorifera in casse di polistirolo distinte dal codice della cala.
Le capsule utilizzate nel presente lavoro provengono da 64 campagne di cui 41 riguardano i progetti GRUND e MEDITS nell’area del Mar Tirreno settentrionale-Mar Ligure meridionale, e le restanti 23 hanno varia origine, dalla piccola pesca a contribuiti di singoli individui, e provengono sia dall’area di studio, sia da altri tratti di mare italiani. Inoltre parte del materiale è stato raccolto grazie a progetti locali SFOP (Strumento Finanziario di Orientamento per la Pesca) o durante i progetti ministeriali come ad esempio CampBiol e Progetto Scarti, progetti questi che campionano anche la piccola pesca artigianale con tremaglio e palamiti.
Figura 20 Schema di un tremaglio in pesca.
2.3 LABORATORIO
La maggior parte dei campioni analizzati era conservata in alcool al 70% per garantire un buon mantenimento delle caratteristiche delle capsule. Solamente alcuni sono stati esaminati freschi, entro pochi giorni dal ritrovamento. Per garantirne una migliore conservazione sono state poste in cella frigorifera a temperatura di -20°C, e , successivamente ripulite dalla sabbia e dal materiale di scarto presente all’ interno o sulla superficie, per poi essere conservate in alcool.
La prima fase del lavoro prevedeva l’acquisizione dei dati morfobiometrici. Sono state misurate 245 capsule provenienti da 64 campionamenti diversi ma solamente le misure di 197 sono state utilizzate nell’analisi statistica per l’incompletezza dei dati di 48 capsule. La cattiva conservazione, il periodo di tempo trascorso in mare o all’aria, e la fragilità propria delle capsule, hanno infatti determinato la rottura parziale o completa di corna, frange e spesso del corpo della capsula, tali da non permettere la misurazione delle strutture necessarie allo studio. Alle capsule sono attribuiti dei codici che
riconducono facilmente alle specifiche del campionamento. Per le capsule raccolte durante le campagne GRUND e MEDITS i codici si compongono di 3 parti come da schema:
CAMPAGNA SIGLA ANNO CALA CODICE CAPSULA GRUND S 28 A8 1-S28-A8 MEDITS M 04 127 1-M04-127
Per le campagne GRUND, l’anno e la cala sono definiti in maniera differente dalle campagne MEDITS. L’anno è indicato da un numero progressivo a partire dal numero 1 che corrisponde al primo anno di questa campagna (1985), per cui S28 = 2002. La cala viene invece identificata mediante la lettera che indica lo strato batimetrico a cui la cala è stata effettuata e dal numero della cala.
A= 10-50 B= 50-100 C= 100-200 D= 200-500 E= 500-800
Per tutte le capsule di provenienza esterna ai progetti di cui sopra, sono stati invece associati codici del tutto arbitrari.
Tra tutte le capsule a disposizione, la specie di appartenenza è stata associata solamente a 26 in quanto ritrovate all’interno del corpo di una femmina gravida. Eliminate le capsule rovinate, per ogni uovo sono state misurate le seguenti variabili: peso (P), lunghezza totale (LuT), larghezza totale (LaT), lunghezza delle corna prossimali (CP) e delle corna distali (CD), larghezza delle frange superiori (FS), delle frange inferiori (FI) e di quelle laterali (FL). Queste sono le uniche componenti della capsula morfologicamente distinte a seconda della specie, e quindi probabilmente utili alla classificazione delle stesse. Una rappresentazione schematica di una capsula ovarica e delle componenti misurate è rappresentato in Figura 22.
Figura 22 Disegno schematico della struttura di una capsula ovarica e variabili morfobiometriche caratteristiche.
Il peso, misurato mediante una bilancia elettronica Sartorius 1600 a piattello, è stato rilevato con una precisione al decimo di grammo. Le altre misure sono state rilevate mediante l’impiego di un calibro con una precisione del decimo di millimetro, ad eccezione della lunghezza totale, rilevata con un ittiometro graduato al mezzo centimetro.
2.3.1 Analisi dei dati
Una volta raccolti i dati relativi a tutte le capsule l’elaborazione statistica è stata effettuata tramite il software Primerv5 (Plymouth Routines in Multivariate Ecological Research) elaborato e scritto presso il Plymouth Marine Laboratori (Gran Bretagna), (Clarcke e Warwich, 1994). Si tratta di un pacchetto statistico appositamente costruito per analizzare la struttura delle comunità biologiche. In questo caso è stato utilizzato per costruire matrici di similarità, per avviare la Cluster Analysis e l’Analisi delle Componenti Principali (PCA).
Si è quindi proceduto alla creazione di un cluster delle 26 capsule di specie nota, per poter verificare l’efficacia delle variabili nella discriminazione specifica delle capsule. Purtroppo il cluster confondeva specie diverse ed è stato quindi ipotizzato che alcune variabili potessero avere un effetto di disturbo sul risultato. Si è cercato pertanto di individuare quali misure potessero essere maggiormente soggette ad errore a causa delle caratteristiche stesse delle componenti della capsula (es. struttura particolarmente sottile o fragile). Si è inoltre analizzata la matrice di correlazione delle 7 variabili prese in esame, al fine di identificare quella che più si
correlava con un’ altra per eliminare l’eventuale ridondanza. A seguito di questa analisi le variabili morfobiometriche sono state ridotte a 5, con l’eliminazione della lunghezza totale e della larghezza delle frange inferiori. La successiva Cluster Analysis, ripetuta nuovamente sulle 26 capsule definite, è riuscita a discriminare le specie, ed è stato pertanto possibile estendere l’analisi alle 171 capsule di specie ignota. Il cluster finale le suddivide in gruppi all’interno dei quali si vanno a disporre le 26 capsule note, dando una prima caratterizzazione specifica alle stesse. A completamento di questo studio si è infine applicata l’analisi delle componenti principali. Una volta stabilito che la combinazione di variabili utilizzate permette di porre in relazione tra loro le capsule oggetto di studio, riuscendo a classificarle anche a livello specifico, si è cercato di individuare un metodo semplice, veloce e di facile applicazione che permettesse la classificazione delle capsule con un numero minimo di variabili. A tale scopo sono state esaminate le funzioni di correlazione tra le coppie di variabili, alla ricerca di quella che separasse le specie in maniera netta, indipendentemente dal valore del coefficiente di correlazione. Le due variabili che distinguono più nettamente le specie sulla retta di regressione sono larghezza e
lunghezza delle corna prossimali. È quindi stato possibile discriminare la specie sulla base delle misure di sole due strutture delle capsule.
Un primo approccio per identificare le specie di appartenenza di ogni capsula è stato realizzato proiettando sulla funzione discriminante i punti corrispondenti alle singole capsule ricavando pertanto i primi intervalli di valori all’interno dei quali le capsule delle diverse specie andavano a ricadere. Nel proseguire del lavoro con il termine “proiezione” di una capsula si intende la distanza della proiezione del punto identificante la capsula sulla funzione discriminante, dal punto intersezione con l’asse delle Y. Per ogni specie è stata poi costruita la gaussiana corrispondente alla media e deviazione standard ricavate dalle misure di proiezione del campione in esame. A questo punto si è calcolata la probabilità cumulativa corrispondente a diversi valori di proiezione, definendo la probabilità, espressa in percentuale, che una capsula con una data proiezione appartenesse ad una specie piuttosto che ad un’altra. All’approccio statistico-probabilistico è stata aggiunta anche una rappresentazione grafica delle probabilità cumulative e si è creato un programma con un foglio di Excel che permette l’immediata
associazione ad una capsula di un determinato livello di probabilità di appartenenza ad ogni specie.
A completamento del lavoro sono state infine costruite delle cartine inserendo i dati relativi agli areali di distribuzione delle specie e le coordinate delle cale dove sono state pescate le capsule. Nella rappresentazione grafica la superficie delle bolle è proporzionale o all’abbondanza degli individui pescati o delle capsule ritrovate. È stato pertanto possibile verificare la congruenza tra la classificazione delle capsule e la loro distribuzione geografica.
Schema riassuntivo della procedura di analisi dei
campioni ed analisi dei dati
64 campioni 245 capsule Peso Lunghezza Larghezza Corna prossimali Corna distali Frange superiori CLUSTER PCA ( con 7 variabili) 26 capsule note CLUSTERe PCA 5 variabili Analisi per esclusione variabili inutili CLUSTER e PCA Classificazio ne capsule specie ignota Riduzione a 2 parametri Analisi discriminan te Metodo di classificazione con probabilità % Cluster non separa specie note 197 capsule
